Однако, алкалоиды содержат все вегетативные органы, цветы и плоды растения.35 Уровни алкалоидов варьируются в зависимости от факторов окружающей среды (таких как температура и влажность), стадии роста и географического положения. Открытая сушка растения на солнце в течение 7 дней приводит к значительному снижению уровня токсичных пиперидиновых алкалоидов.31
Болиголов очень токсичен для крупного рогатого скота, а в случаях острого отравления клинические признаки могут развиться вскоре после приема пищи (от 30 минут до 1 часа). Сообщаемые клинические проявления включают депрессию, боль в животе, мидриаз (расширенные зрачки), частое мочеиспускание и дефекацию, повышенное слюноотделение (птиализм), слезотечение, тремор и фасцикуляцию (подергивание) мышц, нарушение координации движений и атаксию, респираторный дистресс-синдром, залеживание, коллапс и смерть. Животные, пережившие острое отравление, обычно выздоравливают, но могут абортировать. Тератогенное действие C. maculatum чаще всего имеет место в случаях хронического потребления болиголова стельными коровами. Однако, пороки развития плода также были описаны у поросят и ягнят.36 Проглатывание растения между 40 и 70 днями беременности может привести к широкому спектру пороков развития скелета у новорожденного.4 Отмеченные тератогенные пороки развития неотличимы от пороков, вызываемых люпином и табаком. Пороки развития плода могут включать кривошею (искривленная шея), сколиоз (искривление позвоночника), палатохизис (расщепление нёба), артрогрипоз (множественные контрактуры суставов) и чрезмерное сгибание запястных суставов (синдром искривленного теленка).35,36
Механизм токсичности при остром отравлении
Кониевые алкалоиды, в частности γ-коницеин, кониин и N- метилкониин, действуют как недеполяризующие блокаторы (сродни кураре - стрельный яд, используемый индейцами ), которые воздействуют на мозговое вещество, приводя к параличу двигательных нервов. Было высказано предположение, что эти алкалоиды сначала стимулируют скелетные мышцы, а затем производят нервно-мышечную блокаду посредством влияния на никотиновые рецепторы.4,35,36 Смерть наступает при поражении диафрагмального нерва и параличе дыхательной мускулатуры.36
Механизм тератогенности
Считается, что пороки развития плода, связанные с ядовитым болиголовом, такие как контрактуры суставов, являются результатом неподвижности плода, вызванной блокадой нервномышечной передачи. Палатохизис у телят может быть следствием потери движения нижней челюсти и языка плода, которые необходимы для сближения небных стенок. При отсутствии движений челюсти и языка язык постоянно занимает место, где должны срастаться небные стенки.36,37
Лечение и менеджмент
Лечение отравления болиголовом в значительной степени зависит от поддерживающей терапии. В случаях острой токсичности у отдельных животных можно проводить промывание желудка и лечение активированным углем. Борьбу с сорняками можно осуществлять с помощью селективных гербицидов, хотя популяции будут восстанавливаться за счет сохраненных в почве семян.11
Отравление табаком
Nicotiana glauca (табачное дерево), Nicotiana tabacum (табак обыкновенный/ культурный ), Nicotiana trigonophylla (дикий или пустынный табак) и Nicotiana acceuata (дикий или койотный табак) являются членами семейства пасленовых (Solanaceae). Дикие сорта табака являются коренными растениями юго-запада США, в то время как выращиваемый в США культурный табак выращивается преимущественно в юго-восточных штатах. Табак - это травянистое ветвистое однолетнее растение, высотой от 0,3 до 1,2 м, с ворсинчатыми стеблями и листьями и ароматными трубчатыми цветками с пятью лопастями. Древесный табак (N. glauca) - это вечнозеленый кустарник или небольшое дерево, высотой 2–6 м с чередующимися голубовато-зелеными безворсинчатыми листьями. Цветки 5 см длиной, трубчатые, расположены на безлистных ветвях.4 Табак содержит множество алкалоидов (более 40), большинство из которых являются нейротоксичными пиридиновыми алкалоидами, включая никотин. Животные могут опьянеть, ощипывая растение или проглатывая срезанные стебли.38 У крупного рогатого скота клинические признаки острого отравления могут включать возбуждение, переходящее в депрессию, дыхательную недостаточность и в тяжелых случаях смерть. Лечение пораженных животных симптоматическое. Основными токсинами, ответственными за табачный токсикоз у крупного рогатого скота, являются никотин и анабазин. Никотиновое дерево производит пиперидиновый алкалоид анабазин, мощный агонист никотиновых ацетилхолиновых рецепторов. Анабазин является как токсичным, так и тератогенным.38 Жвачные животные относительно более терпимы к нейротоксическим алкалоидным эффектам никотина. Тем не менее, тератогенный анабазин может вызывать пороки развития плода, включая артрогрипоз, палатосхизис, кривошею, лордоз и кифоз. Дефекты плода, возникающие в результате отравления табаком, возникают, когда крупный рогатый скот проглатывает растение между 30 и 60 днями стельности.
