Legame tra ipocalcemia e ruminazione nei bovini

Possibile che esista una correlazione tra ruminazione nei primi giorni di lattazione e ipocalcemia subclinica e clinica nei bovini? Vediamolo in questo articolo che vi proponiamo.

Effetto dell’ipocalcemia subclinica e clinica sulla ruminazione

Effetto dell’ipocalcemia subclinica e clinica e della differenza di cationi-anioni della dieta sull’attività di ruminazione nelle vacche da latte nel periparto

La ruminazione

La ruminazione consiste nel rigurgito di particelle di foraggio e ingesta dal rumine nella bocca per consentire la masticazione e la riduzione della dimensione delle particelle prima della deglutizione ( Van Soest, 1994 ). Le bovine sane in genere impiegano da 460 a 540 min/giorno per la ruminazione ( Bae et al., 1983 ; SCR Research, 2013 ; Stangaferro et al., 2016 ). La ruminazione coinvolge la lingua, la faringe, l’esofago e il rumine/reticolo. Il loro movimento coordinato richiede nervi afferenti sensoriali viscerali per segnalare la presenza della massa foraggera ruminale al cervello midollare e alla corteccia. Vengono quindi attivati ​​i muscoli coinvolti nel rigurgito (Stevens and Sellers, 1959; Ruckebusch, 1989). La muscolatura striata della lingua, della faringe e dell’esofago nei ruminanti è sotto un certo grado di controllo volontario mediato dai nervi cranici (lingua e faringe) e dall’attivazione parasimpatica vagale delle fibre del sistema nervoso enterico (esofago). La motilità dei prestomaci  è controllata principalmente dal tono parasimpatico del nervo vago. Inoltre, i neuroni mostrano un grado di controllo autonomo della motilità nel plesso mioenterico dell’esofago e del rumine ( Pfannkuche et al., 2002 ).

Il calcio extracellulare inibisce l’ingresso del Na nelle cellule nervose attraverso i canali del sodio regolati dalla tensione (voltage-gated). Durante l’ipocalcemia, l’ingresso disinibito di sodio nei neuroni ne aumenta l’eccitabilità (Han et al., 2015). Ciò può indurre i nervi ad avviare potenziali d’azione senza provocazione nei momenti in cui dovrebbero trovarsi nello stato di riposo, interferendo con la generazione coordinata del riflesso ( Castilla-Guerra et al., 2006 ).

L’ipocalcemia nei bovini

L’ipocalcemia colpisce anche i muscoli. Nella muscolatura liscia, gli stimoli che innescano la contrazione, come l’acetilcolina rilasciata dalle fibre parasimpatiche post-gangliari, provocano l’apertura dei canali del calcio nel sarcolemma delle fibre muscolari lisce. Il calcio extracellulare si sposta nel citosol e lega la calmodulina. Il complesso Ca-calmodulina si lega alla chinasi a catena leggera della miosina per iniziare la contrazione. L’ipocalcemia riduce la forza e la velocità della contrazione della muscolatura liscia ( Webb, 2003 ). Nel muscolo scheletrico, la quantità di acetilcolina rilasciata dai motoneuroni in risposta a potenziali d’azione è ridotta se la concentrazione di Ca extracellulare è inferiore al normale. Ciò riduce la forza di contrazione dei muscoli scheletrici.

La contrazione della muscolatura liscia del rumine cessa quando le concentrazioni di calcio ionizzato nel sangue scendono a 0,6 m M, equivalenti a una concentrazione totale di Ca nel sangue di ~ 1,3 mM (5,3 mg/ dL; Jørgensen et al., 1998). Nel lavoro di Hansen et al. (2003) ciò è stato indotto somministrando per via endovenosa l’agente Na EDTA legante il calcio alle bovine per ridurre la concentrazione di calcio ionizzato nel sangue. L’assunzione di cibo è diminuita linearmente con il calo della concentrazione di calcio ionizzato. Gli autori hanno anche osservato una diminuzione del tempo trascorso a masticare durante il pasto e del numero di episodi di ruminazione.

I ricercatori hanno quindi concluso che l’ipocalcemia subclinica ha portato ad una diminuzione dell’ingestione e dell’attività di ruminazione nelle vacche da latte.

