Introduzione

Il latte bovino contiene generalmente due tipologie della proteina ꞵ-caseina, A1 e A2. La digestione enzimatica del tipo A1 produce il peptide oppioide ꞵ-casomorfina-7, che si ritiene possa influire negativamente sulla salute dell’uomo e degli animali. Riguardo i vitelli da latte, il periodo che precede lo svezzamento è critico per la loro salute e la loro crescita. Soprattutto la diarrea neonatale dei vitelli è la principale causa di mortalità, con conseguenti perdite economiche sostanziali all’interno del settore lattiero-caseario. I programmi di alimentazione a base di latte che tengono in considerazione la composizione del latte stesso possono aiutare durante lo sviluppo postnatale dei vitelli, grazie all’assunzione massiva di nutrienti e di un elevato livello di energia al fine di migliorare la crescita strutturale, la salute e la vitalità di questi animali. Le proteine contenute nel latte, in particolare le 4 caseine (αs1-caseina (αs1-CN), ꞵ-caseina (ꞵ-CN), αs2-caseina (αs2-CN) e κ-caseina (κ-CN)) possiedono proprietà immunomodulanti, antipertensive, antimicrobiche, antiossidanti e sono peptidi simili agli oppioidi. Al momento, è in corso un dibattito sugli effetti dannosi sulla salute dell’allele A1 della ꞵ-CN presente nel latte rispetto al progenitore allele A2. Queste varianti differiscono a livello di singola posizione aminoacidica 67, essendoci un’Istidina nell’A1 caseina e una Prolina nella A2. A causa di questa sostituzione, la digestione enzimatica della variante A1 produce il peptide oppioide ꞵ-casomorfina-7 ( ꞵ-CM7). Nel caso della ꞵ-CN A2, l’idrolisi enzimatica del legame tra Ile66 e Pro67 non avviene o se avviene lo fa a velocità molto bassa. I dati provenienti da studi condotti sugli animali indicano chiaramente che le ꞵ-casomorfine, inclusa la ꞵ-CM7, possono agire come agonisti dei recettori oppioidi, probabilmente agendo tramite recettori oppioidi di tipo μ. I primi esperimenti sull’alimentazione riguardanti questo tema sono stati condotti in Australia, ed hanno indicato che la ꞵ-CN A1 era aterogenica (rispetto ad A2). Haq et al. e Barnet et al. hanno concluso che il consumo della variante A1 della ꞵ-CN induce una risposta infiammatoria nell’intestino di topi e ratti attivando la via Th2. Hedner e Hedner hanno dimostrato che ꞵ-CM7 e il suo derivato (ꞵ-CM5) inducono apnea e respirazione irregolare nei ratti adulti e nei conigli neonati. Inoltre, la ꞵ-CM7 può esercitare una serie di effetti diversi sulle funzioni gastrointestinali, ad esempio, riducendo la frequenza e l’ampiezza delle contrazioni intestinali e la secrezione di muco. Pertanto, la ꞵ-CM7 può far aumentare il tempo di transito gastrointestinale totale e, di conseguenza, può previene la comparsa di diarrea. Inoltre, un recente studio condotto sull’uomo ha suggerito punteggi di consistenza delle feci significativamente più elevati quando veniva consumato latte contenente ꞵ-CN A1 anziché ꞵ-CN A2. Comunque, tutte le informazioni a nostra disposizione provengono da studi in vitro o da dati in vivo ottenuti da ratti, topi, conigli e umani. Nella maggior parte, se non in tutti gli studi condotti sugli animali fino ad oggi, le concentrazioni di ꞵ-CM7 dei trattamenti superavano le concentrazioni innate del latte bovino, oppure la ꞵ-CM7 veniva somministrata per via intraperitoneale o intra-cerebroventricolare. Affinché gli oppiodi possano esercitare la loro attività nel sistema nervoso centrale dopo ingestione orale, è necessario che la ꞵ-CM7 A1 del latte passi attraverso la mucosa intestinale, e soprattutto attraverso la barriera ematoencefalica. Tuttavia, i meccanismi del passaggio di peptidi intatti che siano più lunghi dei tripeptidi attraverso la barriera intestinale sono ancora poco chiari. La presenza di materiale immunoreattivo ꞵ-CM7 (ꞵ-CM7IRM) è stata riportata nel sangue in due studi condotti su vitelli e su cani neonati. Umbach et al. non hanno individuato ꞵ-CM7IRM nei campioni raccolti precedentemente la prima assunzione di latte. Al contrario, nei campioni raccolti dopo l’assunzione di latte, è stato rilevato ꞵ-CM7IRM. Singh et al. hanno scoperto che il ꞵ-CM7IRM era aumentato significativamente nei cuccioli di 2 e 4 settimane dopo l’alimentazione con latte bovino, mentre i livelli di ꞵ-CM7IRM non erano rilevabili nei cani adulti prima o dopo la somministrazione di latte bovino. Entrambi gli studi hanno indicato che il ꞵ-CM7IRM rilevato è costituito da 12-13 residui di amminoacidi e potrebbe rappresentare un precursore dell’eptapeptide ꞵ-CM7. Tuttavia, la presenza di molecole di ꞵ-CM7 intatte nel sangue dopo l’assunzione di latte non è stata dimostrata in studi in vivo. In alcuni casi, come nei neonati, la mucosa intestinale è più permeabile a peptidi relativamente grandi durante la sua formazione postnatale, rendendoli dei candidati più probabili degli adulti nello sperimentare gli effetti oppioidi della ꞵ-CM7 proveniente dalla caseina bovina.

