L’effetto sortito da un omogenato di Aloe arborescens sul metabolismo lipidico, sullo stato infiammatorio e sulla funzionalità epatica di vacche da latte durante il periodo di transizione.

Simple Summary

Questo studio sottolinea l’effetto positivo sortito da un omogenato di Aloe arborescens Mill. sulle funzionalità epatiche e renali di vacche da latte durante il periodo di transizione. Questi effetti positivi possono dipendere sia dall’effetto antilipemico che dall’effetto antinfiammatorio dell’Aloe, che possono aver contribuito a mitigare le condizioni di stress cui vanno soggetti fegato e reni delle vacche da latte all’avvio della lattazione. I risultati ottenuti suggeriscono che la supplementazione con Aloe arborescens possa essere una strategia efficace per migliorare le condizioni metaboliche precarie delle bovine da latte durante la fase di transizione, candidando questo prodotto come possibile trattamento nutraceutico per prevenire l’insorgenza delle dismetabolie tipiche dell’avvio di lattazione.

Introduzione

Il periodo di transizione è noto come la fase più delicata della carriera produttiva delle vacche da latte. Durante questa fase, il bilancio energetico negativo determina una forte mobilitazione delle riserve lipidiche, alla quale si accompagnano disfunzioni a carico del sistema immunitario, che spesso si traducono in uno stato di infiammazione sistemica. Queste alterazioni metaboliche spesso compromettono il metabolismo epatico e renale ad inizio lattazione, e sono considerate un fattore predisponente per l’insorgenza delle principali dismetabolie che affliggono la vacca da latte ad alta produzione. L’effetto antilipemico ed antinfiammatorio attribuito all’Aloe dai risultati di numerosi studi effettuati su mammiferi monogastrici ne suggeriscono il possibile impiego per mitigare le forti alterazioni metaboliche cui vanno soggette le vacche da latte durante il periodo di transizione. Inoltre, studi preliminari condotti su bovine da latte hanno dimostrato che l’Aloe, distribuito in forma di omogeneizzato a bovine da latte in piena lattazione, non altera le dinamiche di fermentazione ruminale in vitro e non deprime l’ingestione di alimento. Inoltre, è stato attestato il passaggio nel sangue del principale principio attivo dell’Aloe (l’aloina A) già 2 ore dopo la somministrazione del composto. Abbiamo pertanto ipotizzato che la somministrazione di Aloe in forma di omogeneizzato potesse sortire effetti benefici sul metabolismo lipidico e sulla condizione infiammatoria delle bovine.

Disegno sperimentale

In questo studio, 20 bovine pluripare di razza Frisona Italiana (numero di lattazioni: 3.1 ± 1.2; peso vivo: 711 ± 53 kg; condizione corporea, [body condition score, BCS]: 2.51 ± 0.28; produzione di latte nell’ultima lattazione: 12005 ± 1384 kg; lunghezza media di lattazione: 350 ± 51 d [media ± deviazione standard]) sono state allevate in stabulazione libera, munte 2 volte al giorno ad intervalli regolari ed alimentate con miscelata secondo il sistema unifeed. Le razioni sono state formulate secondo i fabbisogni proteici definiti dal sistema NRC 2001 e secondo i fabbisogni energetici definiti dal sistema INRA 1989. Gli animali sono stati ripartiti in due gruppi omogenei e, nel periodo compreso tra -14 e 14 giorni dal parto (days from calving, DFC) sono stati loro somministrati due trattamenti alternativi mediante una sonda ruminale. Il primo gruppo ha ricevuto 200 g/giorno di acqua (CTR, n=10), mentre il secondo ha ricevuto 200 g/giorno di omogenato di Aloe arborescens Mill. (AAM, n=10), ottenuto dalla spremitura della pianta intera mediante un mulino a martelli. Nel periodo compreso tra -14 e 35 DFC sono stati monitorati BCS e produzione individuale di latte (milk yield, MY) degli animali. Inoltre, sono stati raccolti campioni di latte per valutarne la composizione e campioni di plasma per valutare il profilo metabolico degli animali (Figura a). I dati sono stati sottoposti ad ANOVA utilizzando un modello per l’analisi di osservazione ripetute (proc. Mixed, SAS 9.2), includendo il trattamento (TRT, CTR o AAM), il tempo (t) e l’interazione tra i due fattori (TRT x t) come effetti fissi.

