Il fosforo nel bene e nel male - Web Magazine del mondo ...
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I l fosforo è spesso negli argomenti di chi si occupa d’agricoltura e zootec- nia, ma anche, e soprattutto, d’am- biente. Con l’azoto e il potassio esso è coinvolto nelle problematiche d’impatto ambientale delle attività agricole, civili e industriali. Rimanendo in ambito agrico- lo il fosforo viene riversato nell’ambien- te e in esso si accumula, attraverso le deie- zioni degli animali d’allevamento o le con- cimazioni. Il fosforo è responsabile, uni- tamente ad azoto e potassio, del feno- meno dell’eutrofizzazione delle acque, ossia la stimolazione della proliferazione delle alghe che sottraggono quell’ossige- no necessario alla vita delle specie ani- mali che in essa abitano. Il fosforo si accu- mula nei terreni progressivamente fino a saturarli fin tanto che dilavamento e pra- tiche agricole ne controllano il livello. Semplicistico e superficiale sarebbe affer- mare che per rendere sostenibile lo svi- luppo dell’agricoltura e della zootecnia basterebbe eliminare il fosforo dall’ali- mentazione animale e dalle pratiche agri- cole. Nel cercare l’equilibrio necessario tra una zootecnia e una agricoltura compe- titiva e le sacrosante necessità di rispet- to dell’ambiente, è fondamentale cono- scere il ruolo del fosforo, nel nostro caso, nei processi fisiologici della vacca da latte per poter attentamente dosarne quegli apporti che non creano carenze negli ani- mali e neppure un peso eccessivo per l’e- cosistema. Il fosforo è un macroelemento che tro- viamo in natura non allo stato elemen- tare, ma come fosfato, ossia come sale dell’acido fosforico. Il suo nome deriva dal greco “portatore di luce” per la caratte- ristica luminescenza che si genera dal suo contatto con l’ossigeno. Negli organismi animali è coinvolto in processi biochimici importanti. È componente essenziale della fosforilazione ossidativi, ossia quel processo biochimico fondamentale che si svolge nei mitocondri, che permette la trasformazione di ADP in ATP attraverso la conversione del NADH e FADH 2 nelle forme ossidate. La fosforilazione ossida- tiva è il processo finale della respirazio- ne cellulare, dopo la glicolisi e il ciclo di Krebs, per la produzione d’energia. Inol- tre troviamo il fosforo coinvolto nel man- tenimento dell’integrità cellulare strut- turale, come maggiore componente delle ossa e come tampone nel bilanciamen- to acido-base dell’organismo. Il fosforo è anche indispensabile alla flora ruminale per la fermentazione delle cellule vege- tali e quindi la produzione di acidi gras- si ruminali e bio-massa batterica. Per otti- mizzare quest’attività fermentativa è necessaria una concentrazione di alme- no 5 grammi di fosforo per chilogram- mo di materia organica fermentescibile. L’80% del fosforo presente nell’organismo lo troviamo nelle ossa e nei denti. Meno dell’1% del fosforo totale dell’organismo è presente in forma inorganica come HPO 4 2- o H 2 PO 2 . Dipende dalle proteine di trasporto per essere assorbito dall’in- testino, dai tubuli renali, ed essere tra- sportato dallo spazio extracellulare a quello intracellulare. La concentrazione di fosforo nel siero o nel plasma è rego- lata da quello assorbito dall’intestino, dal tasso di escrezione renale e salivare e dalla porzione presente nelle ossa. Nella vacca da latte le ghiandole salivari pro- ducono una grande quantità di saliva con- tenente 30-90 grammi al giorno di fosforo, la cui presenza è indispensabile per la crescita della flora microbica e come tampone ruminale. Una grande quantità di fosforo salivare viene rias- sorbito dall’intestino. La produzione di latte comporta una note- vole eliminazione di fosforo. In esso la concentrazione di fosforo è di gr 1.1 per kg ed è mantenuto costante, indipen- dentemente dalla concentrazione pla- smatica di fosforo inorganico. La sola ridu- zione possibile delle perdite di fosforo attraverso il latte avviene tramite una riduzione della produzione. La concen- trazione plasmatica di fosforo inorgani- co è influenzata fortemente dal metabo- lismo dei carboidrati, dalla secrezione d’in- sulina e dall’equilibrio acido-base. L’ino- culazione sperimentale di destrosio deter- mina un incremento di uptake di gluco- sio e di fosforo. Ugualmente uno stato di alcalosi metabolica stimola il metaboli- smo cellulare di glucosio e una riduzio- ne del fosforo inorganico circolante. Il fosforo inorganico plasmatico lo trovia- mo in un range di 4-6 mg/dl nelle bovi- ne adulte e dai 6 agli 8 mg/dl, nei