a cura di Giulia Raissa Agnolon
Caratteristiche ed effetti sui sistemi biologici in particolare riferimento all’erpetofauna. Capire l’importanza di una corretta illuminazione nella gestione di rettili e anfibi in cattività.
La vita sulla terra dipende dall’energia fornita dal sole: luce e calore.
Il sole emette energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche aventi varie lunghezze d’onda e varie frequenze. Radiazioni con diversa lunghezza d’onda hanno diversa energia associata: l’energia di una radiazione è inversamente proporzionale alla sua lunghezza d’onda.
Lo spettro della radiazione solare è compreso tra 100 e 5000 nm di lunghezza d’onda.
- Luce visibile: 380-750 nm
- PAR (photosyntetic active radiation): 400-700 nm
- Infrarosso* (calore): 750 nm e oltre
- Ultravioletto (A-B-C): 100-400 nm (3% dell’energia solare che arriva sulla terra)
* l’infrarosso non è visibile per l’uomo, come anche per la maggior parte degli animali; solo alcuni serpenti come pitoni e boa sono in grado di vederlo grazie ad apposite fossette sensoriali presenti sul muso.
Tali radiazioni si combinano con altri fattori abiotici del microambiente in cui un organismo vive, quali la temperatura, l’umidità, il vento, e agiscono sinergicamente formando il bilancio energetico dell’organismo.
I rettili, ectotermi con temperatura corporea dipendente dall’ambiente, regolano il bilancio energetico manipolando l’esposizione alla radiazione solare. Utilizzano strategie come il gonfiarsi per aumentare la superficie corporea, l’apertura prolungata della bocca per la respirazione e variazioni di colorazione per assorbire più calore. La termoregolazione non solo aiuta a evitare estremi di temperatura corporea ma anche a controllare i processi metabolici, essenziale per il loro benessere.
Radiazioni elettromagnetiche di lunghezza d’onda diverse hanno effetti diversi sui sistemi biologici.
Come già anticipato, l’infrarosso è direttamente correlato alla temperatura corporea, le lunghezze d’onda del visibile rivestono importanza rilevante nel sistema neuroendocrino e l’ultravioletto è fondamentale per la vista, per la formazione delle ossa e non solo. Approfondiremo tutto ciò di seguito.
(Fonte: Exotic dvm journal)
La radiazione solare favorisce l’attivazione del sistema neuroendocrino arrivando a coinvolgere l’intero stato di salute dell’organismo.
Il sole influenza direttamente la ghiandola pituitaria (ipofisi), che secerne ormoni regolando l’attività endocrina e metabolica. L’ormone somatotropo (GH) favorisce la deposizione di calcio nelle ossa, la strutturazione dei muscoli scheletrici e stimola la sintesi proteica. L’ipofisi secerne anche ormoni trofici che agiscono su altre ghiandole endocrine come tiroide, surrenali e gonadi.
La luce regola la ghiandola pineale (epifisi), le cui cellule (pinealociti) secernono melatonina, che regola il ritmo circadiano e sonno-veglia.
Il sole è fondamentale per il sistema immunitario, permettendo la produzione naturale di vitamina D, necessaria per l’attivazione delle cellule T del timo, che combattono i microrganismi patogeni.
I rettili sono alimentati ad energia solare, quindi la scelta dell’illuminazione artificiale è fondamentale. L’intero spettro di radiazione solare è necessario per il loro benessere, ma l’importanza degli ultravioletti è spesso sottovalutata.
Mentre è ovvio che un rettile ha bisogno di calore e luce, è più difficile comprendere l’importanza degli UV. La luce ultravioletta (A-B-C) non è visibile all’occhio umano, ma i rettili percepiscono e vedono i colori grazie all’ultravioletto di tipo A (300-400 nm), che fa parte del loro spettro visibile.
