Sapevate che altri fattori oltre alle IgG possono contribuire a un intestino sano nei vostri vitelli? Gli oligosaccaridi presenti nel colostro e nel latte di transizione sono potenziali mediatori di un intestino sano dei vitelli. In questo numero di The Colostrum Counsel spiegheremo come questi fattori agiscono per ottimizzare la salute generale dei vostri vitelli.

Il consiglio del colostro: Gli oligosaccaridi spiegati

I vitelli dipendono dalla somministrazione tempestiva di colostro di buona qualità per ottenere l'immunità passiva, poiché nell'utero non c'è trasferimento di immunoglobuline dalla madre al vitello. Data l'importanza dell'immunità passiva, la maggior parte della ricerca sul colostro bovino e sul latte di transizione si è concentrata sulla quantità e sulla qualità delle IgG. Tuttavia, il colostro è anche ricco di ulteriori nutrienti e fattori bioattivi necessari per il corretto sviluppo e la maturazione dell'intestino. Questi fattori stanno appena iniziando a guadagnare popolarità nel campo della ricerca sul colostro. Tra questi fattori bioattivi vi sono gli oligosaccaridi (OS). Queste molecole sono essenzialmente "zuccheri semplici" e si ipotizza che svolgano un ruolo chiave nello sviluppo dell'intestino del neonato. In particolare, gli OS favoriscono l'insediamento di batteri intestinali sani, inibiscono i batteri patogeni e possono anche migliorare l'assorbimento delle IgG dal colostro al sangue.

Strutture e concentrazioni nel colostro

Come detto in precedenza, i SO sono composti di zuccheri semplici e il lattosio è la struttura centrale di tutti i SO. Per creare molecole strutturalmente diverse, nella ghiandola mammaria vengono aggiunti al nucleo di lattosio residui di fucosio (carica neutra) o di acido sialico (carica acida). Nel colostro e nel latte bovino sono stati identificati circa 40 diversi composti di OS, la maggior parte dei quali (>70%) presenta un residuo di acido sialico (Tao et al., 2008; Figura 1). Gli OS bovini sono diversi da quelli prodotti dall'uomo, poiché le catene di carbonio degli OS umani sono più lunghe e solo una piccola quantità (5-15%) ha un gruppo di acido sialico attaccato (Ninonuevo et al., 2006).

L'OS più abbondante nel colostro bovino è il 3'sialilattosio (3'SL), che è 4 volte superiore nel colostro rispetto al latte maturo, seguito dalla 6'sialilattosamina (6'SLN) con la seconda concentrazione più alta (Martin-Sosa et al., 2003; Figura 1). A differenza delle IgG, le concentrazioni di OS non diminuiscono così rapidamente dopo la mungitura del colostro. Infatti, è stato dimostrato che 3'SL, 6'SLN e 6'sialilattosio (6'SL) hanno concentrazioni più elevate a 2 giorni dal parto rispetto a 7 giorni dopo il parto (Nakamura et al., 2003; Figura 2).

La maggior parte degli allevamenti somministra spesso 1-2 pasti di colostro dopo la nascita, seguiti immediatamente da un brusco passaggio al sostituto del latte o al latte intero. Le elevate concentrazioni di OS, insieme all'abbondanza di ulteriori molecole bioattive nel latte di transizione (mungiture 2-6), dimostrano che la somministrazione di latte di transizione ha probabilmente un valore per la salute intestinale dei giovani vitelli in allevamento.

Funzioni degli oligosaccaridi

La maggior parte degli OS può raggiungere rapidamente l'intestino poiché resiste al pH acido dello stomaco e non può essere scomposta da nessuno degli enzimi intestinali del vitello. La maggior parte dei ricercatori ha ipotizzato che la maggior parte dei SO raggiunga intatta l'intestino crasso, ma Janschter-Krenn et al. (2013) hanno dimostrato che questi composti possono effettivamente cambiare struttura e possono svolgere un ruolo anche nell'intestino tenue. Quindi, cosa fanno esattamente questi piccoli zuccheri semplici nell'intestino tenue e crasso?

