L’alimentazione proteica risulta di fondamentale importanza per l’ottimizzazione della produttività e per il benessere degli animali di interesse zootecnico. L’identificazione di fonti vegetali alternative e/o complementari a quelle attualmente utilizzate (soia in primis) nel razionamento degli animali si rende necessaria per motivi economici, ambientali e legislativi, cercando di evitare, tuttavia, penalizzazioni sull’appetibilità della razione e sulla risposta produttiva. La ricerca condotta ha riguardato lo studio della composizione nutrizionale di semi di cece (Cicer arietinum) e lupino azzurro (Lupinus angustifolius), con approfondimenti sul contenuto di composti nutrizionalmente attivi e/o antinutrizionali, la valutazione della fermentescibilità ruminale mediante tecniche in vitro, anche alla luce di possibili interazioni genetiche (varietà e linee genetiche) e colturali (epoca e densità di semina). I risultati ottenuti hanno permesso di comprendere eventuali limiti di utilizzo di tali leguminose per l’alimentazione degli animali, in particolar modo dei ruminanti, e di attribuire le fonti di variabilità per la massimizzazione produttiva e qualitativa. / Ruminants protein nutrition is an essential item for optimizing the productivity and welfare of animals. The identification of pulses sources as alternative or complementary to those currently used (primarily soya) in the ration of ruminants is necessary for economic, environmental and legislative reasons, trying to avoid, however, penalties on palatability and productive response. The research focused on the study of the nutritional composition of seeds of chickpea (Cicer arietinum) and blue lupine (Lupinus angustifolius), with insights on the content of nutritionally active compounds and / or antinutritionals, the evaluation of the ruminal fermentability using in vitro techniques, also considering possible genetic interactions (varieties and genetic lines) and farming practices (time and density of sowing). The results of the present study suggest that these pulses could be a potentially good feedstuff contributing at the same time to the energy and protein balance of animal diet. Moreover, the presence of active compounds like tannins at levels that should not be regarded as anti-nutritional, can be useful in ruminant feeding due to the moderating activities exerted by those compounds toward the ruminal degradation of proteins.

Per studiare le ripercussioni metaboliche e produttive di alterazioni della funzionalità del digerente sono state condotte tre sperimentazioni. Nella prima sono state controllate le condizioni di acidosi ruminale in bovine di allevamenti commerciali: in essi non si sono riscontrati valori di ph capaci di indurre seri effetti negativi a livello digestivo-metabolico, ma certamente a rischio. In tali condizioni, i più bassi valori di ph ruminali sarebbero soprattutto indice di una maggiore ingestione di alimenti, favorita anche da migliori condizioni generali di salute delle bovine. Nella seconda sperimentazione, l'applicazione di stress acuti a bovine in lattazione ha prodotto un rallentamento nel transito ruminale, soprattutto in animali in lattazione avanzata, confermando la possibilità che lo stress acuto rappresenti un fattore di rischio per anomalie digestivo/fermentative. Nella terza prova, relativa alla funzionalità del grosso intestino di conigli esposti a diete con diversi livelli di amido, performance produttive leggermente più favorevoli si sono registrate con la dieta più alta in fibra digeribile. A fronte di analoghe caratteristiche del digerente tra le tesi, alcuni parametri ematici ,soprattutto con riferimento allo status ossidativo, hanno permesso di porre in evidenza un quadro metabolico più favorevole associato all'uso di diete meno amidacee. Quindi, alterazioni dei processi fermentativi, possono avere conseguenze sul livello produttivo e sullo stato di salute dell'animale. Per una migliore interpretazione dei dati della funzionalità del digerente appare utile il supporto di taluni parametri ematici. / Three experiments were carried out to study the metabolic and productive effects of some changes of the digestive functionality. In the first experiment, the degree of ruminal acidosis was controlled on dairy cows from commercial farms: the low observed ph values were indices of risks but not so low to have serious adverse effects at digestive-metabolic level. However in these circumstances, the lower ph would be especially indices of a greater feed intake, in turn favoured by a better general animal health. In the second experiment, the application of acute stress to lactating cows showed digesta rumen passage rate of digesta, especially in late lactation, confirming the possibility that the acute stress could be a risk factor for digestive abnormalities. In the third one, on the large intestine functionality of rabbits exposed to diets with different levels of starch, some slightly better performances were obtained with the diet richer in digestible fibre. Though main digestive traits were unaffected by treatments, some blood parameters, particularly those linked to the oxidative status, revealed a more favourable metabolic situation associated with the use of less starchy diets. Hence, alteration of the fermentative processes may impair animal production and/or the animal health conditions. For a better interpretation of the parameters of the digestive system functionality the support of some specific blood parameters appears useful.

