Воспроизводство крупного рогатого скота

Клинические признаки эрготизма в основном обусловлены эргопептиновым классом алкалоидов спорыньи, которые включают эрготамин, эргокристин, эргозин, эргокорнин, эргокриптин и эрговалин. Алкалоиды спорыньи действуют как агонисты серотониновых рецепторов из-за сходства их молекулярных структур с биогенными аминами, допамином (дофамином) , серотонином и гистамином.^44,45 Результатом агонистической активности алкалоидов спорыньи является вазоконстрикция. Другие потенциальные эффекты включают стимуляцию матки и допаминергическую активность в отношении D2-рецепторов, что приводит к снижению секреции пролактина.⁴⁵ Документированные случаи эрготизма в Соединенных Штатах редки, потому что процессы измельчения и очистки успешно удаляют зерна, зараженные спорыньей.⁴¹

Известно, что алкалоидная токсичность спорыньи вызывает четыре различные формы заболевания у домашнего скота: 1) кожные и гангренозные поражения хвоста и конечностей; 2) гипертермия и потеря продуктивности; 3) репродуктивная недостаточность и 4) менее распространенная и часто обсуждаемая неврологическая форма.^2,45 Гангренозная форма отравления спорыньей представляет собой хроническую форму интоксикации эрготными алкалоидами. Клинические признаки гангренозного эрготизма включают острую хромоту с отеком и гиперемией. Поражения чаще всего встречаются на задних конечностях, хотя в некоторых случаях могут поражаться все четыре конечности; тем не менее, некроз обычно локализован ниже путового сустава, но иногда распространяется на плюсну.²⁰ Вазоконстрикция мелких артерий и артериол из-за мощных α2адренергических агонистических эффектов эрговалина вызывает ишемию и некроз дистальных отделов конечностей, кончиков ушей и дистальной трети хвоста. Эта гангренозная форма чаще всего встречается в зимние месяцы из-за обострения сосудосуживающих эффектов в холодную погоду.⁴⁵ Гипертермическая форма заболевания является наиболее распространенной формой эрготизма и чаще всего наблюдается в летние месяцы, когда погода теплая.⁴⁴ Неврологическая форма эрготизма, по-видимому, редка и может быть связана с острой интоксикацией большими дозами алкалоидов спорыньи.⁴⁵

Менеджмент и лечение

При подозрении на эрготизм, зараженные зерна должны быть удалены. Эффективного лечения эрготизма у крупного рогатого скота не существует, хотя животные с гипертермической формой должны восстанавливаться через некоторое время.⁴⁵

Афлатоксины

Афлатоксины (B1, B2, G1 и G2, названные по названию их синей или зеленой флуоресценции в ультрафиолетовом свете) представляют собой группу структурно родственных соединений дифуранокумарина, продуцируемых в основном Aspergillus flavus и Apergillus parasiticus. Афлатоксины можно найти во всем мире, и они часто контаминируют корма для животных и сельскохозяйственные культуры в теплых субтропических и тропических климатических условиях при соответствующих условиях.^40,41,43 Зерна, хранящиеся в условиях высокой влажности (>14%), при высоких температурах (>20°C) или неправильно высушенные, подвержены риску заражения.⁵⁰ Штаммы Aspergillus flavus проникают в поврежденную растительную ткань и преимущественно продуцируют афлатоксин B1, который считается наиболее токсичным и канцерогенным афлатоксином.⁴³

Все животные подвержены токсическому воздействию афлатоксинов, хотя различия в чувствительности видов все же существуют.

Восприимчивость может варьироваться в зависимости от породы, возраста, дозы, пищевого статуса и продолжительности воздействия.⁵⁰ Крупный рогатый скот и другие жвачные животные считаются относительно устойчивыми по сравнению с моногастрическими видами. Однако, молодые телята подвержены большему риску развития клинического токсикоза по сравнению со взрослыми животными.⁴³

