C’è una notevole evidenza scientifica a favore dell’inclusione della colina nelle diete delle bovine da latte in transizione.

Le vacche da latte sono creature veramente straordinarie. Basti pensare alla rapida trasformazione di una moderna vacca Holstein, che passa a produrre da 0 fino a 50 kg di latte corretto per energia al giorno in sole 3-4 settimane di lattazione. Una produzione così incredibile richiede adattamenti dinamici e integrati in molti tessuti per far fronte alla modulazione dei nutrienti durante l’inizio della lattazione.

La ricerca condotta da Chris Reynolds presso l’Università di Reading (UK) ha rivelato che durante le prime 3 settimane di lattazione c’è un notevole aumento del flusso sanguigno al fegato. Tale flusso passa da circa 1.100 a 2.220 litri all’ora. Questo cambiamento avviene in concomitanza con un raddoppio del consumo di ossigeno da parte dei tessuti splancnici. Tali modifiche riflettono l’incremento sia nell’assunzione di sostanza secca sia nell’assorbimento dei nutrienti nel tratto gastrointestinale. Questa trasformazione corrisponde alla maggiore richiesta di componenti essenziali come glucosio, aminoacidi e acidi grassi, necessari per la sintesi del latte da parte della mammella.

Nelle prime 4-8 settimane di lattazione, le vacche da latte sperimentano un bilancio nutrizionale negativo, associato a una maggior suscettibilità alle malattie. Si stima che circa il 30-35% delle vacche da latte vada incontro a una malattia clinica nel primo mese o due post-partum, e una transizione senza ostacoli è fondamentale per una lattazione di successo.   

Una problematica spesso incontrata dalle bovine nelle prime fasi di lattazione è l’eccessiva mobilizzazione del tessuto adiposo, che può portare a un eccessivo accumulo di trigliceridi nel fegato. Questa condizione è comunemente chiamata steatosi epatica o fegato grasso. Sebbene piccoli incrementi di trigliceridi epatici possano non necessariamente avere effetti dannosi sulle prestazioni successive, le vacche con lipidosi ad un livello superiore, da moderato a eccessivo, possono veder compromessi la loro produttività e benessere. Questa situazione aumenta anche la probabilità di riforma precoce. Circa il 40-45% delle vacche da latte sviluppa lipidosi epatica da moderata a grave nelle prime 3 settimane di lattazione.

Ricerche recenti dell’Università della Florida pubblicate nel Journal of Dairy Science gettano nuova luce sulla steatosi epatica e il suo impatto sulle prestazioni delle bovine da latte. In uno studio specifico, gli autori hanno esaminato un gruppo di 329 vacche per stabilire una correlazione tra la concentrazione epatica di trigliceridi nella prima settimana post-partum e il suo impatto successivo sulla salute, la produzione e la sopravvivenza. I risultati dello studio hanno dimostrato che una volta che le concentrazioni di trigliceridi epatici superano la soglia del 4-7%, aumenta il rischio di dismetabolie e diminuiscono le prestazioni produttive. Anche se non stabiliscono una relazione causale, queste associazioni suggeriscono che l’identificazione di strategie per ridurre l’accumulo di grassi nel tessuto epatico potrebbe beneficiare le vacche da latte.

Una potenziale soluzione per alleviare la steatosi epatica è aumentare l’esportazione di trigliceridi dal fegato, il che richiede una maggiore sintesi e assemblaggio di lipoproteine a bassissima densità (VLDL). La colina, un nutriente identificato a cavallo del 1850, è stata successivamente riconosciuta come un componente dietetico fondamentale per i mammiferi grazie al suo ruolo cruciale nel facilitare la sintesi di vari composti. Tra questi ci sono fosfolipidi, sfingolipidi e neurotrasmettitori. La sintesi e la secrezione di VLDL da parte del fegato richiede la presenza di fosfolipidi, molti dei quali rientrano nella categoria delle fosfatidilcoline. Casualmente, negli anni ’20, quando lo scienziato canadese Frederick Banting scopriva l’insulina, il suo modello sperimentale coinvolgeva cani a cui era stato rimosso il pancreas. Inaspettatamente, questi cani sviluppavano lipidosi epatica, un fenomeno osservato da uno degli studenti di Banting di nome Charles Best. Best, che in seguito guadagnò riconoscimento internazionale come scienziato, condusse ulteriori ricerche e dimostrò che l’aggiunta di fosfatidilcolina alle diete di questi cani privati del pancreas mitigava la gravità della lipidosi epatica. Queste scoperte rivoluzionarie hanno suscitato l’interesse per la colina quale nutriente essenziale nella dieta umana.