Lo scopo del presente lavoro è stato quello di esaminare il potenziale di idrolisi e degradabilità dell’amido dei cereali e co-prodotti e di valutare gli aspetti collegati. L’approccio utilizzato comprende sia test in vitro che in vivo. In particolare: - Una serie d’indagini in vitro ha fornito dati sul potenziale di degradabilità enzimatica dell’amido dei cereali e co-prodotti considerando sia l’influenza della struttura dell’amido, del tipo di cereale, del rapporto amilosio:amilopectina, del processo termico, dell’insilamento, dello stadio di maturazione e delle pratiche agronomiche. - Una valutazione funzionale basata sul calcolo del potenziale di degradabilità enzimatica dell’amido tramite la stima dell’indice glicemico in vitro, combinata con un approccio matematico di modellizzazione dei dati ottenuti, è stata proposta per fornire un metodo efficace di screening dei materiali amidacei utilizzati comunamente nella formulazione per diete destinate ai suini. - Un esperimento in vitro è stato condotto per investigare la risposta glicemica post-prandiale in suini alimentati con diete che differivano nel potenziale di idrolisi enzimatica. Infine, considerando la crescente attenzione dei nutrizionisti sulla matrice proteica dei cereali (con particolare importanza data alle prolammine), i metodi comunemente utilizzati per le tecniche di estrazione delle prolammine sono stati confrontati e ri-investigati. / In the present work, it has been attempted to examine the variability in starch hydrolysis and digestion from cereal grains and co-products and to study aspects related, in order to give a better understand of the science behind the differences in grains/feeds starch digestion potential. The general approach was to use a combination of in vitro and in vivo techniques. In particular: - A series of in vitro investigations has provided data on the degradation potential of starch from cereal grains and co-products considering the influence of starch structure, cereal type, amylose-amylopectin ratio, heat processing, ensiling, stage of maturity and of agricultural practices. - A laboratory-based functional evaluation of starch value of cereal grains based on a predicted glycemic index approach, combined with a mathematical first-order exponential model, has been proposed in order to allow an efficient screening of starchy-materials entering in the pig diet formulation. - An in vivo experiment has been undertaken to investigate the postprandial plasma glucose response in pigs fed diets containing starch with a wide range in in vitro digestion patterns. Lastly, taking into account the increasing attention of swine nutritionists on prolamin proteins, the most commonly used prolamin extraction procedures were compared and reinvestigated, in order to get useful information for routine lab analysis.

Quattro diversi esperimenti sono stati eseguiti per investigare i fattori che influenzano la fermentazione ruminale delle diete altamente fermentescibili e per sviluppare un modello per studiare la permeabilità gastro-intestinale nei ruminanti. Nello studio 1, quattro ibridi di mais sono stati valutati per la digeribilità ruminale delle loro frazioni. I risultati suggeriscono che i genotipi e le fasi di maturità influenzano fortemente la digeribilità della sostanza secca e dell’amido nel rumine. Nello studio 2, i risultati della fermentazione in vitro di diversi zuccheri ha rivelato che il lattulosio può essere uno zucchero indicatore per studiare la permeabilità intestinale nei ruminanti, grazie alla sua bassa fermentescibilità ruminale. Nello studio 3, per la prima volta un modello di enteropatia indotta da indometacina è stato utilizzato per valutare nei ruminanti la permeabilità dell’intestino tenue attraverso il test del lattulosio. I risultati mostrano che il lattulosio è passato dall'intestino al sangue modificando alcuni parametri metabolici e dell'infiammazione. Nello studio 4, una acidosi acuta è stata indotta in pecore per testare la permeabilità gastro-intestinale con il test del lattulosio. I risultati hanno dimostrato che l'acidosi acuta compromette il funzionamento della barriera gastro-intestinale consentendo l'assorbimento e la traslocazione di LPS e altre sostanze nocive e incrementa l'infiammazione. / Four different experiments were performed for the better understanding of the factors that affect rumen fermentation of highly fermentable diets and to develop a model to study GI permeability in ruminants. In study 1, four corn hybrids recommended for corn silage were evaluated for ruminal starch digestibility of their grain fractions. Results suggest that the genotypes and maturity stages greatly influenced the DM and starch digestibility in rumen. In study 2, the results of the in vitro rumen fermentation of different naturally occurring and synthetic sugars revealed that lactulose can be a good probe sugar to study GI tract permeability in ruminants due to its low and slow fermentation rate in rumen. In study 3, for the first time an indomethacin-induced enteropathy model was used in ruminants to assess small intestinal permeability by the lactulose test. The results established that lactulose passed from the intestine to blood with perturbation of some metabolic parameters and inflammation. In study 4, acute acidosis was induced in sheep to test GI permeability during acidosis condition by lactulose test. The results demonstrated that acute acidosis impair the GI barrier function which allow absorption and translocation of LPS and other harmful substances and increase inflammation.