Афлатоксины в основном гепатотоксичны, но могут также оказывать иммунодепрессивное, канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие.⁴³ Было показано, что некоторые афлатоксины проникают через плаценту у лабораторных животных и людей. Сообщалось о снижении фертильности у самцов за счет снижения выработки сперматозоидов, эмбриональных потерях, гибели плода и возможных тератогенных эффектах при афлатоксикозе, особенно в отношении афлатоксина В1 и G1 у животных.⁵¹ Аборты у коров редко встречаются при афлатоксикозе, но спорадические вспышки в стаде связывали с потреблением кормов, загрязненных афлатоксином B1, B2, G1 и G2.⁴³ Однако, негативное влияние на воспроизводство, повидимому, не связано с какой-либо прямой активностью афлатоксинов в яйцеклетке или эмбрионе, но оно связано с изменением материнского гомеостаза.⁴¹

Лечение

Специального лечения афлатоксикоза не существует. Вместо этого к пораженным животным применяют поддерживающую и симптоматическую терапию. Зараженный корм следует удалить и заменить на корм без афлатоксина.⁵¹

Зеараленон

Зеараленон является мощным эстрогенным микотоксином, продуцируемым грибом Fusarium graminearum и множеством других видов Fusarium. Зеараленон загрязняет зерна злаков, включая кукурузу и, в меньшей степени, пшеницу, ячмень, сорго, просо, рис и овес при определенных условиях окружающей среды и хранения.³⁹ Зеараленон может оказывать глубокое влияние на репродуктивную функцию из-за его эстрогенного действия. Клинические признаки, связанные с токсичностью зеараленона, чаще всего регистрируются у свиней, хотя признаки также могут наблюдаться у жвачных животных. Клинические симптомы интоксикации зеараленоном имитируют эстрогенную стимуляцию и могут включать снижение фертильности, аномальные эстральные циклы, отек вульвы, вагинит, снижение выработки молока и увеличение молочной железы. Телки, по-видимому, более восприимчивы к воздействию зеараленона, чем взрослые коровы.^41,52 Тем не менее, у стельных коров существует вероятность аномального развития эмбриона или плода с возможной гибелью плода, абортом и дистоцией.² Считается, что зеараленон и его производные (α- и β-зеараленол) оказывают токсическое действие путем конкурентного связывания со специфическими эстрогеновыми рецепторами и модификации стероидных метаболитов. Зеараленон и α- и β-зеараленол имеют химическую структуру, очень похожую на природный эстроген.⁵³ Зеараленон и его метаболиты могут напрямую связываться с цитоплазматическими рецепторами эстрадиола-17β и транслоцировать сайты рецепторов в ядро, где стимуляция РНК приводит к синтезу белка и клиническим признакам эстрогенизма.⁵² β-зеараленол, по-видимому, является основным метаболитом зеараленона у крупного рогатого скота, в отличие от α-зеараленола, который преобладает у большинства других видов, включая свиней.²

Лечение

Лечение интоксикации зеараленоном основано на удалении зараженных кормов и замене их высококачественными чистыми кормами. Клинические признаки обычно проходят в течение 3–7 недель. Профилактика роста Fusarium spp. и последующего образования зеараленона может быть достигнута путем поддержания низких концентраций влаги (15–16%).⁵²

