Le cause della piramidalizzazione

 

 

 

Tratto da www.tortoisetrust.org

Su autorizzazione dell'autore Dr. A. C . Highfield per il Tarta Club Italia
Traduzione di Filippo Stefano Dell'Aera

Quanto segue è un breve riepilogo dei maggiori risultati ottenuti nel nostro lavoro per stabilire i precisi meccanismi fisici e biologici coinvolti nella "Sindrome della Crescita Piramidale". Questo ha costituito una parte della ricerca molto complicata nonché impegnativa. Abbiamo condotto questo studio in maniera continuativa dal 1990 circa, ma dal 2004 abbiamo intensificato i nostri sforzi per trovare qualche risposta. Nel corso del progetto abbiamo condotto ampi lavori sul campo, usato tecniche di diagnostica per immagini, e condotto molteplici esami di laboratorio post-mortem sia in animali sani che in animali affetti. Ci tengo a sottolineare che in questo lavoro nessun esemplare è stato mai ucciso o ferito. Ci siamo serviti di esemplari morti per cause naturali piuttosto che per altre cause. Gli obiettivi principali sono stati guardare alle teorie concorrenti, per distinguere quelle che si basano su basi effettive da quelle basate su dati falsi e incompleti, e stabilire in conclusione gli esatti meccanismi coinvolti nel processo di "piramidalizzazione". Un ulteriore obiettivo è stato iniziare a sviluppare delle pratiche linee guida per mezzo delle quali si potrebbe attenuare o prevenire il problema.

Questo articolo in particolare è soltanto un estratto della completa ed espletiva analisi che abbiamo preparato (1) e che sarà pubblicata a breve. Questa contiene un gran numero di dati e riferenti completi. Lo scopo di questo articolo è quello di esporre brevemente le basi della ricerca in una forma facilmente accessibile e comprensibile per l'allevatore.

Due sono le teorie chiave che hanno dominato nella discussione in oggetto:

La crescita anormale è causata da dieta errata, specialmente ricca in proteine, energetica e povera di calcio.

La crescita anormale è causata da insufficiente umidità o disidratazione generale o entrambe.

Come vedremo, tutti questi fattori, giocano un ruolo cruciale.

Uno dei più grandi problemi, in quella che potremmo chiamare la "teoria dell'umidità", è stata la carenza di ogni plausibile spiegazione dal punto di vista biologico. Alcune proposte sono state avanzate, ma ci hanno richiesto di allontanarci dalla scientificamente provata fisiologia e aggrapparci ai nebulosi concetti di "disidratazione cellulare" e "collasso dei tessuti". Altre teorie simili, allo stesso modo, sono state provate essere impraticabili. Tuttavia, molti sono stati gli allevatori che hanno avuto modo di notare alcuni degli effetti legati all'umidità e in generale ai livelli di idratazione e calore. Uno dei nostri principali obiettivi della ricerca è stato cercare di capire cosa realmente accade.

La prima cosa da puntualizzare è che i cheloni sono costituiti dagli stessi tessuti di molti altri animali. Lo scheletro, sebbene differente nella forma, è esattamente identico a quello di altri animali. Alla stessa maniera, gli scuti esterni, sono composti principalmente da beta-cheratina unitamente ad alcune cellule di alpha-cheratina. Questi tessuti sono stati studiati approfonditamente. Ciò che è unico nelle testuggini (e nelle tartarughe) è il modo in cui lo scheletro racchiude l'organismo e l'ampio rivestimento di strati cheratinici. Conseguentemente, qualsiasi interruzione di ognuno di questi strati avrà una profonda conseguenza.

Se esaminiamo lo scheletro, si può notare come sia vulnerabile, alle malattie da deficienza, esattamente come quello di un cane, un cavallo o un essere umano. Non c'è nulla di singolare o di unico nel modo in cui lo scheletro di una tartaruga si sviluppa e viene sostenuto. Si tratta di un processo normale e del tutto coerente con le affermate conoscenze biologiche e nutrizionali.