Risultati e discussione

Effetto sul metabolismo lipidico

Rispetto al gruppo CTR, le vacche nel gruppo AAM hanno mostrato un calo di BCS meno marcato all’inizio della lattazione (P < 0.01), a suggerire una minore mobilitazione delle riserve corporee (Figura b). Rispetto al gruppo CTR, il gruppo AAM ha mostrato minori concentrazioni plasmatiche di acidi grassi non esterificati (nonesterified fatty acids, NEFA, P < 0.01 Figura c) e betaidrossibutirrato (beta hydroxybutyrate, BHB, P = 0.01). Tali dati ematici, contestualmente al minor tenore in grasso e al rapporto grasso/proteine più basso del loro latte (P = 0.03 e < 0.01 rispettivamente), suggeriscono che l’Aloe abbia ridotto la mobilitazione dei grassi corporei. Infatti, i NEFA sono indicatori diretti della mobilitazione del tessuto adiposo e, quando il loro livello è elevato, possono danneggiare il metabolismo epatico e compromettere la beta-ossidazione, determinando un aumento dei corpi chetonici (tra cui il BHB) nel sangue. Sia NEFA che BHB circolanti contribuiscono in via diretta alla sintesi del grasso del latte, e pertanto alti livelli di NEFA e BHB circolanti sono associati ad aumento del titolo di grasso e del rapporto grasso/proteine del latte.

Effetto Sui Marcatori Generici dell’infiammazione

Le vacche del gruppo AAM avevano una minore concentrazione plasmatica dell’enzima mieloperossidasi (P = 0.02, Figura d) ed una minore conta cellulare nel latte (somatic cell count, SCC, P = 0.02). La mieloperossidasi è un enzima connesso alla produzione di specie reattive dell’ossigeno da parte dei neutrofili attivati, ed il suo livello ematico è indice di processi infiammatori sistemici. Al contrario, le SCC sono indicatrici dell’attivazione della risposta immunitaria locale in mammella. Durante la fase di transizione, le disfunzioni immunitarie che colpiscono la bovina da latte rendono i leucociti incapaci di estinguere i fenomeni infiammatori a livello locale, predisponendo le bovine a sviluppare infiammazioni sistemiche. È plausibile che la minor SCC del latte, unita alla minore concentrazione di mieloperossidasi plasmatica delle bovine AAM siano dovute ad un effetto antinfiammatorio dell’Aloe.

Effetto sulla risposta di fase acuta

Le bovine del gruppo AAM hanno mostrato una minore concentrazione plasmatica di ceruloplasmina (P < 0.05, Figura e), contrapposta a una maggiore concentrazione di colesterolo (P <0.01, Figura f), retinolo (P <0.01, Figura g) e paraoxonasi (P <0.05) rispetto agli animali di controllo. Le infiammazioni sistemiche che colpiscono le bovine da latte ad inizio lattazione arrivano a coinvolgere il fegato, determinando uno slittamento delle normali sintesi proteiche. La sintesi di alcune proteine, denominate proteine di fase acuta positive (quali appunto la ceruloplasmina) aumenta, e compromette la sintesi di altre proteine essenziali alle normali funzioni fisiologiche dell’animale, denominate appunto proteine di fase acuta negative. Tra queste le lipoproteine (la cui concentrazione è indirettamente attestata dal livello di colesterolo), ma anche alcuni enzimi con funzioni antiossidanti (come la paraoxonasi), ed alcune proteine vettrici (come quella deputata al trasporto del retinolo nel sangue). Il miglior bilancio tra proteine positive e negative di fase acuta nelle bovine AAM attesta l’effetto sortito dall’Aloe nel mitigare la risposta di fase acuta a livello epatico ad inizio lattazione.

