Incubación en Salud y Bienestar Aviar

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By Dr. Edgar Oviedo Rondon Artículo Científico 20 octubre, 2023

Introducción

Los embriones de todas las especies aviares tienen una gran capacidad de adaptación a las condiciones ambientales de temperatura, humedad, concentración de oxígeno y gas carbónico, volteo, y presencia de luz o tipo de luz durante la incubación. Esta capacidad se llama plasticidad fenotípica, metabólica o del desarrollo (Branum et al., 2016). El objetivo de estos mecanismos de plasticidad es la sobrevivencia del embrión, pero en este proceso varios eventos fisiológicos y metabólicos normales pueden alterarse. Estas alteraciones pueden afectar la salud del individuo bajo ciertas circunstancias, con implicaciones al lote o parvada y características de los individuos que hoy evaluamos como bienestar animal o aviar (Yalçin y Oviedo-Rondón, 2023).

Cada tejido o sistema fisiológico puede verse afectado por variaciones en las condiciones ambientales a las que son sujetos los huevos desde el momento de la ovoposición. En esta revisión haremos énfasis en algunas de las evidencias de modificaciones en factores de incubación que pueden afectar el desarrollo de los tejidos y órganos con impacto en la salud y el bienestar animal después de la eclosión.. Esta revisión puede ayudar a generar estrategias de control de enfermedades y resolver algunos problemas que son difíciles de elucidar teniendo en cuenta solo los factores de granja.

Estos factores cobran mayor relevancia en las condiciones actuales de la avicultura cambiando a sistemas de producción libre de antibióticos y con regulaciones crecientes sobre bienestar animal.

La incubación puede estar involucrada o puede ayudar a mitigar la mayoría de las enfermedades no infecciosas y algunas infecciosas de las aves marcadas como principal preocupación para veterinarios a nivel global (Oviedo-Rondón, 2022).

Lógicamente la calidad microbiológica del pollito también es importante para la salud posteclosión, al igual que la estimulación del sistema inmune a través de las vacunas aplicadas en la incubadora in ovo o al primer día. Pero estos aspectos serán cubiertos en otra revisión. Aquí nos centraremos en los aspectos de manejo del huevo y de las máquinas que afectan desarrollo de sistemas con impacto en salud y bienestar únicamente. Tampoco discutiremos la multitud de productos que han sido evaluados para aplicar in ovo, al nacimiento, o durante el transporte de pollitos. Muchos de los cuales bajo ciertas circunstancias pueden tener efectos positivos, pero no siempre.

Problemas de salud y bienestar animal con relación a la incubación

Durante la incubación se desarrollan y maduran órganos y sistemas fisiológicos críticos para la regulación del metabolismo y la tasa de crecimiento como son el sistema hormonal. El número de células de muchos tejidos como los músculos queda predeterminado antes de la eclosión y solo sufren hiperplasia durante la vida post-eclosión. Adicionalmente, el estrés oxidativo durante el período pre-eclosión puede tener efectos negativos en funciones cardiovasculares y del sistema músculo esquelético. Muchos de estos efectos no se modifican en la vida post-eclosión causando potenciales problemas de salud o de desarrollo.

Algunos de estos efectos de la incubación subóptima pueden ocasionar pollitos débiles, letárgicos y con dificultad para buscar agua y alimento en la granja. Estos problemas los pueden llevar a la deshidratación, ser más susceptibles a patógenos y eventualmente a la muerte. Algunos otros efectos más severos llevan a la muerte como los síndromes de ascitis o muerte súbita, o defectos del animal como los problemas de columna, picos, patas, plumas, piel, y músculos. El crecimiento de corazón, huesos, molleja, proventrículo, e intestinos se ve afectado. Las capas de la epidermis de la piel se ven alteradas por la incubación subóptima. Estos defectos del desarrollo pueden causar problemas de locomoción y cojeras. Otros efectos de incubación subóptima pueden incluir inmunosupresión temporal o permanente en las aves. Esta inmunosupresión puede afectar la resiliencia de las aves a enfermedades causadas por bacterias o protozoarios. El estrés durante la incubación puede crear susceptibilidad a respuestas de células inmunitarias en ciertos tejidos, no relacionadas directamente a una respuesta inmune como las pododermatitis.