Per svilupparsi normalmente, lo scheletro necessita di un approvvigionamento (trasportato dal sangue, e ottenuto dal cibo) di oligoelementi essenziali all'osso-costruzione, principalmente calcio e fosforo. Questi devono essere assunti nelle corrette quantità e proporzioni. Inoltre, al fine di trasportare questi elementi, il metabolismo della vitamina-D3 dell'animale deve funzionare correttamente. Qualsiasi inadempienza, sia della fornitura di "materie prime" o del meccanismo di trasporto(D3), si tradurrà in formazione ossea che manca di densità normale e di forza. Nei rettili, questa condizione è ampiamente nota dagli allevatori come "MBD" o Metabolic Bone Disease.

Un'ossatura che non ha un'adeguata densità è fortemente soggetta a stress fisici e deformità derivata da forze fisiche contrastanti. Questo è forse meglio conosciuto negli esseri umani come condizione chiamata "rachitismo", dove le ossa lunghe delle gambe sono incurvate e piegate da una combinazione di effetti di gravità (peso) e la spinta dei muscoli. Se esaminiamo una struttura ossea affetta da rachitismo, troviamo una condizione molto simile a quella di testuggini con MBD e con la cosiddetta "Piramidalizzazione". Invece di essere dure, sottili e compatte, le ossa appaiono fibrose, spesse e porose. Tali ossa sono estremamente facili da deformare in condizioni di stress costante. In una tartaruga, una causa di stress è quella dai muscoli (molto potenti) delle zampe. Non è inconsueto osservare, in tartarughe che soffrono di MBD o Piramidalizzazione, anche uno schiacciamento della regione pelvica. La causa di questa deformità è la tensione muscolare. Tali animali possono anche presentare un "rigonfiamento" nella parte superiore del corpo causata dall'espansione e contrazione dei polmoni e dei muscoli coinvolti in questo processo. Le ossa sono vulnerabili a questo tipo di effetti durante la fase di crescita, in quanto è nella sua forma più plastica. Più rapida è la crescita, maggiore è il rischio che queste carenze, parziali o assolute, si verifichino. Questa è una relazione ben nota e riguarda tutti gli animali e gli esseri umani. Può essere estremamente difficile ottenere una buona densità ossea in situazioni di cattività basata su dieta artificiale. Gli erbivori sono particolarmente sensibili. A règimi di crescita notevolmente accelerati, raggiungere una densità ossea normale è estremamente difficile. Infatti, a tutt' oggi, non l'ho riscontrato. Il 100% degli animali che abbiamo esaminato, che sono stati allevati su regimi di crescita elevati, presentano MBD in diverse misure, anche se non appaiono evidenti sintomi esterni.

Questo è relativamente facile da dimostrare mediante la dissezione di esemplari deceduti o attraverso la comparazione di radiografie di animali selvatici con animali cresciuti in cattività.

Qualsiasi allevatore di testuggini sa, che i neonati, appena usciti dall'uovo, hanno ossa molto morbide e flessibili. Si induriscono gradualmente nei giorni successivi, nei mesi e negli anni. Tuttavia, non sono mai completamente rigide. Continuano a essere sensibili a condizioni di stress applicate per periodi prolungati. Anche tensioni relativamente brevi, se applicate in maniera continuativa, possono avere effetti sostanziali.

Una particolarità importante in cui le tartarughe e le testuggini differiscono dagli altri animali è, come abbiamo notato, il fatto che sono in gran parte ricoperti dalla loro struttura scheletrica. Il corpo è ricoperto dall'interno da strati scudi cheratinici o "scuti". La cheratina è un materiale interessante con molte proprietà insolite. E' uno dei materiali biologici più forti e resistenti noto alla scienza. Inoltre, è igroscopico, e perde e assorbe umidità in uno sforzo per raggiungere l'equilibrio con l'ambiente. Questo effetto è noto a tutti: dopo un bagno o una doccia calda, le nostre unghia, sono morbide e flessibili. Dopo un'escursione nel deserto, sono dure e fragili.

