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Schede Tartarughe

Il mondo delle tartarughe riassunto in pratiche schede di presentazione. Conosci abitudini ed alimentazione per un corretto allevamento.

VITAMINA D E LUCE DEL SOLE

 

 Premessa

Nella Sezione "leggi" del Forum è inserito un Topic relativo alle linee guida analitiche per il mantenimento in cattività delle tartarughe de genere Testudo. In tale documento, approvato dalla Commissione Scientifica CITES, si parla anche degli effetti dei raggi UVB sulla salute delle tartarughe, citando come riferimento il sito www.uvguide.co.uk gestito da un gruppo di erpetologi e terraristi inglesi per approfondire tale argomento.

Andando a visitare tale sito, ho trovato molto interessante il capitolo che spiega il meccanismo di natura chimica attraverso il quale si produce la vitamina D (nello specifico, D3) nella pelle utilizzando la luce solare, diretta conseguenza dell'atteggiamento tipico delle nostre tartarughe denominato "basking".

Sperando di aver fatto cosa utile, o comunque di suscitare un po' di interesse, ho tradotto il capitolo e vi riporto di seguito il testo. La spiegazione si addentra negli aspetti scientifici, ma è comunque interessante perché mette in evidenza il fascino dei meccanismi che la natura inventa per raggiungere un determinato scopo (non meno affascinante di altri meccanismi come ad esempio la respirazione in cui l'ossigeno si lega all'emoglobina del sangue formando l'ossiemoglobina, ecc. ecc.).

Il testo è arricchito inoltre con alcune immagini di formule chimiche ottenute da Wikipedia relative alle varie sostanze via via citate, nonché con una tabella dello spettro elettromagnetico ricavata dalla stessa enciclopedia libera.

Il testo in originale è leggibile al link http://www.uvguide.co.uk/vitdpathway.htm . Il sito in questione contiene altri interessanti approfondimenti sugli effetti delle radiazioni UV sulla biologia dei rettili; se ritenuto interessante, appena possibile farò altre traduzioni

 Vitamina e luce ultravioletta – Un processo straordinario

Il modo in cui molti vertebrati utilizzano la luce solare per la produzione di vitamina D3 (detta anche colecalciferolo) nella pelle, e come questo processo è regolato anche dalla stessa luce, è ancora oggetto di molte ricerche. La maggior parte degli studi si riferiscono alla biologia umana, ma ricercatori come Holick, Ferguson e Gehrmann negli Stati Uniti stanno raccogliendo elementi di prova attestanti che il processo è molto simile nella pelle di rettile.

Formula di struttura della vitamina D3 o colecalciferolo (da Wikipedia)

Uno schema semplificato animato (visibile direttamente nel link di cui sopra, non copiabile per motivi di copyright) illustra molto chiaramente il ciclo della vitamina D.

Il percorso inizia quando un colesterolo, provitamina D, (nome completo 7-deidrocolesterolo, o 7DHC), è prodotto da cellule della pelle. Quando esposto ad UVB a lunghezze d'onda tra 290 - 315 nanometri, questo provitamina D, contenuta all'interno della membrana cellulare, viene convertita molto rapidamente in previtamina D3. Il picco di produzione si ha alla lunghezza d'onda di 297 nanometri.

 

La previtamina D3 viene poi isomerizzata (trasformata da una nuova disposizione degli atomi nella molecola) lentamente, nella pelle calda, in alcune ore, nella vitamina D3. Il calore è necessario per far procedere la reazione ad una velocità normale. I rettili ottengono questo calore dal sole, durante il basking.

 

La vitamina D3, una volta ottenuta, viene rilasciata dalla membrana cellulare della pelle ed è catturata da una sostanza denominata "vitamina D-proteina legante" nel plasma. Viene quindi trasportata nel flusso sanguigno dalla pelle al fegato, dove viene idrossilata (le vengono cioè aggiunti gruppi "idrossili", i famosi –OH) ottenendo il calcediolo, 25-idrossi-vitamina D3. Questa è la sostanza che viene rilevata nei test su campioni di sangue prelevati per valutare il tenore di vitamina D in un rettile.