La motilità del rumine può essere auscultata usando uno stetoscopio nella fossa paralombare sinistra o posizionando i trasduttori di pressione nel rumine. La motilità è un aspetto involontario della ruminazione che viene spesso riportato alla normale velocità e intensità in seguito alla somministrazione di calcio per via endovenosa nella bovina con ipocalcemia clinica (Daniel, 1983). Tuttavia, l’attività di ruminazione completa, che coinvolge anche l’input del sistema nervoso centrale per coordinare la propulsione retrograda del bolo dall’esofago e nella bocca per la masticazione, potrebbe non essere completamente ripristinata. Negli ultimi anni sono stati sviluppati sistemi di monitoraggio che utilizzano accelerometri per misurare l’attività di ruminazione, rilevando i movimenti associati alla masticazione. Lo scopo di questo studio era di determinare se l’ipocalcemia influenzasse l’attività di ruminazione nelle vacche di razza Holstein più anziane nel periparto, alimentate con una dieta DCAD alta o bassa per aumentare o ridurre l’ipocalcemia.

Ruminazione e ipocalcemia

La ruminazione comporta una serie complessa di contrazioni muscolari che portano il bolo di ingesta in bocca per un’ulteriore masticazione prima che venga deglutito nuovamente. Le bovine sane ruminano da 8 a 9 ore al giorno. L’ipocalcemia è nota per interrompere la funzione nervosa e muscolare. L’ipotesi discussa nello studio era che l’ipocalcemia nelle bovine nel periparto avrebbe ridotto l’attività di ruminazione. 26 vacche Holstein all’inizio della loro terza lattazione (o superiore) sono state alimentate con una dieta di controllo [differenza anioni-cationi (DCAD) = +196 mEq/kg di sostanza secca (DM)] o con una dieta a basso DCAD integrata con anioni (DCAD = – 9 mEq/kg di DM), somministrata prima del parto. Sono stati determinati la concentrazione plasmatica di calcio e la velocità di ruminazione nel periparto. Quattro delle 12 vacche di controllo hanno sviluppato il collasso puerperale, richiedendo una terapia con Ca per via endovenosa. Il tasso di ruminazione è diminuito in tutte le bovine durante il periodo del parto.

Il tasso di ruminazione nel primo e nel secondo giorno di lattazione era altamente correlato con la concentrazione di Ca nel plasma della bovina il primo giorno di lattazione. In uno dei modelli statistici, una vacca normocalcemica è stata definita come un animale la cui concentrazione di Ca nel plasma è rimasta sopra i 2.00 mM. Le bovine sono state classificate retrospettivamente come normocalcemiche, subclinicamente ipocalcemiche o clinicamente ipocalcemiche (collasso puerperale). Solo 4 bovine sono state considerate normocalcemiche e tutte erano state alimentate con una dieta a basso contenuto di DCAD. Le vacche normocalcemiche hanno trascorso più tempo a ruminare il primo giorno dopo il parto rispetto alle vacche subclinicamente ipocalcemiche o alle bovine con collasso puerperale. Le vacche con l’ipocalcemia in forma clinica avevano un tasso di ruminazione inferiore rispetto a quelle normocalcemiche durante 3 giorni di lattazione. L’attività di ruminazione nelle vacche con collasso puerperale è stata quasi impercettibile nelle ore prima e dopo il trattamento con calcio per via endovenosa per un lungo periodo, nonostante il ritorno della funzione muscolare che ha permesso alle bovine di rimanere in piedi ed eruttare a seguito del trattamento. Altri modelli statistici che utilizzano diverse definizioni di normocalcemia hanno dato risultati qualitativamente simili. La dieta ha avuto un grande effetto sulla concentrazione plasmatica di Ca e sul tasso di ruminazione. Anche quando le vacche con collasso puerperale sono state rimosse dal set di dati delle vacche di controllo, le vacche con una dieta a basso contenuto di DCAD avevano concentrazioni plasmatiche di Ca significativamente maggiori nelle prime 36 ore dopo il parto e un tasso di ruminazione più elevato (248 ± 26 min ) rispetto alle vacche di controllo (158 ± 32 min).

Fonte: Ruminantia

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