Фитоэстрогены

Фитоэстрогены являются биологически активными нестероидными растительными соединениями, которые сходны по структуре или функции с эстрогенами млекопитающих и могут конкурировать за рецепторы эстрогена на клетках.^4,54 Растительные эстрогены могут оказывать широкое воздействие как на людей, так и на животных. Фитоэстрогены обнаружены в ряде бобовых, включая люцерну (Medicago sativa), соевые бобы (Glycine max L.), красный клевер (Trifolium pratense), подземный клевер (Trifolium subterraneum), белый клевер (Trifolium repens), а также клевер гибридный (Trifolium hybridium) и Люцерну изменчивую (Medicago spp.).^4,39,55 Концентрации фитоэстрогенов в растительном материале могут значительно различаться. Эстрогенные соединения часто вырабатываются в ответ на экологические или физиологические стрессовые факторы растений, такие как грибковая инфекция, заражение насекомыми и истребление животными. Также было показано, что концентрации фитоэстрогена увеличиваются в прохладных влажных условиях.⁵⁴ Было идентифицировано более 100 молекул фитоэстрогена. Фитоэстрогены подразделяются на несколько категорий в зависимости от их химической структуры. Категории фитоэстрогенов включают изофлавоны, флавоны, куместаны, стильбены и лигнаны.^54,56 Соединения изофлавонов можно найти в высоких концентрациях в соевых бобах, красном и белом клевере. Куместрол (мощный эстрогенный фитоэстроген) можно обнаружить в люцерне, а также в ростках белого клевера и сои.⁵⁴ Стильбены содержатся в какао- и виноградосодержащих продуктах, а лигнаны распространены в семенах льна.^56,57 Попадая в организм, фитоэстрогены всасываются в рубце посредством активности резидентной (постоянно населяющей) микрофлоры. Из-за структурного сходства с эндогенными гормонами фитоэстрогены могут связываться с ядерными рецепторами.⁵⁶ Хотя фитоэстрогены могут имитировать эстрадиол-17β (E2), их действие не всегда одинаковое.⁵⁸ Аффинность ( родственность) фитоэстрогенов к рецепторам ERα и рецепторам ERβ относительно слабая по сравнению с эндогенным E2.⁵⁶ Тем не менее, фитоэстрогены могут присутствовать в организме в гораздо более высоких концентрациях (до 100 раз выше), чем эндогенные эстрогены, что обеспечивает потенциально глубокие эффекты. Фитоэстрогены могут оказывать агонистическое, частичное агонистическое или антагонистическое действие в зависимости от концентрации E2.^56,57

Токсические эффекты фитоэстрогенов зависят от дозы, пути воздействия, продолжительности и кратности воздействия.⁵⁷ Системы органов у молодых животных, по-видимому, более чувствительны к фитоэстрогенам, чем у взрослых. Сообщалось о бесплодии в стадах коров, которых кормили силосом из красного клевера, содержащим изофлавоны и люцерны, содержащей куместаны.⁵⁸ Однако, крупный рогатый скот, по-видимому, менее чувствителен, чем овцы, к фитоэстрогенному действию клеверных кормов.⁵⁴ Эффекты, производимые высокими концентрациями фитоэстрогенов, могут включать клинические признаки гиперэстрогенемии (нимфомания, кистозные яичники, опухание половых органов, бесплодие, нарушение поддержания беременности) или антиэстрогенные эффекты, такие как гипоплазия гонад и признаки анэструса, в зависимости от действия фитоэстрогена на эстрогенные рецепторы.

Высвобождение эндометрием матки простагландина PGF2α регулируется окситоцином, прогестероном и эстрадиолом (E2) у жвачных животных и вызывает лютеолиз и регрессию желтого тела. В исследовании, проведенном Mlynarczuk et al. фитоэстрогены

куместрол, даидзеин и генистеин стимулировали гены, ответственные за синтез предшественников окситоцина (нейрофизин-I/окситоцин) и посттрансляционный синтез окситоцина, PGA (пептидил-глицин-α-амидирование монооксигеназы) в клетках гранулезы и лютеиновых клетках у коров. Эти фитоэстрогены стимулировали секрецию окситоцина из фолликула яичника и желтого тела. Предполагается, что вызванное фитотоксином высвобождение окситоцина на ранних сроках стельности или во время имплантации может привести к преждевременному лютеолизу, образованию персистентного желтого тела и последующему нарушению поддержания беременности и ранней эмбриональной смерти.^54,55

Менеджмент и лечение

Чтобы предотвратить или минимизировать потенциальные репродуктивные проблемы, следует проверить корма на содержание изофлавонов и куместрола, а корма с высоким содержанием фитоэстрогенов можно заменить на корма с низким или нулевым их уровнем. После того, как корма, пораженные фитоэстрогенами, исключены из рациона крупного рогатого скота, животные, как правило, возобновляют нормальный репродуктивный цикл в течение 4–6 недель.⁵⁴