Formula di struttura del calcediolo (da Wikipedia). Da notare le similitudini con la vitamina D3.

Il calcediolo viene quindi fatto circolare nel sangue in tutto il corpo. Nelle reni, una parte viene convertita in calcitriolo, ormone attivo. Questo svolge un ruolo importante nel metabolismo del calcio, regolando il tenore di calcio nel sangue controllando l'assorbimento di calcio da parte dell'intestino e anche dalle ossa, nel caso in cui i livelli alimentari fossero inadeguati per i fabbisogni del corpo.

Struttura del calcitriolo (da Wikipedia). Da notare, rispetto al calcediolo, la presenza di un gruppo idrossile –OH in più, da qui la denominazione –triolo invece di –diolo).

Si è visto inoltre, negli ultimi anni, che il calcediolo svolge un ruolo essenziale per il normale funzionamento di altri organi. Egli è assorbito dalle cellule in tutto il corpo, e convertito in calcitriolo intracellulare. Questa azione locale ha effetti benefici sul sistema immunitario, sul sistema cardiovascolare e nella riduzione del potenziale cancerogeno delle cellule in molti organi, controllando la loro divisione cellulare.

Ci sono anche nuove prove che le cellule della pelle, alla luce del sole, possono effettivamente completare l'intero percorso dalla provitamina D al calcitriolo intracellulare, che può aumentare la resistenza della pelle al cancro.

Negli esseri umani, il calcediolo, nell'uomo, ha una emivita di circa due settimane nel sangue (emivita = tempo richiesto per ridurre del 50% la quantità di una sostanza nel sangue). In alcuni rettili, questa sostanza può agire come deposito principale corporeo di vitamina D.

La vitamina D3 non rimane in alte concentrazioni nel sangue. Negli esseri umani, ciò che non è idrossilato in calcediolo nel fegato viene ripreso nel grasso corporeo, dove viene immagazzinato, ma al momento non siamo a conoscenza di studi volti ad accertare se tale magazzinaggio avvenga anche nei rettili, e, nel caso avvenga, in quale entità e durata.

 La regolazione di produzione di vitamina D3

La vitamina D3 è una sostanza che è tossica in grandi quantità. Dal 1920 la vitamina D veniva aggiunta al latte per il consumo umano per debellare il rachitismo, ma tale pratica è stata vietata in Europa nel 1950 perché i bambini risentivano del problema opposto, cioè del sovradosaggio.

Nei rettili, troppa vitamina D aggiunta alla dieta può portare a ipervitaminosi-D, con conseguenti danni renali, calcificazione dei tessuti molli, compresi quelli dei principali vasi sanguigni, e morte prematura.

Tuttavia, tale ipervitaminosi non si verifica di norma nei rettili che fanno basking (o in qualsiasi altra specie), che ottengono la loro vitamina D avvalendosi della luce solare a prescindere dalla durata di esposizione ad essa. Ciò in quanto ci sono meccanismi di sicurezza incorporati nell'organismo che impediscono la sovrapproduzione di vitamina D nella pelle. E' interessante notare che anche questi contano sulla luce ultravioletta, come si vede nel diagramma animato di figura 2 (visibile direttamente nel link di cui sopra).

Un consiglio: da guardare attentamente il programma animato (purtroppo non copiabile per motivi di copyright), è molto ben fatto.

Come abbiamo visto in precedenza, quando un rettile si crogiola in pieno sole, la previtamina D3 viene prodotta molto rapidamente e si accumula nella pelle. La sua conversione in vitamina D3 è molto più lenta, tale processo dipende dal calore. Ci si potrebbe aspettare la sintesi di enormi quantità di previtamina D3, ma questo non accade. Questo perché la previtamina D3 è anche sensibile alla luce ultravioletta fino a 325 nanometri, una parte viene trasformata molto rapidamente in due prodotti biologicamente inattivi, il lumisterolo3 ed il tachisterolo3. Anche questi si accumulano nella pelle.

