Abstract

Sono state impiegate 60 agnelle di razza Rambouillet nullipare e non gravide (51 ± 1.4 kg di peso corporeo iniziale) per un progetto di studio completamente randomizzato per determinare:

  1. se l’integrazione di arginina rumino-protetta, L-Arg (RP-ARG) fosse in grado di far aumentare il metabolismo e le concentrazioni sieriche di aminoacidi derivanti dall’integrazione di Arg, e di far diminuire le concentrazioni sieriche di aminoacidi che competono con Arg per i carrier;
  2. se l’integrazione di RP-ARG fosse in grado di alterare l’emodinamica dell’arteria carotide;
  3. quale fosse la dose orale più efficace di RP-ARG capace sia di far aumentare gli aminoacidi circolanti sia di migliorare la perfusione sanguigna dei tessuti periferici misurata dall’emodinamica carotidea.

Le agnelle sono state stabulate individualmente all’interno di una struttura a temperatura controllata, poi sono state assegnate in maniera casuale ad uno dei quattro trattamenti: un gruppo di controllo che non ha ricevuto integrazione di arginina rumino-protetta (CON; solamente 50 g di mais finemente macinato), o ai gruppi che prevedevano l’integrazione di Arg a dosi di 90 (90), 180 (180) o 360 (360) mg RP-ARG · kg peso corporeo− 1 · d− 1 mescolate a 50 g di mais finemente macinato. Le integrazioni sono state somministrate una volta al giorno per 14 giorni e completamente consumate prima della somministrazione, alle 06:30 ed alle 18:30, dell’abituale dieta pellettata giornaliera. I campioni di sangue iniziali e finali sono stati raccolti rispettivamente ai giorni 0 (prima dell’inizio del trattamento) e 15. L’Eco-Doppler è stato utilizzato per valutare l’emodinamica dell’arteria carotide alle ore 06:00 dei giorni 0 (prima dell’inizio del trattamento), 5, 8, 12 e 15. Dopo 14 giorni di integrazione, le agnelle alimentate con la dose di 180 mg presentavano valori più alti di Arg (P = 0.05) e Orn ( P = 0.05) e tendevano (P = 0.08) ad avere più Asp nel siero rispetto a quelle alimentate con 90 mg e, per quanto riguardava questi stessi amminoacidi, le agnelle alimentate con 180 mg avevano valori simili (P ≥ 0.16) rispetto a quelle alimentate con 360 mg. Tutte le agnelle che avevano ricevuto un’integrazione (90, 180 e 360) presentavano una variazione negativa (P = 0.02) rispetto al basale quando normalizzate rispetto al CON per gli indici di pulsatilità e resistenza, i quali indicano rispettivamente una maggiore perfusione sanguigna dei tessuti periferici ed una più bassa resistenza vascolare del flusso sanguigno. Inoltre, erano presenti risposte quadratiche per gli indici di pulsatilità e resistenza (P = 0.03 e 0.01, rispettivamente), e le pecore alimentate con 180 avevano il cambiamento maggiore rispetto al basale quando normalizzate al CON. I risultati ci indicano che l’integrazione di arginina rumino-protetta ha fatto aumentare le concentrazioni sieriche di aminoacidi e migliorato la perfusione sanguigna dei tessuti periferici. La dose di 180 mg di RP-ARG x kg di peso corporeo− 1 x d− 1 è stata definita come la dose ottimale per le agnelle di razza Rambouillet non gravide e nullipare.