1. Problemas generales de calidad del pollito al nacimiento

Durante las últimas etapas de desarrollo del embrión (ED17.5 d a ED21 d), la yema es la fuente principal de energía. La utilización de la yema es influenciada por la presión parcial de oxígeno, la temperatura y la humedad. Elevadas temperaturas de cáscara (>100.5 ^oF)o falta de oxígeno (< 20%) causan reducción en la absorción de la yema. Consecuentemente los embriones usan la energía que han almacenado en sus hígados y músculos como glucógeno, la cual es un carbohidrato que no requiere oxígeno para su degradación. Sin embargo, el glucógeno no se almacena en grandes cantidades y las condiciones anormales de incubación pueden resultar en que los embriones en desarrollo agoten sus reservas de glucógeno, y si el pollito llega a nacer es más débil y de poca calidad. Estos pollitos pueden ser letárgicos, se demoran para iniciar el consumo de alimento y pueden morir más frecuentemente por inanición, elevando la mortalidad en las granjas durante los primeros días de vida.

Adicionalmente, las temperaturas elevadas en la nacedora pueden producir pollitos hipotiroideos (Christensen et al., 2004, 2007) lo cual impacta negativamente el proceso de desarrollo de otros sistemas fisiológicos tales como el sistema inmunológico, la termorregulación, el cardiovascular, el tracto gastrointestinal y el sistema locomotor. Los pollitos que han nacido muy temprano y duran más de 48 horas desde la eclosión hasta ingerir alimento también tienen una preferencia por temperaturas de cría entre 2 y 2.2 oC mayores que los pollitos que acceden al alimento durante las primeras 12 a 24 horas post-eclosión (Wijnen et al., 2022).

2. Problemas óseos, tendones y de locomoción.

Varios factores de incubación pueden afectar el desarrollo óseo en pollos de engorde, pavos (Oviedo-Rondón et al., 2008a, B) y patos (Da Costa et al., 2016). Estos efectos fueron recientemente revisados en detalle por Oviedo-Rondón (2023). Los factores que afectan huesos, columna, tendones y finalmente locomoción incluyen temperatura (Van der Pol et al., 2014; Chen et al., 2018), las concentraciones de oxígeno (O2), por la altitud de la incubadora o la mala ventilación, el alto dióxido de carbono (CO2) por fallas en la ventilación (Oviedo-Rondón et al., 2008a, b), y la luz (van der et al., 2017; Güz et al., 2021; Shah y Özkan, 2022; Yalçin et al., 2022).

Los defectos de las patas que causan cojeras o hasta parálisis son todavía frecuentes en pollos de engorde a pesar de los esfuerzos hechos en selección genética, manejo en las granjas y nutrición. Un aspecto muchas veces olvidado es que el desarrollo de todo el sistema locomotor conformado por huesos, tendones, cartílagos, ligamentos y músculos se inicia y tiene la mayor tasa de crecimiento durante el periodo embrionario. Las condiciones ambientales adversas o desuniformes durante la incubación son los problemas más comunes en producción avícola comercial, y estos pueden afectar el desarrollo óseo e incrementar los problemas de patas de los pollos.

Nuestros resultados de investigación y otros publicados en los últimos 15 años indican que la adecuada pre-incubación con buen flujo del aire, y evitar temperaturas bajas durante la incubación es determinante para un desarrollo óseo adecuado, disminuir la incidencia de deformaciones de los dedos y de los huesos de las piernas, y reducir la asimetría relativa entre las dos piernas (Oviedo-Rondón et al., 2008 a, b; d; 2009a, b; Eusebio-Balcazar et al., 2014). Hoy en día, esta asimetría relativa entre las dos extremidades, que es consecuencia del estrés en el desarrollo de los animales es considerada como uno de los parámetros para estimar el bienestar animal (Møller et al., 1999). La asimetría entre los huesos puede afectar la alineación de las partes de las piernas y puede causar que las aves adopten patrones de movimiento diferentes de los considerados normales, que generalmente son menos eficientes energéticamente, y fácilmente observados como cojeras. Adicionalmente, estas dimensiones asimétricas ocasionan fuerzas anormales a los huesos y articulaciones desde etapas muy tempranas en la vida del ave afectando sutilmente su desarrollo pos-eclosión y causar los problemas de piernas que son visibles solo en las etapas más avanzadas de la vida.

El desarrollo y fortaleza del tendón del músculo gastrocnemio son cruciales para la locomoción de las aves. Fallas en el correcto alineamiento, estructura y tamaño de las fibras de colágeno y de glucosaminoglicanos que conforman el tendón afectan el caminar normal, pueden causar reducción en la movilidad y, consecuentemente, pueden afectar el desarrollo de los huesos. Nuestro grupo de investigación en la Universidad Estatal de Carolina del Norte evaluó el tamaño de las fibras de colágeno tipo I y de decorina en tendones de tres grupos de pollos con diferente manejo a nivel de las reproductoras e incubados bajo dos perfiles de temperatura de incubación. Los huevos fueron incubados bien a condiciones estándares para mantener la temperatura de las cáscaras de los huevos cercana a 37.5 oC, o con un perfil de temperatura para mantener las cáscaras a 36 oC durante la primera semana, 37.5 oC la segunda semana y 39 oC la última semana de incubación. A la eclosión, los machos fueron seleccionados y ubicados en jaulas para crecer hasta los 21 días.

