Calcio e fosforo potrebbero essere gli anelli mancanti per sbloccare diete a basso contenuto proteico per i broiler?

A.J. Cowieson - DSM Nutritional Products, Kaiseraugst, Switzerland

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Ridurre la concentrazione di proteina grezza (CP) delle diete dei broiler senza comprometterne i risultati finali è l’aspirazione di molti produttori avicoli. I benefici derivanti da tale riduzione potrebbero essere considerevoli, anche sotto l’aspetto del benessere animale. Tuttavia, nutrire i broiler con diete a basso contenuto proteico porta a performance imprevedibili, a prescindere da ogni sforzo effettuato per bilanciare gli amminoacidi digeribili, l’energia metabolizzabile e gli elettroliti.

Storicamente la ricerca volta a ottimizzare la fornitura di amminoacidi è stata slegata dal lavoro sui macro-minerali digeribili, come calcio (Ca) e fosforo (P). Tale separazione è logica poiché gli studi sui fabbisogni nutrizionali che esplorano in maniera simultanea amminoacidi, energia, Ca e P sarebbero ingombranti e statisticamente vulnerabili. Inoltre risulta un controsenso che i fabbisogni di amminoacidi digeribili, Ca e P possano interagire. Tuttavia, prove recenti condotte su roditori e broiler suggeriscono che il fabbisogno di P e Ca potrebbero rispettivamente aumentare e diminuire quando la proteina grezza (CP) è ridotta. Le conclusioni sono provvisorie e sono necessarie maggiori ricerche per esplorare in maniera completa i meccanismi e ottimizzare i rapporti nutrizionali. L’obiettivo di questo articolo è quello di descrivere alcune delle recenti ricerche in questo campo e identificare gli ambiti in cui esistono opportunità per future ricerche.

Introduzione

In un articolo pubblicato su Natural History nel marzo 1997 Stephen Jay Gould ha introdotto il famoso termine ‘magisteri non sovrapponibili’ per descrivere la separazione tra le linee d’indagine scientifica e religiosa. Dal punto di vista della nutrizione del broiler, sarebbe accurato rappresentare la ricerca degli aminoacidi digeribili e dell’energia metabolizzabile e la ricerca sul P e Ca digeribile, utilizzando lo stesso vocabolario. Nonostante questi ambiti di ricerca distinti, in entrambi i settori sono stati fatti notevoli progressi. Per esempio, prima dell’avvento degli amminoacidi sintetici, le diete dei broiler erano formulate per contenere fino a 700g/kg di farina di soia e 350 g/kg di CP in modo da soddisfare i fabbisogni di metionina di questi animali. Queste disposizioni sono in contrasto con le attuali diete per broiler, che includono diversi amminoacidi ‘liberi’ o ‘slegati’, che possono soddisfare i fabbisogni di amminoacidi utilizzando concentrazioni di CP basse fino a 160-210 g/kg, a seconda dell’età del pulcino. In maniera analoga, l’introduzione di fitasi esogene nel 1991 e lavori più recenti sull’ottimizzazione delle dosi di fitasi e sistemi di formulazione sulla base del Ca digeribile hanno portato a una diminuzione sostanziale nell’utilizzo di fosfato inorganico, al punto che molte diete di accrescimento e finissaggio per broiler ne sono totalmente prive. Nonostante questi successi ‘circoscritti’, esistono veramente pochi articoli pubblicati che esplorano le potenziali interazioni tra la concentrazione di CP e le concentrazioni di Ca e P delle diete, in modo che questi dettami rimangono largamente non sovrapponibili. L’obiettivo di questo breve articolo è quello di descrivere parte della letteratura rilevante in questo ambito, offrire spunti meccanicistici che possono risultare importanti e suggerire opportunità per la ricerca futura, che potrebbe aumentare la precisione con cui i nutrienti vengono somministrati agli avicoli senza comprometterne i parametri produttivi.

