Alimentazione

Terminologia

Nutrizione

Nutrizione: Scienza che si occupa delle interazioni fra i principi nutritivi (amminoacidi, carboidrati e acidi grassi) e l’organismo o parte di esso (organi-apparati) per la migliore definizione dei fabbisogni giornalieri.

Alimentazione

Alimentazione: Scienza che si occupa della conoscenza degli alimenti e del loro uso per soddisfare i fabbisogni dell’animale e modularne le risposte funzionali.

Alimento

Alimento: Qualsiasi sostanza di origine vegetale, animale, minerale o di sintesi che può essere in tutto o in parte digerita, assorbita, metabolizzata e comunque utilizzata dall’organismo.

Alimenti

• Indispensabili alla vita degli organismi eterotrofi;
• In senso generale sono le sostanze commestibili;
• Tutte quelle sostanze che ingerite possono essere digerite, assorbite e utilizzate dall’organismo;
• Forniscono i principi alimentari (proteine, lipidi, carboidrati, minerali, vitamine), dai quali vengono ricavati i nutrienti per il metabolismo cellulare;
• Gran parte di quelli usati in zootecnia deriva dal mondo vegetale;
• Le piante sono organismi autotrofi (capaci di trasformare materiale inorganico in materia organica tramite fotosintesi).

Ruoli convenzionali e innovativi degli alimenti

• Nutrizionali: Apporto glucidi, proteine, minerali, vitamine, lipidi, ecc.
• Dietetici: Soddisfare il senso della fame (comportamento) e masticazione, insalivazione, ruminazione, transito, digestione.
• Sanitario: Influenzare la salute del consumatore (animale e uomo), in negativo per la presenza di “tossici”, in positivo se arricchiti in nutrienti “utili”.
• Tecnologico e produttivo: Quantità di prodotti zootecnici, efficienza alimentare (I.C.A.), caratteristiche qualitative, composizione, colore, sapore, aspetto, adattamento ai processi di trasformazione e conservazione, “tipicità filiera”.
• Economico: L’alimentazione dell’animale incide sul costo per circa il 55/60%. Negli ultimi tempi, si tende a fare un’alimentazione mirata per gli animali da reddito per evitare gli sprechi (feci, urine e, nel caso dei ruminanti, perdite di metano).

Alimentazione degli animali da reddito - principali tappe

• Conoscere gli alimenti disponibili
• Definire i fabbisogni nutritivi e produttivi
• Formulare e bilanciare le diete in base a quali sono gli alimenti
• Preparare e somministrare le razioni
• Verificare i risultati attraverso il monitoraggio dell’animale nel tempo

I.C.A. Indice di conversione degli alimenti: kg alimento/kg di prodotto (numero puro).

Resa alimentare: kg di prodotto/kg alimento (numero puro).

A fini economici bisogna tener conto dei costi di produzione ovvero quanto si spende per produrre un determinato prodotto. Per guadagnare di più quello che si può fare è non far ammalare gli animali (benessere animale) e ciò è possibile solo conoscendo alla perfezione i fabbisogni e rispettandoli. Lo scopo è diminuire questa spesa o quantomeno non incrementarla.

Nel corso degli anni c’è stata un’evoluzione dell’efficienza alimentare grazie ai progressi scientifici e tecnologici. Oggi c’è stata una diminuzione dei costi di produzione perché ci stiamo avvicinando sempre di più alla formulazione di diete che coprono perfettamente i fabbisogni e che riducono le perdite. La genetica ci ha permesso di manipolare il genoma dell’animale e ci ha permesso di selezionare degli animali da allevamento che sono più predisposti alla produzione, alla resistenza alle malattie e al vivere all’interno dell’allevamento con condizioni diverse da quelle che avrebbero in natura. Infatti, la capacità di adattamento è un test che viene fatto per il miglioramento genetico.

Gli animali di interesse zootecnico sono animali eterotrofi e cioè hanno la necessità di nutrirsi di alimenti che sono prodotti all’esterno dell’animale stesso, di origine animale o vegetale. Per nutrire i DPA (animali produttori di derrate) si possono usare solo alimenti di origine vegetale!!

La capacità delle piante è riuscire a ricavare l’energia grazie alla fotosintesi. Per la fotosintesi sono necessarie solo 2 cose: acqua e luce. La fotosintesi è ciò che differenzia un eterotrofo da un autotrofo. Le piante sono in grado di trasformare l’azoto inorganico in azoto organico, cosa che gli animali non sanno fare (ad eccezione di alcune vie metaboliche nel rumine).

