Effetti in vitro delle saponine, dei tannini e dei lipidi, durante lo svezzamento dei ruminanti

Nei giovani ruminanti allevati artificialmente, lo svezzamento rappresenta una fase critica in cui il microbiota ruminale e la salute intestinale non sono ancora pienamente sviluppati. Per questo motivo cresce l’interesse verso additivi naturali — come saponine, tannini e specifici acidi grassi — in grado di sostenere sia la funzione ruminale sia l’integrità intestinale. Questo studio esplora il loro potenziale attraverso modelli in vitro, offrendo nuove prospettive per migliorare benessere e performance dei giovani ruminanti. Di seguito l'approfondimento.

Nella maggior parte dei sistemi di produzione di ruminanti orientati alla carne, i giovani ruminanti rimangono con le loro madri, consentendo una progressiva colonizzazione microbica del rumine e una transizione naturale dal latte al mangime solido durante il periodo post-svezzamento.

Al contrario, nella maggior parte degli allevamenti intensivi da latte, i neonati vengono tipicamente separati dalle loro madri poco dopo la nascita e alimentati con sostituti del latte o latte crudo. Di conseguenza, la maggior parte dei ruminanti da latte raggiunge il periodo dello svezzamento con un microbiota ruminale immaturo e una carenza di protozoi ruminali a causa del ritardo nella colonizzazione microbica. Questa situazione spesso compromette la fermentazione ottimale del mangime e di conseguenza riduce l'assunzione di sostanza secca (DMI) e le prestazioni degli animali.

Il passaggio precoce dal latte al mangime solido, combinato con fattori di stress ambientali e sociali e rapidi cambiamenti microbici durante lo svezzamento, è stato anche collegato ad alterazioni nella fisiologia dell'intestino tenue, con conseguente stress ossidativo e risposte infiammatorie (ad esempio TNF-α, IL-1β e IL-6), che predispongono i giovani ruminanti a disfunzioni intestinali.

Questi fattori possono compromettere l'integrità della barriera epiteliale, aumentare la permeabilità intestinale e facilitare la traslocazione di antigeni o agenti patogeni luminali, provocando infine diarrea durante il periodo post-svezzamento.

L'integrazione alimentare con composti secondari vegetali (ad esempio saponine e tannini) e diversi tipi di acidi grassi (FA) durante il periodo post-svezzamento può fornire molteplici benefici ai giovani ruminanti da latte, migliorando la funzione ruminale, la salute intestinale e le prestazioni.

Le saponine esercitano forti effetti antiprotozoari nel rumine, modificano il profilo degli acidi grassi volatili (VFA) verso la produzione di propionato e migliorano l'efficienza di utilizzo dell'azoto. Allo stesso modo, i tannini, se somministrati a livelli moderati, formano complessi pH-dipendenti con le proteine e i carboidrati alimentari, modulando così la fermentazione microbica attraverso l'inibizione selettiva dei batteri proteolitici e aumentando potenzialmente il flusso di proteine non degradate verso l'intestino, prevenendo il ritardo della crescita.

L'integrazione alimentare con AG rappresenta una fonte energetica aggiuntiva durante lo svezzamento, ma è stata anche associata a modifiche nella fermentazione microbica e a riduzioni delle emissioni di metano (CH4). Gli acidi grassi a catena media (MCFA, da C12:0 a C14:0) possiedono proprietà antimicrobiche e antiprotozoarie e aumentano la diversità microbica del rumine, mentre gli acidi grassi a catena lunga (LCFA, da C13 a C21), in particolare gli acidi grassi monoinsaturi (MUFA) e polinsaturi (PUFA), hanno dimostrato una maggiore efficacia nel ridurre le emissioni di CH4 dal rumine.

Sebbene la maggior parte dei suddetti additivi alimentari abbia mostrato effetti promettenti quando somministrati come integratori ai ruminanti adulti, il loro potenziale di ottimizzazione del processo post-svezzamento rimane in gran parte inesplorato.

