Síndrome Estrés Porcino (Primer parte)

En la actualidad, la optimización en la producción de carne de cerdo de calidad, deben de ir acompañadas de la aplicación de la biotecnología del acido desoxirribonucleico (ADN). La biotecnología del ADN presenta grandes ventajas e innumerables aplicaciones, como son: el chequeo de parentesco, trazabilidad, tipificación de genes de interés en producción o marcadores asociados a caracteres cuantitativos de producción, y detección de enfermedades (Haley y col.; 1991; Calvo y col., 1997; De Vries y col., 2000). El Síndrome Estrés Porcino (PSS) o Hiperemia Maligna (MH) es una enfermedad hereditaria monogenética recesiva que se caracteriza por un desorden neuromuscular (Shen y col., 1992), son un lucus autosonal único, denominado inicialmente gen halotano (HAL) y actualmente llamado gen receptor de la ryanodina “Ryrl” (Dekkers, 1999). El PSS se caracteriza por producir la muerte en los cerdos homocigotos recesivos, así como la aparición de canales con carne pálida, blanda y exudativa (PSE) o carne oscura, dura y seca (DFD), con menor frecuencia, en cerdos homocigotos recesivos y heterocigotos.  

Esto representa graves perdidas económicas para la industria porcina, ya que estas carnes no tiene mercado y son decomisadas. Antiguamente, el diagnostico de esta enfermedad se realizaba con la prueba del halotano. Los avances en el campo de la genética molecular (De Vries y col., 2000) han puesto claramente en evidencia entre el PPS y la mutación del gen Ryrl en el nucleótido 1843 (Fuji y col., 1991). Por medio de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), hoy se diagnostican a los cerdos como sanos  (homocigotos recesivos) (Brascamp y col., 1995; Calvo y col., 1997). La estrategia de selección de las empresas genéticas parece ser la eliminación del gen Ryrl con la mutación 1843 en las líneas materna y paternas (Webb, 1996)

Hipertemia Maligna, Muerte Durante el Transporte, Carne de Cerdo, Pálida, Blanda y Exudativa, Necrosis Muscular del Lomo.

En los últimos 35 años, el sector productor de cerdos, a nivel mundial, se ha esforzado en seleccionar cerdos magros. Sin embargo, a partir de la década de los sesenta, se observo que los resultados de selección iban unidos a una alta mortalidad por estrés (Calvo y col., 1997). Se  detecto que la selección de reproductores con mejores características magras y mayor desarrollo muscular implicaba animales enfermos o potadores de la enfermedad PSS, transmitiendo a la descendencia el carácter. Hoy se conoce que el PSS presenta un modelo de herencia mendeliana recesiva simple. La enfermedad esta controlada por un gen recesivo llamado gen receptor de la ryanodina, Ryrl (Fujii y col., 1991), anteriormente denominado gen Halotano (Dekkers, 1999) con un locus autosomal único que se  encuentra ubicado en el cromosoma 6 del cerdo. 

El gen Ryrl esta constituido por 15.105 nucleótidos y tiene dos expresiones a elelos: el elelo normal es dominante sobre el alelo mutado. El control genético de la enfermedad implica que la expresión del alelo recesivo, en el individuo, ha de tener la condición  homocigótica, el individuo es normal, permaneciendo el alelo mutado escondido, pudiendo transmitirse a las siguientes generaciones. De esta forma los individuos pueden presentar tres genotipos diferentes a saber: 

1.Individuos normales: sanos no portadores. Homocigotos dominantes (CC). 

2.Individuos portadores: sanos, portadores del alelo mutado T a la descendencia, transmisores del alelo mutado, heterocigotos (CT).

3.Individuos efermos: transmisores del alelo mutado, homocigotos recesivos (TT), (Calvo y col., 1997).

Ambos alelos exhiben penetrancia incompleta (Mikkena y col., 1977). El canal liberador de calcio (CRC) es codificado por tres genes denominados Ryr1, Ryr” y Ryr3, con expresión de tejido especifico. Solamente el gen Ryr1 se expresa en el músculo esquelético y también en el cerebro, particularmente en las células cerebrales de purkinje. El gen ryr2 se expresa en el orazon, endotelio y mayormente en el cerebro. El gen Ryr3 se manifiesta en el músculo liso, epitelios y cerebro (O´Brien, 1995).

