Somministrazione di un solo pasto al giorno ai vitelli: ecco gli effetti su microbiota e metaboloma ruminale

Nel contesto dell’allevamento di vitelli da latte, ottimizzare la gestione nutrizionale nella fase pre-svezzamento rappresenta una sfida cruciale sia per l’efficienza economica che per il benessere animale. Il periodo compreso tra la nascita e lo svezzamento è infatti costoso e richiede molto tempo per gli allevatori. Si tratta di una fase non produttiva che dura circa due mesi, durante la quale l’alimentazione lattea è solitamente basata su un cosiddetto “milk replacer” (MR).

Questo periodo richiede anche tempo per le cure e controlli rigorosi al fine di prevenire le malattie. Il programma di alimentazione più comune per i vitelli da latte prevede due somministrazioni al giorno. È stato riportato che somministrare il latte solo una volta al giorno (OAD) riduce il lavoro del 39% rispetto alla somministrazione due volte al giorno (Galton et al., 1976). Tra le strategie adottate per ridurre la manodopera senza compromettere la salute, si è diffusa la pratica della somministrazione di MR una sola volta al giorno (OAD, once-a-day), in alternativa al metodo tradizionale di due pasti quotidiani (TAD, twice-a-day). Sebbene precedenti studi abbiano suggerito che il regime OAD non incida negativamente su crescita e parametri fisiologici, non era ancora chiaro se tale modalità potesse influenzare lo sviluppo del microbiota ruminale e del profilo metabolomico durante i primi due mesi di vita.

Materiali e metodi 

Nello studio pubblicato nel 2024 sulla rivista Journal of Dairy Science da Zened e co-autori, si è valutato l’effetto dei due regimi alimentari (OAD vs TAD) sullo sviluppo del microbiota e del metaboloma ruminale in 16 vitelli Holstein maschi, monitorati attraverso analisi di fluidi ruminali raccolti nei giorni 7, 35 e 63 dalla nascita. Ogni programma di alimentazione era basato su un  MR formulato dallo stesso fornitore con proporzioni equivalenti di proteine del latte, ma con contenuti differenti di latte scremato in polvere e proteine del siero. Entrambi i MR presentavano una composizione chimica simile: in media 20.8% di proteina grezza (CP) e 18.0% di grassi, su base di sostanza secca (SS). I vitelli sono stati suddivisi in 2 gruppi in base al peso alla nascita (con pesi equivalenti tra i gruppi): (1) OAD (n = 8): vitelli che ricevevano 200 g/L di MR una volta al giorno, (2) TAD (n = 8): vitelli che ricevevano 125 g/L di MR due volte al giorno. Le analisi del microbiota sono state condotte tramite sequenziamento del gene 16S rRNA, mentre il profilo metabolomico è stato ottenuto con spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR).

Risultati

I risultati hanno mostrato che la frequenza di somministrazione di MR non determina variazioni significative né nella composizione microbica né nel profilo metabolico del rumine.

Al contrario, il principale determinante delle variazioni osservate è stato l’avanzamento dell’età: nei vitelli di 7 giorni è stato riscontrato un microbiota meno stabile e più eterogeneo, mentre a partire dal giorno 35 la composizione microbica si è consolidata, assumendo caratteristiche tipiche del rumine adulto, con una prevalenza di Prevotella e Succinivibrionaceae. Parallelamente, la concentrazione di metaboliti chiave come acetato, propionato e butirrato è aumentata nel tempo, evidenziando una maturazione progressiva della fermentazione ruminale. Interessante è anche l’osservazione che le correlazioni più forti tra metaboliti e gruppi microbici si sono verificate nei vitelli di 7 giorni, suggerendo un’intensa attività di interazione tra metaboloma e microbiota nella fase iniziale dello sviluppo. Nello specifico, per approfondire le associazioni tra l’abbondanza dei gruppi batterici (OTU) rilevati e il metaboloma ruminale osservato, e per caratterizzare meglio l’ecosistema ruminale, è stata condotta un’analisi statistica multivariata supervisionata PLS su vitelli indipendentemente dal loro piano di alimentazione con MR o dall’età. Tale analisi ha confermato la separazione dei vitelli di 7 giorni di età rispetto agli altri due gruppi di età, evidenziando forti correlazioni tra metaboliti e OTU osservate esclusivamente a 7 giorni di età.

Il succinato è emerso come metabolita centrale nel fluido ruminale dei vitelli, mostrando forti correlazioni con generi appartenenti a diversi gruppi tassonomici, inclusi la famiglia Succinivibrionaceae e il genere Prevotella. Infatti, è stato dimostrato che i membri della famiglia Succinivibrionaceae hanno la capacità di fermentare carboidrati in succinato e acetato (Santos e Thompson, 2014). In accordo alla rete interspecifica NJS16 riportata in letteratura scientifica, relativa al microbiota intestinale umano (Sung et al., 2017), è stato dimostrato che 18 specie del genere Prevotella esportano succinato come risultato della degradazione extracellulare di macromolecole o della metabolizzazione di piccoli metaboliti importati. In questo studio, ulteriori 11 OTU appartenenti al genere Prevotella sono risultati negativamente associati ai metaboliti degli acidi grassi volatili (VFA). Il succinato è un metabolita intermedio nella cascata di produzione del propionato; quindi, gli OTU di Prevotella potrebbero anche favorire l’accumulo di succinato nel rumine dei vitelli di 7 giorni di età.

Conclusioni

In conclusione, il regime OAD si conferma una strategia efficace e sostenibile che non altera i principali processi microbici e metabolici del rumine in fase pre-svezzamento, supportando il suo utilizzo in allevamento per contenere i costi di gestione senza compromettere la fisiologia digestiva dei giovani animali.

La presente nota è una sintesi della seguente pubblicazione scientifica, in cui viene riportata tutta la letteratura citata: “Milk replacer feeding once or twice a day did not change the ruminal metabolomic profile and the microbial diversity of dairy calves from birth to weaning”, Journal of Dairy Science, 2024. https://doi.org/10.3168/jds.2023-24327.

Autore

Gruppo editoriale ASPA – Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Aristide Maggiolino, Antonella Della Malva, Giulia Gislon, Manuel Scerra.