Per quanto riguarda la salute intestinale, le saponine e i tannini possiedono proprietà antiossidanti e antinfiammatorie che possono mitigare lo stress ossidativo e rafforzare la funzione di barriera epiteliale, riducendo potenzialmente l'incidenza della diarrea post-svezzamento. Allo stesso modo, gli MCFA fungono da fonte di energia per gli enterociti, sostenendo l'integrità intestinale e la funzione di barriera, mentre gli LCFA insaturi possono esercitare effetti antinfiammatori attraverso la down-regulation delle citochine pro-infiammatorie. Tuttavia, gli effetti di questi additivi sulla salute intestinale sono altamente variabili e dipendono dalla loro struttura chimica. Di conseguenza, identificare gli additivi alimentari più efficaci per i giovani ruminanti allevati artificialmente rimane una sfida, poiché i candidati ideali dovrebbero avere una doppia modalità d'azione che supporti contemporaneamente sia la funzione ruminale che la salute intestinale.

I modelli in vitro possono fornire un approccio pratico, etico ed economico per studiare gli additivi alimentari e chiarirne la modalità d'azione prima di procedere con la sperimentazione sugli animali. Le colture in batch sono ampiamente utilizzate per valutare gli effetti degli additivi alimentari sulla fermentazione ruminale, mentre i monostrati epiteliali Caco-2 rappresentano il gold standard per lo screening degli effetti sulla funzione di barriera intestinale, lo stress ossidativo e le risposte infiammatorie.

Questo studio mirava a selezionare sei additivi alimentari commerciali, tra cui saponine, tannini e quattro fonti lipidiche, come potenziali candidati per ottimizzare il processo di svezzamento nei ruminanti allevati artificialmente.

Abbiamo ipotizzato che alcuni di questi additivi potessero esercitare una doppia modalità d'azione, migliorando sia la fermentazione ruminale che la salute intestinale. A tal fine, sono stati utilizzati due approcci in vitro complementari:

1. un'incubazione in coltura batch dose-risposta utilizzando inoculo ruminale proveniente da agnelli allevati artificialmente e alimentati con una dieta ad alto contenuto di concentrati, per valutare i potenziali miglioramenti nella fermentazione microbica ruminale (cioè aumento della produzione di gas e VFA o concentrazioni di ammoniaca più basse),

2. monostrati di cellule Caco-2 per valutare i potenziali effetti positivi sulla salute intestinale (cioè aumento della vitalità delle cellule dell'intestino posteriore e riduzione dell'infiammazione e dello stress ossidativo).

Conclusioni e possibili sviluppi dello studio

Questo studio in vitro ha permesso di identificare additivi alimentari in grado di modulare processi fisiologici chiave rilevanti durante lo svezzamento. L'integrazione alimentare con saponine provenienti da yucca, quillaja e avena o tannini provenienti da castagno e quebracho appare particolarmente promettente grazie alla loro doppia modalità d'azione: entrambi hanno ridotto l'ammoniaca-N nel rumine e migliorato i marcatori di salute intestinale (con le saponine che aumentano la vitalità cellulare e i tannini che riducono i livelli di IL-6), suggerendo che potrebbero plausibilmente migliorare l'utilizzo delle proteine microbiche e mitigare l'infiammazione intestinale post-svezzamento in vivo. Allo stesso modo, le risposte dose-dipendenti alle diverse fonti lipidiche offrono indicazioni preziose per definire i livelli di inclusione prima delle sperimentazioni sugli animali.

L'estrapolazione diretta dei risultati in vitro alle implicazioni in vivo deve essere interpretata con cautela, poiché le colture in batch e i test sulle cellule Caco-2 non sono in grado di cogliere appieno la complessità dell'ambiente ruminale o intestinale nei giovani ruminanti, compresi il comportamento, le dinamiche di digestione, l'adattamento microbico, le interazioni ospite-microbiota e la regolazione immunitaria. Pertanto, sebbene questi risultati in vitro debbano essere considerati preliminari, essi offrono un solido quadro di riferimento per la formulazione di ipotesi e giustificano studi mirati in vivo per confermare l'entità e la persistenza di questi effetti in condizioni di produzione pratiche.

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Fonti: Il presente articolo è un estratto della pubblicazione intitolata "In vitro effects of saponins, tannins and lipids on rumen fermentation and intestinal health markers in a ruminant weaning context", disponibile sull'Italian Journal of Animal Science al seguente link: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/1828051X.2026.2622223