Il fattore antisecretivo (AF) è una proteina secreta nel plasma e nei tessuti dei mammiferi, che ha dimostrato di essere un potente inibitore dell’ipersecrezione intestinale e dell'infiammazione. Dopo il bando degli AGP, diversi approcci nutrizionali finalizzati all’ottimizzazione della fase di transizione dello svezzamento e alla riduzione delle malattie intestinali sono stati proposti, ma con scarsi risultati rispetto agli antibiotici. Le diete in grado di indurre la secrezione endogena di AF potrebbero essere una valida alternativa agli AGP. Si ritiene che AF contenuto nel colostro e nel latte delle scrofe possa essere un fattore di protezione contro la diarrea nei suinetti. E’ stato dimostrato che è possibile incrementare il livello di AF nel plasma attraverso la dieta, sia nell’uomo che negli animali, con l’ingestione di cereali sottoposti ad un particolare processo idro-termico (HPC). In questa tesi è stato studiato l’effetto dell’aggiunta di HPC alla dieta di suinetti svezzati, sulle performance e sullo stato infiammatorio dell’epitelio intestinale. La supplementazione della dieta con HPC ha migliorato ADG e FCR durante tutto il periodo sperimentale. I valori I-FABP, considerato un parametro del danneggiamento della mucosa intestinale, nel plasma dei suinetti sono risultati bassi in tutti i gruppi e non influenzati dalla dieta. L'attività antisecretiva di AF-16, il dominio attivo della proteina, è stata valutata mediate su colture cellulari IPEC-J2 trattate con tossina colerica (CT) in Ussing chamber. AF-16 non ha inibito l’incremento di Isc indotto da CT. E’ stato osservato un ridotto incremento di Isc durante la somministrazione contemporanea di AF-16 e CT. L'attività anti-infiammatoria di AF-16 è stata studiata in colture di macrofagi RAW 264,7, trattati con LPS, e su macrofagi alveolari di suino stimolati con PMA. AF-16 ha ridotto la produzione di NO nei macrofagi stimolati con LPS in funzione del dosaggio, con maggiori effetti a dosaggi più elevati. L’effetto antiinfiammatorio di AF-16 non è stata confermata dai ROS test, neanche usando dosi elevate di peptide. I risultati confermano l’efficacia dei cereali HPC come promotori della crescita nei suinetti. Ulteriori studi in vitro sono necessari per capire il meccanismo d’azione di AF. / The antisecretory factor (AF) is a protein secreted in plasma and other tissue fluids in mammalians which was shown to be a potent inhibitor of intestinal fluid secretion and inflammation. After the AGP ban, several nutritional approaches aimed to the optimization of the weaning transition and reduction of gut diseases have been proposed, but the success rates are really low compared to antimicrobials. AF-inducing diets appear to be suitable alternatives to AGP. Indeed AF content in sows’ colostrum and milk appears to be a protection factor against diarrhoea in suckling piglets. Increased AF level in plasma by dietary means, such as feeding hydro-thermally processed cereals (HPC), has been demonstrated in human and animals. We tested the effect of two different HPC level of inclusion in a wheat-barley based diet on weaned piglets growth performance, reared in an experimental farm. The results confirmed the efficacy of HPC as growth promoters in piglet nutrition: HPC supplementation improved ADG and FCR. In vitro test were made to study the antisecretory and anti-inflammatory properties of the AF protein and its mechanism of action by using AF-16, the active region of the protein. The Ussing chamber experiments performed on polarized IPEC-J2 cells confirmed the neuronal involvement in the antisecretory activity of AF. In fact, AF-16 did not inhibit CT-induced Isc. A slower rate of Isc increase was observed during the simultaneous administration with AF-16 and CT. High dosages of AF-16 were found to reduce the LPS-stimulated NO production in RAW264.7 cell, thus supporting the hypothesis of an anti-inflammatory action. On the contrary, no significant results were obtained on PMA-stimulated ROS generation in pig alveolar macrophages.