Fonte di energia per batteri intestinali sani

Diversi gruppi di batteri benefici presenti nell'intestino tenue e nel colon possiedono una serie di enzimi che consentono loro di scomporre gli OS e di utilizzarli come fonte di energia. È stato dimostrato che i batteri benefici Bifidobatteri possono consumare il 3'SL, il principale OS del colostro bovino, per promuoverne la crescita (Yu et al., 2013). Inoltre, studi recenti hanno dimostrato che i vitelli appena nati hanno una quantità maggiore di Bifidobatteri nell'intestino tenue quando vengono fornite concentrazioni più elevate di OS nel colostro (Fischer et al., 2018; Malmuthuge et al., 2015).

Una maggiore quantità di Bifidobatteri nell'intestino del vitello contribuisce probabilmente a una comunità batterica intestinale complessivamente sana, poiché sono in grado di produrre acidi grassi a catena corta che hanno effetti positivi sulle cellule del colon, oltre a stabilizzare la barriera mucosa intestinale e a migliorare il sistema immunitario dell'intestino per prevenire la crescita eccessiva di batteri patogeni (Picard et al., 2005; Yasui et al., 1995; Boffa et al., 1992). Inoltre, un altro gruppo benefico, noto come Bacteroides, può utilizzare in modo esclusivo la porzione di acido sialico dell'OS per promuovere la propria crescita e il proprio insediamento nell'intestino neonatale (Marcobal et al., 2011).

Inibizione dei batteri patogeni

Oltre a promuovere la crescita di batteri benefici, è stato dimostrato che gli OS impediscono ai batteri patogeni di insediarsi nell'intestino. Per invadere i tessuti dell'ospite, i patogeni devono legarsi a zuccheri strutturalmente simili agli OS, noti come "glicani dell'ospite", sulla superficie delle cellule intestinali. Poiché le strutture dei glicani e dei SO del colostro e del latte sono così simili, i SO possono agire come "recettori esca" e legarsi al patogeno. Ciò inibisce la loro capacità di legarsi all'ospite e di causare infezioni e malattie successive (Zivkovic et al., 2011). In particolare, è stato dimostrato che due dei principali OS presenti nel colostro bovino e nel latte di transizione, 6'SL e 6'SLN, possono bloccare il legame di E. coli enterotossigeno (Martin et al., 2002). Altri OS del colostro e del latte possono anche legarsi a rotavirus (Huang et al., 2012), Vibrio cholera (Coppa et al., 2006) e Streptococcus pneumoniae (Andersson et al., 1986), il che dimostra la loro diversa capacità di mantenere una comunità microbica intestinale sana ed equilibrata.

Migliorare la funzione immunitaria

Come accennato in precedenza, i batteri intestinali benefici possono utilizzare la SO del colostro e del latte, il che consente loro di regolare positivamente il sistema immunitario attraverso molteplici vie. Ad esempio, i batteri che consumano OS inducono una maggiore espressione di composti antinfiammatori e riducono quelli pro-infiammatori, rispetto ai batteri che consumano una fonte di energia alternativa (Chiclowski et al., 2012). I batteri che crescono su OS possono anche aumentare la quantità di proteine della giunzione stretta tra le cellule intestinali, il che significa che "stringono" gli spazi in modo che i batteri patogeni non possano passare tra le cellule intestinali ed entrare nel flusso sanguigno (Chiclowski et al., 2012; Ewaschuk et al., 2008).

