DSM in Animal Nutrition & Health
Deficienza
Il principale segno clinico della carenza di vitamina K in tutte le specie è l’alterazione della coagulazione del sangue (Griminger, 1984b). Altri segni clinici includono bassi livelli plasmatici di protrombina, aumento del tempo di coagulazione ed emorragie. Nella sua forma più grave, una mancanza di vitamina K causa emorragie sottocutanee e interne, che possono essere fatali. I microrganismi nel rumine sintetizzano grandi quantità di vitamina K, e una carenza si vede solo in presenza di un antagonista metabolico, come il dicumarolo dal trifoglio dolce ammuffito (Melilotus officinalis; M. alba). Il dicumarolo è un metabolita fungino prodotto da substrati nel fieno di trifoglio dolce, che è comune nelle pianure settentrionali degli Stati Uniti e in Canada. Le cumarine nel trifoglio dolce fresco non sono attive perché sono legate ai glicosidi. Sono attivate quando il trifoglio dolce è curato in modo improprio (Vermeer, 1984). Questa condizione, indicata come “avvelenamento da trifoglio dolce” o “malattia emorragica da trifoglio dolce”, è stata responsabile di un gran numero di morti di animali. Gli animali colpiti possono morire per emorragia a seguito di una ferita minore, o anche per emorragia apparentemente spontanea. Il dicumarolo passa attraverso la placenta negli animali gravidi, e gli animali appena nati possono essere colpiti immediatamente dopo la nascita. Tutte le specie di animali studiate hanno dimostrato di essere suscettibili, ma i casi di avvelenamento hanno coinvolto principalmente bovini e, in misura molto limitata, pecore. La tossicità della vitamina K è stata osservata in pecore nutrite con polvere di Ferula communis brevifolia (Tligui et al., 1994), e in bovini nutriti con fieno di verbena dolce (Anthoxanthum odoratum) (Pritchard et al., 1983). Una varietà a bassa cumarina di trifoglio dolce (Melilotus dentata) è disponibile per l’uso come foraggio. I segni clinici dell’avvelenamento da dicumarolo riguardano le emorragie causate dal fallimento della coagulazione del sangue. La prima comparsa della malattia clinica varia notevolmente e dipende in larga misura dal contenuto di dicumarolo del particolare trifoglio dolce nutrito e dall’età dell’animale. Se il dicumarolo nella dieta è basso o variabile, gli animali possono consumare il foraggio per mesi prima che appaiano i segni della malattia. In un esperimento su vitelli, l’avvelenamento da dicumarolo è stato prodotto alimentando fieno di trifoglio dolce naturalmente rovinato che conteneva un minimo di 90 mg per kg (40,8 mg/lb) di dicumarolo (Alstad et al., 1985). Il tempo minimo richiesto per sviluppare segni clinici di carenza di vitamina K in questi vitelli era di tre settimane. Un caso di avvelenamento da trifoglio dolce in bovini da latte in California (Puschner et al., 1998) è stato causato dall’alimentazione con insilato di trifoglio dolce che conteneva dicumarolo prodotto dall’infestazione di muffe. I sintomi includevano emorragia sottocutanea, sanguinamento dal tratto riproduttivo, debolezza e morte. Altri sintomi riportati sono emorragia sottocutanea e coagulazione nella punta di petto, collo e fianchi; rigidità e zoppia; comportamento spento e svogliato e membrane mucose pallide. Il dicumarolo è stato segnalato per causare l’insuccesso riproduttivo quando alimentato a livelli subclinicamente tossici. L’avvelenamento da dicumarolo può essere invertito con la somministrazione di vitamina K. La vitamina K1 parenterale è stata un trattamento efficace per i vitelli a tassi di 1.1, 2.2 e 3.3 mg per kg di peso corporeo (1.5, 1 e 1.5 mg per libbra). Altri ricercatori hanno riportato che le iniezioni di vitamina K1 erano efficaci nel trattamento dell’avvelenamento da trifoglio dolce nei bovini, ma che le iniezioni di vitamina K3 (menadione) non lo erano (Casper et al., 1989). Pritchard et al. (1983) hanno riferito che grandi dosi orali di vitamina K1 erano efficaci nel trattamento dell’avvelenamento da trifoglio dolce nei bovini, ma che la vitamina K3 dava risultati meno consistenti in termini di tempo di protrombina. Questo può riflettere un maggiore antagonismo del dicumoral contro il menadione. Un’altra causa comune di carenza di vitamina K indotta nella pratica veterinaria è l’avvelenamento accidentale di animali con warfarin (una cumarina sintetica usata come veleno per roditori). I segni clinici iniziali possono essere rigidità e zoppia causati dall’emorragia nei muscoli e nelle articolazioni. Si possono osservare ematomi, epistassi o emorragie gastrointestinali. La morte può avvenire improvvisamente con poche prove preliminari di malattia ed è causata da un’emorragia massiva spontanea o da un’emorragia dopo una ferita, un intervento chirurgico o un parto. DeHoogh (1989) ha riportato che si sono verificate due possibili morti embrionali precoci e una mucca ha abortito per avvelenamento da trifoglio dolce.