Cenni di botanica

Le piante sono costituite da (relative funzioni):

• Radici: Assorbimento, ancoraggio, sostegno
• Fusto: Trasporto, sostegno
• Rami: Trasporto, sostegno
• Foglie: Fotosintesi

Organi riproduttivi

• Fiori: Scambio materiale genetico
• Frutti: Trasporto nello spazio dei semi
• Semi: Trasferimento nel tempo e nello spazio della specie

Costituzione

• Radici: Carboidrati strutturali (emicellulosa, cellulosa e lignina)
• Fusto: Carboidrati strutturali
• Rami: Carboidrati strutturali
• Foglie: Carboidrati strutturali, proteine, carboidrati non strutturali e lipidi. È la parte migliore per la nutrizione degli animali perché contengono i principi nutritivi.
• Fiori: Carboidrati strutturali
• Frutti: Carboidrati non strutturali
• Semi: Carboidrati non strutturali, lipidi, proteine

Dalla germinazione in poi, le piante si accrescono con il fine ultimo di produrre molti semi vitali ciò significa che le piante non si accrescono con il fine ultimo di produrre un alimento per gli animali ma si accrescono per garantire la diffusione della specie (produrre il seme, poi il fiore, poi il frutto, poi il terreno viene seminato per dare vita a nuove piante). A noi non serve che tutte le piante arrivino al frutto, ad esempio se facessimo arrivare l’erba medica all’ inflorescenza, rischieremmo di abbassare notevolmente il suo potere nutritivo. Prima della produzione del seme i nutrienti sono nella foglia, dopo nel seme ma gli animali non mangiano il seme, la foglia sì!

Man mano che la pianta invecchia aumentano i carboidrati strutturali (in particolar modo la lignina).

Parti anatomiche più importanti

• Foglie: Maggiormente nutritive, alto contenuto in carboidrati non strutturali e proteine, basso contenuto in carboidrati strutturali.
• Stelo: Pochi nutrienti, alto contenuto in carboidrati strutturali, tessuto vascolare.
• Inflorescenze: Poco importanti come alimenti.
• Frutti: Grano di cereali (ricchi di amido); semi delle piante oleaginose (ricche di lipidi e proteine).

Come vengono utilizzate queste piante negli allevamenti zootecnici? In realtà tra la terra e la bocca dell’animale vi è il passaggio nei mangimifici, dove gli alimenti vengono resi più digeribili e più facilmente utilizzabili ai fini nutrizionali.

Sistemi digestivi

I poligastrici hanno una conformazione anatomica completamente diversa, il rumine è un vero e proprio ecosistema e delle alterazioni di questo ecosistema possono manifestarsi come manifestazioni patologiche nell’animale. Nei carnivori e nei monogastrici lo stomaco rappresenta la prima parte del digerente, mentre nei poligastrici lo stomaco ghiandolare che è l’abomaso è a valle del rumine.

Utilizzo degli alimenti nel monogastrico

• Prensione – Masticazione: attacco meccanico – enzimatico saliva
• Digestione gastrica grazie all’acidità dell’HCl che consente una prima digestione dell’alimento
• Digestione intestinale: enzimi pancreatici, bile
• Assorbimento intestino tenue attivo - passivo
• Fermentazione nell’intestino cieco
• Assorbimento nutrienti e prodotti della fermentazione
• Feci (tutto ciò che non viene digerito o è stato digerito ma non assorbito)

Nel suino osserviamo un particolare sviluppo del tenue che indica che c’è un’importante assorbimento dei nutrienti e attività fermentativa. Nel cavallo non è un poligastrico ma ha un intestino che gli permette di digerire i foraggi che un monogastrico non è in grado di digerirlo, neanche il suino. Nell’intestino crasso troviamo:

• Un’elevata densità batterica
• Anaerobiosi

I fattori che influenzano la microflora intestinale

• Intrinseci
  • Ph
  • Transito degli alimenti
  • Desquamazione cellulare
  • Enzimi
• Estrinseci
  • Tipo di dieta
  • Stress
  • Antibiotici

Quando abbiamo carenze di alcuni nutrienti (ad esempio, calcio, magnesio o vit-b12) che portano a patologie, se conosciamo il sito di assorbimento possiamo facilmente fare una diagnosi delle problematiche nutrizionali.

