Negli allevamenti di bovine da latte, la scarsa fertilità e l’eccessiva insorgenza di patologie podali e di mastiti sono generalmente attribuite ad un non meglio specificato eccesso di proteina nell’alimento. Tale convinzione si è radicata grosso modo a partire dalla pubblicazione nel 1998 della review di Butler intitolata “Effect of protein nutrition on ovarian and physiology in dairy cattle” ( J. Dairy Sci. 81:2533-2539). La semplicità della pubblicazione e l’autorevolezza dello scienziato e della rivista sono stati convincenti nel dare un’ulteriore prova al “sentire collettivo” che la proteina in eccesso fosse qualcosa di negativo. Questa è stata forse una delle prime grandi manifestazioni della “confirmation bias”, fenomeno cognitivo umano per il quale le persone tendono a ricercare conferme a quanto già pensano più che a ricercare la verità.
Già negli anni settanta, tuttavia, il Prof. Moretti includeva l’eccesso di proteina e carboidrati come fattore predisponente alla mastite, ovvero alle turbe secretorie asettiche della mammella (Moretti, Malattie della mammella del bovino, Esculapio Ed., 1991). Butler sottolinea come un eccesso di azoto ureico (da 19 mg/dl) nel sangue abbia una ricaduta negativa su una serie di fattori, tra cui il bilancio energetico, la produzione di progesterone, la fertilità, ecc. Secondo questo articolo il pH uterino è inversamente correlato con l’azoto ureico plasmatico. Un’alta concentrazione di azoto causa una maggiore produzione di prostaglandine (PGF2α) da parte delle cellule dell’endometrio, interferendo con la sopravvivenza embrionale.
Ciò nonostante ci sono diversi aspetti da tenere in considerazione per non cadere in facili errori di valutazione. Butler nella sua review non annovera le carenze proteiche tra i fattori di rischio dell’infertilità. Nell’articolo si parla sempre di proteina grezza, ma oggigiorno sappiamo che non tutta la proteina è uguale in termini di apporto e disponibilità amminoacidica: anche una carenza amminoacidica specifica (leggi metionina) può comportare una riduzione della fertilità. È inoltre importante non confondere l’azoto ureico con l’urea del latte e ricordare che l’urea del latte di massa è la media di quella del latte di ognuna delle bovine in allevamento, che quasi mai coincide con questi singoli valori. Dare la colpa dell’infertilità ad un generico eccesso proteico rischia di essere una facile scappatoia per non approfondire le ben più complesse cause eziologiche tipicamente pluri-fattoriali della “Sindrome della sub-fertilità” che affligge l’allevamento della bovina da latte.
Negli anni la selezione genetica della frisona, e non solo, ha spinto sempre più verso una maggiore concentrazione e quantità di proteina prodotta giornalmente. Dal 2007 il valore della proteina è stabilmente superiore al 3,40%, mentre la caseina oggi è molto vicina al valore medio di 2,72% (Figura 1). Per dare un ordine di grandezza a questo andamento, nel 2017 in Italia erano presenti 1.091.652 bovine Frisone adulte, allevate in 10.692 allevamenti (dati ANAFI). La produzione media è stata di 9.980 kg di latte, con un tenore proteico del 3,3% (peso/peso). All’industria lattiero-casearia italiana sono state quindi conferite circa 282.978 tonnellate di caseina. Pensando al singolo animale, una bovina che al picco di lattazione produca circa 40 kg di latte con lo stesso tenore proteico, produrrà circa 1 kg di caseina ogni giorno. Si può ben immaginare quali siano le quantità di proteina e caseina prodotte dalle ormai numerose bovine che al picco superano i 50 kg di latte.
Figura 1: Valori medi annuali della concentrazione di proteina e caseina, espressi come percentuale peso/volume, nei campioni di latte bovino di massa analizzati dall’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia Romagna dal 1997 al 2017.
La proteina del latte deriva principalmente dalla proteina metabolizzabile, e più precisamente da quegli aminoacidi che, giunti a livello intestinale, vengono assorbiti ed utilizzati per il metabolismo. La proteina metabolizzabile è quindi composta dalla sommatoria di proteina microbica ruminale che viene digerita nell’intestino, di quella quota di proteina vegetale che supera indenne le fermentazioni ruminali e di una piccola quota di proteina tissutale derivante principalmente dal ricambio cellulare dell’apparato digerente.
Ciò che ha permesso al giorno d’oggi tali elevati livelli produttivi è stata la continua selezione genetica. In particolare la selezione di un assetto ormonale delle bovine da latte tale da rendere la mammella della bovina in lattazione (e non ancora gravida) sempre più “prepotente” acquisendo una priorità metabolica sempre più alta rispetto agli altri tessuti in termini di utilizzazione di amminoacidi.