La misurazione del tempo di coagulazione o tempo di protrombina è stata usata per valutare lo stato della vitamina K ed è considerata una misura abbastanza buona della carenza di vitamina K. Il prolungamento del tempo di coagulazione in assenza di malattia epatica indica una carenza di vitamina K. Un ulteriore chiarimento di una carenza può essere fornito da test per fattori specifici dipendenti dalla vitamina K, o dalla rapida risposta alla somministrazione di vitamina K. Attualmente lo stato della vitamina K è valutato dalla misurazione della concentrazione plasmatica di uno o più dei fattori di coagulazione dipendenti dalla vitamina K, protrombina (fattore II), fattore VII, fattore IX o fattore X (Suttie, 1991). Più recentemente, l’osteocalcina plasmatica è stata proposta come l’indice più sensibile dello stato della vitamina K negli animali e nell’uomo (Vermeer et al., 1995).
Nell’avvelenamento sperimentale da dicumarolo, “malattia emorragica da meliloto”, Alstad et al. (1985) hanno riportato che il tempo di protrombina normale è uguale o inferiore a 20 secondi. La carenza di vitamina K è stata caratterizzata da tempi di protrombina superiori a 40-60 secondi, e con una grave carenza, il tempo di protrombina può essere lungo fino a 5-6 minuti.
Considerazioni sulla fortificazione
Finché le fonti naturali di vitamina K (ad es, piante a foglia verde) sono sufficientemente elevate nella dieta e (o) la sintesi batterica nel rumine e nel tratto intestinale rimane funzionale, non è necessario integrare la vitamina K nella dieta per prevenire la carenza (Perry et al., 1968). Oltre al dicumarolo, altri antagonisti della vitamina K includono alcuni antibiotici sulfamidici, micotossine (tossina T-2) e warfarin. Un’alterazione improvvisa o grave della microflora ruminale o intestinale può comportare la perdita di un’eccellente fonte di vitamina K. L’integrazione di vitamina K è giustificata quando il trifoglio dolce bianco o giallo è la principale fonte di foraggio. Marks (1975) ha osservato che la causa più comune di carenza di vitamina K nella pratica veterinaria è l’avvelenamento accidentale di animali domestici con warfarin. L’integrazione di vitamina K può essere utile per correggere la carenza di vitamina K indotta dalle micotossine, in particolare dalla tossina T-2. Gli antagonisti della vitamina K aumenteranno il fabbisogno di vitamina K del bestiame. Nel regolare i livelli di fortificazione della vitamina K nella dieta, è necessario un margine di sicurezza appropriato per prevenire la carenza e consentire prestazioni ottimali. Gli antagonisti della vitamina K includono l’uso di alcuni antibiotici e sulfamidici. I sulfamidici e i farmaci antibiotici a cattivo spettro possono virtualmente sterilizzare il lume dell’intestino (McDowell, 2000). Le micotossine, come l’aflatossina, sono sostanze tossiche prodotte dalle muffe. L’integrazione di vitamina K può essere utile per correggere la carenza di vitamina K nell’aflatossinosi. Nelson e Norris (1961) hanno dimostrato che l’inclusione dello 0,1% di sulfaquinoxalina ha aumentato il bisogno di vitamina K supplementare del pulcino da quattro a sette volte. Alterando la microflora intestinale, si perde un’eccellente fonte di vitamina K. La stabilità delle fonti naturali di vitamina K è scarsa. Tuttavia, la stabilità dei sali di menadione solubili in acqua è soddisfacente nelle premiscele multivitaminiche senza minerali in tracce (Frye, 1978). Le condizioni di pH basico accelerano la distruzione dei sali di menadione. Pertanto, le sostanze minerali basiche solubili o leggermente solubili non dovrebbero essere incluse nelle premiscele multivitaminiche contenenti menadione. La vitamina K sotto forma di MSB o MSBC è molto sensibile all’umidità e ai minerali in tracce, sensibile alla luce e al pH basico e moderatamente sensibile alla riduzione e al pH acido. Il cloruro di colina è particolarmente distruttivo per la vitamina K, con una perdita media mensile dal 34% al 38% per MSBC e MPB quando viene conservata in una premiscela di vitamine con colina. Il calore, l’umidità e i minerali in tracce aumentano il tasso di distruzione dei sali di menadione sia nei mangimi in pellet che in quelli estrusi (Hoffmann-La Roche, 1981). Per queste ragioni, maggiori quantità di vitamina K sono raccomandate nelle premiscele che contengono grandi quantità di cloruro di colina e alcuni minerali in traccia, specialmente quando le premiscele sono esportate o conservate per un lungo periodo di tempo (Schneider, 1986).
Sicurezza della vitamina
Gli effetti tossici della famiglia della vitamina K si manifestano principalmente come disturbi ematologici e circolatori. Non solo si riscontra una variazione di specie, ma si osservano profonde differenze nella capacità dei vari composti della vitamina K di evocare una risposta tossica (Barash, 1978). Le forme naturali di vitamina K, fillochinone e menachinone, non sono tossiche a livelli di dosaggio molto alti. I composti sintetici del menadione, tuttavia, hanno prodotto effetti tossici quando sono stati somministrati a esseri umani, conigli, cani e topi in quantità eccessive. Il livello dietetico tossico di menadione è almeno 1.000 volte il fabbisogno dietetico (NRC, 1987). I composti di menadione possono essere tranquillamente usati a bassi livelli per prevenire lo sviluppo di una carenza, ma non dovrebbero essere usati per trattare una condizione emorragica. La DL50 parenterale del menadione o dei suoi derivati è da 200 a 500 mg per kg di peso corporeo in alcune specie e sono stati riportati dosaggi da 2 a 8 mg per kg di peso corporeo letali nei cavalli. Tali dati non sono disponibili per i ruminanti (NRC, 1989).