Nel periparto della vacca da latte, conseguentemente all’elevata richiesta energetica ed in risposta al passaggio da lipogenesi a lipolisi nel metabolismo del tessuto adiposo, la caratteristica riduzione del glucosio circolante è accompagnata da un marcato incremento in acidi grassi liberi derivanti dai trigliceridi del tessuto adiposo. Questi vengono primariamente ossidati dal tessuto periferico a supporto della fosforilazione ossidativa, ri-esterificati a formare trigliceridi del latte, ossidati nel fegato a formare acetil-CoA e chetoni (betaidrossibutirrato), oppure, sempre nel fegato, ri-esterificati a formare lipidi neutri o glicerofosfolipidi (fosfatidilcolina o fosfatidiletanolammina). L’eccessivo accumulo di trigliceridi e l’insufficiente presenza di “trasportatori” (very low-density lipoprotein, VLDL) che riportino queste molecole in circolo favoriscono, come è noto, l’instaurarsi di steatosi epatica, la quale, insieme ad un incremento di acidi grassi non esterificati (NEFA) e chetoni (BHB) nel sangue, è indicatore di una compromessa “salute metabolica”.
Sebbene non tutti i meccanismi siano ancora stati decifrati, da quanto è emerso dagli ultimi anni di studio sui donatori di gruppi metilici (metionina, colina e betaina) ed i loro effetti sul metabolismo epatico, una ridotta disponibilità, a causa dell’intensa degradazione ruminale a cui sono soggetti, ed una conseguente ridotta produzione di fosfatidilcolina, potrebbero essere all’origine della ridotta secrezione di VLDL. La fosfatidilcolina è infatti una componente essenziale della membrana di queste lipoproteine, che senza di essa non si possono formare.
Gli studi effettuati sull’utilizzo dei singoli donatori metilici nel ridurre l’accumulo epatico di trigliceridi hanno portato a risultati non sempre omogenei. Non in tutti gli studi, infatti, ad un’aumentata concentrazione di trigliceridi nel sangue è corrisposta una riduzione degli stessi nel fegato. Le cause di questa disparità possono essere molte: il nutriente utilizzato, la quantità somministrata, la biodisponibilità dei nutrienti, il protocollo di studio, lo stato fisiologico dell’animale, nonché il livello di metionina metabolizzabile derivante dalla dieta. Ciò nonostante, considerando i potenziali benefici dei singoli nutrienti, si ritiene che la co-supplementazione di colina, metionina, betaina, riboflavina (vit. B2) e vitamina B12, tutte coinvolte nel metabolismo di unità monocarboniose, possa migliorare in modo sinergico la riduzione dei lipidi epatici.
Ultimamente, per meglio comprendere i meccanismi d’azione anche negli studi applicati alla vacca da latte si fa ricorso a scienze sempre più precise. In questo caso, l’utilizzo della lipidomica, la scienza che studia i lipidi nei sistemi cellulari, può aiutare a comprendere meglio le dinamiche che coinvolgono i trigliceridi a livello epatico. Considerando che l’utilizzo di donatori metilici è in grado di modulare i trigliceridi epatici e circolanti, il gruppo di ricerca del Prof. J.W. McFadden alla Cornell University (USA) ha voluto testare l’ipotesi che il loro utilizzo possa ridurre il contenuto lipidico del fegato e modificare il profilo lipidomico del plasma in vacche da latte in transizione alimentate con una dieta eccedente i fabbisogni di metionina metabolizzabile. Sino ad ora gli effetti della supplementazione contemporanea durante il periparto di donatori metilici come metionina, colina e betaina non era ancora stata valutata dalla letteratura scientifica. In questo studio, alle vacche da latte in transizione, è stata somministrata una miscela microincapsulata ruminoprotetta di donatori metilici (MecoVit®) in quantità tale da apportare quotidianamente agli animali trattati 22 g di metionina, 10 g di cloruro di colina, 3 g di betaina, 96 mg di riboflavina e 1,4 mg di vitamina B12.
Per ogni ulteriore dettaglio riguardante il piano sperimentale rimandiamo all’articolo originale (Zang et al. Methyl donor supplementation suppresses the progression of liver lipid accumulation while modifying the plasma triacylglycerol lipidome in periparturient Holstein dairy cows. J. Dairy Sci. 102(2):1224-1236. 2019. doi.org/10.3168/jds.2018-14727).
