Cerca
Cerca

Selezionare per il benessere animale: una prospettiva zootecnica ed economica

1 Maggio 2018

Gli obiettivi del progetto LATTeco finalizzati principalmente all’incremento della sostenibilità e della competitività del comparto zootecnico da latte italiano.

 

Giovanni Bittante, Stefano Schiavon, Alessio Cecchinato, Sara Pegolo, Hugo Toledo-Alvarado

Università di Padova, DAFNAE – Dipartimento di Agronomia, Animali, Alimenti, Risorse naturali e Ambiente

 

La selezione di questi ultimi decenni ha profondamente cambiato la vacca da latte. È questo uno degli esempi più evidenti di successo selettivo.

Da quando la produzione è registrata tramite controlli funzionali, la quantità per lattazione è triplicata. La mammella, che una volta rappresentava poco più del 5% del corpo dell’animale, oggi ne rappresenta il 10-12%. Il fabbisogno di energia per la produzione del latte costituiva il 15-20% dei fabbisogni energetici totali (per il mantenimento, il movimento, l’accrescimento, la gravidanza e la lattazione), mentre oggi, in un buon allevamento, è arrivato a rappresentare circa due terzi del fabbisogno totale. Non, ovviamente, perché il fabbisogno energetico delle altre funzioni sia diminuito, ma perché è fortemente aumentata la richiesta di energia della mammella e, con essa, la necessità della bovina di mangiare molto di più (circa il doppio di un tempo, a parità di peso vivo).

Il malessere della vacca da latte

È evidente che nella moderna vacca da latte, la produzione non è ‘una’ delle diverse funzioni fisiologiche della bovina, ma è ‘la’ funzione per eccellenza, attorno alla quale tutte le altre funzioni fisiologiche sono direzionate.

L’aspetto cruciale è il rifornimento della mammella con energia e nutrienti (soprattutto acidi grassi volatili dal rumine; aminoacidi, acidi grassi non volatili, zuccheri, minerali e vitamine dall’intestino; acidi grassi non volatili dai tessuti grassi corporei, minerali dallo scheletro).

Il quadro metabolico dell’animale si complica in caso di scarso appetito. L’aumento dei fabbisogni, infatti, non si può soddisfare solo con l’aumento dell’appetito, ma richiede anche un aumento della concentrazione delle razioni, cioè della quantità di concentrati nella razione (cereali, farine proteiche, grassi e saponi), che può mettere a rischio la funzionalità dei prestomaci provocando l’acidosi ruminale (Saha et al., 2018).

Lo stress metabolico

Nelle vacche fresche, l’aumento della concentrazione della dieta però non basta a coprire i fabbisogni di lattazione e il deficit energetico può causare un dimagrimento eccessivo (la vacca che “consuma” se stessa).

Un dimagrimento eccessivamente rapido causa un trasporto al fegato di trigliceridi in quantità superiore alle potenzialità che quest’organo ha di metabolizzarli e il loro accumulo causa la steatosi epatica. La demolizione nel fegato degli acidi grassi comporta un aumento di produzione di corpi chetonici immessi nel circolo sanguigno in quantità tale, a volte, da superare la capacità dei vari organi della bovina (a partire dalla mammella) di utilizzarli, e così si accumulano nel sangue provocando stati di chetosi.

Lo stress metabolico indotto da questa accelerazione del metabolismo è il principale responsabile della diminuzione della risposta immunitaria e di un aumento degli stati di infiammazione a carico di diversi organi e tessuti. Questi comportano, nell’apparato locomotore, un aumento dell’insorgenza delle zoppie e, nelle ghiandole mammarie, dei casi di mastite.

Un’autodifesa

Il deficit energetico comporta anche una modifica del quadro ormonale della bovina che, prima di tutto, sfavorisce la ripresa dei cicli estrali che è la prima causa di infertilità nelle vacche fresche ad alta produzione (Tiezzi et al., 2013). Questo è un meccanismo di regolazione e autodifesa dell’organismo animale che non intraprende una nuova gravidanza se non esistono le condizioni per assicurare nei mesi successivi le risorse nutritive necessarie per la nuova gravidanza prima e per la successiva lattazione poi (Toledo-Alvarado et al., 2017).