Пороки развития плода, вызванные табачным токсикозом, неотличимы от пороков развития, вызванных болиголовом, астрагалом и люпином. Это сходство тератогенных пороков развития плода объясняется аналогичными молекулярными структурами анабазина и кониина (основного токсина C. maculatum и люпина) и их аналогов.4
В низких дозах анабазин стимулирует деполяризацию постсинаптических мембран ганглиев, а при высоких - вызывает нервно-мышечную блокаду. Как и в случае отравлениия болиголовом и люпином механизм тератогенности, как полагают, вызван блокадой нервов, иннервирующих мускулатуру и последующим снижением внутриутробного движения плода, что приводит к развитию суставных контрактур, образованию палатосхизиса и другим порокам развития скелета.39,40 При остром токсикозе животные должны быть удалены с загрязненных полей или пастбищ. В тяжелых случаях для пострадавших животных рекомендуется поддерживающее и симптоматическое лечение, которое может включать промывание желудка.28
Чемерица калифорнийская (ложный морозник)
Veratrum californicum растет густыми насаждениями на высоких влажных лугах или холмах.29 Отдельные растения вырастают в высоту примерно на 2–3 м и имеют короткие корневища и чередующиеся гладкие, широкие листья с параллельными прожилками, которые расположены в три ряда. Многочисленные токсичные алкалоиды были обнаружены у V. californicum; однако, алкалоиды жервина (стероидные алкалоиды) , в том числе циклопамин, жервин и циклопозин, обладают тератогенным действием.4,39 Среди токсичных алкалоидов циклопамин присутствует в наибольшей концентрации и является основным тератогенным алкалоидом.29
Тератогенные эффекты наблюдаются преимущественно у овец, но у коз и крупного рогатого скота также сообщается о пороках развития плода.33 Тератогенные алкалоиды воздействуют на путь передачи сигнала sonic hedgehog (SHH) (семейство генов и соответствующих им белков, управляющих эмбриональным развитием организма, а также выполняющих ряд других физиологических функций) , подавляя митоз и миграцию нейроэпителиальных клеток и уменьшая пролиферацию хондроцитов. У суягных овец прием V. californicum на 12–14-й день беременности (особенно на 14-й день) приводит к циклопии и пролонгированной гестации. Смерть эмбриона может возникнуть в результате отравления матери на 19–21 день.
Расщепление неба возникает в результате воздействия на мать на 24– 30 гестационные дни, а дефекты пястной и плюсневой кости возникают, когда овцы подвергаются воздействию в 28–31 дни беременности.39
Проглатывание V. californicum стельными коровами между 12 и 30 днями стельности может привести к порокам развития плода, включая расщепление неба, заячью губу, брахигнатию ( недоразвитие нижней челюсти) , гипермобильность скакательных суставов, синдактилию (срастание пальцев) и уменьшение количества копчиковых позвонков. Когда стельные коровы поедают растение на более поздних гестационных сроках (дни 30–36), тератогенные алкалоиды ингибируют рост длины пястной и плюсневой костей.33
Специфического лечения пороков развития плода, вызванных V. californicum, не существует. Тем не менее, пороки развития можно предотвратить, удалив беременных животных с зараженных V. californicum пастбищ в течение первого триместра беременности.4
Род Мимоза
Mimosa tenuiflora и Mimosa ophthalmocentra - это многолетние деревья или небольшие кустарники, произрастающие в Бразилии. Mimosa tenuiflora и, возможно, M. ophthalmocentra (Fabaceae, Mimosoideae) могут вызывать пороки развития плода и эмбриональную смерть у коз, овец и реже крупного рогатого скота.