Sia l'Alpha che la Beta Cheratina sono state studiate approfonditamente, e sappiamo bene come si comportano a differenti livelli di contenuto di umidità e in diversi livelli di umidità ambientale. Una caratteristica molto importante è il modo in cui guadagnano e perdono rigidità come risposta all'umidità esterna. Questi cambiamenti sono drammatici e possono essere misurati e quantificati. A livelli di umidità superiore all'80% gli scuti cheratinici posseggono solo una frazione della resistenza e della durabilità che hanno al livelli del 50% di umidità relativa. Tali variazioni possono essere misurate e quantificate usando criteri come quello del "Modulo di Young". A livelli sostenuti del 90-100% sono essenzialmente saturi per effetto dell'accumulo delle molecole di acqua, diventando estremamente soffici e malleabili, esercitando quasi nessuno stress sullo scheletro sottostante. Agli estremi opposti di bassi livelli di umidità, al di sotto del 25%, perdono molecole di acqua e diventano molto rigide e resistenti. A questi livelli si esercita una forza fisica notevole sull'osso sottostante. Sappiamo, dalle prove precedenti che abbiamo condotto, che molte di queste condizioni di estrema secchezza si verificano a livelli inferiori al 12%. Studi più recenti hanno anche dimostrato che direttamente sotto le lampade(che producono calore) per il basking, condizioni molto localizzate di livelli di umidità inferiori al 20% possono verificarsi immediatamente sopra la superficie degli scuti del carapace. Questo produce un profondo effetto di essiccazione, aumentando la rigidezza cheratinica, eliminando le molecole di acqua e al tempo stesso aumentando le forze di stress sullo scheletro osseo sottostante.

Ciò è di fondamentale importanza per affrontare uno dei più comuni errori da disinformazione. E' stato affermato che le giovani testuggini (per esempio, Testudo greca) trascorrono, allo stato selvatico, gran parte del tempo in microclimi umidi dove le condizioni ambientali si attestano sul 90-100% di umidità relativa. Questo è completamente falso. Una parte del nostro studio è consistita nella rilevazione di migliaia di misurazioni negli habitat naturali per stabilire le effettive condizioni sperimentate. La nostra metodologia ha comportato l'utilizzo di mini registratori automatici capaci di registrare temperature e umidità con un elevato livello di precisione. Abbiamo preso le registrazioni nel corso di un ciclo completo di 12 mesi in numerosi habitat chiave. Abbiamo anche attaccato dei loggers (misuratori) ai carapaci delle testuggini e recuperato in un secondo momento per raccogliere i dati. In totale abbiamo raccolto 18.000 dati specificando solo l'umidità. Quello che abbiamo scoperto – in breve - è che le tartarughe giovani non trascorrono la loro vita a livelli di umidità sostanzialmente differenti rispetto agli adulti. Mentre è perfettamente vero che le tartarughe fanno largo uso di microclimi selezionati, i livelli registrati in questi erano nel range di 34-60% di umidità relativa. Le uniche occasioni in cui l'umidità supera il 90% sono state registrate durante piogge e temporali. Negli ambienti semi-aridi di Almeria e Murcia (che sono molto simili a quelli del nord Africa), le precipitazioni sono sporadiche anche i periodi di picco di attività delle testuggini. In totale, abbiamo riscontrato che le tartarughe sono esposte a livelli di umidità che potrebbe definire "alto" (80%>)solo per il 2% del tempo totale registrato. Durante la ricerca di cibo, l'umidità può anche essere inferiore al 20%, ma a questo segue il ritiro delle testuggini in microclimi vegetativi dove l' umidità si attesta nella media del 45-50%. Le misurazioni sono state prese da tartarughe in tutte le fasi di attività comprese quelle interrate nei rifugi. Questi dati sono in linea con le misurazioni prese precedentemente (anche se non dettagliatamente) in Marocco, Turchia e Tunisia. Altri ricercatori hanno anche condotto estese rilevazioni di dati sui livelli di umidità nei cunicoli utilizzati dalla "Tartaruga del Deserto", in Nord-America. Questi dati non hanno rivelato la benché minima prova della disponibilità di nascondigli "umidi" capaci di offrire un'umidità relativa del 90-100%. Infatti, i livelli nelle regioni aride dell'Arizona occupata da Gopherus agassizii, sono addirittura inferiori a quelli che abbiamo registrato in Almeria e Murcia. Se davvero (come si sostiene) il motivo principale per cui le tartarughe selvatiche in regioni aride non soffrono di "Piramidalizzazione" perché utilizzano molto rifugi e macchie di vegetazione con livelli del 90-100% di umidità relativa, allora tutte le nostre locali Testudo graeca graeca in Spagna dovrebbero essere tutte deformi in quanto non esistono, qui, simili condizioni. Si tratta di un habitat semi-arido con livelli di precipitazioni tra i più bassi in Europa, con una precipitazione media di 226 mm all'anno ( il Regno Unito ne riceve quasi 600 mm).