Микроэлементы и тяжелые металлы

Тяжелые металлы и микроэлементы являются распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде и, если они присутствуют в достаточном количестве, могут оказывать значительное воздействие на здоровье и репродуктивную функцию домашнего скота. Тяжелые металлы включают элементы, которые при соответствующих условиях необходимы для нормального функционирования организма, такие как железо, медь, цинк и хром, а также токсичные элементы, которые не имеют биологических функций. Многие минералы имеют решающее значение для здоровья животных, их выживания и продуктивности благодаря важной роли, которую они играют в физиологических, структурных и регулирующих функциях организма. Однако, потребление чрезмерного количества минералов может привести к острому отравлению или хроническому отравлению, когда животные потребляют более низкие концентрации в течение продолжительных периодов времени.⁵⁹ Потенциально токсичные тяжелые металлы включают свинец, ртуть, кадмий, хром, мышьяк и никель. Загрязнение окружающей среды микроэлементами, токсичными металлами и металлоидами (полуметаллами) часто объясняется добычей полезных ископаемых, промышленными отходами, урбанизацией и интенсификацией методов ведения сельского хозяйства (активное использование пестицидов и гербицидов). Перенос тяжелых металлов из загрязненных почв в растения и последующие уровни пищевой цепи могут представлять значительный риск для здоровья как животных, так и людей. Клинические проявления интоксикации микроэлементами и тяжелыми металлами могут варьироваться в зависимости от элемента, здоровья животного и степени воздействия. Некоторые тяжелые металлы были идентифицированы как потенциально тератогенные и абортивные у животных.⁶⁰ Но у крупного рогатого скота чаще всего встречается отравление свинцом и мышьяком.

Мышьяк

Мышьяк (As) является вездесущим металлоидным элементом, присутствующим в нескольких формах с наиболее распространенными окислительными состояниями - валентными формами As3+ и As5+.⁶¹ Мышьяк можно найти как в органических, так и в неорганических формах, хотя неорганический арсенит является наиболее токсичной формой элемента.

Мышьяк в основном используется в производстве пестицидов, консервантов для древесины, стекла, сплавов, полупроводников и фармацевтических препаратов. Загрязнение окружающей среды мышьяком связано с выплавкой свинца, меди и никеля, сжиганием ископаемого топлива, производством мышьяксодержащих соединений и чрезмерным или неправильным хранением мышьяксодержащих гербицидов и инсектицидов.⁶² Пероральное воздействие больших доз неорганического мышьяка часто приводит к летальному исходу и смерть наступает в течение нескольких минут или часов в зависимости от дозы. Клинические признаки острого отравления могут быть глубокими и включать колики, кровавую диарею, неврологические признаки, такие как атаксия и нарушение координации движений, слабость и коллапс с последующей смертью. Грубые посмертные поражения у крупного рогатого скота могут включать гиперемию слизистой оболочки, увеличение количества жидкости в просвете кишечника, отек рубца, книжки, сетки и сычуга, некроз слизистой оболочки рубца и желудочно-кишечные кровоизлияния.⁶¹

Механизм действия

Абсорбция соединений мышьяка зависит от размера частиц и их растворимости в воде. Растворимые формы мышьяка легко абсорбируются как пассивным, так и активным способами.^61,62 У беременных животных неорганический мышьяк проникает через плаценту и накапливается в нейроэпителии развивающегося плода. Органический мышьяк накапливается в плаценте, но не проникает через мембрану. Лабораторные исследования на животных продемонстрировали эмбриотоксическое действие высоких доз неорганического мышьяка с развитием тератогенных дефектов, таких как расщепление нёба, энцефалоцеле (мозговая грыжа) , микрофтальмия у хомяков и нарушение развития зачатка конечностей, гипоплазия прозэнцефалона (переднего мозга) и аномалии развития сомитов у крыс и мышей при воздействии на ранних сроках гестации. Мышьяк в более низких концентрациях также может оказывать значительное токсическое воздействие на плаценту и плод.^40,62 Однако, сообщалось, что аборты у крупного рогатого скота с субклиническим или хроническим отравлением мышьяком носят спорадический характер.

