L’iperchetonemia/chetosi è una condizione con varie ripercussioni nelle prime fasi della lattazione della bovina da latte ed è legata allo stato di bilancio energetico negativo in cui si può trovare l’animale, soprattutto nel periodo di asciutta.
Bilancio energetico negativo e chetosi
La bovina in bilancio energetico negativo necessita di nuove fonti di energia e quindi mobilita le sue riserve di grasso, in particolare gli acidi grassi non esterificati (NEFA), i quali vengono poi metabolizzati in diverse molecole fra cui corpi chetonici come acetone, acido acetoacetico e β-idrossibutirrato.
Pur avendo un ruolo importante nel fornire energia di riserva alla bovina, questo processo può avere risvolti dannosi se i corpi chetonici sono presenti in elevata quantità nel sangue (nello stato definito appunto di chetosi).
Lipomobilizzazioni eccessive possono sovraccaricare la funzionalità del fegato, inducendo stati di disfunzione epatica con relativi innalzamenti dei biomarker sanguigni (es. ALT, ALP, GGT) e rallentamenti nella chetogenesi, eventi che inducono appunto la chetosi.
Un notevole stato di chetosi può essere legato a problematiche metaboliche, infettive e riproduttive, per questo non va sottovalutato ma, anzi, identificato e prevenuto dove possibile.
Per farlo è possibile sfruttare diversi biomarker che sono storicamente utilizzati per l’individuazione di bovine predisposte a chetosi o già in stato di chetosi; tuttavia, le correlazioni fra i vari biomarker non sono ancora state studiate approfonditamente al fine di poter utilizzare specifici profili metabolici. Per questo, uno studio1 ha cercato di descrivere le correlazioni fra metaboliti valutati in bovine da latte tre settimane prima del parto, oltre a individuare biomarker pre-parto nelle fasi finali dell’asciutta connessi allo sviluppo di chetosi nella prima o nella seconda settimana post-parto.
È noto come stati di chetosi a insorgenza precoce, nella prima settimana di lattazione, abbiano ripercussioni cliniche e produttive più sfavorevoli rispetto a quando l’insorgenza si pone nella seconda settimana di lattazione. Prevedere prima del parto se una bovina è predisposta a iperchetonemia precoce o meno può essere utile all’allevatore e al veterinario per individuare protocolli ad hoc per le singole bovine e ridurre dove possibile l’insorgenza di chetosi e delle patologie a essa connesse.
Le bovine indagate nello studio
La ricerca ha coinvolto 440 bovine da latte di un allevamento statunitense; animali a cui è stata fornita razione alimentare unifeed con 66% di foraggi e 34% di concentrati durante l’asciutta, e 60% foraggi e 40% concentrati durante la lattazione. È da evidenziare come la dieta delle bovine fresche di parto sia stata addizionata con 18 g di monensin per tonnellata di sostanza secca.
Le bovine in lattazione sono state munte 3 volte al giorno e quelle fresche di parto sono state stabulate in uno specifico box per i primi 21 giorni di lattazione. In caso di bovine pluripare, un bolo orale contenente 43 g di calcio è stato somministrato al parto.
La storia clinica di tutti gli animali è stata registrata e valutata al termine dello studio. Solo due bovine durante lo studio hanno dovuto ricevere un trattamento per chetosi clinica, composto da destrosio IV e glicole propilenico per alcuni giorni.
Per la raccolta dei campioni ematici (avvenuta fra febbraio e ottobre 2019), i ricercatori hanno visitato l’allevamento tre volte a settimana coinvolgendo bovine che avessero 260 ± 3 giorni di gravidanza, ossia 21 giorni circa prima del parto stimato.
Il BCS delle bovine al giorno di reclutamento e al giorno 7 ± 2 dopo il parto è stato misurato con una scala a 5 punti.
Dai campioni sanguigni ottenuti sono stati misurati i seguenti biomarker: ALT, ALP, GGT, calcio, bilirubina, BUN, trigliceridi, colesterolo, globulina, albumina, NEFA, glucosio, proteine totali.
Inoltre, per ogni campione è stato effettuato un profilo aminoacidico relativamente a: valina, triptofano, tirosina, taurina, serina, leucina, lisina, isoleucina, metionina, ornitina, fenilalanina, prolina, istidina, acido glutammico, arginina, alanina, asparagina, citrullina, cisteina, glicina, acido aspartico, glutammina, treonina.
La concentrazione di β-idrossibutirrato sanguigno è stata misurata nella prima e seconda settimana dopo il parto, con uno strumento portatile; valori di almeno 1.2 mmol/l sono stati usati per catalogare le bovine come in chetosi. Delle 440 bovine considerate per lo studio, 438 sono state misurate la prima settimana post-parto e 384 anche nella seconda settimana.
I vari metaboliti sono stati infine raggruppati in base alle loro caratteristiche e proprietà nei seguenti gruppi:
- aminoacidi glucogenici: usati per la gluconeogenesi e quindi per formare glucosio, nei reni e nel fegato;
- aminoacidi intermediari della chetogenesi: coinvolti nel processo di formazione di corpi chetonici e acidi grassi;
- metaboliti legati ad altro o “analiti”: usati per diverse funzioni organiche fra cui quelle epatiche e per il ciclo dell’urea.
Le correlazioni metaboliche
Il 16,2% delle bovine è risultato in chetosi la prima settimana post-parto, mentre il 13% lo era la seconda; il 21,2% delle bovine era invece in chetosi durante entrambe le due settimane post-parto.
