Воспроизводство крупного рогатого скота

Хроническое воздействие чаще всего происходит из-за проглатывания кормов, выращенных на загрязненных пастбищах вблизи шахт или промышленных объектов. Только около 2–10% потребляемого свинца абсорбируется в пищеварительном тракте и распределяется по всему организму.⁶ Усвоенный свинец медленно выводится с желчью, молоком и мочой и откладывается в тканях, преимущественно в почках, печени, мозге и костной ткани.

Свинец индуцирует токсические эффекты благодаря множеству механизмов, включая объединение с кальций- и цинк-связывающими белками, беспорядочный гидролиз нуклеиновых кислот и индукцию РНК-катализа посредством активации рибосомальной 5S РНК.⁶⁵ Свинец препятствует биосинтезу белка/гемопротеина, ингибирует митохондриальные и мембранные ферменты и вызывает дефицит холинергической, дофаминергической и глутаматергической функций.⁴⁰ Свинец нарушает гомеостаз кальция, вызывая накопление кальция в клетках, подвергшихся воздействию свинца, и митохондриальное высвобождение кальция, вызывающее апоптотическую гибель клеток.

У крупного рогатого скота острое отравление обычно приводит к смерти в течение 12–24 часов. При менее остром отравлении животные способны прожить еще 4–5 дней. Клинические признаки могут включать кортикальное нарушение зрения (из-за нарушений в нервной системе) , замедленную реакцию на угрозу, замедленный сгибательный рефлекс (рефлекс отдергивания) , пониженный тонус языка, птиализм (гиперсаливация) , пена у рта, отжевывание челюстями, затруднение дыхания, тахикардию, атаксию, сдавливание головы (упирание лбом в стену без видимой причины) , судороги, кружение и залеживание. Признаки подострого отравления могут включать депрессию, анорексию, бруксизм (скрежет зубами) , колики, диарею и атонию рубца, а также симптомы нарушения центральной нервной системы (ЦНС) и аборт.^40,65 Свинец легко проникает через плаценту и может проходить через незрелый гематоэнцефалический барьер развивающихся плодов, где он концентрируется в ЦНС.^6,40,65 Свинец также может накапливаться в плаценте во время стресса у плода. Токсичность свинца в первую очередь объясняется его способностью имитировать и замещать кальций. Влияние свинца на развивающийся плод было продемонстрировано на лабораторных животных и может включать задержку роста, снижение фертильности, дефекты нервной трубки, головного мозга, мочеполовой системы и хвоста.^39,65

Диагностика

Прижизненная диагностика острого отравления свинцом основывается на истории воздействия, клинических признаках и концентрации свинца в крови более 0,35 мкг/мл. Гематологические нарушения также могут указывать на токсичность свинца и могут включать анемию, анизоцитоз (высокая концентрация клеток крови, отличающихся по размеру) , пойкилоцитоз (эритроциты неправильной формы) , базофильную зернистость, метарубрицитоз (?) и гипохромию (гипохромная анемия - слабое окрашивание эритроцитов вследствие дефицита гемоглобина) . Посмертные грубые и гистологические поражения у крупного рогатого скота неспецифичны, поэтому точный диагноз зависит от истории болезни и концентрации свинца в печени и почках.² В некоторых случаях могут наблюдаться кислотоустойчивые положительные включения свинца в ядрах проксимальных эпителиальных клеток почечных канальцев, хотя наличие этих включений варьирует. Поражения головного мозга, как правило, отсутствуют, но может присутствовать отек мозга совместно с застоем сосудов от слабого до умеренного. В отдельных случаях подострого отравления свинцом может наблюдаться кортикальный ламинарный некроз.⁶⁶