La evidencia de la concurrencia del Síndrome de Estrés Porcino y la mutación se pudieron rastrear en los comienzos del siglo 20 en Alemania. La carne de cerdo pálida y exudativa era inadecuada para la industria de embutidos de Alemania, hecho que se describió en ese país en 1914. La falla cardiaca aguda, la degeneración y la apariencia pálida y exudativa del músculo esquelético se observo en cerdos alemanes entre 1920 y 1930. El síndrome se asocio con cruzamiento consanguíneos, sumado al estrés de manejo y transporte de animales (O´Brien, 1995). La mutación del PSS se propago aparentemente por los cerdos Pietrain (O´Brien, 1995). Esta raza, apareció en la comunidad de Pietrain, en la provincia Belga de Brandant, aproximadamente en 1920, como resultado de la mutación del PSS;  por el efecto excepcional del desarrollo muscular se la selecciono intensamente, siendo reconocida oficialmente como raza en 1950. El termino degeneración muscular, se aplico en 1948, a cerdos Landrace y en Estados Unidos con el Poland de China, trasformándose los cerdos en musculosos con PSS y musculosos PSE. Estudios en cerdos Pietrain  y Polan China a mediados de 1960, indicaron una asociación entre la susceptibilidad a estrés hereditario, con respuestas fisiológicas exageradas a estrés social y térmico, con desarrollo de músculos PSE. El término Síndrome Estrés Porcino se reconoció en 1968 por Topel. Con el desarrollo de la prueba del halotano 1974, la mutación del PSS pudo ser detectada.

En la mayoría de  los países los cerdos de las razas Hampshire, Duroc, Large White y Yorkshire se excitaban poco al halotano. Los cerdos Pietrain, Poland China y especialmente Landrace reaccionaban frecuentemente. En la década del 70 los porcentajes y localizaciones geográficas de los cerdos Landrace que eran reactores al halotano hicieron pensar que la mutación se difundió desde Bélgica y Alemania: 85% en Bélgica, 68% en Alemania, 22% en Holanda, 18% en Francia, 15% en Suecia, 14% en Suiza y Sud África, 11% en Bretaña, 7% en Dinamarca y 5% en Noruega, Irlanda y Australia. Por medio de las razas Pietran, Poland China y especialmente  la Landrace, la mutación se difundió en pocas décadas y virtualmente se transmitió a las otras razas del cerdo domestico usadas para la producción intensiva de carne en todo el mundo  (O´Brien, 1995).

Los animales susceptibles a la MH son: el cardo la vaca, el pollo, el conejo, el jabalí europeo y el hombre.

El PSS ocurre en todo el mundo, pero existe una considerable variación en cuanto a la frecuencia en las razas y regiones. En algunos países de Europa la prevalencia de este síndrome ha aumentado durante los últimos años. Hoy constituye un problema importante en la producción porcina. Tal hecho da dependido de la selección negligente o descuidada respecto a este síndrome en los programas de mejoramiento genético, en especial los programas de selección basados puramente en características de rendimiento y producción. La enfermedad probablemente ocurra en todas las razas porcinas, pero es mas frecuente en las seleccionadas por una fuerte musculatura, con escasa grasa dorsal y mas carne. Es sobre todo frecuente en las razas Pietrain, Poland China y Landrece, para las cuales, se ha incluido en el índice de selección, un sistema de puntos en cuanto a musculatura, ritmo de crecimiento, conversión de alimentos, y espesor de grasa dorsal (Blood y col., 1988) . 

2. Estresantes psicológicos:  mezcla de animales, ambiente nuevo, manejo brusco previo, durante y posterior al transporte de los animales y apareamiento (Shen y col., 1992 ; Manteca, 1998).

3. Estresantes farmacológicos: anestésicos como halotano., metoxiflurano, cloroformo, enflurano, y fluroxeno. Los relajantes musculares despolarizantes como la succinicolina y los agonistas a –adrenérgicos también pueden iniciar o potenciar el síndrome (Shen y col., 1992 ; O´Brien, 1995).

Esta ampliamente aceptado que el cerdo es una de las especies mas sensibles al estrés del transporte. Esto es consecuencia de al menos tres factores a saber:

1.Termorregulación: si bien el cerdo tiene glándulas sudoríparas funcionales, su capacidad de perder calor mediante sudor es prácticamente nula. Esto hace que sea particularmente sensible a las temperaturas elevadas, especialmente cuando otros mecanismos de perdidas de calor tales como la vasodilatación periférica, se ven comprometidas a consecuencia de la respuesta a estrés.