Effetto sulla funzionalità renale ed epatica

Le vacche del gruppo AAM hanno mostrato minori concentrazioni plasmatiche di creatinina a cavallo del parto (P < 0.05) e una minore concentrazione di bilirubina (P = 0.01) rispetto alle bovine CTR. La creatinina è il metabolita risultante dall’utilizzo della fosfocreatina durante la normale attività muscolare, ed un aumento della sua concentrazione ematica è indice della compromissione della funzionalità di filtrazione glomerulare dei reni. La bilirubina, invece, è il metabolita risultante dalla degradazione dei globuli rossi, e la sua concentrazione ematica è funzione dell’efficienza degli enzimi epatici nel rimuoverla. Alterazioni della funzionalità renale ed epatica sono state attestate nelle vacche da latte durante la transizione al parto, a causa dell’elevata mobilitazione delle riserve lipidiche e dell’infiammazione sistemica. Le minori concentrazioni di questi metaboliti riscontrate nel gruppo AAM rispetto al CTR suggeriscono che l’effetto antilipemico ed antinfiammatorio sortiti dall’Aloe possano aver prodotto benefici anche sulla funzionalità renale ed epatica. Inoltre, le bovine AAM hanno mostrato una maggiore concentrazione plasmatica di tocoferolo (P = 0.01, Figura i) che, sebbene contenuto in grandi quantità nelle foglie di Aloe, e probabile conseguenza dell’apporto diretto ad opera dell’omogenato, può anche essere la conseguenza dell’effetto benefico sortito dall’Aloe sul metabolismo epatico, che può aver aumentato la disponibilità di antiossidanti circolanti ad inizio lattazione.

Figura. Disegno sperimentale e calendario per la somministrazione dell’omogenato di Aloe arborescens Mill. o dell’acqua placebo (TRT), per la determinazione della condizione corporea (BCS), per la misurazione della produzione individuale di latte (MY), per la raccolta di campioni di plasma per la determinazione del profilo metabolico (MP) e per la raccolta dei campioni di latte (MS) (a). Andamento temporale dei valori di BCS (b) e delle concentrazioni plasmatiche di acidi grassi non esterificati (NEFA, c), mieloperossidasi (d), ceruloplasmina (e), colesterolo (f), paraoxonasi (g), retinolo (h) e tocoferolo (i) in vacche da latte riceventi acqua placebo (CTR; linea nera tratteggiata) oppure un drench di 200 g/giorno di omogenato di Aloe arborescens Mill. tra -14 e 14 giorni dal parto (AAM; linea verde continua).** = P < 0.01; * = P < 0.05; + = P < 0.1; DFC = days from calving.

Conclusione

L’azione dell’Aloe suggerisce l’attivazione di fattori di trascrizione

Nel complesso, i nostri dati suggeriscono l’interazione dei composti secondari dell’Aloe con alcuni fattori di trascrizione mediante un meccanismo nutrigenomico, come già ampiamente dimostrato in diversi studi su modelli murini ed umani. Nello specifico, l’attivazione dei recettori di proliferazione perossisomiale (Peroxisome proliferation activated receptors, PPARs), ed in particolare del PPAR-alfa nel fegato e del PPAR-gamma nel tessuto adiposo, è nota per mitigare la mobilizzazione delle riserve adipose e migliorare l’efficienza di ossidazione dei NEFA a livello epatico, spiegando gli effetti che abbiamo riscontrato sul metabolismo lipidico delle bovine riceventi l’Aloe. Questi fattori di trascrizione sono anche noti per svolgere un ruolo antinfiammatorio sui leucociti e per alleviare la risposta di fase acuta a livello epatico, spiegando la minore concentrazione di marcatori dell’infiammazione (SCC e mieloperossidasi) e il miglior bilancio tra proteine positive e negative della fase acuta osservati nelle bovine trattate con Aloe. Nonostante l’interazione tra i composti secondari dell’Aloe ed i PPARs sia già stata dimostrata nei monogastrici, questo esperimento sulle vacche da latte deve essere inteso come uno studio pilota, che apre prospettive di ricerca mirate ad investigare l’assorbimento dei metaboliti secondari da parte degli animali e l’interazione tra questi metaboliti e l’espressione genica. Per fare ciò, un disegno sperimentale che comprenda la misurazione dell’ingestione individuale di sostanza secca degli animali, e ne valuti il bilancio energetico e l’espressione genica a livello epatico sarà fondamentale per chiarire in via definitiva il meccanismo di azione dell’Aloe nelle bovine da latte.

 

Autori: Matteo Mezzetti 1, Andrea Minuti 1, Massimo Bionaz 2, Fiorenzo Piccioli-Cappelli 1 ed Erminio Trevisi 1

1 Department of Animal Sciences, Food and Nutrition (DIANA), Facoltà di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali, Università Cattolica del Sacro Cuore, 29122 Piacenza, Italy.

2 Department of Animal and Rangeland Sciences, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, USA.

Per la versione completa dell’articolo: doi.org/10.3390/ani10050917