Secondo i ricercatori dello studio, trattato in questo articolo, nessun’altra ricerca ha analizzato gli effetti del latte A1 e delle sue concentrazioni intatte di ꞵ-CM7 digerita sui parametri di salute nei vitelli neonati. Hanno ipotizzato che il consumo di latte A1 porti ad un aumento dei livelli plasmatici di ꞵ-CM7 con effetti negativi sullo sviluppo dei vitelli neonati. Viene data grande importanza alle pratiche di allevamento, dato che il latte è la principale fonte alimentare sia dal punto di vista nutrizionale che dell’attività biologica per i vitelli appena nati. Pertanto, l’obiettivo del lavoro era quello di valutare gli effetti comparativi di un’alimentazione con latte omozigote A1 o A2 sui parametri di crescita e salute dei vitelli da latte neonati. Questo lavoro riporta anche le prime informazioni complete sulla ꞵ-CM7 intatta nel plasma dopo l’assunzione di latte contenente diverse tipologie di ꞵ-CN.

Abstract

La ricerca in questione ha dimostrato che la digestione della ꞵ-caseina (ꞵ-CN) A1 influisce sulla motilità gastrointestinale e sull’attività degli oppioidi, tramite il rilascio del peptide ꞵ-casomorfina-7 (ꞵ-CM7). Nel caso della variante A2, il clivaggio della ꞵ-CM7 non si verifica o si verifica ad una velocità molto più bassa. Pertanto, lo scopo di questo studio era quello di mettere a confronto gli effetti del latte contenente ꞵ-CN omozigote A1 o A2 sui parametri di salute e crescita dei vitelli da latte. Sono stati oggetto di studio con un’alimentazione della durata di 21 giorni 47 vitelli neonati (24 femmine, 23 maschi) di razza Frisona Tedesca (GH, n = 9), Simmental Tedesca (GS, n = 33) ed il loro incrocio (GH x GS, n = 5). Il punteggio fecale (FS), la frequenza respiratoria (RF) e la temperatura corporea rettale (BT) sono stati registrati giornalmente, mentre il peso corporeo è stato misurato alla nascita ed al giorno 21 per stimare l’incremento medio giornaliero del peso (ADG). Inoltre, il sangue è stato prelevato ai vitelli 3 volte durante il periodo sperimentale e, per la prima volta, i rispettivi campioni di plasma sono stati analizzati per la ꞵ-CM7 intatta. Il consumo di latte A2 ha portato ad una diminuzione giornaliera dell’assunzione di latte (dMI) (p <0.05). Inoltre, la consistenza delle feci risultava essere più morbida per i vitelli alimentati con latte A2 (p <0.05). Sebbene il 44% dei vitelli A2 presentasse diarrea o mostrasse una tendenza ad averla (FS ≥ 3), i vitelli A1 avevano una prevalenza del 21%. Ai vitelli con un FS di 4 è stata offerta una soluzione elettrolitica ed un integratore alimentare dietetico per stabilizzare l’equilibrio idrico ed elettrolitico. Tuttavia, ADG e pesi finali (EW) simili dei vitelli alimentati con latte A1 o A2 (p > 0.05) indicano che il latte A2 potrebbe compensare tassi di diarrea più elevati e dMI più bassi grazie al suo contenuto proteico più elevato.

Questo è il primo report sulla ꞵ-CM7 intatta presente nel plasma di vitelli alimentati con latte contenente ꞵ-CN A1 o A2. L’evidenza proveniente da questa ricerca suggerisce che, a causa del cambiamento nella sequenza aminoacidica, il latte A2 potrebbe essere in grado di prevenire o, almeno, di ridurre al minimo la separazione della ꞵ-CM7 nei vitelli.

 

Comparative Effects of Milk Containing A1 versus A2 ꞵ-Casein on Health, Growth and ꞵ-Casomorphin-7 Level in Plasma of Neonatal Dairy Calves

Lisa G. Hohmann1*, Tong Yin1, Helen Schweizer2, Isabella J. Giambra1 , Sven König1 and Armin M. Scholz2

  1. Institute of Animal Breeding and Genetics, Justus-Liebig-University of Gießen, Ludwigstr. 21b, 35390 Giessen, Germany; tong.yin@agrar.uni-giessen.de (T.Y.); isabella.j.giambra@agrar.uni-giessen.de (I.J.G.); sven.koenig@agrar.uni-giessen.de (S.K.).
  2. Livestock Center Oberschleissheim, Veterinary Faculty of the Ludwig-Maximilians-University Munich, St. Hubertus Str. 12, 85764 Oberschleissheim, Germany; Helen.Schweizer@lvg.vetmed.uni-muenchen.de (H.S.); armin.scholz@lvg.vetmed.uni-muenchen.de (A.M.S.).

* Correspondence: lisa.g.hohmann@agrar.uni-giessen.de

Animals 2021, 11, 55. https://doi.org/10.3390/ani11010055
https://www.mdpi.com/journal/animals