Comprendere i percorsi del rame nei monogastrici

Le performance di crescita degli animali da reddito dipendono da vari fattori, tra cui quelli dietetici. Ad esempio, il rame (Cu) è un nutriente essenziale per i monogastrici e le sue carenze possono causare problemi sia comportamentali che fisici.

Il rame è coinvolto nella attività di numerosi enzimi. Secondo le organizzazioni scientifiche NRC e INRA i suoi requisiti sono relativamente bassi: 4-10 ppm per i suini, 4-5 ppm per galline ovaiole e circa 8 ppm per i broiler. Tuttavia, il rame viene generalmente aggiunto a dosaggi maggiori nelle diete animali.

Nell’Unione europea, il livello massimo autorizzato è attualmente di 170 ppm nelle diete dei suinetti, mentre nei paesi extraeuropei, il rame viene talvolta aggiunto fino a 150 mg per kg di mangime destinato ai broiler. Quando il rame viene utilizzato a dosi molto elevate per un lungo periodo, possono verificarsi effetti negativi e l’assorbimento nell’intestino diminuisce, il che significa che la regolazione omeostatica è satura.

La regolazione omeostatica si basa parzialmente su trasportatori specifici e sul controllo della loro espressione (Figura 1). Il rame condivide i suoi trasportatori con alcuni altri minerali traccia. Ad esempio, il trasportatore principale del rame negli enterociti, il CTR1, è legato anche all’assorbimento del ferro (Fe). Il CTR1 è stato scoperto nel 1994, nel lievito, e poi è stato studiato nei mammiferi.

L’assorbimento del rame dipende dal suo stato di ossidazione e l’assorbimento che avviene attraverso il CTR1 è possibile solo con la forma monovalente dello ione rame, cioè la forma Cu +. Tuttavia, quasi tutte le fonti di rame presenti nell’alimentazione animale includono ioni di rame in forma bivalente (Cu2 +). Di conseguenza, sono necessarie alcune proteine membrana per trasformare il Cu2 + in Cu +. Attualmente, queste proteine non sono completamente identificate, ma in generale si fa riferimento alle proteine Steap, o Steap2, identificate come Fe3 + reduttasi.

In caso di eccesso di rame, non è stato osservato alcun effetto sulla espressione genica e sull’espressione della proteina di CTR1, ma il numero di CTR1 presente nella membrana apicale tende a diminuire.

Per quanto riguarda gli altri trasportatori di rame, potrebbe essere coinvolto anche il CTR2 ma, secondo alcuni studi in vitro, l’affinità del CTR2 nei confronti del rame sarebbe 20 volte inferiore rispetto al CTR1. Anche il trasportatore primario del ferro, il DMT1 potrebbe trasportare il rame, così come altri metalli bivalenti come il manganese o il cobalto. Ma mentre CTR1, CTR2 e DMT1 dovrebbero aumentare la concentrazione intracellulare di rame, le proteine ATP7 tendono a diminuirlo.

A partire dagli anni 2000 sono stati individuati altri trasportatori del rame: queste proteine salvaguardano le cellule da problemi di tossicità indotta dagli ioni metallici liberi, legandosi intercellularmente al Cu +. Infine, ma non meno importante, la metallotioneina è in grado di legare il rame e di conseguenza diminuire la concentrazione intracellulare di ioni di rame liberi.

Visto che solo il rame Cu + è assorbito dal trasportatore principale CTR1, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare lo stato di ossidazione del rame presente nelle fonti alimentari nel tratto gastro-intestinale.

Fonte All About Feed