Struttura del lumisterolo (da Wikipedia).

La maggior parte degli studi sono stati condotti sulla pelle umana, ma si ritiene che lo stesso processo avvenga anche nei rettili; il lumisterolo è stato isolato da campioni di pelle di geco esposti alla luce del sole.

Struttura del tachisterolo (da Wikipedia).

C'è anche un'altra linea di difesa contro la sovrapproduzione di vitamina D3. Come abbiamo visto in precedenza, la vitamina D3, una volta prodotta, si lascia trasportare nel sangue al fegato. Tuttavia, se un eccesso di vitamina D3 si accumula nella pelle - se, ad esempio, se ne produce più di quanto viene rimosso il legame proteico – la luce ultravioletta la abbatte trasformandola in tre nuove sostanze: due suprasteroli e la 5,6 trans-vitamina D. Qest'ultimo prodotto ha un'attività biologica, mentre gli altri sono ritenuti inerti.

Cosa succede a tutti questi sottoprodotti inerti? La ricerca è in corso, tuttavia, possiamo ipotizzare che il lumisterolo3 ed il tachisterolo3, in particolare, potrebbero essere usati come fonte di previtamina D3. Ciò in quanto la loro produzione a partire dalla previtamina D3 è una reazione reversibile.

Sotto la luce ultravioletta, si forma un equilibrio tra le varie sostanze con concentrazioni variabili di esse, ciò dipende in parte dalle lunghezze d'onda esatte della luce. Le varie sostanze hanno spettri d'azione leggermente diversi. Il lumisterolo3 può essere riconvertito in provitamina D3 in presenza di luce con lunghezza d'onda fino a 315 nanometri (siamo nel range degli UVB); il tachisterolo3 risponde fino a 335 nanometri, lunghezza d'onda rientrante nel range degli UVA.

Quanto sopra potrebbe non sembrare una differenza significativa finché non si considera l'effetto dell'atmosfera sulla radiazione solare. Le lunghezze d'onda inferiori sono assorbite più facilmente dall'atmosfera. Quando il sole è basso nel cielo, al mattino presto, nel tardo pomeriggio, e per gran parte dell'inverno alle latitudini settentrionali, lunghezze d'onda inferiori a 300 nanometri non possono mai raggiungere la superficie della terra. In questi momenti la sintesi della previtamina D3 a partire dalla provitamina D cessa quasi completamente, ma è almeno teoricamente possibile che la luce ultravioletta delle lunghezze d'onda leggermente più alte potrebbe promuovere la riconversione del tachiterolo3, che incidentalmente è il più reattivo delle varie sostanze sopra nominate, ai fini della formazione di previtamina D3. Se ciò si verifica, potrebbe fornire una fonte di previtamina D3 quando non c'è abbastanza bassa lunghezza d'onda UVB per crearne a sufficienza a partire da provitamina D.

 Regolamento comportamentale di esposizione all'irradiazione UVB

Alcuni rettili possono essere in grado di percepire o meno il bisogno di vitamina D, e di conseguenza di variare il tempo che trascorrono a crogiolarsi sotto la luce UVB. In uno studio, alcuni esemplari di "camaleonte pantera" (Furcifer pardalis) alimentati con una dieta a basso contenuto di vitamina D3 hanno speso più tempo a crogiolarsi sotto la luce ultravioletta rispetto a quelli con una dieta ad alto tenore di D3. Inoltre, sono stati più attratti dalle lampade UVB che dalle lampade ugualmente luminose ma emittenti radiazioni UVA. Sembra che essi siano in grado di riconoscere le radiazioni UVB, anche se non è noto con quale mezzo.

Studi come questi dimostrano quanto i rettili siano bene adattati per sfruttare al meglio la luce ultravioletta nel loro ambiente.

Il sito in questione contiene altri interessanti approfondimenti sugli effetti delle radiazioni UV sulla biologia dei rettili; se ritenuto interessante, appena possibile farò altre traduzioni

 

 

 

Autore Giampiero Rutili

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