2.Estrés social:  el cerdo en un animal social, cuyos grupos se organizan en torno a una jerarquía. Esto se produce mediante interacciones agresivas. Al mezclar procedentes de grupos diferentes, la jerarquía debe establecerse otra vez. Las agresiones pueden causar lesiones en los animales y son otra parte, un factor estresante intenso.

3.Sensibilidad al estrés: los animales genéticamente sensibles a estrés pueden padecen una alteración en la membrana del retículo sarcoplasmatico de la fibra muscular estriada. A consecuencia de ello, la concentración citoplasmática de calcio, responsable del mecanismo de contracción muscular, permanece anormalmente elevada durante un periodo de tiempo excesivamente largo. Esto hace que los animales sencibles al estrés, tengan dificultades a la hora de controlar la contracción muscular. En situaciones estresantes los animales homocigotos recesivos pueden sufrir un cuadro de hipertemia y acidosis frecuentemente fatal; tanto los homocigotos recesivos como los heterocigotos presentan a menudo carne pálida, blanda y exudativa, dependiendo de las reservas de glucógeno muscular (Webb, 1996; Manteca, 1998).

La prevalencia del PSS en la población porcina puede determinarse ,mediante las pruebas de halotano, creatinina quinasa, y ADN. A comienzos de la década del 90 se identifico la mutación del PSS por medio de la PCR, presentando la siguiente distribución racial: 97% en Pietran, 80% en Poloand China, 37% en Landrace, 22% en Large White, Duroc y Hampshire; y 17% en Yorkshire. La mutación también se identifico en la raza Berkshire y Chester White. El PSS tenía mayor prevalencia en Inglaterra , que en Norteamérica y más prevalencia en EE. UU. Que en Canadá (O`Brien, 1995).

El musculo esquelético cumple varias funciones en el organismo. La función primaria del tejido muscular es producir movimiento y postura. Una notable característica del musculo esquelético es su capacidad para cambiar con rapidez de un estado relajado a uno activo. Los procesos cronológicos que se dan durante la actividad del musculo esquelético incluyen: transmisión colinérgica de una señal de despolarización proveniente de una neurona motora espinal, propagación de este potencial de acción en la superficie de la membrana plasmática hacia la célula muscular por medio de los túbulos T, liberación de calcio por medio del canal liberador de calcio a partir de la reserva intracelular  en el retículo sarcoplasmatico hacia el citoplasma de la célula muscular, unión del calcio con los filamentos de la troponina, inicio de la contracción muscular, activa de vías glicoliticas, síntesis de ATP, contracción muscular, ingreso de calcio al retículo sarcoplasmatico por medio de la bomba de calcio ATPasa y relajación muscular (Reckebusch y col, , 19994; Calvo y col., 1997). El musculo esquelético es el tejido cuantitativamente mas importante del organismo, representando el 60% del peso de la canal para un cerdo de 105 Kg de peso vivo; esta constituido mayoritariamente por agua (73%), proteínas (20%), lípidos (1.-6%) y glúcidos (1-2%). Asimismo, las fibras musculares constituyen el 75 a 90% del volumen muscular y el resto esta integrado por tejido adiposo, conjuntivo, vascular y nervioso. Las fibras musculares y el resto esta integrado por tejido adiposo, conjuntivo, vascular y nervioso. Las fibras musculares en el cerdo se clasifican en tipo I ( lentas, oxidativas y rojas); tipo II A (rápidas intermedias y rojas) y tipo II B (rápidas,  glagolíticas y blancas). Los músculos del cerdo contienen los tres tipos de fibras, pero en proporciones variables, según la mitad motora. Así, e el musculo Longissimus dirsii (LD) del cerdo, el contenido relativo de las fibras I: IIA: IIB (8:8:84), en comparación al de la vaca (50:40:10), predispone a la carne de cerdo  a una mayor incidencia de PSE y DFD (Barton Gade, 1997): 

Asimismo, la tendencia hacia animales con crecimiento rápido, con menos grasa y masas musculares desarrolladas favorecen la mayor incidencia de las fibras blancas en perjuicio de las rojas. De esta forma, en los músculos LD, bíceps femoral, semimembranoso, sedimentos y glúteo se observa una disminución del color rojo, acompañado frecuentemente por un nivel más alto de humedad superficial, aunque sin llegar a fenómenos de verdadera exudación.

