INTRODUZIONE

Di recente, è aumentata la consapevolezza dell’importanza della dieta per la salute umana. Un’eccessiva assunzione di energia, ed in particolare l’eccesso o l’inadeguata elaborazione di grasso nel corpo, può portare all’attivazione di processi biochimici complessi quali infiammazione, stress ossidativo e danno della funzione mitocondriale (Hernandez-Aguilera et al. 2013). Questi processi sono i principali fattori alla base dell’invecchiamento e di malattie non trasmissibili come le malattie cardiovascolari e malattie respiratorie croniche, tumori e diabete. Infatti, una dieta non sana porta spesso a obesità e disturbi metabolici, che sono diventati un serio problema di sanità pubblica in tutto il mondo. A questo proposito, vale la pena sottolineare che la comprensione dei meccanismi cellulari e molecolari alla base di queste malattie metaboliche è un passo cruciale nella loro prevenzione e trattamento.

I mitocondri, il primo sistema cellulare che genera energia, sono noti per sintetizzare molecole chiave durante l’infiammazione e l’ossidazione e quindi per servire come principale fonte di radicali liberi. Di conseguenza, non è una sorpresa che disfunzioni mitocondriali siano associate ad infiammazione ed altri disturbi  energia-dipendenti dove il danno ossidativo cellulare è causato dalla generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) superiori rispetto alla naturale attività antiossidante (Chan, 2006). Un crescente numero di prove ha suggerito che uno stato infiammatorio cronico di basso grado, può essere collegato all’obesità ed alla sua comorbidità, come pure alle malattie non trasmissibili (Hernandez-Aguilera et al., 2013). È importante sottolineare che i cambiamenti metabolici indotti tramite infiammazione comprendono alterazioni nella funzione mitocondriale. Di conseguenza, la disfunzione mitocondriale può essere sia la causa che la conseguenza di processi infiammatori e può provocare adattamenti metabolici che potrebbero essere protettivi o diventare progressivamente dannosi (Currais, 2015).

Vari componenti nutrizionali sono conosciuti per modulare la stato infiammatorio, la funzione mitocondriale e la produzione di ROS, influenzando così l’omeostasi metabolica. Per prevenire o limitare i disordini metabolici, si dovrebbe prestare particolare attenzione alla scelta di opportune strategie nutrizionali. Il profilo dell’acido grasso — in particolare, il contenuto di acidi grassi essenziali n-3  e n-6 — è considerato un importante parametro per determinare il valore nutrizionale del cibo (Daley et al., 2010). Queste 2 classi di acidi grassi essenziali, non interconvertibili, sono metabolicamente e funzionalmente distinte e spesso hanno diverse funzioni fisiologiche (cioè un’attività pro- e anti-infiammatoria per n-6 e n-3, rispettivamente). In particolare, un basso rapporto n-6/n-3, che va da 2 a 4, è considerato ottimo per la salute umana (Simopoulos, 2002).

Recenti studi hanno dimostrato che la dieta è il fattore decisivo che determina il profilo dell’acido grasso del latte bovino (Sterk et al., 2011); per esempio, un alto rapporto foraggio/concentrato (F/C) ha come conseguenza un latte con basso rapporto n-6/n-3.

Gli acidi linoleici coniugati sono un gruppo di acidi grassi salutari. Sono isomeri posizionali e geometrici derivati dall’acido octadecadienoico, il cui contenuto è alto nel grasso del latte, ed è stato suggerito che i CLA abbiano proprietà immunomodulanti, anticarcinogeniche ed antiarterosclerotiche (Dilzer e parco, 2012). L’isomero più importante dei CLA, il cis-9, trans-11 (acido rumenico), rappresenta fino all’80% del totale dei CLA negli alimenti. I CLA del ruminante provengono da 2 fonti: la bioidrogenazione ruminale (1) e (2) la sintesi endogena nella ghiandola mammaria e nel tessuto adiposo dovuta all’attività della desaturasi stearoilico-CoA su trans-11 18:1, l’intermedio di bioidrogenazione di vari 18-carbonio UFA ( Shingfield et al., 2010). Il livello di CLA nel latte da diverse specie ruminanti aumenta significativamente quando gli animali sono alimentati con foraggio fresco (Jahreis et al., 1997; Kelly et al., 1998; Griinari e Bauman, 1999; Tudisco et al. 2010, 2012, 2014).

