Innovazioni nella Nutrizione Azotata della Bovina ( per chiarire a me stesso alcuni aspetti.)

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Ada Pizzi
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1 Ricerca e Innovazione nell alimentazione della vacca da latte Innovazioni nella Nutrizione Azotata della Bovina ( per chiarire a me stesso alcuni aspetti.) Reggio Emilia 11/12/2014 F.Masoero, A. Gallo, M. Moschini Feed & Food Science and Nutrition Institute Università Cattolica del Sacro Cuore Piacenza. Italy

aspetti.) Reggio Emilia 11/12/2014 F.Masoero, A. Gallo, M.

2 Obiettivi della nutrizione Azotata Coprire i fabbisogni Efficienza di utilizzazione Alimentare e metabolica Suini 80% N Assorbito Vacca 45 % MP 30 % CP Ridurre l impatto Ambientale Max Sintesi di Caseina Vendibile

metabolica Suini 80% N Assorbito Vacca 45 % MP 30 %

3 You have cows, You feed them They give milk You get paid AND NOBODY CARE ABOUT MANURE = Maximum Revenue Efficienza = Casein units per Intake units (Questo però ha un costo) St.Pierre & Weiss 2012

4 Ottimizzazione della razione Massima sintesi Proteica ruminale Amido ed NDF Fermentescibili, Kd ottimali, Macinazione etc. Minimo spreco di NH3 ruminale bassa Urea Ottimizzazione apporti RUP e EAA ottimali Digeribilità intestinale RUP max Minimo Livello Proteico possibile

Minimo spreco di NH3 ruminale bassa Urea Ottimizzazione apporti RUP

5 NDF Kp low Effetto di diversi Kd e Kp sulla quota di Proteina Microbica sintetizzata: Kp high DMI kg = 23.5 Starch % = 25.5 Sugars % = 8.0 NDF % = 35.0 Starch Kp low Kp high

6 Ottimizzazione della razione effetto della sola macinazione Farina di mais CNCPS Mais 0.89 mps Mais 1.93 mps Digeribilità NSC % Mycrobial Yeld N g/day Latte stimato (proteina) kg/day

7 Definizione del Fabbisogno in AA: FACTORIAL Requires efficiency coefficients for AA use Use linear transfer coefficients Overestimates responses when AA in excess IDEAL PROTEIN Based on responses to methionine and lysine in MP Responses are curvilinear Does not overestimate response to excess AA

responses when AA in excess IDEAL PROTEIN Based on responses to

8 Metodo fattoriale Fabbisogni in Proteina Netta Una vacca da latte sintetizza da 3 a 5 kg al giorno di proteina I fabbisogni sono calcolati per la copertura di un fabbisogno di MP di circa g/giorno Milk protein Pregnancy Muscle alcuni punti critici Endogenous Fecal Scurf Tissue Urine

per la copertura di un fabbisogno di MP di circa 2500-2800 g/giorno Milk

9 Definizione del Fabbisogno in MP e M-AA Analisi delle escrezioni Nette di Proteina Efficienze metaboliche per definire il fabbisogno in Proteina Metabolizzabile Composizione AA delle componenti della proteina Netta Efficienza di utilizzazione e destino degli AA??? Definizione del fabbisogno: a) Fattoriale ( AA grammi/day) b) Proteina Ideale ( AA% MP)

Composizione AA delle componenti della proteina Netta Efficienza di utilizzazione e

10 Metodo fattoriale (g/day) Da Prot. Netta a Met. Prot. Definire dati di EFFICIENZA Fissi

11 Determinazione del fabbisogno in AA metabolizzabili Composizione in AA delle Proteine Nette AA = Ainslie 1993 O Connor 1993 AA = Jennes 1974 Proteina ENDOGENA AA = Orskow 1976 Necessità di un aggiornamento dei dati Sperimentali di composizione AA Stain 1999, Block 1951 Rohr 1991, Lange 1989

Proteina ENDOGENA AA = Orskow 1976 Necessità di un aggiornamento dei

12 Per definire i Fabbisogni serve conoscere la Composizione AA delle frazioni di N Endogeno indigeribile necessarie a calcolare La quota di Metabolic Fecal N-AA Ainslie 1993 Rohr 1991 Williams 1978 Orskow 1986 Stein 1999 Lange 1989 Block 1951

calcolare La quota di Metabolic Fecal N-AA Ainslie 1993

13 Dati proposti per adeguare i modelli (Lapierre 2014) True protein Vs Crude protein

14 Crude protein

Diversa Efficienza Metabolica tra Net Protein e AminoAcids Maintenance Net protein / 0.67 = MP Milk Net Protein / 0.67-0.