En el cromosoma 6 del cerdo se encuentra el gen Ryrl, que codifica una proteína denominada receptor de la ryanodina o canal liberador de calcio del retículo sarcoplasmatico del musculo esquelético estriado (CRC), con un peso molecular de 564.743 daltons (O`Brien, 1995). Fuji y col. (1991) detectaron el punto de mutación en el gen Ryrl que se asocio con MH en 6 razas de cerdos domésticos (Bauerová y col., 1995). Esta mutación consiste en la sustitución de una tímida por una citosina en la posición 1843 de la secuencia de ADN complementario del gen Ryrl, que lleva a la sustitución de una argenina por citeina en la posición 615 del CRC del animal sensible. La presencia en el individuo de la condición homocigótica en el gen Ryrl (TT) provoca una alteración en la liberación de calcio en el retículo sarcplasmatico del musculo esquelético estriado.  El retículo sarcoplasmatico es el principal regulador de la concentración de calcio en el musculo esquelético. A través de CRC, el calcio sale al citoplasma de la célula muscular uniéndose a los finos filamentos de toponina e indicando así la contracción del musculo. El calcio se une a una fosforil quinasa que activa las vías glucoliticas (glucógeno – glucosa) y de síntesis ATP necesarias para la contracción muscular. Por medio de la bomba de calcio ingresa en el retículo sarcoplasmatico iniciándose la relajación. Ambos mecanismos mantienen el balance energético del miocito. El metabolismo aeróbico, la glocogenolisis y la glucolisis se incrementan agotando el ATP, la glucosa y el oxigeno, produciéndose un exceso  de dióxido de carbono, acido láctico, potasio y calor en la sangre, además de un desorden en el balance de iones intra y extracelular, llevando asimismo a un cumulo de agua en la célula. La asociación marcada entre respuesta a estrés fisiologico, con hipercatecolemia, produce paro cardiaco. El estado de contracción permanente en la célula muscular provoca hipertrofia muscular, con el consiguiente aumento del desarrollo muscular de la canal (Reiner, 1993; O`Brien, 1995: Calvo y col., 1997).

 

Síndrome estrés porcino PSS: (muerte durante el transporte). La muerte durante el transporte al mercado o después del mismo puede ser también importante y es mas común cuando ha hacinamiento y veranos calidos.  Cuando se observa a los cerdos vivos afectados, muestran inicialmente temblor rápido de la cola, rigidez general, acompañada de incremento en la rigidez muscular y disnea hasta el punto de respirar por la boca. La temperatura corporal se eleva notablemente, a menudo más allá de los límites del termómetro clínico, hasta los 45º , observándose también zonas irregulares en la piel con palidez y eritema. En esta etapa, el cerdo es frecuentemente, victima de ataques por otros animales del grupo. El paciente sufre colapso y muere. El tiempo total de duración del síndrome es por lo general de 4 a 6 minutos. El porcentaje de bajas durante el transporte puede oscilar entre el 0.1 y 1 % dependiendo de la sensibilidad al estrés y de las condiciones de transporte (Blood y col., 19998; O`Brien, 1995; Manteca, 1998). Hipertemia maligna (HM). Puede ser inducida en animales susceptibles por anestésicos volátiles y potentes como el halotano o por administración de succinilcolina. Se caracteriza por incremento del metabolismo del musculo durante la anestesia con rigidez muscular, acidosis láctica y aumento manifiesto del índice metabólico basal, incremento del consumo de oxigeno, producción de dióxido de carbono, hipertemia grave, taquicardia, taquiarritmia y muerte. Una vez desarrollado el síndrome es irreversible, representando un evidente riesgo la anestesia en los cerdos, la cual, puede prevenirse por medicación previa con dandroleno. Se ha usado también como método para determinar la susceptibilidad al estrés en programas de selección genética (Blood y col., 1988; Fujii y col., 1991 O`Brien, 1995).