Un aspetto affascinante della porzione di acido sialico di un OS è che, quando l'acido sialico si lega all'intestino, può effettivamente migliorare il legame delle IgG alla cellula intestinale e il loro assorbimento nella cellula (Gill et al., 1999). Questo può spiegare perché il colostro bovino ha un'abbondanza così elevata di OS con residui di acido sialico rispetto al colostro umano, in cui solo una piccola parte presenta acido sialico. Nell'uomo, durante la gravidanza vi è un trasferimento passivo di immunoglobuline dalla madre al feto, mentre nei bovini il vitello può ottenere le IgG solo dal colostro, poiché non vi è alcun trasferimento passivo durante la gravidanza. Pertanto, poiché il trasferimento passivo di IgG è uno dei fattori più importanti per promuovere la salute e la sopravvivenza del vitello appena nato, l'elevata abbondanza di acido sialico nel colostro potrebbe essere presente per aiutare le IgG ad accedere al flusso sanguigno del vitello, avviando il sistema immunitario.

E i mannano-oligosaccaridi?

I mannano-oligosaccaridi (MOS) sono spesso integrati nel sostituto del latte (ad esempio Bio-Mos®) durante le prime settimane di vita del vitello. A differenza dei MOS di origine bovina, i MOS mannano derivano dalla parete cellulare del lievito, in particolare del Saccharomyces cerevisiae. I MOS mannanici hanno strutture "a spazzola" che permettono loro di attaccarsi ai batteri patogeni, come Salmonella ed E. coli, impedendo loro di legarsi alla parete cellulare intestinale e di causare una successiva infezione. I vitelli alimentati con MOS nel sostituto del latte mostrano una riduzione della conta di E. coli nelle feci (Jacques et al., 1994), miglioramenti nel punteggio fecale (Morrison et al., 2010) e migliori prestazioni di crescita (Sellars et al., 1997).

Visti gli effetti positivi osservati con l'integrazione nel sostituto del latte, i ricercatori hanno cercato di determinare se effetti simili potessero essere osservati anche con l'integrazione nel colostro o nel sostituto del colostro. Purtroppo, uno studio che ha integrato i MOS nel sostituto del colostro non ha riscontrato alcun effetto sul trasferimento passivo a 24 ore di vita o sull'incidenza della malattia (Robichaud et al., 2014).

Inoltre, altri studi recenti che hanno integrato il MOS nel colostro bovino fresco hanno riscontrato un effetto negativo sul trasferimento passivo rispetto ai vitelli alimentati con colostro non integrato (Brady et al., 2015; Short et al., 2016). La struttura di un oligosaccaride è un fattore determinante per la funzione biologica e l'intestino del vitello è evolutivamente adattato a rispondere ai composti secreti dalla madre nel colostro. Poiché gli OS di origine bovina sono "più naturali" per il vitello da latte appena nato, è possibile che la loro integrazione nei primi giorni di vita possa portare a un aumento dell'immunità passiva e a una migliore salute dell'intestino rispetto a quelli integrati con MOS.

Messaggio da portare a casa

L'elevata quantità di oligosaccaridi prodotti dalla madre nel colostro e nel latte di transizione può avere effetti positivi sulla salute dell'intestino, in particolare agendo come fonte di energia per i batteri intestinali sani, inibendo gli agenti patogeni e potenziando il sistema immunitario. Pertanto, la somministrazione di latte di transizione o di latte integrato con un sostituto del colostro di qualità può offrire una maggiore protezione intestinale al vitello appena nato. Ulteriori ricerche dovrebbero concentrarsi sulla possibilità di integrare l'OS nei tradizionali sostituti del latte, o anche nel latte intero, per garantire la massima protezione dell'intestino del vitello neonato.

Cifre

Figura 1.
Le strutture dei due oligosaccaridi più abbondanti nel colostro bovino e nel latte di transizione.

Figura 2.
Uno studio condotto da Nakamura et al. (2003) ha determinato le concentrazioni degli oligosaccaridi primari (3'SL, 6'SL e 6'SLN) nel colostro, nel latte di transizione e nel latte maturo.

Amanda Fischer, MSc.

SCCL e assistente di ricerca presso l'Università di Alberta
[email protected]

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