Introduzione

L’amminoacido arginina ha molte funzioni importanti, inclusa quella di precursore diretto della sintesi di ossido nitrico e di poliammine (Wu e Morris, 1998; Wu et al., 2009). Nei ruminanti l’integrazione strategica di Arg durante il periodo antecedente il concepimento o, successivamente, durante la gestazione ha prodotto esiti di gravidanza contrastanti (Luther et al., 2009; Lassala et al., 2010, 2011; Saevre et al., 2011; Crane et al., 2016). Saevre et al. (2011) hanno riportato un miglioramento dei tassi di gravidanza  in seguito all’utilizzo di L-Arg HCl per via endovenosa (27 mg L-Arg · kg di peso corporeo (BW)−1 · d− 1) a partire dal 9° fino al 14° giorno dopo inseminazione artificiale in laparoscopia. Lassala et al. (2010, 2011) hanno riscontrato che l’infusione endovenosa di Arg (81 mg Arg · kg di peso corporeo− 1 · d− 1) in agnelle gravide con limitato apporto di nutrienti dal 60° giorno di gestazione fino al parto ha portato ad un incremento del peso alla nascita degli agnelli e la somministrazione di Arg per via endovenosa (180 mg L- Arg · kg peso corporeo-1 · d-1) dal 100° al 121° giorno di gestazione ad agnelle gravide di più feti ha migliorato la sopravvivenza dei feti stessi. Al contrario, altri autori non hanno riportato differenze riguardanti i tassi di gravidanza o dei parti dopo l’integrazione di Arg mediante iniezione (Luther et al., 2009; Crane et al., 2016) o somministrazione orale (Crane et al., 2016) a partire dal giorno 0 fino al 14° giorno dopo la fecondazione. Tuttavia, Crane et al. (2016) hanno riscontrato un aumento del tasso di svezzamento (numero di agnelli svezzati per pecora) e una tendenza all’aumento del peso allo svezzamento degli agnelli quando alle agnelle veniva somministrata Arg per via endovenosa (30 mg L-Arg · kg peso corporeo− 1 · d− 1). Recentemente, Peine et al. (2018) hanno riportato che il peso alla nascita dell’agnello, l’incremento medio giornaliero dal 14° al 19° giorno di età, le misurazioni della circonferenza toracica alla nascita, al 19° e al 54° giorno di età e le misurazioni della lunghezza vertice-sacro al 54° giorno di età erano sensibili ad un’integrazione di 180 mg di L-Arg rumino-protetta (RP-ARG). A causa della degradazione degli aminoacidi nel rumine, l’integrazione di aminoacidi nei ruminanti prevede un’iniezione endovenosa diretta, un’infusione post-ruminale o l’impiego di un agente protettivo che consenta all’aminoacido di bypassare il rumine ed essere assorbito a livello dell’intestino tenue. Meyer et al. (2018) hanno mostrato un aumento del rilascio di Arg nell’intestino tenue e del suo assorbimento intestinale, nei manzi alimentati con foraggio che consumavano RP-ARG, senza che ciò influisse minimamente sulla fermentazione ruminale e sulla digeribilità dei nutrienti.  Poiché nell’allevamento dei ruminanti l’integrazione dietetica di Arg è più pratica rispetto alle iniezioni endovenose o alle infusioni post-ruminali, l’attuale ricerca si è concentrata sulla somministrazione con la razione di RP-ARG alle agnelle.

L’arginina funziona da substrato per l’ossido nitrico sintasi, che sintetizza l’ossido nitrico (Wu et al., 2009, 2013). L’ossido nitrico è un potente vasodilatatore che aumenta il flusso sanguigno andando a regolare il tono vascolare (Martín et al., 2001). Poiché l’arteria carotide è uno dei grandi vasi principali che lasciano l’aorta, può essere utilizzata come indicatore del flusso sanguigno sistemico. È stato dimostrato che un’integrazione strategica di RP-ARG è in grado di influenzare l’emodinamica dell’arteria carotide nei manzi attraverso l’aumento della perfusione del tessuto periferico e la diminuzione delle resistenze nel vaso stesso (Meyer et al., 2011b). Abbiamo ipotizzato che un’integrazione di RP-ARG ad agnelle nullipare sarebbe in grado di alterare l’emodinamica dell’arteria carotide ed il contenuto degli aminoacidi sierici circolanti correlati all’Arg ed al suo metabolismo, andando però nel contempo a far diminuire il tenore di quegli amminoacidi circolanti che competono con i carrier per l’Arg. Abbiamo inoltre ipotizzato che le risposte osservate dopo somministrazione di RP-ARG sarebbero dose-dipendenti.

 

Rumen-protected arginine in ewe lambs: effects on circulating serum amino acids and carotid artery hemodynamics

Jena L. Peine,† Tammi L. Neville,† Erin E. Klinkner,† Kelsey E. Egeland,† Pawel P. Borowicz,† Allison M. Meyer,‡ Lawrence P. Reynolds,† and Joel S. Caton†,1

† Department of Animal Sciences and Center for Nutrition and Pregnancy, North Dakota State University, Fargo, ND 58108,

‡ Division of Animal Sciences, University of Missouri, Columbia, MO 65211

1 Corresponding author: joel.caton@ndsu.edu

ORCiD number: 0000-0001-6642-9449 (T. L. Neville).

Journal of Animal Science, 2020, Vol. 98, No. 7, 1–9

doi:10.1093/jas/skaa196