Un focus sul fosforo

Il fosforo è spesso nelle discussione di chi si occupa d’agricoltura e zootecnia ma anche, e soprattutto, d’ambiente. Con l’azoto ed il potassio, esso è coinvolto nelle problematiche d’impatto ambientale delle attività agricole, civili ed industriali. Rimanendo in ambito agricolo, il fosforo viene riversato nell’ambiente, ed in esso si accumula, attraverso le deiezioni degli animali d’allevamento o le concimazioni. Il fosforo è responsabile, unitamente ad azoto e potassio, del fenomeno dell’eutrofizzazione delle acque, ossia della stimolazione della proliferazione delle alghe che sottraggono quell’ossigeno necessario alla vita delle specie animali che in essa abitano. Questo macroelemento si accumula nei terreni progressivamente fino a saturarli fin, tanto che dilavamento e pratiche agricole ne controllano il livello. Semplicistico e superficiale sarebbe affermare che per rendere sostenibile lo sviluppo dell’agricoltura e della zootecnia basterebbe eliminare il fosforo dall’alimentazione animale e dalle pratiche agricole.

Nel cercare l’equilibrio necessario tra una zootecnia ed agricoltura competitiva e le sacrosante necessità di rispetto dell’ambiente, è fondamentale conoscere il ruolo del fosforo, nel nostro caso, nei processi fisiologici della vacca da latte, per poterne dosare attentamente gli apporti in modo da non creare nè carenze negli animali e neppure un peso eccessivo per l’ecosistema.

Il fosforo è un macroelemento che troviamo in natura non allo stato elementare ma come fosfato, ossia come sale dell’acido fosforico. Il suo nome deriva dal termine greco che significa “portatore di luce”, per la caratteristica luminescenza che si genera dal suo contatto con l’ossigeno. Negli organismi animali è coinvolto in processi biochimici importanti: è una componente essenziale della fosforilazione ossidativa, ossia quel processo biochimico fondamentale che si svolge nei mitocondri e che permette la trasformazione di ADP in ATP attraverso la conversione del NADH e FADH₂ nelle forme ossidate. La fosforilazione ossidativa è il processo finale della respirazione cellulare, dopo la glicolisi ed il ciclo di Krebs, per la produzione d’energia. Inoltre, troviamo il fosforo coinvolto nel mantenimento dell’integrità cellulare strutturale, come maggiore componente delle ossa e come tampone nel bilanciamento acido-base dell’organismo.

Il fosforo è anche indispensabile alla flora ruminale per la fermentazione delle cellule vegetali e quindi la produzione di acidi grassi ruminali e bio-massa batterica. Per ottimizzare quest’attività fermentativa è necessaria una concentrazione di almeno 5 g di fosforo per chilogrammo di materia organica fermentescibile. L’80% del fosforo presente nell’organismo lo troviamo nelle ossa e nei denti. Meno dell’1% del fosforo totale dell’organismo è presente in forma inorganica come HPO4₂– o H2PO₂– . Dipende dalle proteine di trasporto per essere assorbito dall’intestino, dai tubuli renali, ed essere trasportato dallo spazio extracellulare a quello intracellulare. La concentrazione di fosforo nel siero o nel plasma è regolata da quello assorbito dall’intestino, dal tasso di escrezione renale e salivare, e dalla porzione presente nelle ossa. Nella vacca da latte le ghiandole salivari producono una grande quantità di saliva contenente 30-90 grammi al giorno di fosforo, la cui presenza è indispensabile per la crescita della flora microbica e come tampone ruminale. Una grande quantità di fosforo salivare viene riassorbito dall’intestino.

La produzione di latte comporta una notevole eliminazione di fosforo. In esso la concentrazione di questo macroelemento è di 1.1g per kg ed è mantenuta costante, indipendentemente dalla concentrazione plasmatiche di fosforo inorganico. La sola riduzione possibile delle perdite di fosforo attraverso il latte avviene tramite un calo della produzione. La concentrazione plasmatica di fosforo inorganico è influenzata fortemente dal metabolismo dei carboidrati, dalla secrezione d’insulina e dall’equilibrio acido-base. L’inoculazione sperimentale di destrosio determina un incremento di uptake di glucosio e di fosforo. Ugualmente, uno stato di alcalosi metabolica stimola il metabolismo cellulare di glucosio ed una riduzione del fosforo inorganico circolante. Il fosforo inorganico plasmatico lo troviamo in un range di 4-6 mg/dl nelle bovine adulte e dai 6 agli 8 mg/dl nei soggetti in accrescimento. L’ipofosfatemia si può osservare nelle situazioni d’improvviso aumento della produzione di latte del post-partum, conseguentemente ad un crollo d’ingestione e dopo la somministrazione parenterale di zuccheri. Alcune patologie del peri-parto, come la chetosi, la dislocazione dell’abomaso, la mastite, la lipidosi epatica e la metrite, determinano una riduzione d’ingestione e conseguentemente di fosforo. In uno studio di Grunberg (2005) si è osservato come nel 35% delle bovine con dislocazione dell’abomaso la fosfatemia sia al di sotto di 4.3 mg/dl. I sintomi clinici dell’ipofosfatemia occasionale sono essenzialmente debolezza muscolare, anoressia e la degenerazione del gusto (pica). La carenza cronica di manifesta con scarsa crescita, perdita di peso e produzione di latte, scarsa fertilità e fragilità ossea. Condizioni come la sindrome della vacca a terra e la emoglobinuria del post-partum sono spesso associate con la ipofosfatemia. La carenza di fosforo nel plasma è frequentemente associata con il collasso puereperale, con spesso un valore inferiore a 2 mg/dl. É stato attribuito alla carenza di fosforo, non già a quella di calcio, il prolungamento dello stato “vacca a terra” dopo l’ipocalcemia post-partum. Si considera una ipofosfatemia cronica quando il fosforo nel sangue è a 2-3.5 mg/dl mentre è acuta al di sotto dei 2 mg/dl.