Лечение

У крупного рогатого скота предпочтительным вариантом является хелатирование динатрий эдетат кальцием (Ca-EDTA). Его можно вводить внутривенно или подкожно в дозе 110 мг/кг в день, разделенной на две дозы в течение 2-3 дней, а затем повторить через 2 дня. Тиамин также может быть использован в качестве дополнения к обработке Ca-EDTA у жвачных животных; для взрослого крупного рогатого скота рекомендуется доза 250–2500 мг/сут, для телят 2 мг/кг в день. Можно вводить слабительноые средства, такие как сульфат магния (400 мг/кг перорально), или можно провести руменотомию для удаления более крупных поступивших в организм источников свинца, но это редко бывает успешным в случае проглатывания свинца в виде мелких частиц. Судороги могут контролироваться барбитуратами или транквилизаторами. У крупного рогатого скота период выведения может превышать 1 год и может контролироваться путем периодического мониторинга концентрации свинца в крови.²⁸

Отравление селеном

Отравление селеном чаще всего связано: 1) с поеданием селеноконцентратных растений, произрастающих на почвах с высоким содержанием селена; 2) со случайной передозировкой селена в результате приема неправильно смешанных рационов или инъекций; и 3) с загрязнением окружающей среды в результате накопления селена в растениях или загрязнения воды.⁶⁷ Селен - это неметаллический элемент, который является важным антиоксидантом, но может быть токсичным в чрезмерных количествах. Селеновый токсикоз естественного происхождения чаще всего является региональной проблемой на западе Соединенных Штатов между Скалистыми горами и рекой Миссисипи. Зерна и корма, выращенные в регионах с высоким содержанием селена, могут пассивно накапливать токсичные уровни селена, вызывая хроническую интоксикацию у травоядных животных.⁶⁸ Токсическая доза селена для жвачных животных неясна. По некоторым данным она варьируется от 2,2 до более 20 мг/кг массы тела у разных видов.⁶⁷ В таблице 65.2 перечислены распространенные облигатные растения, накапливающие селен, и потенциальные вторичные селенаккумулирующие растения.

У взрослого крупного рогатого скота клинические признаки острого отравления селеном могут включать респираторный дистресс, летаргию, беспокойство, анорексию, водянистую диарею, гипертермию, скрежетание зубами, птиализм, неестественную походку, тетанические судороги и смерть. Признаки были зарегистрированы самое раннее через 8–10 часов после воздействия или не позднее 36 часов. В случаях хронического отравления селеном («щелочная болезнь») в результате длительного приема селенсодержащих кормов, могут наблюдаться клинические признаки, включающие депрессию, слабость, анорексию, потерю веса, истощение, диарею, анемию, выпадение волос, деформации копыт и ламинит.^67,68 Репродуктивные нарушения вследствие субклинического отравления селеном, были зарегистрированы у многих домашних видов, включая крупный рогатый скот. Однако, четкая связь между селеновым токсикозом и абортом недостаточно определена. Репродуктивные нарушения, в том числе снижение процента оплодотворяемости и увеличение случаев резорбции плода, были зафиксированы при скармливании коровам, овцам и лошадям рациона с содержанием селена 20–50 мг/кг.⁶⁷

В период беременности селен эффективно переносится через плаценту в ткани плода, особенно в печень. Чрезмерная концентрация селена в плоде может оказывать тератогенное и абортивное действие. Сообщалось, что уровень селена в печени плода бывает в восемь раз выше, чем у матери. Сообщается также, что нормальные концентрации селена в печени плода составляют 0,3–1,2 ч/млн (частей на миллион)

Таблица 65.2 Селен-аккумулирующие растения Северной Америки.

Источник: адаптировано из Knight A, Walter R. Руководство по ядовитым для животных растениям Северной Америки . Джексон, штат Вайоминг: Teton New Media, 2001.