Utilizzo degli alimenti nel poligastrico

La prensione e la masticazione variano da ruminante a ruminante e ciò dipende dall’arcata dentaria e come si chiudono su di loro l’osso mascellare e l’osso mandibolare. La pecora ha delle labbra e un musello molto sottili e un’elevata capacità di prensione e dei movimenti oscillatori della mandibola sulla mascella mentre la vacca ha un musello molto più grande, è meno sensibile rispetto alla pecora e fa dei movimenti dall’alto al basso. Anche la prensione è completamente diversa e mangiano specie foraggere completamente diverse.

Ciò che accomuna tutti i ruminanti è che la digestione meccanica inizia a livello della bocca. La digestione meccanica è la capacità di sminuzzare l’alimento per renderlo in particelle sempre più piccole. Il focus del ruminante è quello di ridurre sia fisicamente le particelle grossolane di alimenti in particelle molto piccole, sia quello di partire da alimenti come carboidrati e proteine complessi e ridurli in carboidrati e proteine semplici in grado di essere utilizzati dalla microflora ruminale e di conseguenza anche dal ruminante. Una vacca produce al giorno circa 160/170 L di saliva al giorno, fondamentale per poter amalgamare l’alimento secco.

La digestione gastrica/intestinale è sovrapponibile a quella dei monogastrici perché comunque ritroviamo lo stomaco ghiandolare che è l’abomaso, la digestione enzimatica con gli enzimi pancreatici e la bile a livello intestinale, assorbimento a livello di tenue e fermentazioni nel cieco.

Visione laterale del rumine sinistra

A sinistra si percepisce il sacco dorsale che si trova nella parte apicale; nella parte ventrale troviamo il fondo cieco caudale e il sacco ventrale del rumine. Le particelle più grossolane, ovvero la parte foraggera, si fermano nel sacco caudale del sacco dorsale, più in alto. Poi si sposta nel sacco ventrale, fino ad arrivare nell’abomaso e in seguito nell’intestino. L’auscultazione si fa a sinistra e alla palpazione la mano viene spostata su e giù per la motilità del rumine. Se si batte con le dita a “+” sulla parete del rumine, dall’alto verso il basso, si percepisce un suono acuto e vuoto nella parte alta e sx e un suono più ottuso e chiuso nella parte bassa sx. Questo è dovuto al fatto che in alto c’è una sorta di bolla gassosa dove si accumulano i gas che fuoriescono dalle fermentazioni ruminali e al di sotto di questo livello troviamo la parte più grossolana dell’alimento. Si parla di materasso ruminale, costituito dalla parte foraggera (dalla parte verde). Da qui l’alimento viene ricondotto alla bocca per la ruminazione. Man mano che vanno avanti questi rigurgiti ruminativi, le particelle si stratificano nella parte in basso e diventano via via sempre più piccole. Questo permette 2 cose: l’attacco da parte dei batteri a livello ruminale che operano un’azione digestiva e inoltre, le particelle dal sacco ventrale iniziano a spostarsi verso gli altri distretti del tratto GE.

Visione laterale destra

Il sacco dorsale è molto meno esposto. Il rumine non si riesce a percepirlo quasi per niente però la visione da dx è importante per diagnosticare una dislocazione dell’abomaso.

Rumine

Le cavità prestomacali sono le cavità dove ci sono delle attività metaboliche dei microrganismi. Nel rumine ritroviamo:

• Apporto intermittente di alimento
• Eliminazione continua dei prodotti del metabolismo fermentativo
• Eruttazione di metano e CO₂
• Passaggio nel duodeno del bolo ruminale

Per la vacca da latte, come per tutti i ruminanti, i principi nutritivi vengono messi a disposizione grazie ai corpi batterici che vengono digeriti e grazie a quello che viene rilasciato nella fase liquida, cioè i prodotti di disgregazione dei carboidrati più complessi, e in più gli acidi grassi volatili prodotti dalla fermentazione adoperata dai batteri ruminale che poi vengono assorbiti dalle papille ruminali disseminate su tutto il rumine. Le papille ruminali assorbono gli acidi grassi e aumentano la superficie di assorbimento.