Le bovine da latte affette da fegato grasso mostrano concentrazioni plasmatiche più basse di fosfatidilcolina. Anche se la fosfatidilcolina può essere sintetizzata in modo endogeno dai tessuti, è probabile che il fabbisogno di colina durante il periodo di transizione sia maggiore dell’apporto da fonti alimentari e sintesi endogena, in particolare poiché la sintesi endogena richiede gruppi metilici originati da composti come la metionina, che può essere carente all’inizio della lattazione.

I ruminanti, a differenza dei monogastrici, incontrano limitazioni nell’apporto di colina da fonti alimentari a causa della degradazione microbica nel rumine. Pertanto, diventa essenziale l’apporto di colina rumino-protetta (RPC). Nonostante il riconoscimento diffuso della colina come nutriente necessario per la maggior parte dei mammiferi, le linee guida nutrizionali stabilite per le vacche da latte in lattazione o asciutte rimangono carenti.

La colina svolge importanti ruoli nel metabolismo dei grassi nel fegato

Numerosi esperimenti condotti presso l’Università della Florida hanno studiato il ruolo della colina nel metabolismo lipidico epatico. Gli esperimenti hanno utilizzato un modello di restrizione alimentare per simulare il bilancio nutrizionale negativo che le vacche da latte sperimentano tipicamente nelle prime settimane di lattazione.

L’utilizzo iniziale di questo modello può essere attribuito a Ric Grummer del Wisconsin. Grummer ha dimostrato che l’applicazione di RPC ha portato a una riduzione dell’accumulo di trigliceridi nel fegato delle bovine asciutte. In esperimenti successivi condotti in Florida, un totale di 187 vacche asciutte nelle fasi finali di gestazione sono state intenzionalmente alimentate con meno del 40% dell’energia richiesta sia per il mantenimento delle bovine che per il sostentamento della gravidanza. Questo regime alimentare restrittivo è durato per un periodo di 9 giorni ed è stato progettato per indurre lipidosi epatica alle bovine. Le diete somministrate alle vacche contenevano diverse quantità di ione colina, variabili da 0 a 25,8 gr/giorno, sotto forma di colina rumino-protetta ReaShure (marchio registrato di Balchem Corporation). Per garantire costanza, alle vacche è stata anche somministrata metionina rumino-protetta durante il periodo di restrizione alimentare, replicando così l’apporto di metionina metabolizzabile che si avrebbe quando le vacche ingeriscono 11 kg di sostanza secca al giorno.

L’assunzione di colina nella dieta ha comportato una significativa riduzione del 31,7% della concentrazione di trigliceridi epatici, contemporaneamente aumentando la concentrazione di glicogeno del 54,2%. Inoltre, questi effetti sono stati direttamente proporzionali alla quantità di ione colina ingerita con la dieta. In particolare, un risultato degno di nota è emerso da uno degli esperimenti: le vacche che ricevevano una integrazione di 25,8 g/giorno di ione colina attraverso RPC mostravano una maggiore secrezione epatica di lipoproteine ricche in trigliceridi. Questi risultati sono in linea con le osservazioni provenienti dalla ricerca che coinvolge specie non-ruminanti e sottolinea l’importanza della colina nel sostenere la sintesi e la successiva esportazione dei lipidi dal fegato attraverso la produzione di VLDL.

L’inserimento di RPC nella dieta durante il periodo di restrizione alimentare ha indotto modifiche nell’espressione di molti geni nei tessuti epatici, in particolare quelli associati al metabolismo dei lipidi. Queste alterazioni nei modelli di espressione genica indicano una diminuzione della lipogenesi epatica e un miglioramento simultaneo della mobilizzazione dei grassi. Questo fenomeno getta luce sul meccanismo alla base della riduzione della lipidosi epatica osservata nelle bovine supplementate con RPC.

Benefici dell’integrazione con RPC sulla digeribilità dei grassi

La colina funge da costituente delle fosfatidilcoline, una sotto-categoria di fosfolipidi che costituiscono componenti cruciali delle membrane cellulari e delle lipoproteine. Questi fosfolipidi svolgono un ruolo fondamentale nel facilitare l’assorbimento e il trasporto dei lipidi. Quando le bovine si avvicinano al parto, generalmente la loro ingestione di sostanza secca diminuisce, seguita da un graduale aumento dopo il parto. La ricerca condotta da Lance Baumgard presso l’Università dell’Iowa ha dimostrato che improvvisi cambiamenti nell’assunzione di sostanza secca possono disturbare la struttura della parete del tratto gastrointestinale, portando a alterazioni nell’integrità dell’epitelio intestinale. Questo, a sua volta, influisce sull’assorbimento dei nutrienti.