В исследовании, проведенном Yaeger и соавт.⁶⁸ , у клинически здоровых телят были отмечены высокие уровни селена в печени (3,47–5,25 ч/ млн), поэтому концентрации выше 3,0 ч/млн не обязательно свидетельствуют о токсикозе. Субклинический селеновый токсикоз может влиять на иммунную систему и исход беременности.⁶⁸

Менеджмент и лечение

Для предотвращения клинических заболеваний рекомендуется избегать чрезмерного воздействия или потребления селена. После постановки диагноза источники избытка селена (корма, добавки) должны быть удалены. Эффективные хелаторы (вещества, связывающие ионы металлов) селена не существуют, и поэтому лечение в значительной степени зависит от поддерживающей терапии, которая может быть длительной, особенно в случаях поражения копыт.⁶⁷

Витамин А

Витамин А необходим для зрения, дифференцировки клеток и пролиферации эпителиальных тканей, роста костей, размножения и развития эмбриона и плода. Дефицит у беременных животных может привести к аномальному развитию, включая нарушение органогенеза, нарушение роста эмбрионов и резорбцию. И наоборот, чрезмерное потребление витамина А через добавки (или посредством инъекций) было связано с репродуктивной недостаточностью у крупного рогатого скота. Хотя, гипервитаминоз А встречается редко, он ассоциируется с пороками развития плода, включая неврологические и черепнолицевые дефекты, вызываемые воздействием в предимплантационный период.⁶⁹ Тератогенность, по-видимому, повышается из-за белкового или белково-энергетического недоедания.³³

Гипервитаминоз А может разрушать рецептор ретиноевой кислоты, нарушая нормальную экспрессию гена, содержащего гомеобокс (последовательность ДНК, обнаруженная в генах, вовлечённых в регуляцию развития у животных, грибов и растений) . Изменения в специфических гомеобоксных генах были связаны с тератогенезом, индуцированным ретиноевой кислотой.⁷⁰ В лабораторных исследованиях с использованием крыс в качестве животной модели аномалии зависели от срока беременности и дозы. Когда воздействие происходило вскоре после имплантации, развивались аномалии конечностей и мочеполовой системы.⁶⁹

Эндокринно-разрушающие соединения

Соединения, разрушающие эндокринную систему, представляют собой разнообразную группу соединений, природных и синтетических, которые могут потенциально модулировать или нарушать гормональный гомеостаз.^71,72 Обычные синтетические эндокринные разрушители включают пестициды (ДДТ и фосфорорганические пестициды), гербициды, фунгициды, пластификаторы, полистиролы, полибромированные дифенилы и полихлорированные дифенилы (ПБД и ПХД), полихлорированные дибензодиоксины и алкилфенольные соединения.^71,73 Эти соединения обычно присутствуют в окружающей среде в низких концентрациях, но являются устойчивыми и могут оказывать неблагоприятное воздействие на людей и животных. Воздействие "эндокринных разрушителей" может в некоторых случаях способствовать или непосредственно вызывать бесплодие, потерю беременности, внутриутробную смерть плода и оказывать тератогенное влияние на плод. Эффекты соединений, разрушающих эндокринную систему, могут оказывать влияние на фетальное и постнатальное влияние на потомство, воздействуя на различные биохимические пути.⁷¹ Предполагается, что синтетические соединения, провоцирующие эндокринные нарушения, могут иметь потенциальные репродуктивные эффекты у ряда видов животных, но проводилось мало клинических исследований на эту тему.

