Identification and transference of candidate semiochemical volatile organic compounds (VOCs) from feed to the circulatory system in pigs
Questo studio caratterizza i profili dei composti organici volatili (VOC) di 29 ingredienti per mangimi suini e dimostra che specifici VOC derivati dal mangime possono attraversare la barriera gastrointestinale, persistere nel sistema circolatorio e potenzialmente funzionare come semiochimici influenzando meccanismi fisiologici come l'imprinting materno.
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I maiali, come molti mammiferi, si affidano pesantemente al loro senso dell'olfatto per orientarsi nel mondo, specialmente quando devono decidere cosa mangiare. Per un giovane suinetto, la transizione dall'allattamento al consumo di cibo solido è un momento di forte stress e confusione. Il familiare odore del latte materno viene sostituito dagli aromi sconosciuti di cereali e materia vegetale, causando spesso l'esitazione dell'animale o l'interruzione completa dell'alimentazione. Questo periodo di ridotto appetito può portare a problemi digestivi e a una crescita scarsa. Gli scienziati sanno da tempo che l'aria intorno al cibo è piena di segnali chimici invisibili chiamati composti organici volatili. Queste sono le molecole che fluttuano da un pezzo di frutta o da un chicco di mais per comunicare a un naso cosa sia presente. Sebbene sia ben stabilito che questi odori guidino l'animale verso il suo cibo, rimane un interrogativo più profondo: questi stessi segnali chimici viaggiano all'interno del corpo dell'animale dopo che ha mangiato? Se lo fanno, potrebbero agire come messaggeri interni, comunicando al cervello e agli organi del maiale che il cibo è arrivato, potenzialmente aiutando a calmare l'animale e incoraggiandolo a continuare a mangiare.
Un team di ricercatori si è posto l'obiettivo di investigare questo viaggio nascosto degli odori del cibo nei maiali. Hanno iniziato catalogando le nuvole chimiche invisibili che si levano da ventantanove diversi ingredienti comunemente usati nell'alimentazione dei suini, come orzo, mais, soia e vari sottoprodotti animali. Utilizzando attrezzature sensibili in grado di catturare e identificare queste molecole volatili, hanno scoperto che ogni ingrediente rilascia una firma unica e complessa. I cereali tendevano a profumare di aldeidi e furani, mentre i derivati animali erano ricchi di acidi e aldeidi. Ciò ha confermato che ogni componente del mangime possiede il proprio distintivo impronta chimica. I ricercatori sono poi passati alla fase successiva: determinare se questi specifici odori alimentari potessero sopravvivere al viaggio attraverso il sistema digerente ed entrare nel flusso sanguigno. Per testarlo, hanno lavorato con sei giovani suilletti che erano stati dotati di piccoli tubicini nel collo per consentire un facile campionamento del sangue. Il team ha preparato speciali soluzioni liquide contenenti una miscela di questi odori derivati dal cibo e le ha somministrate direttamente ai maiali. Successivamente, hanno prelevato sangue a intervalli regolari nell'arco di tre ore per vedere se i particolari odori introdotti potessero essere rilevati all'interno degli animali.
I risultati hanno rivelato che il sistema digerente non agisce come una barriera completa a questi segnali chimici. Prima ancora che l'esperimento iniziasse, i ricercatori avevano trovato tracce di diversi odori legati al cibo già in circolazione nel sangue dei maiali, probabilmente derivanti dalla loro dieta regolare. Ciò suggeriva che la connessione tra ciò che un maiale mangia e ciò che fluttua nel suo sangue è già attiva. Quando il team ha somministrato le specifiche soluzioni liquide, ha osservato che quattro particolari composti — pirazina, 2-etil-3,5-dimetilpirazina, nonanolo e 2-acetilfurano — mostravano un aumento chiaro e significativo nel sangue rispetto al gruppo di controllo. Queste molecole, che originavano da comuni ingredienti del mangime, sono passate con successo attraverso la parete intestinale e sono rimaste rilevabili nel sangue per periodi prolungati. Interessante il fatto che la capacità di un odore di entrare nel sangue non dipendesse dalla facilità con cui evaporava. I ricercatori hanno testato composti con punti di ebollizione bassi, medi e alti, e hanno scoperto che la sola volatilità non poteva predire quali di essi avrebbero compiuto il viaggio. Invece, il passaggio sembrava dipendere dalla specifica natura chimica di ciascuna molecola.
Questa scoperta suggerisce che gli odori del cibo possano fare molto più che aiutare un maiale a trovare il suo pasto; potrebbero anche viaggiare all'interno del corpo per consegnare un messaggio. Lo studio propone che queste sostanze chimiche circolanti possano agire come segnali interni, o semioculari, che informano la fisiologia dell'animale su ciò che ha consumato. Questo meccanismo potrebbe giocare un ruolo nel modo in cui i maiali imparano a riconoscere i cibi sicuri, un processo che spesso inizia prima della nascita, quando la dieta di una madre influenza il feto in via di sviluppo. Sebbene lo studio non abbia dimostrato che questi odori cambino direttamente il comportamento o la fisiologia in questo specifico esperimento, ha stabilito un legame fisico cruciale: gli odori del mangime sono effettivamente presenti nel sangue. Questa scoperta apre la strada alla comprensione di come l'ambiente chimico interno di un animale sia plasmato dalla sua dieta, offrendo una nuova prospettiva su come gli stimoli sensoriali possano guidare la crescita e l'adattamento nel bestiame. Il lavoro conferma che il confine tra il mondo esterno del cibo e il mondo interno del corpo è permeabile a questi invisibili messaggeri chimici.
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