Vorrei esortare tutti coloro che allevano testuggini ad utilizzare estrema cautela nell'affidarsi a dati sulle medie dell'umidità relativa negli habitat delle tartarughe estrapolati dai siti web climatici. Potrebbero dare un'impressione molto fuorviante. Gli unici dati significativi e affidabili sono quelli rilevati al livello del suolo occupato dalle testuggini (non a molti metri da terra) e nei precisi microclimi utilizzati. Ci sono enormi differenze di temperatura e umidità a varie altitudini, e anche dall'entroterra alle zone costiere le condizioni possono variare in maniera sostanziale. Le tartarughe tendono ad occupare biotipi molto circoscritti e precisi. Questo è da prendere in considerazione se si considerano i dati climatici. Dati basati sulle medie di tutti gli habitat all'interno di una regione o un paese rischiano di essere completamente fuorvianti e inappropriati.

C'è un altro aspetto importante della cheratina che influisce sullo stress fisico dello scheletro e le modalità con cui prolifera nei cheloni. Ci sono due modi principali. Le tartarughe soltanto hanno una modalità di proliferazione delle cellule in cui il nuovo materiale cellulare si deposita sui bordi degli scuti, causando il ben noto effetto di "anello d'albero".

La maggior parte delle tartarughe acquatiche (non tutte) hanno una diversa modalità, in cui la crescita avviene soltanto sul piano orizzontale, con le nuove cellule che crescono anche sotto il vecchio materiale. Molte specie di tartarughe acquatiche non presentano " gli anelli di accrescimento) proprio per questo motivo. Infine, gli scuti più vecchi cadono (di solito interamente) per essere sostituiti da quelli nuovi e più grandi. Nelle tartarughe terrestri, la perdita degli scuti non avviene. La cheratina si accresce in maniera verticale, continuamente.

Questo sistema di accrescimento delle cellule estensivo e verticale crea sullo scheletro una forza verso l'alto. Dove c'è presenza di un qualsiasi grado di MBD, l'effetto sarà sostanziale. L'osso tenderà a conformarsi al modello di crescita degli scuti. Questo è il principale meccanismo coinvolto nella sindrome della crescita "piramidale" e il motivo principale per cui ciò non avviene nelle tartarughe acquatiche che lasciano cadere interamente gli scuti. Questi effetti sono ulteriormente amplificati quando si verificano alcune condizioni:

Quando la cheratina è eccessivamente rigida a causa della bassa percentuale di umidità.

Quando la cheratina è innaturalmente addensata.