15 Diversa Efficienza Metabolica tra Net Protein e AminoAcids Maintenance Net protein / 0.67 = MP Milk Net Protein / = MP Swabb Maintenance Lactation

65 = MP Swabb Maintenance 0.85 0.85 0.80 0.98 0.85 0.85 0.90 0.

16 Problema? Per definire le efficienze serve conoscere il Destino Metabolico degli EAA Splancnic Metabolism Utilizzo degli AA assorbiti dal duodeno a livello di Milza, Pancreas e Fegato, 10% del Peso Corporeo, Organi 50% del consumo di Ossigeno, 50% della sintesi proteiche corporee Mammary metabolism Uptake di AA per sintesi mammarie

Splancnic Metabolism Utilizzo degli AA assorbiti dal duodeno a livello di Milza,

17 Metabolizzati da Milza, Pancreas e Grasso Viscerale Splancnic Metabolism AA assorbiti a livello Intestinale + Endogeno dig. OSSIDAZIONE Proteine Endogene (enzimi digestivi,sistema immunitario, etc.) Fegato per Vena Porta

18 Splancnic Metabolism Inputs: Losses AA dig.bypass prot., AA OXIDATION AA dig. Microbial prot. AA Indig. Endogen ( - 32%) AA dig. Endogenous AA dal Sangue Arterioso esempio Tagari 1978 Istidina - 71 % sheep Lisina - 31 % sheep Berthiaume 2001 Treonina - 57 % cow Istidina - 5,0 % cow Pacheco 2006 Ileu, Leu Val Lapierre 2003 Treonine

Endogenous AA dal Sangue Arterioso esempio Tagari 1978 Istidina - 71 % sheep

19 Captazione Epatica AA residui post Splancnic, + NH3 alla Vena Porta L/h N-AA 59 % + NH3 56 % = 115 %? circa 30% N endogeno è riciclato Metabolizzati nel Fegato: OSSIDAZIONE + Urea, Rimossi 25-50% AA group 1 Non Rimossi AA group 2 Mammella

20 Uso degli AA per produrre energia OXIDATION Lisina Leucina Acetil CoA Crebs ATP IsoLeucina Valina Propionil CoA Crebs ATP Treonina Serina Glicina Alanina Piruvato Acetil CoA Crebs ATP Ac. Glutammico alfa Chetoglutarico Crebs ATP

CoA Crebs ATP Treonina Serina Glicina Alanina Piruvato

21 Captazione Mammella AA esportati dal Fegato AA group 1= Proteina Metionina, Istidina Fenilalanina Treonina AA group 2 = Energia Lisina, Leucina Iso-Leucina Valina Captazione 100% dalla mammella Limitanti per Proteina Latte Captati dalla Mammella 130% del fabbisogno per Latte OSSIDAZIONE e re-sintesi AA proteina

22 Risposta a infusioni duodenali di Metionina e Lisina NON LINEARE Doepel et al., 2004 Vyas & Erman, 2009 Doepel et al., 2004

23 Efficienza Marginale di utilizzazione di Met-AA per la sintesi proteica del latte Vyas & Erman (2009) diminuisce all aumentare dell ingestione (g/d) di Met o Lys

24 Diverse Efficienze in funzione del livello di Apporto Proposta di adattamento Modelli (Lapierre 2014)

25 Modelli e Fabbisogni in AA Su queste basi bisogna pensare a Fabbisogni Fissi o Variabili in funzione delle condizioni metaboliche e alimentari dell animale? Metabolic Fecal = variabile ( ingestione) Mantenimento??? Fabbisogno separato o no?? Utilizzo degli AA = Variabile ( livello di Supply)

26 Definizione di Fabbisogno L unico Apporto di un Nutriente A: Sotto il quale si ha una Perdita di performance B: Oltre il quale NON c è miglioramento Matematicamente un modello con Plateau..