In effetti, i modelli che coinvolgono la restrizione alimentare sono stati utilizzati per replicare disturbi nel tratto intestinale che riflettono la diminuzione naturale dell’assunzione di sostanza secca durante la fase di transizione. In uno studio recente condotto presso l’Università della Florida, è stato investigato l’effetto della supplementazione di RPC sulla digeribilità dei grassi delle bovine da latte. Per questo esperimento, 33 vacche Holstein nel gruppo pre-parto sono state sottoposte a un regime di restrizione alimentare mirato a compromettere l’integrità intestinale. Queste bovine sono state divise in due gruppi, uno dei quali ha ricevuto 0 gr/giorno di ione colina e l’altro gruppo ha ricevuto una integrazione di 25,8 gr/giorno di ione colina per un periodo di 9 giorni durante il periodo di restrizione alimentare.

Al giorno 9, le vacche sono state private dell’alimento e hanno invece ricevuto una miscela di acidi grassi saturi per valutare la digeribilità apparente dei grassi. Sono stati prelevati campioni linfatici sovra-mammari 6 ore dopo la somministrazione degli acidi grassi. I risultati hanno indicato che la somministrazione di RPC ha portato a un aumento della digeribilità dei grassi e delle concentrazioni di trigliceridi sia nel sangue che nella linfa. Ciò suggerisce che la somministrazione di colina alle bovine sottoposte a bilancio nutrizionale negativo potenzialmente potrebbe migliorare il trasporto e l’assorbimento degli acidi grassi nell’intestino.

Benefici della somministrazione di RPC su prestazioni produttive e salute

Nonostante una vasta letteratura descriva i vari meccanismi cellulari influenzati dalla colina, sorge una domanda ricorrente: può il suo impatto sulla sintesi di fosfolipidi, sul funzionamento epatico o sul trasporto di nutrienti tradursi in migliori risultati di salute e produttività? Spesso gli esperimenti in cui si lavora con interventi nutrizionali su singoli capi e che richiedono una gestione alimentare molto attenta possono essere soggetti a limitazioni legate alla dimensione del campione sperimentale che può limitare la capacità di indagare a fondo gli effetti dei cambiamenti dietetici sulla salute e sulla fertilità.

Per aggirare questa limitazione e garantire una maggiore applicabilità degli interventi, i ricercatori utilizzano tecniche meta-analitiche che integrano i risultati multipli di studi pubblicati. Nel 2020 è stata condotta una revisione sistematica della letteratura disponibile, seguita da una meta-analisi che ha esaminato gli effetti dell’impiego di colina rumino-protetta durante il periodo di transizione. Questa analisi ha incluso 20 pubblicazioni, che comprendevano 21 esperimenti con un totale di 1.313 bovine in transizione. Queste vacche sono state assegnate casualmente a ricevere 0 gr/giorno di ione colina o diverse quantità di ione colina tramite RPC a partire dal pre-parto.

I risultati della meta-analisi hanno indicato che la supplementazione di RPC durante la fase di transizione ha comportato un notevole aumento della produzione di latte corretto in termini di energia, con una media di +2,2 kg/giorno. Inoltre, si segnala una tendenza alla riduzione dell’incidenza di ritenzioni di placenta e mastiti nelle bovine integrate rispetto a quelle senza RPC. Interessante è il fatto che l’aumento della produzione di latte corretto in energia e dei componenti del latte mostravano una relazione lineare con la quantità di ione colina utilizzata, fino a una soglia di 25,2 gr/giorno. La dose ottimale precisa di ione colina da impiegare è rimasta incerta a causa di questa risposta lineare.

La meta-analisi ha anche rivelato che la risposta alla colina è influenzata dalla concentrazione di metionina metabolizzabile nella dieta post-partum. Questa relazione era prevedibile a causa delle interazioni biochimiche tra colina e metionina all’interno del corpo, che influenzano peraltro la sintesi di fosfatidilcolina. Anche quando la dieta da lattazione forniva metionina metabolizzabile al 2,60% delle proteine metabolizzabili, l’integrazione di RPC aumentava comunque la produzione di latte corretto in termini di energia.

Gli effetti della RPC sono indipendenti dalla condizione corporea delle vacche

Data la funzione della colina nel metabolismo dei grassi del fegato, e il suo potenziale nel ridurre il rischio di steatosi epatica, non è raro che nutrizionisti e veterinari propongano l’integrazione di RPC principalmente alle vacche con eccessiva condizione corporea in pre-parto, le quali sono a maggior rischio di sviluppare steatosi epatica. Per indagare su questo concetto, sono stati rivisti i dati di due esperimenti. In questi studi, le bovine in pre-parto sono state divise in gruppi, uno dei quali ha ricevuto 0 gr/giorno di ione colina e l’altro gruppo ha ricevuto 12,9 gr/giorno di ione colina da RPC a marchio ReaShure. Questa supplementazione è iniziata intorno ai 255 giorni di gravidanza ed è proseguita fino a 21 giorni dopo il parto. L’obiettivo era stabilire se la risposta a RPC fosse influenzata dalla condizione corporea delle vacche all’ingresso del gruppo pre-parto.