Gli allevamenti di vacche da latte puntano alla massimizzazione della produzione di latte credendo di migliorare così il profitto attraverso l’effetto di diluizione dei costi di mantenimento. Diventa però importante avere sotto controllo i costi di produzione, ma soprattutto la reale efficienza aziendale. Il principale obiettivo di questo lavoro di ricerca è quello di trovare un sistema di monitoraggio dell’efficienza aziendale, sia economica che nutrizionale, utile per i tecnici che visitano le aziende zootecniche di vacche da latte per poter supportare le scelte imprenditoriali dell’allevatore. Sono stati misurati indici tecnici ed economici in 90 allevamenti di vacche da latte per valutare l'efficienza nutrizionale ed economica degli allevamenti. Un approccio multivariato è stato utilizzato per aggregare gli indicatori parziali in nuove strutture latenti. Un secondo obiettivo è stato quello di predire, attraverso le caratteristiche aziendali ed altre informazioni relative alla gestione dell’azienda, gli indici aggregati di efficienza aziendale ricavati, ovvero: efficienza economica, efficienza energetica e punto di pareggio. Ottantanove aziende di vacche da latte sono state visitate e intervistate per raccogliere informazioni sulla consistenza della mandria, la produzione e la qualità del latte, le prestazioni riproduttive, il benessere delle vacche allevate, la formulazione della dieta e i costi di alimentazione. Infine sono state caratterizzare le diverse strategie alimentari adottate nelle aziende visitate. Sono state raccolte informazioni sulle performances della mandria, sui costi di alimentazione e sulle differenti razioni formulate. Sono state caratterizzate la composizione chimica delle diete, il profilo fermentativo delle diete e la produzione di metano, l'efficienza alimentare della mandria, la produzione e la qualità del latte e il profilo fermentativo fecale. / Dairy cow farms aim to maximize milk production believing that this will improve profit through the dilution effect of maintenance costs. However, it becomes important to have under control the feed production costs, but above all the effective business efficiency of whole herd. The main objective of this research work is to find a monitoring system of farm efficiency, both economic and nutritional, useful for technicians who visit dairy farms in order to support the entrepreneurial choices of the farmer. Technical and economic indices were measured on 90 dairy cow farms to assess the nutritional and economic efficiency of the farms. A multivariate approach was used to aggregate partial indicators into new latent structures. A second objective was to predict, through farm characteristics and other farm management information, the aggregate farm efficiency indices derived: economic efficiency, energy efficiency, and break-even point. Eighty-nine dairy cow farms were visited and interviewed to collect information on herd size, milk production and quality, reproductive performance, cow welfare, diet formulation and feeding costs. Finally, the different feeding strategies adopted on visited farms were characterized. Information was collected on herd performance, feeding costs and different formulated rations. The chemical composition of the diets, the fermentative profile of the diets and methane production, feeding efficiency of the herd, milk production and quality and fecal fermentative profile were characterized.