Durante la prima parte della lattazione, gli amminoacidi presenti a livello ematico sono utilizzati in prima battuta dalla mammella e solo quelli rimanenti sono utilizzati dagli altri tessuti. È vero che, in quanto ruminanti, le bovine possono produrre amminoacidi a partire da diverse fonti azotate, anche non proteiche; tuttavia gli amminoacidi essenziali non possono essere, per definizione, sintetizzati dall’animale e devono essere forniti con l’alimento. Inoltre, alcuni amminoacidi sono detti limitanti: una loro carenza infatti limita inesorabilmente la produzione di proteina da parte dell’animale, anche in presenza di un’alta percentuale di tutti gli altri amminoacidi. Per quanto riguarda il bovino, i due amminoacidi limitanti per eccellenza sono metionina e lisina.
Il completo utilizzo dell’azoto ingerito con la dieta, di quello proveniente dalla proteina microbica e di quello derivante dal catabolismo delle proteine tissutali porterebbe ad un livello di urea nel latte nullo. Questa situazione ideale non viene in realtà mai raggiunta: una carenza di amminoacidi essenziali o uno squilibrio nell’apporto amminoacidico, come anche una carenza di zuccheri fermentescibili a livello ruminale, causano il mancato utilizzo di parte degli amminoacidi forniti, con conseguente aumento dell’escrezione di azoto e quindi, ad esempio, di urea nel latte. Non bisogna inoltre dimenticare che la bovina da latte, come del resto tutti i ruminanti, preferisce produrre il glucosio necessario come fonte energetica e lattosio attraverso la gluconeogenesi, partendo principalmente dagli acidi grassi ruminali ma anche dagli amminoacidi glucogenici.
Un’interessante elaborazione dell’Ufficio Studi dell’AIA ha rivelato che oltre il 40% dei capi di razza Frisona ha una concentrazione di urea inferiore a 20 mg/dl nel latte tra i 5 ed i 60 giorni di lattazione. (Figura 2), mentre meno del 6% degli animali (Figura 3) hanno livelli di urea preoccupanti per la salute (> 36 mg/dl). Ciò è indice di un aumentato fabbisogno amminoacidico all’inizio della lattazione, che non viene soddisfatto dalla dieta. Per questo motivo si rende necessaria un’integrazione di amminoacidi essenziali protetti, che non venendo utilizzati dalla microflora ruminale, vanno ad integrare il profilo amminoacidico della proteina metabolizzabile.
Figura 2: Percentuale di capi con urea < 20 mg/dl nel latte, divisi per anno e classi di distanza dal parto. Dati raccolti ed elaborati dall’Ufficio Studi dell’AIA.
Figura 3: Percentuale di capi con urea > 36 mg/dl nel latte, divisi per anno di parto e classi di distanza dal parto. Dati raccolti ed elaborati dall’Ufficio Studi dell’AIA.
L’Istituto Zooprofilattico sperimentale della Lombardia e dell’Emilia Romagna ha analizzato il contenuto ureico del latte di massa, confermando ulteriormente i danni causati da un apporto scorretto di amminoacidi a seguito della “paura” di un’elevata percentuale di proteina grezza nella dieta. Il valore medio di urea nel latte di massa durante il periodo 2003-2017 ha confermato quanto osservato dall’AIA sull’urea individuale del latte, ovvero valori generalmente inferiori ai 23 mg/dl (vedi Figura 4).
Figura 4: Valori medi di urea nel latte di massa dal 1999 al 2017. Dati raccolti ed elaborati dall’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia Romagna.
La proteina del latte individuale è un biomarker molto importante ed intuitivo per evidenziare una generica carenza amminoacidica: per le bovine di razza Frisona questa si verifica se il valore scende sotto il 2,9% nelle primissime settimane di lattazione. Dai dati dell’AIA oltre il 25% delle bovine si trova in questa situazione tra i 16 e i 75 giorni di lattazione (Figura 5).
Figura 5: Percentuale di capi con percentuale di proteina nel latte < 2,9%, divisi per anno di parto e classi di distanza dal parto. Dati raccolti ed elaborati dall’Ufficio Studi dell’AIA.