27 Su cosa Baso il Modello? Sui fabbisogni o sui Rendimenti Requirement Based Systems Response Based Systems Milk = Input Obiettivo desiderato Output = performances potenziali in base alla razione

28 Con quale criterio fisso il punto? Facile Effect of LeuDI on Milk Protein Content Difficile Effect of HisDI on Milk Protein Content Milk Protein (g/kg) LeuDI Milk P rotein (g/kg) HisDI Rulquin et al 2000 Mackle et al 1999 Rulquin et al 2000 Vanhatalo et al 1999

29 Dose di AA B A Fabbisogno Etico o Economico? A: Massima Efficienza marg. A B: Limite max Efficienza marg. : Max Resa Economica B (Incr. Costo Marg. = Incr Valore marg.) Dipende dal costo Input /Costo del latte

30 AA Requirements % Prot. Metab.? NRC 2001, INRA

31 Origine dei Precursori Database di composizione AA degli alimenti e dei Foraggi Italiani

32 Qualità della Proteina Digeribile nell Intestino Stima del By-pass Ruminale e Composizione AA della RUP Dig. Intestinale Stima della Sintesi Microbica Ruminale Effetto delle fonti di energia Composizione AA Prot. Microb Dig. Intestinale Composizione AA della MP

33 Digeribilità di alcuni aminoacidi (in rumine 288h) Erba medica - CRPA 2014

34 Digeribilità di alcuni aminoacidi (in rumine) Erba medica. CP < 13% CRPA 2014

35 Digeribilità di alcuni aminoacidi (in rumine) Erba medica % CP CRPA 2014

36 Digeribilità di alcuni aminoacidi (in rumine) Erba medica. CP > 17% CRPA 2014

37 CNCPS: % UIP Erba medica confronto composizione AA (% CP) CRPA 2014

38 CNCPS: % UIP Silo graminacee confronto composizione AA (% CP) CRPA 2014

39 CNCPS: % UIP Insilati di mais confronto composizione AA (% CP) CRPA 2014

40 Bio-disponibilità di AA Rumino-protetti Prove di somministrazione continua Plateau Prove di somministrazione Single - Dose

41 metionina: Prove Plateau Plasm a M et co n ten t (µ m o l/l ) SM MT AL 0 5 day of Treatment (n ) Prova ISAN

42 metionina: Prove Plateau Days of treatment

43 metionina plasmatica (µmol/l) Curve di Carico Metasmart Alimet Mepron Smartamine

44 Prodotti commerciali Metionina Lisina

45 Valutazione della RDP, RUP e Dig. Intestinale della RUP Kindly provided by D. Ross & M. Van Amburgh

46 Valutazione in Vitro degradabilità ruminale e digeribilità intestinale Substrate RDP (% CP) RUP (% CP) Intestinal RUP dig. (% RUP) TT CP dig. (% CP) Soia Bypass PC-CRPA 19,6 80,4 66,4 73,0 CNCPS 19,4 80,6 - - Soybean meal extr. PC-CRPA 43,2 56,8 82,1 89,8 NRC 42,0 58, ,0 Soybean ML 44 Solv PC-CRPA 72,6 27,4 97,0 99,0 NRC 75,7 24,3 93,0 97,57 Soybean burned (Neg. control) ISAN 6,8 93,2 16,2 21,9

47 Valutazione in Vitro degradabilità ruminale e digeribilità intestinale Foraggi Substrate RDP (% CP) RUP (% CP) Intestinal RUP dig. (% RUP) TT CP dig. (% CP) Alfalfa PC-CRPA 52,6 47,4 47,1 75,4 NRC 68,4 31,6 75,0 92,1 Corn Silage PC-CRPA 67,5 32,5 74,3 91,6 NRC 66,7 33,3 70,0 90,0 Grass hay PC-CRPA 65,5 34,4 73,2 90,6 NRC 69,5 30,5 70,0 90,9

48 BUON NATALE Francesco Masoero Antonio Gallo Maurizio Moschini

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