sog- getti in accrescimento. L’ipo-fosfatemia si può osservare nelle situazioni d’im- provviso aumento della produzione di latte del post-partum, conseguentemente a un crollo d’ingestione e dopo la sommini- strazione parenterale di zuccheri. Alcune patologie del periparto come la chetosi, la dislocazione dell’abomaso, la mastite, la lipidosi epatica e la metrite determi- nano una riduzione d’ingestione e con- seguentemente di fosforo. In uno studio Il fosforo nel bene e nel male Professione Allevatore Febbraio 2009 49 DAIRY ZOOM Chimica, biochimica e fisiologia della produzione del latte di ALESSANDRO FANTINI Periodo Calcio Fosforo Ca:P Fosforo % % assimilabile gr Bovina in lattazione a 11 gg dal parto 0.65 0.34 1.9:1 40 a Kg 25 di media Bovina in lattazione a 90 gg dal parto 0.61 0.35 1.7:1 56.5 a Kg 35 di media Bovina a 240 gg di gravidanza 0.44 0.22 2:1 19.9 Bovina a 270 gg di gravidanza 0.45 0.23 1.9:1 20.3 Manze di 6 mesi d’età 0.41 0.28 1.4:1 9.1 Manze di 12 mesi 0.41 0.23 1.7:1 10.6 Manze di 18 mesi 0.37 0.18 2:1 13 Fabbisogni NRC 2001
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Il fosforo è spesso negli argomenti dichi si occupa d’agricoltura e zootec-nia, ma anche, e soprattutto, d’am-
biente. Con l’azoto e il potassio esso ècoinvolto nelle problematiche d’impattoambientale delle attività agricole, civili eindustriali. Rimanendo in ambito agrico-lo il fosforo viene riversato nell’ambien-te e in esso si accumula, attraverso le deie-zioni degli animali d’allevamento o le con-cimazioni. Il fosforo è responsabile, uni-tamente ad azoto e potassio, del feno-meno dell’eutrofizzazione delle acque,ossia la stimolazione della proliferazionedelle alghe che sottraggono quell’ossige-no necessario alla vita delle specie ani-mali che in essa abitano. Il fosforo si accu-mula nei terreni progressivamente fino asaturarli fin tanto che dilavamento e pra-tiche agricole ne controllano il livello.Semplicistico e superficiale sarebbe affer-mare che per rendere sostenibile lo svi-luppo dell’agricoltura e della zootecniabasterebbe eliminare il fosforo dall’ali-mentazione animale e dalle pratiche agri-cole. Nel cercare l’equilibrio necessario trauna zootecnia e una agricoltura compe-titiva e le sacrosante necessità di rispet-to dell’ambiente, è fondamentale cono-scere il ruolo del fosforo, nel nostro caso,nei processi fisiologici della vacca da latteper poter attentamente dosarne quegliapporti che non creano carenze negli ani-mali e neppure un peso eccessivo per l’e-cosistema.
Il fosforo è un macroelemento che tro-viamo in natura non allo stato elemen-tare, ma come fosfato, ossia come saledell’acido fosforico. Il suo nome deriva dalgreco “portatore di luce” per la caratte-ristica luminescenza che si genera dal suocontatto con l’ossigeno. Negli organismianimali è coinvolto in processi biochimiciimportanti. È componente essenzialedella fosforilazione ossidativi, ossia quelprocesso biochimico fondamentale che sisvolge nei mitocondri, che permette la
trasformazione di ADP in ATP attraversola conversione del NADH e FADH2 nelleforme ossidate. La fosforilazione ossida-tiva è il processo finale della respirazio-ne cellulare, dopo la glicolisi e il ciclo diKrebs, per la produzione d’energia. Inol-tre troviamo il fosforo coinvolto nel man-tenimento dell’integrità cellulare strut-turale, come maggiore componente delleossa e come tampone nel bilanciamen-to acido-base dell’organismo. Il fosforoè anche indispensabile alla flora ruminaleper la fermentazione delle cellule vege-tali e quindi la produzione di acidi gras-si ruminali e bio-massa batterica. Per otti-mizzare quest’attività fermentativa ènecessaria una concentrazione di alme-no 5 grammi di fosforo per chilogram-mo di materia organica fermentescibile.L’80% del fosforo presente nell’organismolo troviamo nelle ossa e nei denti. Menodell’1% del fosforo totale dell’organismoè presente in forma inorganica comeHPO4
2- o H2PO2. Dipende dalle proteinedi trasporto per essere assorbito dall’in-testino, dai tubuli renali, ed essere tra-sportato dallo spazio extracellulare aquello intracellulare. La concentrazionedi fosforo nel siero o nel plasma è rego-lata da quello assorbito dall’intestino, daltasso di escrezione renale e salivare edalla porzione presente nelle ossa. Nellavacca da latte le ghiandole salivari pro-ducono una grande quantità di saliva con-tenente 30-90 grammi al giorno difosforo, la cui presenza è indispensabileper la crescita della flora microbica e
come tampone ruminale. Una grandequantità di fosforo salivare viene rias-sorbito dall’intestino.