Un totale di 215 vacche gravide è stato coinvolto in entrambi gli esperimenti, con punteggio di condizione corporea delle vacche valutato due volte prima dell’inizio dei trattamenti. Il punteggio medio della condizione corporea delle vacche era di 3,51, con range fra 2,69 a 4,25. I risultati di questa analisi hanno rivelato che indipendentemente dai punteggi di condizione corporea delle vacche prepartum, l’integrazione delle diete di transizione con 12,9 gr/giorno di colina come RPC ha comportato effetti positivi consistenti. Questa supplementazione ha determinato un aumento di 1,8 kg/giorno della produzione di latte, di 0,08 kg/giorno della produzione di grasso, di 0,04 kg/giorno della produzione di proteina vera, di 1,9 kg/giorno del latte corretto in energia e di 2,1 kg/giorno del latte corretto in grasso al 3,5%.

Inoltre, le vacche che hanno ricevuto RPC hanno mostrato un miglioramento dell’efficienza alimentare (ovvero: kg latte corretto in energia/kg sostanza secca ingerita), indipendentemente dal fatto che fossero sotto- o sovra-condizionate prima del parto. Questo studio dimostra che la risposta alla RPC è significativa nelle bovine indipendentemente dal livello di condizione corporea all’inizio dell’impiego pre-partum.

La risposta a RPC si estende oltre il periodo d’impiego in razione

La ricerca condotta presso l’Università della Florida, insieme a uno studio recente condotto da Barry Bradford presso la Michigan State University, ha dimostrato che le bovine integrate con RPC durante il periodo di transizione mostrano una produzione di latte superiore durante la fase d’impiego del prodotto e che questi effetti positivi persistono anche dopo l’interruzione dell’impiego. In uno studio 320 vacche in pre-parto sono state divise in gruppi che hanno ricevuto 0 gr/giorno o 18 gr/giorno di ioni di colina come RPC dai 21 giorni prima del parto fino ai 21 giorni post-partum. Dopo la fine del periodo di supplementazione, entrambi i gruppi di vacche sono stati alimentati con la stessa dieta. L’integrazione ha determinato un incremento della produzione di latte pari a +2,1 kg/giorno, che è continuata fino a 40 settimane di lattazione. In un ulteriore studio indipendente, l’incremento di latte pari a +2,0 kg/giorno è stato riscontrato in relazione all’integrazione con RPC, e questo miglioramento si è esteso fino a 25 settimane di lattazione.

Tale fenomeno è in linea con le osservazioni da diversi trattamenti nutrizionali utilizzati durante il periodo di transizione, che tendono ad avere un impatto positivo sulla salute animale e sul metabolismo. Quale conseguenza si hanno effetti positivi sulla produzione ben oltre il periodo di trattamento. 

Conclusioni

La ricerca recente ha fornito prove convincenti dell’importanza della colina come nutriente necessario per le bovine da latte in transizione. La supplementazione di RPC durante il periodo di transizione ha dimostrato avere una serie di benefici, tra cui una riduzione dell’accumulo di trigliceridi epatici, un miglioramento della digeribilità dei grassi, un aumento della produzione di latte, una migliore salute delle vacche e una produzione di latte persistente anche dopo la fine della supplementazione. Questi risultati suggeriscono che la colina dovrebbe essere considerata una componente importante delle diete delle bovine da latte in transizione al fine di migliorare le loro prestazioni produttive e la loro salute generale.

È importante notare che la dose ottimale di supplementazione di colina e la sua interazione con altri nutrienti nella dieta delle bovine possono variare in base alle condizioni specifiche della mandria e dell’alimentazione. 

In definitiva, la ricerca sulla colina e la sua applicazione nella nutrizione delle vacche da latte stanno continuando a evolversi, e nuove scoperte potrebbero ancora emergere. Tuttavia, finora le prove indicano chiaramente che la colina è un nutriente cruciale per il benessere e la produttività delle vacche da latte in transizione, e il suo impiego dovrebbe essere seriamente considerato nelle diete delle bovine in pre- e post-parto.

Autori

Usman Arshad e José E.P. Santos – Department of Animal Sciences, University of Florida

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