Carne pálida, blanda y exudativa (PSE). En los cerdos susceptibles al estrés, con frecuencia la carne es de calidad inferior después el sacrificio, ya que se observa a la inspección,  pálida, blanda y exudativa. Esto se relaciona con glucogenolisis y glucólisis excesiva después de la muerte, producción de acido láctico y caída rápida del pH del musculo, alcanzando valores inferiores a pH6, antes de la primer hora después del sacrificio, con despigmentación y merma en el agua de fijación. En el musculo afectado , rápidamente se produce rigidez cadavérica luego del sacrificio, pero a continuación disminuye, de modo que en la carne de la canal, se observa excesiva exudación. La carne afectada tiene un pH menor a 6 y generalmente temperatura de 41ºC o mayor, 45 minutos después del sacrificio, en oposición al pH normal superior a 6 y temperatura menos de 40ºC. Asimismo, la carne tiene sabor desagradable y cualidades netamente inferiores respecto a la cocción y elaboración, no aceptando el encurtido con facilidad (Blood y col., 1988; Webb, 1996; calvo y col., 1997). En EE. UU. Se han estimado que se pierden unos $100 millones anuales debido a carne PSE (Kauffman y col., 1998). La existencia de carne DFD aparece menos frecuentemente en animales muertos por PSS. Esto se produce por un pH superior a 6, después de haber transcurrido 24 hs del sacrificio, reteniendo mayor cantidad de agua y deteriorándose la canal con facilidad (Blodd y col., 1988; Webb, 1996; Calvo y col., 1997). Los cerdos resisten el estrés, homocigotos dominantes, típicamente no producen carne PSE, pero si lo manifiestan comúnmente los homocigotos recesivo (Monin y col.,1999).

Necrosis del musculo del lomo, musculo dorsal o enfermedad de la banana. Cuando los cerdos superan un estrés grave durante mas de 2 horas, se produce el cuadro clínico de la llamada necrosis aguda del musculo dorsal (Otto Eich, 1991) el síndrome agudo dura 2 semanas aproximadamente y se caracteriza por inflamación y dolor sobre los músculos del lomo. Se inflama un musculo dorsal largo, pero raras veces ambos. El dorso del animal enfermo se curva hacia arriba, con convexidad hacia el alelo afectado. Hay renuncia de movimiento por parte del animal. La inflamación y el dolor mejoran después, pero hay atrofia del musculo afectado y rigidez prominente de la columna vertebral, si bien puede ocurrir alguna regeneración al cabo de varios meses. En los casos agudos, es muy frecuente la muerte. Suele observarse este síndrome en adultos jóvenes con peso de 75 a 100 kg. La forma leve puede pasar inadvertida excepto en pacientes que adoptan decúbito cerca del lugar en que comen. En la forma grave, los cerdos afectados, pueden asumir la posición de perro sentado con el lomo arqueado (Blood y col., 1988; Otto Eich, 1991). Los efectos de la genética y la sensibilidad al halotano sobre la calidad de la canal y de la carne, se han revisado en distintos estudios (De Vries y col., 1999). Los cerdos halotano positivo en relación a los cerdos halotano negativo, incluyendo el homocigoto dominante y heterocigoto, se diferencian por tener:

•  Menor crecimiento y apetito.

• Canales más cortas, mejor conformadas, y con mayor rendimiento.

• Menor espesor de grasa dorsal y mayor porcentaje magro.

• Mayor área y profundidad del musculo LD.

• Elevada incidencia de carne PSE

• Reducción del tamaño de camada.

Wysocky y col. (1998) estudiaron en 35 verracos de un centro de inseminación polaco la influencia del gen Ryrl sobre la calidad del semen y su capacidad de conservación en estado liquido arribando a las siguientes conclusiones:

1.El volumen y número de espermatozoides totales en el eyaculado son significativamente menores en los verracos homocigotos recesivos.

2.El rápido deterioro de la integridad de la membrana y la disminución de la motilidad desaconseja que el esperma de los verracos homocigotos recesivos sea utilizado para conservarlo a largo plazo en estado líquido.

3.El semen conservado de los verracos homocigotos recesivos tienen baja fertilidad. Desde un punto de vista económico, el semen de dichos verracos no debe ser utilizado para la inseminación artificial.

Warnants y col. (1993) advirtieron que los cerdos homocigotos recesivos que tienen una buena musculatura, se ven frecuentemente acompañados por una inferior calidad de la carne, menor fertilidad, y mayores niveles de mortalidad en la lactancia.