La produzione di latte comporta una note-vole eliminazione di fosforo. In esso laconcentrazione di fosforo è di gr 1.1 perkg ed è mantenuto costante, indipen-dentemente dalla concentrazione pla-smatica di fosforo inorganico. La sola ridu-zione possibile delle perdite di fosforoattraverso il latte avviene tramite unariduzione della produzione. La concen-trazione plasmatica di fosforo inorgani-co è influenzata fortemente dal metabo-lismo dei carboidrati, dalla secrezione d’in-sulina e dall’equilibrio acido-base. L’ino-culazione sperimentale di destrosio deter-mina un incremento di uptake di gluco-sio e di fosforo. Ugualmente uno stato dialcalosi metabolica stimola il metaboli-smo cellulare di glucosio e una riduzio-ne del fosforo inorganico circolante. Ilfosforo inorganico plasmatico lo trovia-mo in un range di 4-6 mg/dl nelle bovi-ne adulte e dai 6 agli 8 mg/dl, nei sog-getti in accrescimento. L’ipo-fosfatemiasi può osservare nelle situazioni d’im-provviso aumento della produzione di lattedel post-partum, conseguentemente a uncrollo d’ingestione e dopo la sommini-strazione parenterale di zuccheri. Alcunepatologie del periparto come la chetosi,la dislocazione dell’abomaso, la mastite,la lipidosi epatica e la metrite determi-nano una riduzione d’ingestione e con-seguentemente di fosforo. In uno studio
Il fosforo nel bene e nel male
Professione Allevatore Febbraio 200949
DAIRY ZOOMChimica, biochimica e fisiologia della produzione del latte
di ALESSANDRO FANTINI
Periodo Calcio Fosforo Ca:P Fosforo% % assimilabile gr
Bovina in lattazione a 11 gg dal parto 0.65 0.34 1.9:1 40a Kg 25 di mediaBovina in lattazione a 90 gg dal parto 0.61 0.35 1.7:1 56.5a Kg 35 di mediaBovina a 240 gg di gravidanza 0.44 0.22 2:1 19.9Bovina a 270 gg di gravidanza 0.45 0.23 1.9:1 20.3Manze di 6 mesi d’età 0.41 0.28 1.4:1 9.1Manze di 12 mesi 0.41 0.23 1.7:1 10.6Manze di 18 mesi 0.37 0.18 2:1 13
Fabbisogni NRC 2001
di Grunberg (2005) si è osservato comenel 35% delle bovine con dislocazione del-l’abomaso la fosfatemia sia al di sotto di4.3 mg/dl. I sintomi clinici dell’ipofosfa-temia occasionale sono essenzialmentedebolezza muscolare, anoressia e ladegenerazione del gusto (pica). La caren-za cronica di manifesta con scarsa cre-scita, perdita di peso e produzione di latte,scarsa fertilità e fragilità ossea. Condizionicome “sindrome della vacca a terra” e laemoglobinuria del post-partum sonospesso associate con la ipofosfatemia. Lacarenza di fosforo nel plasma la trovia-mo frequentemente associata con il col-lasso puereperale, con spesso un valoreinferiore a 2 mg/dl. È stato attribuito allacarenza di fosforo, non già a quella di cal-cio, il prolungamento dello stato “vaccaa terra” dopo l’ipocalcemia post-partum.Si considera una ipofosfatemia cronicaquando il fosforo è nel sangue a 2-3.5mg/dl mentre acuta al disotto dei 2 mg/dl.