Le vacche trattate con donatori metilici hanno mostrato una concentrazione ematica di metionina (come anche di cisteina, suo derivato) più elevata rispetto al gruppo di controllo (Grafico 1) a conferma della disponibilità dei donatori metilici per l’organismo della vacca da latte.
La forte riduzione nel postparto dell’insulina plasmatica è un aspetto caratterizzante lo stato lipolitico della vacca da latte durante le prime fasi della lattazione. L’utilizzo di donatori metilici in forma rumino protetta ha portato ad una maggiore concentrazione plasmatica di insulina preparto senza modificare l’ingestione di sostanza secca. Questo aumento favorirebbe la lipogenesi e ridurrebbe la lipolisi. Tuttavia, sempre nel preparto, non sono stati riscontrati cambiamenti nei livelli di NEFA. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che le vacche coinvolte nello studio erano clinicamente sane prima del parto, come dimostrato dai bassi livelli di NEFA (<0,2 mmol/L) e dal ridotto contenuto lipidico del fegato (<4%).
Nel postparto la supplementazione con donatori di gruppi metilici ha ridotto in modo consistente gli acidi grassi circolanti (NEFA) senza alterare l’ingestione di sostanza secca. Questa riduzione dei NEFA supporterebbe il rallentamento nel processo di accumulo dei lipidi epatici che è stata osservata a due settimane dal parto (Grafico 2).
Sempre nel postparto, in entrambi i gruppi, si sono riscontrate riduzioni nelle concentrazioni dei trigliceridi plasmatici. Essendo i trigliceridi plasmatici e gli esteri del colesterolo componenti principali delle VLDL di origine epatica, una loro riduzione può essere dovuta ad una limitata esportazione delle VLDL epatiche che li contengono, o ad un’aumentata clearance ad opera della lipoproteina lipasi nella ghiandola mammaria.
Gli autori riferiscono che nel periparto in genere, i cambiamenti lipidomici dei singoli trigliceridi ed esteri del colesterolo riflettono ciò che avviene nei valori totali. Tuttavia, grazie alla lipidomica, si è visto come l’uso dei gruppi metilici rumino protetti sia correlato all’aumentata concentrazione di trigliceridi specifici circolanti quali ad esempio 46:2, 46:3, 48:0, 48:3 e 58:5. Questi trigliceridi contengono molto probabilmente gli acidi grassi palmitico, oleico e linoleico il cui apporto al fegato viene incrementato dalla lipolisi. Queste variazioni potrebbero essere attribuibili all’abilità dei donatori metilici di modulare la metilazione del DNA dei geni lipogenici (tra cui la sintasi degli acidi grassi, la proteina regolatrice dell’elemento-associazione dello sterolo e la glicerolo-3-fosfato O-aciltransferasi).
Grafico 1: Metionina sierica negli animali del gruppo di controllo e nei trattati con donatori metilici dopo 10 e 12 giorni dal parto.
Grafico 2: Percentuale di lipidi nel tessuto epatico di animali del gruppo di controllo e in quelli trattati con donatori metilici, dopo 14 giorni dal parto rispetto a quanto riscontrato dopo 5 giorni dal parto.
Prima d’ora, non era mai stato indagato l’effetto di diversi donatori metilici in combinazione nella dieta di vacche da latte nel periodo di transizione. I risultati ottenuti mostrano come la co-supplementazione di metionina, colina, betaina riboflavina e vitamina B12 rumino protette in vacca da latte durante il periparto sia in grado di limitare la deposizione dei lipidi epatici nel postparto e di modificare la composizione lipidomica dei trigliceridi.
Questo studio dimostra come l’utilizzo congiunto di donatori metilici rumino protetti possa migliorare il metabolismo e la salute del fegato degli animali durante questo delicatissimo momento della vita produttiva. Sicuramente, negli anni a venire scienze come la lipidomica e la biologia sistemica forniranno ulteriori opportunità per identificare nuovi biomarker in grado di indicare il progredire delle malattie metaboliche o di dimostrare l’efficacia degli interventi nutrizionali atti a migliorare la salute e le performances delle vacche da latte.
Autori
Richard Paratte e Sara Flisi – Vetagro
Rubrica a cura di Vetagro
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