Ultima evidenza che rafforza ulteriormente il sospetto di bilancio amminoacidico negativo del post-parto è la riduzione dello spessore del muscolo longissimus dorsii nella bovina da latte. Una bovina può perdere anche 17 kg di proteine corporee nelle prime due settimane di lattazione (Van der Drift et al. 2012. J. Dairy Sci. 95:4911- 4920). Questo deficit amminoacidico impedisce alle bovine di esprimere tutto il loro potenziale genetico. Si verificano inoltre ripercussioni gravi sulla produzione di caseina, sul bilancio energetico, sulla qualità dell’ovocita, del follicolo e del corpo luteo, dell’embrione, e, non ultimo, sul sistema immunitario che consuma una grande quantità di amminoacidi per il suo metabolismo.
Il Cornell Net Carboydrate and Protein System (CNCPS) ed i suoi software applicativi, come l’NDS, sono in grado di guidare i nutrizionisti nella nutrizione proteica delle bovine da latte e di eseguire il calcolo del bilanciamento amminoacidico con sufficiente precisione prima di effettuare un’importante prova empirica di cui parleremo più avanti.
La razione ideale per le bovine in piena lattazione e non ancora gravide ha l’ineludibile obiettivo di avere la massima produzione di proteina microbica ruminale che il CNCPS è in grado di quantificare con sufficiente precisione.
In condizioni climatiche, ambientali e gestionali favorevoli, l’ingestione di sostanza secca da parte di bovine ad elevato potenziale genetico può arrivare in questa fase del ciclo produttivo a ben oltre 28 kg al giorno. In queste condizioni il rumine può produrre oltre 1600 g di proteina metabolizzabile di origine microbica. Questa si somma ad una similare quantità di proteina metabolizzabile di origine vegetale che “by-passa il rumine” (RUP) e porta, teoricamente, alla produzione di 50 kg di latte al 3,30% di proteina.
Tabella 1: Bilanciamento amminoacidico ideale per massimizzare la concentrazione di proteina nel latte bovino. I valori sono espressi come percentuale della proteina metabolizzabile.
Questo almeno sul piano teorico. Se però questo gruppo di bovine, o l’intero allevamento, produce una quantità di proteina del latte inferiore al suo storico per quel periodo, o a quanto prevede il Profilo Genetico di Allevamento (ANAFI), è probabile che vi sia una carenza amminoacidica di uno dei 10 amminoacidi essenziali a livello di proteina metabolizzabile. La proteina non degradabile a livello ruminale, cioè quella quota by-pass di origine vegetale che costituisce parte della proteina metabolizzabile, non possiede infatti un profilo amminoacidico ideale. Questo è invece tipico della quota di proteina metabolizzabile di origine batterica che possiede un profilo amminoacidico più simile a quello della proteina del latte, in particolare in metionina e lisina, amminoacidi di cui è più probabile ci sia una carenza o un rapporto alterato. Allo stato attuale delle conoscenze si ritiene ideale, dalle razioni delle bovine in lattazione, una percentuale di lisina che varia dal 6.74% al 7.10% della proteina metabolizzabile e per la metionina dal 2.30% al 2.52% sulla proteina metabolizzabile. Il rapporto ideale tra lisina e metionina sempre nella proteina metabolizzabile varia dal 2.8 al 3.0 : 1. Per raggiungere questi rapporti e soprattutto per fornire un’adeguata quantità di metionina e lisina “metabolizzabili” è quindi sempre indispensabile, come prima cosa, ottimizzare le fermentazioni ruminali per massimizzare quella quota di proteina metabolizzabile dal profilo amminoacidico “ideale” rappresentata dai batteri ruminali e secondariamente integrare e correggere l’apporto somministrando metionina e lisina by-pass.
Solo in questo modo sarà possibile evidenziare per tempo le carenze presenti e permettere all’eccezionale potenziale genetico degli animali di esprimersi al meglio e ottenere altissimi standard di produzione, fertilità e salute in allevamento.
Bottom line
- Impiegare metodi per la nutrizione delle bovine da latte che utilizzino la proteina metabolizzabile (NRC 2001 e CNCPS).
- Studiare attentamente la composizione amminoacidica della frazione indegradabile delle proteine (RUP) inserendo alimenti con un buon equilibrio amminoacidico ed integrare con amminoacidi by-pass le eventuali carenze.
- Verificare che i due amminoacidi limitanti, lisina e metionina, presenti come proteina metabolizzabile, siano apportati nella giusta quantità e se sono in equilibrio tra loro.
- Ricordare che solo gli amminoacidi rumino-protetti possono arrivare all’intestino ed essere metabolizzati in modo ottimale.
- Nelle bovine “fresche” e non gravide, darsi l’obiettivo di aumentare al massimo la produzione di proteina metabolizzabile proveniente dal microbiota ruminale.
Rubrica a cura di Vetagro
Per saperne di più su Timet: www.vetagro.com/
Per saperne di più su Relys: www.vetagro.com/
Contatta Vetagro: info@vetagro.com