UV-A
L’UVA (320-400 nm) è emessa da tutte le lampade a luce bianca, anche se in minima parte, persino dalle normali lampadine ad incandescenza, questo significa che anche i rettili e gli anfibi che non necessitano obbligatoriamente di neon UVB possono vedere bene i colori grazie a qualsiasi fonte luminosa, ma non solo: l’UVA che arriva su una superficie viene poi riflessa (diversamente in base alla specifica superficie), questo riflesso è ciò che consente al rettile di distinguere i componenti della propria specie dagli altri, come anche di individuare bene vegetali e insetti. Si può dire che per i rettili diurni che hanno questo tipo di visione ci sia una sorta di “marchio ad UVA” su cibo e altri esseri viventi. Ecco un altro motivo per cui risulta fondamentale una giusta illuminazione nel terrario: perché consente al rettile di percepire correttamente l’ambiente che lo circonda.
Studi dimostrano che i rettili esposti a corretti livelli di UVA mostrano maggiore attività e comportamenti sociali. L’UVA interagisce con la ghiandola pineale, informando il cervello sui cambiamenti di luce (giorno/notte); senza UVA, per il cervello è sempre notte.
I rettili percepiscono un arcobaleno di colori più ampio rispetto a noi grazie a una cellula retinica speciale. Vedono benissimo il rosso delle lampade “infrared”, che sono inadatte come fonte di illuminazione.
Alcuni gechi notturni, privi del recettore per il rosso, hanno un recettore per il verde che reagisce alla luce rossa, quindi riescono comunque a vederla. Altri rettili notturni usano i recettori dei colori anche con la luce fioca della luna. Le lampade blu notturne, che emettono più luce della luna, alterano la loro visione nell’oscurità.
UV-B
L’UVB (280-320 nm*) è una lunghezza d’onda fondamentale per la vita sulla terra. Secondo studi recenti alcuni rettili sembrano visualizzare anche le onde UVB, quel che è certo è che le percepiscono, tanto che i sauri diurni che fanno basking si posizionano anche a seconda dell’emissione di UVB.
*sotto i 290 nm è dannosa (es. provoca metilazione della basi del DNA) tanto che l’atmosfera blocca le lunghezze d’onda inferiori, ed allo stesso modo è quindi importante che anche i neon non le emettano, consiglio quindi di controllare sulle confezioni che l’emissione rientri tra 290 e 320 nm.
La funzione più importante dell’UVB è quella di consentire, in associazione al calore, la foto-biosintesi della vitamina D3 nella pelle dei rettili.
Sintesi della vitamina D3
Ecco illustrati i passaggi principali:
- quando il 7-deidrocolesterolo, uno steroide presente naturalmente nell’organismo, viene esposto alle giuste radiazioni UVB si trasforma in provitamina D3, passaggio che avviene all’interno delle cellule epiteliali, grazie all’arrivo di un fotone UVB che viene assorbito dallo steroide modificandone la struttura;
- in seguito l’esposizione della provitamina D3 a lunghezze d’onda tra 290 e 315 nm la converte in previtamina D3 (picco di produzione a 297 nm);
- il passaggio successivo è l’isomerizzazione in vitamina D3 (colecalciferolo), processo che impiega alcune ore e richiede calore, quindi avviene particolarmente durante il basking;
- la vitamina D3, una volta formata, viene rilasciata al di fuori delle cellule della pelle e trasportata nel plasma grazie ad una specifica proteina di trasporto, la D3 binding protein;
- quando arriva nel fegato viene idrolizzata a calcediolo (sostanza che viene analizzata nei campioni di sangue quando si vuole vedere il livello di vitamina D).
Il calcediolo circola nel flusso sanguigno e arriva in questo modo ai vari organi. Una buona parte di questo, quando arriva ai reni, viene convertito in calcitriolo, ormone attivo che gioca un ruolo chiave nel metabolismo del calcio, regola i livelli di calcio nel sangue regolandone il riassorbimento a livello renale, l’assorbimento da parte dell’intestino e soprattutto delle ossa. Ecco perché si dice che la D3 sia fondamentale per l’assimilazione del calcio da parte delle ossa e che una carenza di UVB e conseguentemente di vitamina D3 possa portare ad una malattia osteo metabolica (MOM).