Nella fase liquida del rumine ci sono i batteri e i protozoi ed è lì che avviene la digestione vera e propria. I processi ruminativi e il tempo che l’animale spende a ruminare sono estremamente connessi al tipo di alimento che io gli do. Nel caso dei foraggi, il tempo è molto maggiore rispetto agli sfarinati, ad esempio. Più l’alimento è grossolano e più c’è bisogno di tempo. A prescindere dalla tipologia dell’alimento, se le particelle non raggiungono una determinata dimensione non passano, neanche se sono sfarinati. Nel sacco dorsale, inoltre, vi sono una serie di meccanismi di movimento della parete del rumine che favorisce il rimescolamento dell’alimento e permette ai batteri di aggredire meglio l’alimento. Dopo che le particelle grossolane sono state ridotte in particelle più piccole, generalmente vengono traslocate nel sacco ventrale dove c’è la fase liquida e poi passa nel sacco craniale e infine negli altri stomaci.

Il tempo che l’alimento rimane nel sacco dorsale dipende dalla lunghezza dell’alimento ma, indipendentemente che si tratti di foraggi o concentrati, non lasciano il sacco dorsale a meno che non abbiano raggiunto una specifica dimensione. Nella cupola del rumine si accumula gas. La condizione di anaerobiosi è uno dei fattori che consentono ai microrganismi ruminali di escludere dal sistema altre specie microbiche, che non sono ospiti abituali del rumine, ma che in esso pervengono con l’ingestione dell’alimento. Oltre ai batteri nel rumine troviamo anche protozoi e funghi e sembra che alcuni funghi abbiano la funzione di disgregare la lignina. I microrganismi ruminali sono a loro volta una fonte di alimento per l’ospite andando in contro a processi di morte cellulare o digestione nelle porzioni del digerente successive al rumine.

Protozoi

Organismi unicellulari che vivono predando i batteri. Basano il loro metabolismo sulla base di altri organismi, in particolare i batteri ruminali. In passato si è tentato di defaunizzare il rumine, togliendo funghi e protozoi ma questo ha causato un’alterazione dell’equilibrio e problematiche enormi come le dismetabolie, problematiche di assorbimento e problemi nel coprire i fabbisogni, proprio perché si pensa che abbaino la funzione di disgregare la lignina. Il metabolismo dei protozoi è strettamente legato a quello delle proteine. Nel momento in cui i protozoi sono stati eliminati, la digestione, il metabolismo e l’assorbimento proteico. Quindi, si presuppone che i protozoi siano fondamentali per l’attacco della lignina e la digestione proteica. Esistono delle proteine o degli acidi organismi o addirittura degli amminoacidi che sono in grado di bypassare il rumine ed essere assorbiti intatti a livello ruminale. Gli acidi grassi volatili vengono assorbiti direttamente nelle camere prestomacali mentre glucosio, amminoacidi liberi, proteine liberate nelle secrezioni o per lisi cellulare, acidi grassi a lunga catena sono assorbiti a livello dell’intestino.

Interazioni tra specie nel rumine

• Competizione: Due specie microbiche sono dipendenti dallo stesso substrato.
• Neutralismo: Due specie coesistono senza influenzarsi reciprocamente.
• Commensalismo: La crescita di una specie dipende dall’altra senza che quest’ultima sia influenzata dalla prima.
• Parassitismo: Una specie cellulare sfrutta risorse rese disponibili da un’altra specie senza fornire a questa alcun corrispettivo.
• Sintropismo: Attività metaboliche indipendenti concorrono ad un risultato utile per le specie interessate.
• Predazione: Attività di fagocitosi cellulare da parte di una specie verso una o più specie.

La colonizzazione del rumine avviene con l’interazione con l’ambiente circostante. Il lambimento della madre sul cucciolo fa sì che la flora microbica della bocca e del rumine della madre finisca anche nella bocca del figlio e poi arriva al rumine del neonato. Inoltre, c’è tutta la contaminazione ambientale per il contatto del vitello con l’ambiente. Un’altra cosa imprescindibile per la sopravvivenza dei batteri, oltre all’anaerobiosi, è il ph che deve essere compreso tra 5.5. e 7.

Ph troppo bassi favoriscono lo sviluppo di alcuni batteri, in particolare quelli lattici, inibendone altri. Ne consegue la produzione di acido lattico, così il ph ruminale si abbassa ulteriormente. Quindi, se voi date grandi quantità di fieno o amido a questi animali l’unico acido grasso volatile che si andrà a produrre sarà l’acido lattico. Ma la produzione dell’acido lattico abbassa molto il ph e in alcuni casi può portare a problematiche digestive.