Il fosforo è presente in natura in molti alimenti ma il latte rappresenta la fonte di maggiore qualità. Il livello nei foraggi è generalmente basso, a differenza delle granelle e di alcuni sottoprodotti. Comunque, la presenza negli alimenti è molto variabile, dipendendo dalla presenza di fosforo nel suolo, dalla piovosità, dallo stadio di maturità, etc. Troviamo la maggiore presenza di fosforo nei cruscami, nei sottoprodotti del riso, nella colza, nei lieviti e nei derivati del latte. Una parte variabile del fosforo presente negli alimenti è legata principalmente all’acido fitico, per formare fitati, ed in piccola parte ad altri composti organici. I fabbisogni di fosforo sono condizionati dalla sua biodisponibilità negli alimenti e dall’assorbimento. Nei foraggi, ad esempio, il coefficiente d’assorbimento è del 60% per il foraggio di medica contro l’80% della pianta intera del mais. Il coefficiente d’assorbimento dipende anche molto dalla classe degli animali: risulta molto elevato (90%) nei vitelli che consumano latte, per poi scendere al 78% quando pesano 100-200 kg. I fabbisogni di fosforo totale ed assimilabile li troviamo nella tabella sottostante.

Il fosforo è un macroelemento che spesso viene utilizzato in eccesso. Sovradosarne il fabbisogno non migliora l’ingestione, nè la produzione e la concentrazione nel latte di grasso e proteine. Nessun effetto positivo è stato riscontrato sulla fertilità. Livelli d’inclusione di fosforo superiori allo 0.64% della sostanza secca della razione possono deprimere l’assorbimento del magnesio.

S. R. Hill e collaboratori misero a punto nel 2007 un modello dinamico e meccanicistico per prevedere digestione e metabolismo del fosforo nella vacca da latte. Per validare il modello si è considerata una produzione giornaliera di saliva di 239 litri ed un transito di liquido ruminale di 198 litri al giorno. Per un apporto di fosforo totale, fitico ed inorganico, di 75 g al giorno se ne è stimata una digeribilità del 38%. Per la sintesi del latte viene utilizzato il 30% del fosforo inorganico assorbito e circa l’1% viene escreto con le urine. Nella pratica dell’attività nutrizionale si osserva spesso un eccesso nel livello di fosforo utilizzato nei razionamenti formulati per le vacche in lattazione che secondo alcuni lavori pubblicati può raggiungere il 30% del fabbisogno NRC 2001. Questa pratica dannosa per l’economia d’allevamento e per l’ambiente sembra derivare dal ruolo favorevole per la fertilità attribuito al fosforo dalla tradizione piuttosto che da evidenze sperimentali. Pochissimi studi attribuiscono ad una concentrazione di fosforo superiore allo 0.4% vantaggi riproduttivi, come anche ad un livello inferiore allo 0.25% svantaggi nella fertilità, oggi difficilmente realizzabili, per il livello basale presente negli alimenti zootecnici. Molto dannosa invece è l’eccessiva concentrazione di fosforo apportato nell’alimentazione d’asciutta rispetto al fabbisogno NRC 2001, e soprattutto nel rapporto con il calcio. Nelle aree ad alta densità zootecnica si osserva con una certa frequenza nel sangue prelevato in bovine in asciutta, un livello molto elevato di fosforo che, oltre a rappresentare un costo, riduce la disponibilità di magnesio e calcio, creando pertanto delle carenze secondarie di questi due importanti macroelementi. Si ricorda che i livelli emetici ritenuti normali per una vacca da latte sono secondo J.J. Kaneko in “Clinical Biochemistry of Domestic Animals” per il calcio ematico di 9.7-12.4 mg/dl ( 2.43-3.10 mmol/L) e per il fosforo di 5.6-6.5 mg/dl (1.81-2.10 mmol/L), e quindi con un rapporto di almeno 1,7:1. nell’alimentazione d’asciutta. É considerata un rischio una concentrazione nelle razione di fosforo superiore allo 0.4% e di calcio inferiore allo stesso valore.

In un futuro dove l’attenzione per l’ambiente ed ai costi d’allevamento saranno prioritari, è necessario un approccio più pragmatico nell’uso di nutrienti come il fosforo, utilizzando i fabbisogni indicati dalla ricerca con maggiore attenzione e con un maggior ricorso alle analisi dei terreni, degli alimenti e del sangue.