L’effetto della selezione

Tutto questo comporta il “malessere” della vacca da latte ad alta produzione, specie nei primi mesi di produzione (figura 1). La selezione di questi ultimi decenni ha comportato un miglioramento delle capacità della vacca da latte di gestire le richieste nutrizionali della mammella e di meglio resistere ai potenziali effetti negativi di questi possibili stress metabolici. La vacca da latte, oggi, è certamente più resistente e resiliente della sua antenata di un tempo, altrimenti non sarebbe in grado di sostenere i livelli produttivi attuali, ma le sfide con cui deve confrontarsi oggi sono veramente impegnative e l’equilibrio raggiunto è precario.

Il miglioramento genetico del benessere della vacca da latte

Il miglioramento anche per via genetica del benessere della vacca da latte è prima di tutto un dovere morale, ma è anche un’opportunità economica. Dobbiamo infatti migliorare ulteriormente la resistenza degli animali, e cioè ridurre la loro suscettibilità alle alterazioni metaboliche e alle patologie. Dobbiamo anche migliorare la loro resilienza, e cioè la loro capacità, se soggetti a alterazioni metaboliche e patologie, di recuperare rapidamente le normali condizioni di salute e di benessere. Animali più resistenti e resilienti significa anche impiego di meno farmaci e conseguentemente migliore valore nutrizionale di latte e derivati e minore impatto sull’ambiente. Ma più resistenza e resilienza delle vacche significa anche più produzione, più qualità, migliore fertilità, carriere produttive più lunghe, meno rimonta, meno problemi per l’allevatore e più reddito.

Alcuni di questi aspetti del benessere delle vacche da latte nella Bruna sono già oggetto di selezione, mentre altri non lo sono, e comunque nuovi risultati della ricerca sono ora disponibili per migliorare l’efficienza della selezione.

La tecnologia

Tra tutte, due tecnologie in particolare emergono per importanza prospettica: l’impiego della spettrometria all’infrarosso del latte per la predizione dei dati fenotipici e l’impiego della genomica per la predizione del valore genetico degli animali.

Vista l’importanza e la centralità metabolica della mammella nella vacca da latte ad alta produzione, non stupisce che il latte che produce possa fornire informazioni sul funzionamento metabolico della mammella, e di altri organi e apparati. (Bittante and Cecchinato, 2013; Ferragina et al., 2015). È intuibile quindi che la spettrometria all’infrarosso del latte possa essere impiegata per monitorare non solo la produzione (tabella 1) ma anche il benessere (o meglio alcune cause di malessere), la fertilità (Toledo-Alvarado et al., 2018) e perfino l’impatto che la bovina ha sull’ambiente (Bittante and Cipolat-Gotet, 2018).

Lo spettro all’infrarosso

L’ingestione alimentare delle vacche rappresenta un tema delicato, perché se la sua riduzione, a parità di produzione, potrebbe corrispondere ad un aumento dell’efficienza alimentare dell’animale, dall’altro lato potrebbe favorire un non voluto maggiore dimagrimento delle bovine con conseguente aggravamento delle loro condizioni di malessere. La valutazione dello stato di ingrassamento è tradizionalmente demandata al BCS (body condition score). Questa metodica è molto utile e pratica, ma se può dirci se una vacca è più o meno magra, difficilmente può dirci se ora sta ingrassando o dimagrendo (dato che la differenza fra due BCS valutati sullo stesso animale a breve distanza è troppo soggetta ad errori casuali). Lo spettro all’infrarosso del latte, invece, ci può dare indicazioni aggiuntive sui processi di dimagrimento eccessivo in atto attraverso la predizione del profilo in acidi grassi del latte ed in particolare di quelli a lunga catena (stearico, oleico), più frequenti nei depositi di grasso corporeo, che aumentano nel latte quando la bovina sta dimagrendo.

Altri indicatori del dimagrimento eccessivo sono i corpi chetonici presenti nel sangue (non solo BHB, beta-idrossi-butirato), perché anch’essi possono essere predetti dallo spettro all’infrarosso del latte. L’utilità della loro predizione non riguarda solo gli aspetti patologici, la chetosi, ma, nell’ambito dei valori fisiologici, danno indicazioni anche sul bilancio energetico della vacca.

Fertilità e cellule somatiche

Il bilancio energetico negativo ritarda la ripresa del ciclo ovarico e la piena funzionalità dell’apparato riproduttore condizionando negativamente la fertilità (Tiezzi et al., 2013). Recentemente abbiamo evidenziato come lo spettro all’infrarosso del latte possa essere impiegato per avere qualche predizione sulla fertilità della vacca, sul suo stato di calore e sulla sua probabilità di essere gravida (Toledo-Alvarado et al., 2018).