Il mais rappresenta una delle colture più diffuse nel Nord Italia. Negli ultimi anni si è assistito ad un notevole incremento della superficie a mais legato soprattutto all'uso dell'insilato di mais come substrato per la produzione di biogas. Per questo motivo è necessario avere il maggior numero di informazioni possibili per migliorare le performance della coltura. In letteratura ci sono molti studi che valutano l’impatto dell’ambiente e del management sulle caratteristiche chimico nutrizionali e sul potenziale metanigeno del foraggio di mais ma non ci sono lavori che considerano entrambi i parametri. L’obiettivo della tesi è stato quello di investigare come il danno da grandine , la genetica e il momento di raccolta possano influenzare la composizione della pianta intera tradotta come potenziale metanigeno e valore nutrizionale del foraggio. / In the Po Valley the maize crop represent one of the most cultivated plant used for cattle feeding but in the last 10 years it is also used as biogas substrate. Considering the importance of this cultivation, there is the continuous need to obtain information about this plant with the aim to improve the crop performance. There are numerous studies investigating the impact of environmental aspects and management practices on chemical and nutritional composition, and methane production in the literature but very few that evaluate those parameters together. The general objective of this thesis is to investigate how hail damage, type of hybrid and the harvesting date affect the whole plant composition. To accomplish this, two specific objectives are posed: i) verify the effects of hail damage levels on yield, chemical and nutritional feature as well as on BMP of maize grown in the Po Valley; and ii) to evaluate the value of different hybrids for animal nutrition and methane production in anaerobic fermenters and as delaying harvesting after the usual stage of maturity affects these features. It was also aimed to verify if chemical composition and in vitro digestibility tests could allow to estimate methane yield potential in maize whole plant.

The present work has been divided into two parts. At first, research projects attempt to evaluate technologies that increase digestibility of energy and other nutrients in cereal grains and their co-products. Differences in starch digestibility have been attributed to various factors, including the the type of corn endosperm, the presence of proteins and prolamins, the presence of lipids, the amylose-amylopectin ratio, the starch granule structure, the particle size, the conservation and processing methods. Second part of my work was dedicated to investigate the sensors of diet compounds which could be considered as potential markers to monitor nutrition status of organism. Activation of these receptors is believed to influence the hunger-satiety cycle, and their expression levels may be altered by dietary composition. Thus, the aim was to investigate for the first time the effect of arabinoxylans (AX) and β-glucans (BG) on the relative level of expression of carbohydrates, amino and fatty acid nutrient sensors genes in porcine oral and non-oral tissues. / The present work has been divided into two parts. At first, research projects attempt to evaluate technologies that increase digestibility of energy and other nutrients in cereal grains and their co-products. Differences in starch digestibility have been attributed to various factors, including the the type of corn endosperm, the presence of proteins and prolamins, the presence of lipids, the amylose-amylopectin ratio, the starch granule structure, the particle size, the conservation and processing methods. Second part of my work was dedicated to investigate the sensors of diet compounds which could be considered as potential markers to monitor nutrition status of organism. Activation of these receptors is believed to influence the hunger-satiety cycle, and their expression levels may be altered by dietary composition. Thus, the aim was to investigate for the first time the effect of arabinoxylans (AX) and β-glucans (BG) on the relative level of expression of carbohydrates, amino and fatty acid nutrient sensors genes in porcine oral and non-oral tissues.

La tesi riguarda le vicende del CLN bresciano dal 1945 al 1946 e la situazione politica e sociale di Brescia e della sua provincia, caratterizzata da gravi problemi e da una prassi democratica caratterizzata da contrasti. / The thesis is about the occurrences in the National liberation Committee of Brescia from 1945 to 1946 and the situation of Brescia and its province, that suffered, at the beginning of its democratic age, serious economic and social problems.

Il benessere degli animali è uno dei temi più discussi temi delle scienze animali. Molti ricercatori hanno provato a darne una definizione e a sviluppare strumenti utili alla sua valutazione negli allevamenti di vacche da latte. Nel presente lavoro viene discussa la possibilità di valutare il benessere degli animali, attraverso sistemi di innovazione da diversi punti di vista: scientifico, economico e zootecnico. Quattro differenti ricerche sono state sviluppate per confrontare i risultati sulla valutazione del benessere degli animali negli allevamenti da latte ottenuti con: indici fisiologici, modello SDIB e un sistema di monitoraggio della ruminazione. / Animal welfare is one of the most discussed topic in the animal science. Many researchers have been proving to define animal welfare and to develop tools useful to assess its levels in dairy farms. In the present issue it is discussed with different point of view (scientific, economical and zootechnic) the opportunity to assess the animal welfare through innovations system. Our different research was develop to compare the results about animal welfare in dairy herds obtained by physiological indices as well as blood variables, a model for animal welfare assessment as well as IDSW model, a rumination monitoring system.