Los tendones fueron evaluados al nacimiento y a los 4, 14 y 21 días de edad. Los resultados indicaron que las fibras de colágeno fueron más gruesas en los tendones de pollos incubados bajo condiciones estándares que aquellas de pollos incubados bajo un perfil de baja temperatura en la primera semana y alta al final.

Las altas temperaturas y la hipoxia durante la última fase de incubación reducen el desarrollo óseo, incrementan la asimetría entre los huesos de las dos piernas, y disminuyen la expresión genética y la producción de la proteína colágeno tipo X, y del factor de crecimiento TGF-ß, las cuales son moléculas importantes para la apropiada osificación del hueso (Oviedo-Rondón et al., 2006 a, b, 2008c; Oviedo-Rondón y Wineland, 2008; Oviedo, 2007, 2009a, b). Ciertos problemas como la discondroplasia tibial son observados después de las tres semanas de vida, pero su origen ha sido recientemente (Yalçin et al., 2007; Oviedo-Rondón et al., 2008) correlacionado con temperaturas subóptimas (36.9 ó 39.5 oC) durante los primeros 8 días de incubación. Inclusive, períodos cortos (6 h/día) de temperaturas excesivas (39 oC) durante la fase intermedia (10 a 18 días) de incubación puede también reducir el desarrollo de las tibias de los pollos. Es importante resaltar que el tratar de mejorar las condiciones de incubación puede reducir la incidencia de problemas de piernas en campo, pero no eliminarlos completamente pues estos también tienen un componente genético, influencia directa de la madre, y pueden ser inducidos después de la eclosión, por condiciones estresantes de alta temperatura y baja ventilación durante el transporte de los pollitos de la incubadora a la granja, altas temperaturas durante la cría en el galpón, o programas de luz muy intensivos sin periodos de oscuridad.

No se observaron diferencias entre los grupos de pollos de diferente manejo alimenticio de las reproductoras. Los resultados de este estudio indican que las condiciones de incubación tienen más importancia en el desarrollo de los huesos y los tendones de la progenie que la restricción alimentaria de las reproductoras. Es importante resaltar que en este caso las diferencias en desarrollo del tendón no incluyen inflamación o lesiones que si se observan cuando existe infecciones por reovirus.

Los efectos benéficos de una adecuada incubación sobre los problemas de patas en pollos también han sido observados bajo condiciones comerciales durante diez nacimientos en lotes de aproximadamente 80.000 pollos cada uno de una incubadora comercial y en granjas comerciales (Oviedo-Rondón et al., 2009c). Los resultados indicaron que los pollos obtenidos con el perfil de incubación mejor controlado de máquinas de una sola etapa tuvieron menor incidencia de dedos torcidos y mejor puntuación de grado de la marcha (Gait score 0) que los pollos provenientes de máquinas de etapa múltiple donde las condiciones de temperatura son más difíciles de controlar.

3. Ascitis y muerte súbita

Altas temperaturas de la cáscara durante la incubación (38.9 oC temperatura de máquina) alteran el desarrollo del músculo cardíaco y pueden causar cambios en la proporción entre el ventrículo derecho e izquierdo y aumento de la mortalidad especialmente la debida a ascitis (Molenaar et al., 2011). La alta temperatura y bajo oxígeno agotan el glucógeno del músculo cardíaco, incrementan el ácido láctico y pueden llevar a alteraciones del desarrollo y la función cardíaca como las arritmias que pueden causar la muerte súbita en pollos. La hipoxia que puede causar estos problemas cobra más relevancia durante la última fase de incubación en embriones de huevos almacenados por más de 7 días, e incubadoras a más de 1,500 msnm donde la concentración de oxígeno comienza a ser menor que a nivel del mar.

4. Inmunosupresión temporal o permanente

La inmunosupresión en pollitos debido a condiciones estresantes durante la incubación se puede deber a fallas en la maduración de ciertos órganos como el timo y la bursa a la cual migran células inmunitarias desde la médula ósea justo antes de la eclosión. El desarrollo de la bursa y el timo son reducidos por las altas temperaturas (37.8 vs 38.8 oC, 40.1-40.6 oC en la cáscara, a 65 ± 2% de HR) durante la incubación (Oznurlu et al., 2010). Este efecto puede ser observado en los pollitos de una semana por claros signos de inmunosupresión. Este aspecto de inmunosupresión temprana es vital para el desarrollo de los PLA y NAE (Wijnen et al., 2020).

