Vitamina D3: a ogni metabolita la sua funzione

Susanna Lolli - Technical Marketing Manager - Istituto Delle Vitamine - Dsm, Segrate (MI) - susanna.lolli@dsm.com

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È noto che la Vitamina D3, il COLECALCIFEROLO, sia un micronutriente essenziale, necessario per la corretta calcificazione delle ossa, ma anche per lo sviluppo e la stabilità dello scheletro.

La Vitamina D3 regola l’omeostasi del Calcio e del Fosforo nel sangue, incrementando l’assorbimento sia a livello intestinale che renale quando la concentrazione nel sangue è bassa; viceversa, la vitamina D3 promuove la riduzione dell’assorbimento intestinale e incrementa l’escrezione a livello renale.

Nei monogastrici una carenza di Vitamina D3 si manifesta in uno scarso sviluppo osseo-scheletrico, perdita di peso, riduzione dell’ingestione ed elevata mortalità.

Fonti di Vitamina D3. La Vitamina D3 può essere prodotta a livello endogeno attraverso i raggi ultravioletti dal precursore 7-8D-DEIDROCOLESTEROLO, un processo che avviene sulla pelle. Tuttavia, dal momento che gli animali sono allevati in ambienti al chiuso, il processo biochimico appena descritto non avrà mai modo di attivarsi e sarà pertanto fondamentale che l’animale assuma la quantità corretta di Vitamina D3 dalla dieta.

Vitamina D3 e poi…
Dopo l’ingestione, la Vitamina D3 o COLECALCIFEROLO è assorbita a livello intestinale insieme ai grassi grazie alla presenza degli acidi grassi biliari. La Vitamina D3 è biologicamente inattiva e attraverso il sistema linfatico viene trasportata al fegato e infine depositata nel tessuto adiposo. Per passare dalla forma inattiva a quella attivata, necessita di due idrossilazioni (Figura 1).

  • Prima idrossilazione nel fegato. Dal COLECALCIFEROLO al CALCIFEDIOLO (25-(OH)-D3 o 25-Idrossicolecalciferolo – Hy-D®);
  • Seconda idrossilazione nel rene. Dal CALCIFEDIOLO (25-(OH)-D3 o 25-Idrossicolecalciferolo) al CALCITRIOLO (1,25-Diidrossicolecalciferolo), cioè la forma ormonale della Vitamina D3.

Le idrossilazioni sia nel fegato che nel rene sono controllate da un meccanismo feedback in funzione dei livelli nel sangue di calcio e fosforo e sotto l’azione ormonale del paratormone (PTH).

Uso in alimentazione animale

L’inclusione di Vitamina D3 e dei suoi metaboliti è regolamentata dall’EFSA che impone il limite massimo a 5000 U.I./kg mangime per i polli da carne e 3200 U.I./kg mangime per le galline ovaiole. Il dosaggio massimo di 25-IDROSSICOLECALCIFEROLO (Hy-D®) è di 4000 U.I./kg mangime.

È da ormai diversi anni che Hy-D® è disponibile e impiegato nei mangimi per monogastrici a diverse concentrazioni, a seconda della specie e del momento fisiologico. Noti e comprovati sono i benefits sulle performance degli animali: in animali da carne, l’additivo supporta lo sviluppo osseo e migliora le performance (es. ICA) e il benessere degli animali (minore incidenza di lesioni plantari). Mentre per quanto riguarda le ovaiole, includere Hy-D®, sin dalla fase della pollastra, significa investire su future ovaiole ben strutturate a livello scheletrico, gusci più resistenti e cicli di deposizione più lunghi.

Quando Hy-D® è usato come fonte di Vitamina D3, la sua concentrazione nel plasma cresce rapidamente, rimanendo costantemente a disposizione dell’organismo. Infatti, in presenza di ipocalcemia, Hy-D® viene idrossilata nel fegato in CALCITRIOLO (1,25- DIIDROSSICOLECACIFEROLO), un ormone secosteroide che è la forma biologicamente attiva della Vitamina D3.