Roditori

Per quanto l’autore ne sappia, i primi studi svolti per esplorare il potenziale di un’interazione tra la CP e il P della dieta (e in associazione, con il Ca) sono stati condotti utilizzando dei modelli di roditori. Hammoud et al. (2017) hanno alimentato i ratti con una dieta a basso contenuto proteico (100g/kg di CP rispetto a una dieta standard di 200g/kg di CP) e P titolato da 0.15g/kg a 3.0g/kg. Gli autori hanno osservato incrementi significativi nell’aumento di peso, volume di alimento ingerito, efficienza energetica e concentrazione plasmatica di glucosio. Inoltre, l’azoto ureico plasmatico (N) si è ridotto da circa 6.5 mM/l a 4 mM/l in concomitanza con l’aumento del P nella dieta. I ratti che ricevevano la dieta a basso contenuto proteico con la più alta concentrazione di P hanno mostrato delle performance di crescita equivalenti a quei soggetti alimentati con una dieta a contenuto proteico standard. Queste osservazioni sono state confermate più recentemente in un modello di roditori dove l’aggiunta di lisina digeribile e/o P a una dieta a basso contenuto proteico (100g/kg) è risultata in un effetto sinergico sul tasso di crescita e sull’efficienza energetica e P da solo ha avuto un effetto positivo sul metabolismo proteico, riducendo significativamente l’azoto ureico plasmatico.

Presunti meccanismi

Il ruolo di P nel determinare i fabbisogni di amminoacidi digeribili e la risposta degli animali alla proteina grezza contenuta nella dieta non sono stati totalmente stabiliti. In ogni caso, ci sono tre linee d’indagine potenzialmente di valore. Innanzitutto, l’ingestione di proteina ha un effetto calciuretico, mentre azoto e calcio competono per il riassorbimento renale. Un’elevata ingestione proteica risulta in perdite urinarie di calcio in eccesso e viceversa. Perciò, mentre il contenuto proteico della dieta è ridotto, è possibile che la ritenzione di calcio aumenti, uno squilibrio che può essere parzialmente mitigato tramite l’integrazione delle diete con P addizionale. Questa possibilità è stata supportata di recente da Dao et al. (2022) dove una dieta a basso contenuto proteico somministrata a broiler Ross 308 ha contribuito ad aumentare il Ca sierico ma non ha avuto effetti sul P sierico. È importante sottolineare che questo è stato associato con un decremento numerico delle ceneri tibiali, al giorno 28, nei polli che hanno ricevuto la dieta a basso contenuto proteico. Come seconda linea di indagine, le diete per broiler a basso contenuto di CP sono distinte a livello di composizione dalle diete formulate con concentrazioni di CP standard. Per esempio, diete per broiler a basso contenuto di CP hanno tipicamente alti contenuti di cereali e basse concentrazioni di proteina, come farina di soia o colza. Può essere rilevante che le concentrazioni di P fitinico nei cereali fosse più basso che nelle componenti proteiche della dieta e che la disponibilità per se di P fitinico delle matrici proteiche potrebbe essere maggiore rispetto a quella dei cereali. L’influenza della CP della dieta per se sulla digeribilità del P è probabile che sia dipendente da un certo numero di fattori addizionali, come la concentrazione di cationi nella dieta, le strategie utilizzate nella formulazione per raggiungere la riduzione della proteina grezza e il dosaggio di fitasi. In ogni caso, Dao et al. (2022) hanno osservato un aumento della digeribilità ileale di P nei broiler alimentati con una dieta a basso contenuto proteico, che contraddice le osservazioni fatte in precedenza, perciò sono necessari ulteriori lavori per esplorare il ruolo delle diete a basso contenuto proteico sulla digeribilità dei minerali. Infine, la sintesi proteica richiede delle quantità apprezzabili di P per la produzione di ATP ed è possibile che del P addizionale nella dieta possa ridurre il catabolismo delle proteine promuovendo l’accrescimento proteico tramite l’utilizzo di P per la sintesi di ATP. In breve, una dieta a basso contenuto proteico può fornire in maniera simultanea basse concentrazioni di P fitinico disponibile, promuovere la ritenzione di calcio e aumentare la domanda di ATP per alimentare la sintesi proteica. Aumentare il P digeribile nelle diete a basso contenuto proteico può essere una strategia effettiva volta a mitigare queste influenze. Questo può essere raggiunto elevando il livello di fitasi, addizionando del P inorganico o riducendo il Ca totale contenuto nella dieta. Per delle strategie ottimali sono necessarie ulteriori ricerche in future.