La cheratina ispessita, per maggiore proliferazione, è una caratteristica comune in ogni grave forma di piramidalizzazione osservata fino ad oggi. Spesso può essere diagnosticata confrontando il colore della cheratina con un esemplare sano selvatico. Nei casi di maggiore proliferazione, di solito è molto più spessa e molto più scura. Questi animali tendono ad avere le stesse modalità di allevamento. Nella maggior parte dei casi, sono cresciuti in terrari, sotto lampade di calore, spesso privi di un'adeguata assunzione di liquidi. Abbiamo già notato come nei terrari, i livelli di umidità ambientale restano estremamente bassi, anche più dei valori registrati negli habitat più aridi. Gli effetti delle lampade riscaldanti su una testuggine non sono stati adeguatamente analizzati, ma certamente hanno una notevole influenza nella disidratazione. Tartarughe tenute in tali condizioni, inoltre, tendono ad avere altri problemi di saluti legati alla disidratazione: calcoli alla vescica, gotta e insufficienza renale. Tutte queste conseguenze sono associate a un'idratazione non ottimale.

Un effetto molto interessante è stato dimostrato in prove di laboratorio con i cheloni.

Quando sono soggetti a lunghi periodi di disidratazione, la pelle si ispessisce nel tentativo di ridurre l'evaporazione cutanea. Questo colpisce la pelle degli arti e in particolare la proliferazione di beta-cheratina che comprende gli scuti. Quando l'animale è sottoposto a disidratazione, la crescita degli scuti si accelera, diventando sempre più spessi. La crescita delle ossa non accelera, però, allo stesso ritmo, producendo un differenziale importante. Questa cheratina, secca e ispessita, comincia ad esercitare una forza enorme sullo scheletro (che di solito in questi animali ha una densità molto scarsa). Questo è un altro motivo molto importante per cui si tende a vedere animali particolarmente e gravemente deformati quando sono stati allevati in condizioni di umidità non ottimali. Dove la crescita accelerata ( e tipicamente MBD) incontra pericolosamente bassi livelli di umidità, si creano le condizioni per la produzione di grossolane distorsioni del carapace a causa dello stressante conflitto fisico della tensione muscolare e la tensione derivante dalla eccessiva proliferazione delle placche cheratiniche.

Un altro fattore importante è che nelle testuggini selvatiche l'eccesso di cheratina in eccesso è continuamente sottoposto ad abrasione e usura nel corso della loro esistenza. Diversamente dalle tartarughe acquatiche, non si liberano del vecchio stato cheratinico. Sono abrase dalla vegetazione, dall'impatto con le rocce, da particelle di sabbia trasportate dal vento, dai costanti interramenti. Anche quando sono il letargo o in estivazione, non sono mai immobili. Si muovono, circondate da particelle altamente abrasive nel terreno. Inoltre, i micro-organismi nel terreno consumano a poco a poco la superficie esterna degli scuti. In questo modo, sono soggetti a continuo logoramento (e conseguente assottigliamento). Nella stragrande maggioranza delle situazioni in cattività ( e soprattutto nell'allevamento indoor) questo fattore è del tutto trascurato da parte degli allevatori. Ne risulta che la cheratina continua ad accumularsi anche in situazioni in cui l'umidità non è un problema. Dove è presente anche bassa umidità, l'effetto è accentuato.

Più spessa (e più secca) è la cheratina, peggiore è la piramidalizzazione. Questo non è solo conseguenza dello strato di cheratina in sé, ma anche del suo potente effetto fisico deformante sullo scheletro sottostante.

Molti allevatori hanno mitigato questi sintomi evidenti, sostanzialmente mettendo l'animale in "ammollo" ad alta umidità ambientale (di media superiore al 90%) ed ad elevate temperature per lunghi periodi. Il reale effetto di questo è semplicemente quello di ammorbidire la cheratina e ridurre le sollecitazioni. Questa tecnica non da alcun effetto nel rimediare ad eventuali MBD sottostanti ( la rende solo molto meno evidente) e in aggiunta si espone l'animale a un alto rischio di infezioni fungine o batteriche. La cheratina morbida e umida è altamente vulnerabile a tali organismi. Manca l'integrità strutturale e si danneggia facilmente. Anche se la piramidalizzazione potrebbe essere ridotta o eliminata mediante queste misure estreme, non è una soluzione soddisfacente. Si tratta di una soluzione artificiale a un problema del tutto artificiale.