Eccesso di D3
L’eccesso di vitamina D3 nei rettili può essere causato solo dalla somministrazione chimica, poiché in natura, grazie all’esposizione alla luce solare, hanno un meccanismo di autoregolazione che previene la sovrapproduzione. La previtamina D3 viene convertita in sottoprodotti inerti come lumisterolo3 e tachisterolo3, che possono fungere da riserve. Questo solleva dubbi sulla necessità di somministrare vitamina D3 chimica in cattività, poiché gli UVB e il calore ne consentono la naturale produzione. Studi futuri dovranno confermare o smentire questa ipotesi, ma per ora è consigliabile continuare l’integrazione secondo i dosaggi collaudati.
I rettili regolano la loro esposizione agli UVB in base al fabbisogno di vitamina D3. Pertanto, è importante che nel terrario possano scegliere la distanza dalla fonte di UVB. L’emissione di UVB si azzera dopo 30 cm dalla lampada. La distanza della lampada dal suolo dovrebbe essere compresa tra 30 e 40 cm, a seconda della percentuale di UVB e del wattaggio. Ad esempio, un neon al 5% non emette più UVB dopo 30 cm, mentre uno al 12% può essere efficace fino a 40 cm.
Differenze per animali carnivori e non
I rettili carnivori e onnivori ottengono gran parte della D3 di cui hanno bisogno dalla dieta, poiché si cibano di animali che contengono colecalciferolo nel loro organismo. Le piante invece contengono solo D2 (ergocalciferolo) che non è abbastanza attivo per il metabolismo del calcio. Gli insetti e gli invertebrati non contengono ne D3 ne D2. Perciò i rettili insettivori ed erbivori dipendono al 100% dall’ultravioletto per la sintesi della vitamina D3 (che in cattività non risulta sufficiente e quindi è necessario l’utilizzo di integratori). Molti allevatori tendono ad utilizzare una fonte di UVB solo con sauri diurni, alcuni anfibi e chelonidi, mentre con rettili onnivori, ofidi e gechi notturni non sembra essere necessario. Io personalmente, conoscendo l’importanza di questa lunghezza d’onda, consiglio di utilizzare neon UVB con tutti i rettili e tutti gli anfibi in cattività. Non possono che trarne beneficio.
In caso di carenza di vitamina D3 il processo di assimilazione del calcio non può avvenire e di conseguenza sorgono problemi collegati a tutti quei processi metabolici in cui il calcio è fondamentale (non solo MOM).
Funzioni del calcio:
- mineralizzazione ossea
- produzione del guscio delle uova
- eccitabilità neuromuscolare e contrazione muscolare
- attivazione neuronale
- secrezione ormoni e secondo messaggero per ormoni e fattori di crescita
- importante fattore nel meccanismo della coagulazione ematica
- regolazione trascrizione genetica.
Da qui si capisce perché i sintomi di una carenza di D3 non siano solo malformazioni della struttura ossea, ma anche tremori muscolari, letargia, debolezza, prolassi, fenomeni di distocia, inappetenza. La malattia osteo metabolica è quindi accompagnata ad altre problematiche legate al metabolismo del calcio.
UV-C
Infine la lunghezza d’onda dell’UVC (180-280nm) è letale per le cellule degli essere viventi e danneggia gli acidi nucleici (DNA e RNA). In natura lo strato di ozono scherma questa radiazione e quindi non deve, ovviamente, essere presente nell’illuminazione artificiale, ecco che molta attenzione deve essere riposta nella precisa lunghezza d’onda che una lampada emana.
Quindi se in cattività dobbiamo riprodurre ciò che rettili e anfibi hanno in natura, in questo caso si tratta di fornire le giuste fonti di calore, luce e UVB, al fine del loro benessere.
FONTI
- Lindgren, “UV lamps for terrariums: their spectral characteristics and efficiency in promoting vitamin D3 synthesis by UVB radiation”, Herpetomania 2004.
- Cotgrave, I. Forseth , “Introduzione all’ecologia”, Zanichelli 2008.
- Kenneth, “Vertebrati. Anatomia comparata, funzione, evoluzione”, McGraw-Hill 2005.
- Exotic DVM, Volume 9, Issue 3.
- uvguide.co.uk
- Reptiles Magazine
- ReptileMag
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