Lo studio ha evidenziato come le correlazioni fra i vari metaboliti, nei casi di chetosi comparsa in differenti momenti del post-parto, siano complesse e fortemente legate alle loro proprietà fisico-chimiche.
Vari aminoacidi glucogenici, fra cui alanina e metionina, hanno mostrato una minore concentrazione quando vi è stato un contemporaneo alto livello di NEFA e bilirubina, per via dell’attivazione dei processi del peri-parto che portano a chetosi in vacche predisposte. Questo si può spiegare con il fatto che diversi aminoacidi nei ruminanti rappresentano importanti substrati per la gluconeogenesi e derivano dal catabolismo delle proteine ottenute dal sistema digerente.
Quando la vacca è nel peri-parto può insorgere il già accennato bilancio energetico negativo, che riduce l’assunzione di alimento a fronte di una maggiore richiesta energetica. Per questo gli aminoacidi risultano in questo caso meno concentrati e l’organismo dell’animale viene dirottato verso la lipomobilizzazione e dunque alla presenza di NEFA, mentre il sovraccarico di lavoro epatico così indotto e i danni agli epatociti impedirebbero un corretto processo della bilirubina, la quale risulta anch’essa aumentata nel sangue.
È inoltre stato osservato come NEFA e bilirubina siano associate a GGT e ALP nei campioni ottenuti 21 giorni prima del parto in vacche che si sono poi mostrate chetosiche nella prima settimana di lattazione; tale associazione non è stata evidenziata per vacche chetosiche alla seconda settimana di lattazione, indice che in questo caso potrebbero essere assenti danni alle cellule epatiche nel periodo finale dell’asciutta. Ciò potrebbe avvenire in quanto alcune bovine, nelle ultime settimane prima del parto, potrebbero esse già soggette a deficit energetici e steatosi epatica, per cui andrebbero presto incontro a lipomobilizzazione e a eccessivo sovraccarico di NEFA nel fegato, evento che induce degradazione degli epatociti e quindi maggior predisposizione alla successiva chetosi, prima di altre bovine.
Nel caso di bovine con chetosi evidenziata nella seconda settimana dopo il parto, i ricercatori hanno ipotizzato che tale evenienza sia più legata ad un bilancio energetico negativo post-parto, conseguente prevalentemente alla produzione di latte e non tanto a danni epatici preesistenti; tale situazione indurrebbe la chetosi e il maggior livello di β-idrossibutirrato nel sangue, pur non essendo necessariamente legata a danni epatici e quindi a sintomi clinici così evidenti come quelli tradizionalmente riscontrati nelle chetosi della prima settimana di lattazione.
Bovine che hanno mostrato chetosi per le prime due settimane di lattazione sono state probabilmente soggette a un dismetabolismo più esteso, non limitato solo alla funzionalità epatica e/o al bilancio energetico negativo dovuto alla galattogenesi.
In queste bovine, infatti, lo studio ha evidenziato come l’associazione fra i livelli di alcuni aminoacidi chetogenici (lisina, leucina, isoleucina e triptofano) e l’insorgenza di chetosi nelle prime due settimane dopo il parto sia negativa.
Gli aminoacidi chetogenici sono considerati importanti in svariati processi metabolici, per controllare la steatosi epatica, per modulare il metabolismo lipidico e per controllare fenomeni di insulino-resistenza e flogistici; una loro scarsità nella dieta delle bovine fin dall’asciutta potrebbe dunque essere connessa a maggiore predisposizione all’insorgenza di chetosi in modo prolungato, fino a due settimane dopo il parto.
Diversi profili metabolici per diverse forme di chetosi
Lo studio, in definitiva, ha evidenziato come la presenza di elevati corpi chetonici nel sangue possa derivare da più condizioni nella bovina da latte, diverse anche a livello di insorgenza temporale:
- una presenza pregressa di stress e danni al fegato, evidenziata da elevati parametri epatici come GGT ALP e bilirubina fin dall’asciutta ma anche da un deficit di aminoacidi glucogenici, può innescare rapidamente chetosi dai primi giorni di lattazione, una condizione più frequentemente sintomatica e considerata più seria per l’animale;
- al contrario, le bovine che incorrono in chetosi nella seconda settimana di lattazione risultano probabilmente soggette “solo” a bilancio energetico negativo, dovuto alla grande produzione lattea tipica di razze ad alta produzione, una condizione che impiega più tempo a mostrarsi in quanto la bovina non parte da una situazione già compromessa nel pre-parto;
- bovine che hanno evidenziato una situazione di chetosi più estesa nel tempo, continuata nelle prime due settimane di lattazione, sono risultate probabilmente soggette a più ampie dismetabolie fin dall’asciutta, particolarmente connesse a un deficit di aminoacidi chetogenici.
Seppure ulteriori studi debbano approfondire la tematica, la consapevolezza che uno screening completo del profilo metabolico durante l’asciutta potrebbe prevedere eventuali chetosi in diverse forme e tempistiche dopo il parto rappresenta una interessante opzione per prevenire meglio questa dismetabolia nella bovina da latte.
- Rodriguez Z, Picasso-Risso C, Gaire TN, Nakagawa K, Noyes N, Cramer G et al. Evaluating variations in metabolic profiles during the dry period related to the time of hyperketonemia onset in dairy cows. PLoS ONE. 2023; 18(8): e0289165. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0289165