Пораженные телята, ягнята и дети могут родиться со множеством пороков развития, которые могут включать артрогрипоз, микрогнатию, хейлохизис (заячья губа), палатосхизис (волчья пасть) , кифоз, лордоз, кривошею, слепоту, микрофтальмию, помутнение роговицы, дермоиды глаз, ацефалию (отсутствие/недоразвитие головы), бицефалию (две головы), гидранэнцефалию, гипоплазию языка, менингоцеле (спинномозговая или черепно-мозговая грыжа и сирингоцеле. Механизм интоксикации M. tenuiflora неизвестен, но из листьев и семян растения были выделены алкалоиды - производные триптамина.17
Микотоксины
Микотоксины представляют собой встречающиеся в природе соединения или вторичные метаболиты, продуцируемые грибами, которые вызывают вредные воздействия (микотоксикозы) при проглатывании или ином воздействии на восприимчивые виды животных. Микотоксисоз у домашнего скота возникает, когда животные пасутся на зараженных естественных или сеяных пастбищах или кормятся зараженным зерном. Химический анализ с помощью тонкослойной хроматографии, газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии позволяет точно определить концентрации различных микотоксинов в правильно собранных и подготовленных образцах.41,42
Алкалоиды спорыньи
Алкалоиды спорыньи включают более 80 соединений индола и связаны с двумя микотоксикозами у видов домашнего скота: овсяничным токсикозом и эрготизмом.2 Оба состояния могут иметь сходные клинические проявления и в большинстве случаев могут быть неотличимы друг от друга.43 Алкалоиды спорыньи вырабатываются плесенью Claviceps purpurea на пшенице, ржи и других зерновых культурах и эндофитом Neotyphodium coenophialum, растущим на тростниковой овсянице (Lolium arundinaceum [Shreb]). Алкалоиды спорыньи имеют молекулярную структуру, сходную с биогенными аминами - норадреналином, серотонином и дофамином, и действуют как агонисты различных серотониновых рецепторов.44,45 Считается, что этот агонистический эффект ответственен за клинические проявления отравления алкалоидами спорыньи. Как при овсяничном токсикозе, так и при эрготизме основным алкалоидом спорыньи, который считается наиболее ответственным за клиническое заболевание, является эрговалин. Эрговалин - мощный агонист α2-адренорецепторов на артериолах и других кровеносных сосудах, вызывающий вазоконстрикцию (сужение сосудов) .42
Овсяница тростниковая
Токсикоз, вызванный поеданием пораженной грибами овсяницы, является одним из самых дорогостоящих интоксикаций скота, связанных с травой, в Соединенных Штатах и во многих других странах. Овсяничный токсикоз является описательным термином, используемым для нескольких клинических синдромов (летний спад, овсяная стопа и жировой некроз), связанных с поеданием инфицированной эндофитом тростниковой овсяницы.42 Овсяница тростниковая (L. arundinaceum [Shreb]) - это многолетнее травянистое растение холодного сезона, выращиваемое в умеренном климате, и одна из самых распространенных кормовых культур в континентальной части США.46 В случае овсяничного токсикоза домашний скот поедает грибы-эндофиты Neotyphodium coenophialum (ранее Acremonium coenophialum и Epichloe typhina), которые растут в межклеточных пространствах листовых влагалищ (часть листа, охватывающая стебель) , стеблей и семян тростниковой овсяницы.2 Эта трава и ее эндофит N. coenophialum имеют взаимовыгодные отношения.
Эндофиты продуцируют токсины (эрготные алкалоиды, лолины и перамины), которые являются представителями многочисленных алкалоидов спорыньи, но эрговалин является основным эргопептиновым алкалоидом, который, как полагают, ответственен за индукцию токсикоза. Концентрация алкалоидов спорыньи наиболее высока в семенах овсяницы тростниковой, и достигает максимума летом и ранней осенью, когда присутствуют семенные головки.46 Засуха и дождливые условия, а также применение азотных и фосфорных удобрений, как правило, повышают концентрацию эрговалина.42 С овсянным токсикозом у крупного рогатого скота связано несколько синдромов, включая летний спад, овсяную стопу (рис. 65.7) и жировой некроз (липоматоз). Самым убыточным из них является летний спад. Как следует из названия, клинические проявления этого состояния чаще всего наблюдаются в летние месяцы, когда температура окружающей среды выше 31°C.42 У пораженного крупного рогатого скота обычно становится грубым шерстный покров, потрепанный внешний вид, снижается потребление корма, и выработка молока при снижении веса отъема у телят, оплодотворяемости, наблюдается беспокойство/ нервозность, птиализм (гиперсаливация) и повышенная частота дыхания.42,47
Механизм действия
Алкалоиды спорыньи являются агонистами дофаминового рецептора D2 и имитируют эндогенное ингибирование тонуса лактотропов гипофиза дофамином, тем самым ингибируя секрецию пролактина из передней доли гипофиза.42 Снижение пролактина в сыворотке крови относительно подтверждается результатами исследований, в которых скоту скармливали корма, зараженные алкалоидом спорыньи. Поэтому концентрации пролактина в сыворотке крови могут быть использованы в качестве диагностического индикатора присутствия эндофитных токсинов.