In normali condizioni di calcemia, addizionare regolarmente il Calcitriolo nella dieta potrebbe attivare permanentemente l’assorbimento del calcio a livello intestinale e ridurne l’escrezione a livello renale, con il rischio che la concentrazione di calcio nel sangue superi i livelli di tolleranza per l’organismo e porti all’ipercalcemia, i cui effetti sono talvolta irreversibili. In tale condizione, i cristalli di calcio si depositano nei tessuti molli, con formazione di calcinosi nei reni, nel cuore e in altri organi, che compromettono la loro funzione fisiologica.

Viceversa, in condizioni ipocalcemiche, questo eccesso di offerta di 1,25-(OH)2-D3 potrebbe provocare la riattivazione di Ca dalle ossa con conseguente indebolimento dello scheletro.

Il Calcitriolo è un composto molto potente, coinvolto in molte funzioni metaboliche, in un intervallo di dosaggio molto ristretto, da 2 a 3 mcg; è pertanto molto sottile la linea che separa il dosaggio tossico da quello benefico. Per questo motivo il meccanismo di idrolisi dev’essere controllato dalle reali esigenze dell’organismo ospite, al fine di garantire che il livello massimo tollerabile di Calcitriolo non possa mai essere superato.

Se 1,25-(OH)2-D3 viene fornito direttamente all’animale tramite l’alimentazione, la sua concentrazione potrebbe andare oltre la soglia accettabile, condurre a una tossicità subclinica o persino clinica, con conseguente inibizione della crescita, perdita di peso, riduzione o perdita dell’appetito o infine mortalità elevata.

Diversi studi hanno inoltre mostrato una correlazione negativa tra il Calcitriolo e lo sviluppo embrionale del pulcino e con alterazioni delle performance sia nei riproduttori sia nei nati. Gruppi di riproduttori alimentati costantemente con Calcitriolo hanno mostrato una diminuzione della schiudibilità, un’incidenza elevata di crescita embrionale anormale (ad es. embrioni anomali con mandibole superiori difettose dopo 28 settimane di 1,25-(OH)2-D3). Gli embrioni interessati hanno mostrato una grave ipocalcemia e un rallentamento significativo dell’ossificazione della tibia, indicando una scarsa mobilitazione di Ca dal guscio. Altri autori hanno utilizzato lo stesso protocollo sperimentale ma provando a sostituire il Calcitriolo con il 25-IDROSSICOLECALCIFEROLO (Hy-D®) con risultati eccellenti sulla schiudibilità. Gli autori di questi lavori hanno ipotizzato che probabilmente il Calcitriolo non viene trasferito adeguatamente dalla madre all’uovo fecondato, come invece avviene totalmente con 25-IDROSSICOLECALCIFEROLO (Hy-D®).

Conclusioni

La vitamina D3 è essenziale per garantire la salute dell’apparato scheletrico e il suo corretto sviluppo. Ricerche recenti indicano un effetto diretto di alcune fonti di Vitamina D3, come ad esempio il 25-(OH)-D3, sulla formazione delle cellule muscolari e rappresenta, insieme all’attività del sistema immunitario, è certamente punto di partenza per ulteriori indagini di ricerca.

25-IDROSSICOLECALCIFEROLO (Hy-D®) è considerata la forma circolante di vitamina D3 prodotta nel fegato e 1,25-DIIDROSSICOLECACIFEROLO è la forma attiva di vitamina D3 prodotta nel rene. In condizioni fisiologiche normali, la trasformazione di 25-(OH)-D3 in 1,25- (OH)2-D3 nel rene rappresenta un meccanismo rigorosamente controllato che garantirà che il Calcitriolo venga rilasciato solo quando è necessario all’animale, ciò significa quando il livello di Ca nel plasma è basso e non supera la soglia di tossicità con rischio di compromettere le funzioni fisiologiche e conseguentemente le performance degli animali.

Un uso ottimale e sicuro delle fonti di vitamina D3 nei mangimi sembra essere una strategia equilibrata per ottenere il pieno potenziale da questo micronutriente essenziale.