In particolare, è opportuno superare la conta delle cellule somatiche come unico indicatore della mastite. La riduzione delle cellule somatiche, infatti, non è sempre positiva: potrebbe in alcuni casi riflettere una inadeguatezza della bovina a fronteggiare l’infezione, piuttosto che riflettere la risposta all’attacco microbico. Inoltre, le cellule somatiche hanno un ruolo di rilievo anche nella caseificazione del latte (affioramento della panna, coagulazione, attività enzimatica nella maturazione del formaggio, ecc.) per cui il valore ottimale nel latte non è sempre quello molto basso (Bobbo et al., 2016). Come dimostrato in alcune nostre ricerche, altri indicatori della mastite sono disponibili (lattosio, acidità, minerali, sieroproteine, ecc.) e un nuovo indicatore complessivo di “salute della mammella” potrebbe essere predetto con la spettrometria all’infrarosso.

Uno strumento utile…

Se la spettrometria all’infrarosso può contribuire a predire molti caratteri interessanti a livello fenotipico, la genomica rappresenta uno strumento complesso, ma utilissimo di valutazione genetica dei nostri bovini, sulla base dei fenotipi predetti con l’infrarosso o con altre metodologie.

La disponibilità di DNA chips con un numero sempre più elevato di marcatori genomici ad un costo contenuto, permette di migliorare l’accuratezza della predizione del valore genetico dei riproduttori maschi e femmine per i caratteri produttivi, morfologici e funzionali tradizionali, ma anche per molti nuovi caratteri, specie quelli con un grado di ereditabilità modesto. È questa la base della genomic selection, che è basata sulla correlazione fra presenza di alcune mutazioni puntiformi del DNA (single-nucleotide polymorphism, SNP) con il carattere oggetto di valutazione, indipendentemente dalla conoscenza dei meccanismi fisiologici che ne sono causa.

Questa associazione fra un carattere della vacca oggetto di valutazione e alcuni SNP, è usata anche per identificare le specifiche aree del genoma bovino che condizionano quel carattere (GWAS: genome-wide association study), come abbiamo fatto per le caratteristiche di coagulazione, rassodamento del coagulo e rese casearie del latte di Bruna (Dadousis et al., 2016 e 2017a).

… e potente

Oltre a questo, però, la genomica è anche uno strumento potente, anche se complicato, di analisi e di studio dei processi e dei pathways metabolici che coinvolgono i caratteri studiati (Dadousis et al., 2017b e 2017c).

Il primo passo è collegare lo SNP con dei geni su cui si trova o che sono nelle vicinanze. Il secondo passo è identificare l’attività dei geni correlati al carattere in fase di studio. Il terzo passo è correlare tra loro i geni coinvolti in specifici percorsi metabolici (pathways). Il quarto passo è trovare, fra tutti questi geni che partecipano a questi diversi percorsi metabolici, quelli che hanno la caratteristica di regolare più percorsi contemporaneamente e che quindi potrebbero prestarsi a un efficiente miglioramento genetico del carattere considerato.

A titolo di esempio della complessità delle relazioni genetiche-metaboliche dell’organismo animale (e umano) le figure 2 e 3 riportano uno studio che abbiamo appena completato sul profilo in acidi grassi del latte delle bovine brune (Pegolo et al., 2017) e che evidenziano i percorsi genetico-metabolici coinvolti (Figura 2) e l’identificazione di 3 geni aventi un ruolo chiave nel metabolismo lipidico della vacca da latte (Figura 3). Uno studio simile è stato condotto anche sulle frazioni proteiche del latte (Pegolo et al., 2018). La genotipizzazione degli animali offre infine sempre più informazioni sull’individuazione di portatori di difetti genetici che possono essere così esclusi dalla riproduzione contribuendo ad ottenere una mandria sempre più sana.

L’importanza del Progetto

Sulla base di tutti questi presupposti, il progetto LATTeco avrà come obiettivo lo studio e la messa a punto di strumenti selettivi innovativi e di rapido utilizzo nell’analisi fenotipica e genomica degli aspetti legati al benessere animale, finalizzati principalmente all’incremento della sostenibilità e della competitività del comparto zootecnico da latte italiano. Le possibili ricadute applicative e tecnologiche del progetto rispondono, inoltre, alla crescente richiesta di salubrità e sicurezza delle produzioni primarie, ottenute nel rispetto delle caratteristiche biologiche e del benessere degli animali utilizzati nel processo produttivo.

 

Scarica l’articolo completo