Влияние на воспроизводство
Гормон пролактин играет важную роль в росте молочной железы, выработке молока, функции желтого тела, секреции гонадотропина, липогенезе, гомеостазе меди и иммунной модуляции. Снижение выработки пролактина, вызванное дофаминергическими эффектами D2 эрговалина и других алкалоидов спорыньи, может вызывать агалактию при родах, особенно у лошадей. Крупный рогатый скот и другие жвачные животные продуцируют плацентарный лактоген, который может преодолеть первоначальное отсутствие стимуляции пролактина во время родов.
Однако, более низкие концентрации пролактина в сочетании с уменьшенным потреблением корма могут привести к снижению молочной продуктивности у этих видов.42 Пролактин также играет важную роль в секреции гонадотропина и функции и развитии желтого тела. У животных, подвергшихся воздействию алкалоидов спорыньи, было зарегистрировано снижение концентрации лютеинизирующего гормона и простагландинов.48 Проглатывание эндофит-положительной овсяницы и эргопептидное воздействие были связаны с низкой выработкой прогестерона у крупного рогатого скота и лошадей. Снижение прогестерона, а также прочий дисбаланс репродуктивных гормонов могут привести к трудностям при поддержании ранней беременности у крупного рогатого скота и проблемам на поздних сроках беременности у кобыл.42
В дополнение к своим дофаминергическим эффектам алкалоиды спорыньи также действуют как сильные серотонинергические агонисты и агонисты α2-адренергических рецепторов на кровеносных сосудах, особенно артериолах. Считается, что вазоконстрикция периферических сосудов наряду с нарушением регуляции гипоталамического терморегуляторного центра из-за снижения секреции пролактина способствует гипертермии, наблюдаемой в некоторых случаях летнего спада в жаркие летние месяцы. В зимние месяцы токсикоз может привести к "овсяной стопе" - состоянию, вызванному вазоконстрикцией периферических сосудов дистальных конечностей, как следствие комбинированного воздействия эрговалина и низких температур окружающей среды. Также могут быть затронуты нижняя часть хвоста и кончики ушей и дистальный отдел конечностей (чаще всего задние конечности между венчиком и путовым суставом).42
Менеджмент и лечение
Крупный рогатый скот, испытывающий клинические признаки летнего спада, должен быть удален с зараженного эндофитом пастбища или его рацион должен быть разбавлен путем кормления дополнительными зерновыми или фуражом без овсяницы.42 Крупный рогатый скот с гангренозным дерматитом (овсяная стопа) можно лечить антибиотиками для предотвращения вторичных инфекций. Укрытия или ветрозащитные ограждения также могут быть полезны для минимизации последствий холодной погоды. Домперидон - антагонист дофамина D2, используется для лечения отравления алкалоидами спорыньи у кобыл с агалактией и длительной жеребостью. Экспериментально было показано, что домперидон ослабляет некоторые клинические признаки овсяничного токсикоза у телок, в том числе уменьшение снижения веса, и повышает концентрации прогестерона в крови. Эти результаты свидетельствуют о том, что лечение крупного рогатого скота с овсяничным токсикозом может иметь клинические и экономические преимущества.49
Эрготизм
Эргот (спорынья) - это общий термин, относящийся к группе паразитических грибов, принадлежащих к роду Claviceps, прежде всего Claviceps purpurea, которые заражают рожь, ячмень, пшеницу, овес и другие злаковые зерна.44 Заражение зерен C. purpurea приводит к колонизации стенки или основания завязи зерна грибковым мицелием. Мицелий продуцирует липкий экссудат, называемый медоносной росой, содержащий конидии (споры, производимые бесполым путем). После прорастания в затвердевшей медоносной росе (склероций) конидии могут передаваться и заражать другие семена через насекомых или прямым контактом.44,45 Признаки эрготизма - различные токсические эффекты эрготных алкалоидов, производимых Claviceps spp. - развиваются вследствие потребления токсичных уровней зараженных спорыньей зерен.44