Se il metodo di allevamento proposto ci impone di ricorrere a condizioni del tutto innaturali (esposizione prolungata maggiore al 90% di umidità relativa per tartarughe degli habitat aridi) per risolvere un problema creato da altre condizioni del tutto innaturali (umidità sub-ottimale, disidratazione, e tassi di crescita in eccesso con conseguente scarsa densità ossea), farebbe pensare che qualcosa è seriamente errato. E' di gran lunga preferibile affrontare le questioni fondamentali da cui discendono tali problemi piuttosto che concentrarsi soltanto sul tentativo di sopprimere i sintomi più evidenti, che è l'unico risultato di tali metodi.

In questo caso, le questioni che devono essere affrontate sono:

Ottenere una crescita in cui la densità ossea risulti paragonabile a quella di esemplari selvatici sani. Questo dovrebbe essere testato con radiografie di routine. Con l'ottenimento di una sana densità ossea, viene raggiunta anche la massima resistenza alla conseguente deformità.

Assicurare che gli ambienti in cattività forniscano i giusti parametri sia di temperatura che di umidità. I parametri sicuri e appropriati dovrebbero essere definiti con riferimento ai reali dati registrati negli habitat naturali della specie in questione e non con supposizioni o con riferimenti alle medie generali climatiche inadeguate e spesso fuorvianti.

Riguardare le strutture di cattività in modo da sviluppare metodi che consentano una naturale usura della cheratina che forma il carapace, evitandone così un continuo accumulo.

E' un'impresa difficile riuscire a soddisfare queste esigenze. E' chiaro che la progettazione di habitat in cattività deve essere migliorata. Le lampade di calore effettivamente sono di notevole aiuto, però da questo studio è anche chiaro che possono avere dei seri effetti negativi. Ottenere sicuri livelli di umidità ambientale non è affatto facile per chi alleva testuggini al di fuori dei loro habitat naturali, affidandosi a strutture artificiali. Ottenere una buona densità ossea e tassi di crescita sostenibile sana è molto difficile in situazioni di cattività. Le testuggini allo stato selvatico hanno cicli di attività e di alimentazione, con lunghi periodi di inattività e di digiuno. La natura stessa della loro assunzione varia anche stagionalmente, soprattutto in termini di umidità e di contenuto di fibre. Le soluzioni pratiche a questi problemi non sono oltre il limite del possibile e, tuttavia, rappresenteranno un importante passo in avanti nell'allevamento dei cheloni. Questo è particolarmente importante nell'allevamento di conservazione delle specie o per la moltiplicazione di quelle altamente minacciate. E' estremamente importante che ad animali compromessi siano evitati tali situazioni.

RINGRAZIAMENTI

Vorrei esprimere i miei ringraziamenti a Ed Pirog per i molti dibattiti affascinanti, le discussioni e anche gli argomenti su questo tema nel corso di quasi due decenni. E' vero anche che Ed è stato persistente quanto lo sono stato io nel cercare di risolvere il problema. Ed aveva fatto alcune importanti osservazioni su questo tema, e aveva anche identificato che lo strato di cheratina, il calore, l'umidità e l'idratazione svolgono un ruolo importante in un problema che ha afflitto gli allevatori sin da quando la riproduzione è diventata normale routine. E' stato, in parte, dovuto alle osservazioni di Ed che ho deciso di esaminare il ruolo e la risposta della cheratina alle diverse condizioni ambientali il modo più dettagliato possibile, e sono queste ricerche che hanno permesso di ottenere i risultati qui presentati per la prima volta.

(1) Umidità, Crescita, Stress Fisici e Sviluppo di Anomalie del Carapace (Piramidalizzazione) nelle Testuggini: una Rassegna delle Ricerche in corso (in preparazione).

 

 

 

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