Cuando no hay buen pre-calentamiento, hay temperaturas bajas o altas durante la incubación, la ventana de nacimiento se amplía. Aquellos pollitos que eclosionan muy temprano son más susceptibles a inmunosupresión. En algunos casos, es observado que varios pollitos ya están eclosionando al momento de la transferencia, más de 36 horas antes que el resto del lote. El ayuno por 48 horas causa demoras significativas en el desarrollo del sistema linfocitario asociado al intestino. En parte esta inmunosupresión puede deberse a la elevación en corticosterona observada en pollitos en ayuno (Wijnen et al., 2022b). Estas demoras en respuestas celulares y humorales que también puede afectar migración de células a la bursa, puede causar inmunosupresión temporaria por hasta 12 días. Cuando los antígenos no son reconocidos temprano en la vida pueden dejar de generar respuesta. Bacterias patógenas tipo Salmonella o protozoarios pueden colonizar el tracto intestinal causando que se conviertan en normales y difíciles de eliminar. Estos pocos pollos se convierten en replicadores de patógenos para el lote.

En 2017, con Borst et al. y en 2018 con Chen et al. evaluaron los efectos de la incubación en la espondilitis enterococcica. Observamos que la incubación subóptima causaba asimetría ósea, más lesiones de osteocondrosis dissecans que estaba asociada (r = 0.65) con lesiones de espondilitis enterocócica.

Estas lesiones pueden causar parálisis del ave cerca de la quinta semana de vida, aumento de la eliminación y claramente un problema de bienestar animal.

Recientemente Wijnen et al. (2022a) evaluó los efectos que un aumento de temperatura de la cáscara de 37.8 oC a 38.9oC, durante los días 7 a 14 días de incubación, en la respuesta a inoculación intratraqueal de E. coli a los 8 días post-eclosión. La temperatura elevada (38.9 oC) en la segunda semana lógicamente redujo la duración de la incubación en 4 horas (483 vs. 487 horas) y los pollitos fueron 0.1 cm más largos (18.7 vs 18.6 cm). Este tratamiento se unió al acceso temprano o tardío (48 horas post-eclosión) en un experimento factorial. Estos investigadores evaluaron la incidencia y severidad de la colibacilosis sistémica y local. Los resultados indicaron que cuando la temperatura de la cáscara es correcta (37.8 oC) el acceso temprano al alimento ayuda a reducir las lesiones de colibacilosis (Tabla 1). Pero curiosamente en aves sobrecalentadas el acceso temprano al alimento causaba mayor infección sistémica.

El acceso temprano al alimento es importante para todo el desarrollo intestinal, el crecimiento, y principalmente por el desarrollo de todo el sistema inmunitario. Por ello varias empresas han desarrollado sistemas de acceso directo al alimento y agua justo después de la eclosión (Hatchbrood, SmartHatch, Patio) o nacimiento directamente en granja. Estos sistemas de nacedoras han probado ser altamente efectivas para reducir pododermatitis, problemas de patas, mortalidad temprana, y en ocasiones desempeño especialmente en progenie de reproductoras jóvenes.

5. Pododermatitis

La pododermatitis es un problema de salud aviar común a todas las especies aviares. Nuestras investigaciones indicaron que condiciones de incubación alteran el desarrollo de la piel de la superficie plantar de las aves. Un grupo holandés reportó en el 2012, que la incubación es un factor importante en la variación observada en incidencia de pododermatitis en el campo. Nuestra investigación en los últimos 10 años concluyó que condiciones de estrés por alta temperatura en la nacedora parecen disminuir el desarrollo de varias capas de la piel, lo que parece ser un efecto negativo. Una incubación óptima ayuda a obtener pollos con mejor estructura de la piel a los 22 días de edad y el estrés de incubación es un factor que aumenta la incidencia de pododermatitis o susceptibilidad a sufrirla cuando las condiciones de la cama están muy húmedas. Las aves expuestas a condiciones subóptimas también expresan citoquinas que estimulan la atracción de células a la piel del cojinete plantar y desarrollo de un proceso inflamatorio no especifico que se puede ulcerar.