Convalida nei broiler

Nel tentativo di estendere i principi sopra elencati all’allevamento commerciale del broiler, è stato condotto uno studio che esplora nello specifico l’interazione tra la CP della dieta e il P.

A dei broiler maschi di razza Ross 308 sono state somministrate delle diete con un contenuto basso, medio e standard di CP e un contenuto basso, medio e standard di P altamente disponibile (per il determinato contesto le diete d’accrescimento sono state formulate a 215, 195 o 175 g/kg di CP e a 4.8, 4.3 o 3.8 g/kg di P disponibile). Tutti gli amminoacidi sono stati bilanciati utilizzando delle fonti amminoacidiche non legate alla proteina e l’energia, i macro- e micro- minerali e gli elettroliti sono stati bilanciati in maniera equivalente tra tutti i vari trattamenti dietetici. La risposta dei broiler al supplemento di P disponibile, in termini di peso corporeo corretto all’indice di conversione (FCRc), è stato più pronunciato nelle diete a basso contenuto proteico rispetto alle diete a CP standard, risultando in un’interazione significativa. Nello specifico, aumentando il P disponibile da 3.8 a 4.8 g/kg nella dieta con una concentrazione standard di CP non si sono verificati effetti sul FCRc per tutta la durata dell’esperimento (giorni 8-35), mentre lo stesso aumento di P disponibile nella dieta a basso contenuto proteico è risultato in una diminuzione del FCRc di 7 punti. Risulta inoltre interessante che, aumentando la concentrazione di P disponibile si può osservare una riduzione della concentrazione di acido urico plasmatico, fatto particolarmente marcato a un livello moderato di CP della dieta, indicante un’interazione tra il CP della dieta e il P disponibile. Questi risultati hanno potuto confermare le ricerche svolte in precedenza nei roditori, dove il P della dieta può influenzare il metabolismo azotato post-assorbimento e può anche influenzare i processi di deaminazione e di detossificazione ammoniacale. La potenziale influenza del P disponibile sulla ritenzione azotata e sulla gestione dell’ammoniaca è pertanto un’area di interesse per studi futuri.

Conclusioni

Il ruolo di P (o più accuratamente P digeribile o disponibile) nel metabolismo amminoacidico, nel ciclo azotato, nella detossificazione ammoniacale e nelle emissioni azotate non è ben chiaro. La possibilità, in ogni caso, che riducendo il CP della dieta si possano influenzare i fabbisogni dei broiler per entrambi Ca e P, esiste. Questo può accadere tramite dei meccanismi diretti come l’importanza di P nella sintesi di ATP e per l’incremento proteico e nella competizione tra il Ca e l’azoto nei tubuli renali e anche indirettamente, tramite cambiamenti impercettibili nella concentrazione di fitati solubili di diete a basso contenuto proteico.  Visto che l’industria avicola globale si sta muovendo verso delle diete a sempre più bassi contenuti di proteina, in concerto con l’importante lavoro in corso di ottimizzare l’impiego di amminoacidi non legati alle proteine, sono richieste diverse attenzioni all’inclusione di Ca e P nelle diete.  Data la complessità di queste interazioni e i vincoli nei progetti sperimentali multifattoriali, può essere giustificato un approccio di modello meccanicistico.

Bibliografia disponibile su richiesta
Dagli atti dell’Australian Poultry Science Symposium 2023