*����������������������������������

Предварительная диагностика отравления мышьяка часто основывается на соответствующей истории болезни и клинических признаках. Вскрытие также может показать признаки заболевания. Но точный диагноз требует выявления повышенной концентрации мышьяка в печени и почках. Диагностический уровень мышьяка составляет около 8– 10 ppm (миллионная доля) в свежей печени и почках и 2–4 ppm в печени и почках от аутолизированных трупов (несколько дней после смерти). Раннее распознавание и медицинское вмешательство играют решающую роль в успешного лечении случаев отравления мышьяком. У коров, не имеющих клинических признаков, может быть эффективным промывание желудка с помощью слабого солевого раствора и пероральное или внутривенное введение 20–30 г тиосульфата натрия в 10–20% растворе. Также, если с момента воздействия прошло более 4 часов, следует назначать внутримышечные инъекции димеркапрола 1,5–5 мг/кг от двух до четырех раз в день в течение 10 последовательных дней.

Дополнительное лечение тиосульфатом натрия 30–40 мг/кг в/в. также рекомендуется от двух до четырех раз в день до выздоровления (обычно 2–4 дня).⁶¹

Кадмий

Кадмий (Cd) является двухвалентным переходным металлом, химические свойства которого аналогичны свойствам цинка.⁶³ В отличие от многих минералов, кадмий не обладает необходимой физиологической или биохимической функцией в организме, но обладает высокой токсичностью для животных и человека.⁵⁹ Соединения кадмия широко используются в промышленности. Они используются при металлизации железа и стали и могут содержаться в батареях, полупроводниках, припоях (материал, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы) , пластиковых стабилизаторах и солнечных элементах. Загрязнение воды и почвы окружающей среды часто является следствием промышленного загрязнения. Кадмий может попасть в окружающую среду в результате производства стали и чугуна, рафинирования и выплавки цинка, с отходами при добыче руды, сжигания угля, неправильной утилизации батарей и использования осадка сточных вод и фосфоритов в качестве удобрений.⁶³ Батареи считаются одним из наиболее распространенных источников интоксикации кадмием у крупного рогатого скота в Соединенных Штатах. Однако, фосфатные удобрения и осадок сточных вод также являются важными источниками.⁶⁴ Некоторые растения легко накапливают кадмий из загрязненной почвы, делая его доступным для потребления пасущимися животными.^59,63 При попадании в организм кадмий в основном всасывается через дыхательную систему и пищеварительный тракт и накапливается главным образом в печени и почках. Абсорбция кадмия в желудочно-кишечном тракте значительно меньше, чем других двухвалентных катионов (цинка и железа). Однако, кишечное всасывание может быть увеличено у животных с дефицитом железа. После абсорбции металл циркулирует либо в эритроцитах, либо связывается с альбумином в плазме. Кадмий влияет на метаболизм таких важных минералов как кальций, цинк, железо, медь и селен. Ионы кадмия могут вытеснять двухвалентные металлы, такие как цинк, из их сайтов связывания с металлотионеином (основным металлосвязывающим белком).^63,64 Металлотионеин функционирует в детоксикации кадмия посредством высокоаффинного связывания с минералом, что приводит к токсикологически инертному соединению.^59,64 Кадмий наряду с другими тяжелыми металлами (Cu, Zn и токсичной ртутью) вызывает синтез металлотионеина во многих органах, включая печень и почки. Но поскольку действие металлотионеина ограничено, чрезмерное количество кадмия, проглоченного сразу или со временем, может превысить способность металлотионеина связывать его, и может развиться значительное повреждение многих органов.⁵⁹ В печени токсичность кадмия приводит к гепатоцеллюлярному апоптозу и некрозу.⁶³ Содержание высокого уровня кадмия в рационе может привести к снижению потребления корма, снижению веса, анемии, снижению костной абсорбции и абортам.⁶⁴ Специального лечения отравления кадмием у скота не существует, поэтому должно быть сведено к минимуму или предотвращено загрязнение кадмием окружающей среды и в кормов.⁶³

Свинец

Отравление крупного рогатого скота свинцом часто является результатом загрязнения окружающей среды. Животные могут подвергнуться острой интоксикации в результате приема большого количества свинецсодержащих веществ, облизывания старых аккумуляторных батарей, вылизывания или проглатывания свинцовой краски в подсобных помещениях или из выброшенных банок с краской, потребления свинцовых смазочных материалов и питьевой воды из свинецсодержащих водопроводных труб.⁶