6. Tracto gastrointestinal

Nuestros resultados de investigación y a nivel comercial indican que las temperaturas elevadas durante los últimos 4 días de incubación tienen efectos adversos sobre el crecimiento del embrión y el desarrollo del tracto gastrointestinal. Las elevadas temperaturas reducen la masa de los tejidos de la molleja, proventrículo, hígado, intestinos, y la actividad enzimática. Por ejemplo, nuestro grupo de investigación ha comprobado que el peso promedio de los pollitos se reduce en solo 5%, lo que indicaría entre 2 ó 3 gramos menos; pero el tamaño relativo al peso vivo del proventrículo, la molleja y del intestino se reduce en 13% y 16%, respectivamente (Leksrisompong et al., 2007; Wineland et al., 2006a, b). De la misma manera hemos observado que la actividad de la enzima maltasa disminuye drásticamente en pollitos provenientes de huevos sobrecalentados en comparación con pollitos que fueron incubados a temperaturas óptimas. Estos efectos tienen implicaciones en la capacidad digestiva de los pollos al nacimiento y probablemente en la incidencia de problemas intestinales y resistencia a parásitos.

7. Músculos

La temperatura de incubación puede tener un efecto sobre el desarrollo temprano de los músculos. Esa influencia puede ser positiva cuando es un estímulo de temperatura entre 9 y 12 días de incubación solo por 6 horas o menos y no más de un grado centígrado. Pero es más común observar el efecto negativo cuando hay estrés calórico de un grado o más en los últimos 3 o 4 días de incubación. Algunas investigaciones indican que temperaturas un poco más altas de lo recomendadas durante los días 9 y 12 de incubación por 2 a 6 horas/día incrementan el número de fibras en la pierna y pechuga y consecuentemente el total de carne producida al momento de sacrificio. Las temperaturas altas (39.6°C/6h/día) entre el 10 y hasta el día 18 pueden inducir mejor adaptación a altas temperaturas en los pollos entre la 3 y 6 semana post-eclosión que manteniendo las temperaturas a 37.8°C (Yalçin et al., 2010). Los resultados de la investigación de Yalçin et al. (2010) indicaron que un aumento en la temperatura de incubación del día 10 al 18 durante 6 horas al día no afectó el peso de los pollitos y minimiza los efectos negativos del estrés por calor sobre el peso al sacrificio y el rendimiento de pechuga cuando los pollos fueron expuestos a ciclos diarios de temperatura elevada del día 21 a 42.

En contraste, nuestra investigación con pollos y patos, revisada recientemente en Oviedo-Rondón et al. (2021) indica que temperaturas de cáscara cercanas a 39 oC durante los últimos 3 o 4 días de incubación, y la hipoxia tienen un efecto negativo sobre los músculos del picaje, la pierna y la pechuga. Tanto el músculo del picaje, el cual es un músculo de permanencia transitoria y el músculo de la pierna, tienen importancia durante el proceso de eclosión y su degradación esta correlacionada con mortalidad al momento de la eclosión. El músculo de la pechuga no es utilizado en la eclosión, pero puede ser una fuente de substrato de energía si la yema del huevo y las otras reservas de glucógeno de los músculos son limitadas. El músculo de la pechuga es generalmente más rico en glucógeno en pollos y pavos que los otros dos músculos, por lo cual también actúa como reserva de energía y como fuente de aminoácidos gluconeogénicos, en caso dado que se necesite glucosa, pero degrada las fibras musculares las cuales tienen muy baja replicación después del nacimiento y por lo tanto es muy importante mantenerlas para obtener buena producción de carne de pechuga en el pollo. En nuestros estudios hemos observado degradación de las fibras musculares en las pechugas de pollos sometidos a elevadas temperaturas durante la última fase de incubación, que puede afectar la calidad de la carne al sacrificio. Estos defectos después son observados como mayor incidencia de miopatías como mayor incidencia de músculo de madera en la carne de pollos sacrificados a los 49 a 56 días. Igualmente, las propiedades como el color, pH y el tamaño de las fibras se ven alteradas.

Conclusiones

Las condiciones de temperatura y ventilación especialmente durante la fase inicial y final de la incubación tienen efectos permanentes en el desarrollo del embrión que afectan todo su crecimiento post-eclosión y pueden afectar la inmunidad, el desarrollo de huesos, músculos tendones, piel, sistema inmunitario, entre otros. Estos efectos pueden ser observados en la salud, y bienestar animal de las aves de corral. Estos incluyen aumento en la mortalidad de primera semana, problemas de patas, de columna y locomoción. Igualmente, muertes súbita y ascitis, problemas infecciosos, baja respuesta a las vacunas aplicadas en la incubadora, mayor prevalencia de E. coli, Salmonelosis, y coccidias pueden ser relacionados con incubación subóptima y estrés durante la incubación. Finalmente, la óptima incubación puede ayudar a reducir problemas como miopatías y problemas de calidad de la carne, problemas de salud intestinal y pododermatitis.

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