Il fosforo lo troviamo in natura presentein molti alimenti. Il latte rappresenta lafonte di maggiore qualità. Il livello neiforaggi è generalmente basso a differen-za delle granelle e di alcuni sottoprodot-ti. Comunque la presenza negli alimentiè molto variabile, dipendendo dalla pre-senza di fosforo nel suolo, dalla piovosità,lo stadio di maturità etc. Troviamo la mag-giore presenza di fosforo nei cruscami, neisottoprodotti del riso, nella colza, nei lie-viti e nei derivati del latte. Una parte varia-bile del fosforo presente negli alimenti èlegata principalmente all’acido fitico,per formare fitati e in piccola parte ad altricomposti organici. I fabbisogni di fosfo-ro sono condizionati dalla sua biodispo-nibilità negli alimenti e dall’assorbimen-to. Nei foraggi, ad esempio, il coefficien-te d’assorbimento è del 60% per ilforaggio di medica contro l’80% dellapianta intera del mais. Il coefficiente d’as-sorbimento dipende anche molto dallaclasse degli animali. Risulta molto eleva-to, 90%, nei vitelli che consumano latte,per poi scendere al 78% quando pesano100-200 kg. I fabbisogni di fosforo tota-le e assimilabile li troviamo nella tabellaallegata.
Il fosforo è un macroelemento che spes-
so viene utilizzato in eccesso. Sovrado-sarne il fabbisogno non migliora l’inge-stione, ne la produzione e la concentra-zione nel latte di grasso e proteine. Nes-sun effetto positivo è stato riscontratosulla fertilità. Livelli d’inclusione di fosfo-ro superiori allo 0.64% della sostanzasecca della razione possono deprimerel’assorbimento del magnesio.S.R. Hill e collaboratori misero appuntonel 2007 un modello dinamico e mecca-nicistico, per prevedere digestione emetabolismo del fosforo nella vacca dalatte. Per validare il modello si è consi-derata una produzione giornaliera di sali-va di 239 litri al giorno e transito di liqui-do ruminale di 198 litri al giorno. Per unapporto di fosforo totale, fitico ed inor-ganico, di gr. 75 al giorno se ne è stimatauna digeribilità del 38%. Per la sintesi dellatte viene utilizzato il 30% del fosforoinorganico assorbito e circa l’1% vieneescreto con le urine. Nella pratica del-l’attività nutrizionale si osserva spesso uneccesso nel livello di fosforo utilizzato neirazionamenti formulati per le vacche inlattazione, che secondo alcuni lavori pub-blicati può raggiungere il 30% del fab-bisogno NRC 2001. Questa pratica dan-nosa per l’economia d’allevamento e perl’ambiente sembra derivare dal ruolo favo-revole per la fertilità attribuito al fosfo-ro, dalla tradizione piuttosto che da evi-denze sperimentali. Pochissimi studiattribuiscono a una concentrazione difosforo superiore allo 0.4% vantaggiriproduttivi come anche un livello infe-
riore allo 0.25% svantaggi nella ferti-lità,oggi difficilmente realizzabili, per illivello basale presente negli alimenti zoo-tecnici. Molto dannoso invece è l’ecces-siva concentrazione di fosforo apporta-to nell’alimentazione d’asciutta rispettoal fabbisogno NRC 2001 e soprattutto nelrapporto con il calcio. Nelle aree ad altadensità zootecnica si osserva con unacerta frequenza, nel sangue prelevato inbovine in asciutta, un livello molto ele-vato di fosforo che oltre a rappresenta-re un costo, riduce la disponibilità dimagnesio e calcio, creando pertanto dellecarenze secondarie di questi due impor-tanti macroelementi. Si ricorda che i livel-li emetici ritenuti normali per una vaccada latte sono, secondo J.J. Kaneko in “Cli-nical Biochemistry of Domestic Animals”,per calcio ematico di 9.7 - 12.4 mg/dl (2.43 - 3.10 mmol/L) e per il fosforo di 5.6-6.5 mg/dl (1.81- 2.10 mmol/L) e quindicon un rapporto di almeno 1.7:1. nell’a-limentazione d’asciutta. È considerato arischio una concentrazione nelle razio-ne di fosforo superiore allo 0.4% e di cal-cio inferiore allo stesso valore.
In un futuro dove l’attenzione per l’am-biente e i costi d’allevamento sarà prio-ritaria, è necessario un approccio piùpragmatico nell’uso di nutrients come ilfosforo, utilizzando da un lato i fabbi-sogni indicati dalla ricerca con maggioreattenzione, un maggior ricorso alleanalisi dei terreni, degli alimenti e delsangue. ■
Professione Allevatore Febbraio 200950
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