Quando si parla di nutrizione aminoacidica è naturale concentrarsi sulla composizione della razione, sulla proteina degradabile e indegradabile o sul profilo degli aminoacidi limitanti.

Prima che questi nutrienti possano raggiungere l’intestino, però, attraversano un sistema biologico estremamente attivo: il microbiota ruminale.

È qui che una parte consistente dell’azoto alimentare viene trasformata in proteina microbica, destinata a rappresentare la principale fonte di aminoacidi assorbibili dalla bovina.

La quantità di proteina microbica prodotta dipende dall’equilibrio tra disponibilità di energia fermentescibile, azoto e attività delle diverse popolazioni microbiche.

Batteri, funghi, archei e protozoi partecipano a una rete di relazioni che determina quanto efficientemente l’azoto alimentare venga convertito in proteina ad alto valore biologico.

È proprio in questo passaggio che i protozoi stanno guadagnando il centro dell’interesse scientifico.

Per lungo tempo considerati soprattutto per il loro contributo ai processi fermentativi, oggi vengono studiati anche per l’influenza che esercitano sul destino dell’azoto nel rumine e, quindi, sulla quantità di proteina microbica che potrà raggiungere l’intestino.

Un tema che già era stato posto all’attenzione dal prof. Formigoni in uno dei nostri recenti convegni.

la qualità delle proteine del latte inizia quindi anche da ciò che accade all’interno del microbiota ruminale.

I protozoi cambiano il destino dell’azoto

La sintesi di proteina microbica dipende dalla disponibilità di energia e di azoto, e anche dai rapporti che si instaurano tra le diverse popolazioni del microbiota ruminale. In questo equilibrio i protozoi svolgono un ruolo particolare perché, oltre a partecipare ai processi fermentativi, influenzano direttamente il ricambio della biomassa batterica.

I protozoi predano continuamente i batteri presenti nel rumine, degradandone le proteine e liberando peptidi, aminoacidi e ammoniaca. Una parte di questo azoto viene nuovamente incorporata dalla popolazione microbica, mentre un’altra rimane disponibile nel rumine, alimentando un continuo ciclo di riciclo dell’azoto. L’effetto finale è una riduzione dell’efficienza con cui la proteina microbica viene trasferita all’intestino, dove rappresenta la principale fonte di aminoacidi assorbibili dalla bovina.

È questo uno degli aspetti che ha riportato i protozoi al centro della ricerca nutrizionale. Il loro interesse non deriva soltanto dal contributo alla fermentazione della fibra, ma soprattutto dalla capacità di modificare uno dei passaggi più delicati della nutrizione aminoacidica: la trasformazione dell’azoto alimentare in proteina microbica ad alto valore biologico.

Migliorare un equilibrio può comprometterne un altro

Sapere che i protozoi riducono l’efficienza con cui la proteina microbica raggiunge l’intestino potrebbe far pensare che limitarne la presenza rappresenti un vantaggio. I risultati sperimentali mostrano invece un quadro molto più articolato, nel quale ogni intervento produce effetti che interessano contemporaneamente più funzioni del rumine.

La riduzione sperimentale dei protozoi (defaunazione) è stata associata a un aumento dell’efficienza della sintesi di proteina microbica e, in molti studi, a una diminuzione delle emissioni di metano. Nello stesso tempo, però, è stata frequentemente osservata una riduzione della digeribilità della fibra, conseguenza della perdita di una parte delle interazioni che i protozoi instaurano con i batteri fibrolitici e con il resto del microbiota ruminale.

Questo significa che l’obiettivo non può essere eliminare una popolazione microbica considerata “sfavorevole”, ma comprendere come orientare gli equilibri dell’ecosistema ruminale. Anche dal punto di vista della nutrizione aminoacidica, la quantità di proteina microbica disponibile per la bovina dipende infatti dal risultato complessivo di queste interazioni e non dall’effetto esercitato da un singolo gruppo di microrganismi.

L’efficienza con cui il microbiota trasforma l’azoto alimentare in proteina microbica dipende dall’equilibrio tra popolazioni microbiche che cooperano e competono tra loro.

Questo passaggio biologico sta assumendo un ruolo sempre più rilevante anche nella modellistica nutrizionale. I sistemi meccanicistici più recenti, come il Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS v.7), non considerano più i protozoi una componente indistinta della fermentazione, ma ne descrivono il comportamento attraverso parametri specifici, con l’obiettivo di prevedere con maggiore precisione l’efficienza della sintesi di proteina microbica e, quindi, la disponibilità di aminoacidi per la bovina.

L’obiettivo è prevedere con maggiore precisione quanta proteina microbica sarà realmente disponibile per la bovina e, di conseguenza, quale potrà essere il contributo della nutrizione aminoacidica alla qualità delle proteine del latte destinate alla trasformazione casearia.

Perché questo tema interessa chi fa latte da per il Parmigiano Reggiano

Una razione con lo stesso contenuto proteico non produce quindi necessariamente la stessa quantità di aminoacidi disponibili per la bovina. Una parte importante della differenza nasce nel rumine, dove il microbiota decide quanta parte dell’azoto alimentare verrà trasformata in proteina microbica e quanta, invece, verrà riciclata o dispersa lungo il percorso.

In questo equilibrio anche i protozoi esercitano un’influenza significativa.

Per chi formula razioni negli allevamenti che producono latte destinato al Parmigiano Reggiano, la sfida perciò non consiste soltanto nel bilanciare energia, proteina e aminoacidi.

Diventa importante prevedere come quella razione modificherà l’attività del microbiota ruminale e, quindi, l’efficienza con cui l’azoto alimentare verrà trasformato in proteina microbica.

In una fase storica in cui proprio la componete azotata della razione è diventata critica per tanti aspetti (costo razione, disponibilità, sostenibilità, riduzione del carico azotato degli effluenti) i protozoi, e il loro modi di agire a livello ruminale, stanno guadagnando sempre maggiori attenzioni.

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Sintesi elaborat sulla base dei contenuti presentati da Michael Dineen nel webinar “Friends, Foes, or Both? Uncovering the Hidden Role of Protozoa in the Rumen”, organizzato da Balchem.