Basandosi su questi dati, alcuni allevatori italiani stanno alimentando le vacche da latte con un alto rapporto F/C (70/30), che è diverso da quello utilizzato negli allevamenti intensivi (che vanno da 55/45 a 35/65). Alimentando gli animali con una dieta con alto F/C, è stato ottenuto latte con un basso rapporto n-6/n-3 e un alto livello di CLA per soddisfare la domanda dei consumatori di cibi sani (Rubino, 2014).

Diversi studi hanno indicato che la somministrazione di CLA e n-3 acidi grassi ai ratti migliora l’ossidazione degli acidi grassi e diminuisce l’infiammazione e lo stress ossidativo attraverso la modulazione della funzione mitocondriale (Lionetti et al., 2014; Mollica et al., 2014; Cavaliere et al., 2016). Abbiamo supposto che il latte di vacche alimentate con una dieta ad alto rapporto foraggio/concentrato (latte alto foraggio, HFM), modulando la funzione mitocondriale, potrebbe migliorare lo stato infiammatorio e lo stress ossidativo nei consumatori. Per verificare questa ipotesi, abbiamo valutato, in un modello del ratto, gli effetti della somministrazione di HFM sul bilancio energetico, sul metabolismo dei lipidi, e sulle difese antinfiammatorie ed antiossidanti, rispetto a quei ratti che sono stati alimentati con quantità isoenergetiche di latte ottenuto da vacche nutrite con una dieta con un rapporto basso F/C (basso foraggio latte, LFM).

 

ABSTRACT

Un eccessivo apporto di energia può evocare processi biochimici complessi caratterizzati da infiammazione, stress ossidativo e un danno della funzione mitocondriale che rappresentano i principali fattori alla base delle malattie non trasmissibili. Poiché il latte bovino è ampiamente usato per l’alimentazione umana e nella lavorazione industriale del cibo, la qualità nutrizionale del latte è di particolare interesse per quanto riguarda la salute umana. Nel nostro studio, abbiamo analizzato il latte prodotto da vacche da latte  alimentate con una dieta caratterizzata da un elevato rapporto foraggio/concentrato (latte ad alto foraggio, HFM).  In considerazione del basso rapporto n-6/n-3 e dell’alto contenuto di acido linoleico coniugato di HFM, abbiamo studiato gli effetti di questo latte sul metabolismo lipidico, sull’infiammazione, sulla funzione mitocondriale e sullo stress ossidativo in un modello di ratto. A tal fine, abbiamo integrato per 4 settimane la dieta di ratti Wistar maschi con HFM e con una quantità isocalorica (82 kJ, 22 mL/g) di latte ottenuto da vacche nutrite con un basso rapporto foraggio/concentrato e analizzato i parametri metabolici degli animali. I nostri risultati indicano che l’HFM può influenzare positivamente il metabolismo dei lipidi, il rapporto leptina/adiponectina, l’infiammazione, la funzione mitocondriale e lo stress ossidativo, fornendo la prima prova degli effetti benefici dell’HFM sul metabolismo dei ratti.

 

 

 

MILK FROM COWS FED A DIET WITH A HIGH FORAGE: CONCENTRATE RATIO IMPROVES INFLAMMATORY STATE, OXIDATIVE STRESS, AND MITOCHONDRIAL FUNCTION IN RATS

Gina Cavaliere,* Giovanna Trinchese,* Nadia Musco,† Federico Infascelli,† Chiara De Filippo,*Vincenzo Mastellone,† Valeria Maria Morittu,‡ Pietro Lombardi,† Raffaella Tudisco,† Micaela Grossi,†Vincenzo Monda,§ Monica I. Cutrignelli,† Antonietta Messina,§ Serena Calabrò,† Heleena B. Moni,*Luigi Stradella,# Giovanni Messina,║ Marcellino Monda,§ Marianna Crispino,* and Maria Pina Mollica*1

*Department of Biology, and

†Department of Veterinary Medicine and Animal Production, University of Naples Federico II, 80134 Napoli, Italy

‡Department of Health Science, University Magna Graecia of Catanzaro, 88100 Catanzaro, Italy

§Department of Experimental Medicine, and

#Department of Gynecology, Obstetric and Reproductive Science, University of Campania “Luigi Vanvitelli,” 81100 Caserta, Italy

║Department of Clinical and Experimental Medicine, University of Foggia, 71122 Foggia, Italy

Journal of Dairy Science – (2018) Vol. 101 No.3 :1843–1851

DOI  10.3168/jds.2017-13550