Nutrizione proteica, nutrizione amminoacidica e sintesi della caseina nel latte bovino

It is well known that the casein synthesis in the mammary gland is related to many factors including genetic merit of dairy cattle. However, the latter can be fully expressed only if the diet is properly balanced and contain the appropriate amount of the different nitrogen fractions to sustain the microbial protein synthesis along with the proper amino acid profile of the diet which contribute both to rumen microbial nutrient and direct amino acid absorption in the intestine. A study was conducted on 20 dairy Holstein herds (138 ± 82 cows) fed hay based Total mixed ration (TMR) differing for both protein fractions and amino acid content. The TMR and daily bulk milk samples were collected in each farm over two consecutive days. The TMR sample was collected by pooling 10 subsamples obtained along the feed bunk of each group. All samples were chemically analysed. The determination of the N content of both samples was performed by Dumas method. The amino acid content was determined after acid hydrolysis by RP-UPLC/ESI-MS in SIR scan mode. The nitrogen fractions were estimated by NDS software. The diets were characterized by 25.5±1.7 kg of dry matter and 16.5±1.03% of crude protein. Dietary nitrogen fractions and amino acid contents were regressed on milk casein concentration (ranging from 2.53 to 2.82 % w/w) and milk casein yield (ranging from 0.7 to 1.1 kg DM). Despite no strong relationship were found, some interesting trends can be highlighted. The increase of A1 fraction is negatively related with milk casein concentration. Concerning dietary amino acids content significant relations were observed for valine (r = -0.535; p < 0.05), isoleucine (r = -0.504; p < 0.05), isoleucine + leucine combination (r = -0.451; p < 0.05), glutamine (r = -0.565; p < 0.01) and arginine (r = -0.455; p < 0.05). Additionally, the sum of leucine and isoleucine, recognised as affecting mTOR expression and consequently casein synthesis, was positively related to casein synthesis if expressed in grams, instead was negatively related if expressed in % of protein. Thus, the amino acid content of the diet may impact the casein production.

È noto che la sintesi di caseina nella ghiandola mammaria è legata a molti fattori tra cui genetica delle bovine da latte. Tuttavia quest’ultima può essere pienamente espressa solo se la dieta è bilanciata correttamente e contiene quantitativi appropriati delle diverse frazioni azotate. Questo è importante per sostenere la sintesi di proteina microbica insieme al corretto profilo amminoacidico della dieta, il quale contribuisce sia al nutrimento delle popolazioni microbiche ruminali che all’assorbimento degli amminoacidi nell’intestino. È stato effettuato uno studio in 20 mandrie di vacche da latte di razza Holstein (138±82 vacche) alimentate con tecnica “unifeed” a base affienata o Total Mixed Ration (TMR). Le diete differivano per frazioni proteiche e contenuto amminoacidico. Il TMR e un campione del latte di massa sono stati raccolti in ogni stalla per due giorni consecutivi. Il TMR è stato campionato raccogliendo dieci sottocampioni lungo la mangiatoia di ogni gruppo. Tutti i campioni sono stati analizzati chimicamente. Il contenuto di azoto è stato determinato attraverso la metodica Dumas. Il contenuto di amminoacidi è stato determinato dopo idrolisi acida tramite RP-UPLC/ESI-MS in modalità SIR scan. Le frazioni azotate sono state stimate attraverso il software NDS. Le diete erano caratterizzate da un contenuto pari a 25.5±1.7 kg di sostanza secca e 16.5±1.03% di proteina. Le frazioni di azoto nella dieta e il contenuto di amminoacidi sono stati messi in relazione con la concentrazione di caseina nel latte (che variava da 2.5 a 2.82 % p/p) e sulla quantità di caseina nel latte (che variava da 0.7 a 1.1 kg DM). Nonostante non siano state trovate relazioni forti tra i parametri, si possono evidenziare alcuni trend interessanti. L’aumento di frazione A1 è negativamente correlato con la concentrazione di caseina nel latte. Per quanto riguarda il contenuto di amminoacidi nella dieta alcune relazioni significative sono state osservate con valina (r = -0.535; p < 0.05), isoleucina (r = -0.504; p < 0.05), la combinazione isoleucina + leucina (r = -0.451; p < 0.05), glutammina (r = -0.565; p < 0.01) e arginina (r = -0.455; p < 0.05). Inoltre, la somma di leucina e isoleucina, riconosciuta come in grado di influenzare l’espressione di mTOR e di conseguenza la sintesi della caseina, era correlata positivamente alla quantità di caseina prodotta nel latte se espressi in grammi, invece era collegata negativamente se espressi in % sulla proteina. Pertanto, il contenuto amminoacidico nella dieta può avere un impatto sulla produzione di caseina.