Полициклические ароматические углеводороды

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) представляют собой семейство органических соединений с двумя или более конденсированными ароматическими кольцами. ПАУ образуются в результате неполного сгорания органических веществ и промышленных и автомобильных выбросов, лесных пожаров и сжигания угля, извержений вулканов и опасных отходов.^74,75 Домашний скот подвергается воздействию ПАУ через загрязненную воду, воздух, почву и корма. Соединения ПАУ повсеместно распространены в окружающей среде и представляют серьезную проблему из-за их канцерогенного и прочего вредного воздействия на здоровье, продемонстрированного на лабораторных животных, и их предполагаемого воздействия на здоровье людей и домашних животных. Воздействие ПАУ на репродуктивную функцию и развитие у домашних животных изучено недостаточно. Соединения ПАУ имеют стерическое сходство со стероидными молекулами. В исследованиях с использованием крысы в качестве модели бензо(а)пирен (наиболее распространенный изомер бензопирена - очень токсичного и канцерогенного соединения) ПАУ влиял на сывороточные концентрации прогестерона, андрогенов, эстрогенов, пролактина и, косвенно, лютеинизирующего гормона. Также было показано, что ПАУ оказывают токсическое воздействие на развитие плода грызунов, что приводит к гибели плода, его абсорбции и тератогенным эффектам. Влияние этих соединений на репродуктивное здоровье крупного рогатого скота до сих пор четко не выяснено.⁷⁴

Полихлорированные бифенилы

ПХБ - это хлорированные углеводороды, которые широко используются в промышленности в гидравлических жидкостях, трансформаторных маслах, пластмассах и смазочных материалах. ПХБ широко синтезировались в Соединенных Штатах с 1920-х по 1970-е годы и до сих пор производятся во многих развивающихся странах. Химическая стабильность ПХБ позволяет этим химическим веществам накапливаться в окружающей среде, а их липофильная природа - концентрироваться в жировых тканях.⁷⁶ Огромные концентрации ПХБ обнаружены в осадке сточных вод промышленного и сельскохозяйственного происхождения, который используется в качестве пастбищного и кормового удобрения. Поэтому крупный рогатый скот может подвергнуться их воздействию через загрязненную воду и корм.

Хотя исследования на крупных животных скудны, было показано, что ПХБ являются эмбриотоксичными для ряда видов. ПХБ, по отдельности или в комбинации, могут нарушать нормальное созревание ооцитов.⁷¹ Они действуют как синтетические эндокринные разрушители, которые влияют на синтез стероидов, повышая активность цитохрома P450 благодаря их высокой аффинности к рецепторам эстрадиола и/или арилуглеводорода. Было показано, что некоторые ПХБ увеличивают секрецию окситоцина из яичника коров и PGF2α из клеток эндометрия матки. Изменения в уровне прогестерона и окситоцина, вызванные ПХД и другими " эндокринными разрушителями", могут нарушать нормальный процесс овуляции либо через регресс лютеиновой системы, либо посредством пролонгирования продолжительности жизни желтого тела, но также потенциально могут нарушать имплантацию бластоцисты и распознавание беременности из-за нарушенного соотношения PGF2α и PGE2.⁷⁷ В исследовании на кроликах прямое воздействие ПХБ на беременную матку приводило к высоким концентрациям ПХБ у эмбрионов, а в некоторых случаях вызывало интоксикацию эмбрионов и потерю беременности.⁷⁶

Хлорорганические инсектициды

Хлорорганические инсектициды включают в себя широкий спектр соединений, которые можно разделить на три отдельные группы: дихлордифенилэтаны (например, ДДТ, дикофол, пертан, метохлор), гексахлорциклогексаны (например, гексахлорид бензола, хлордан) и хлорированные циклодиены (например, альдрин, эндрин, дильдрин).⁴⁰ Наиболее печально известным хлорорганическим инсектицидом является дихлордифенилтрихлорэтан или ДДТ.

ДДТ является хлорированным углеводородом, который широко использовался в Соединенных Штатах в качестве инсектицида после Второй мировой войны, пока он не был запрещен в 1972 году из-за потенциальных рисков для здоровья человека и животных и негативного воздействия на окружающую среду. ДДТ обладает высокой устойчивостью к деградации (разрушению) и поэтому может сохраняться в окружающей среде в течение длительных периодов времени. ДДТ и другие хлорорганические соединения могут поглощаться перорально или абсорбироваться наружно. В некоторых развивающихся странах стойкие хлорированные углеводороды, такие как ДДТ, альдрин и дильдрин (все они запрещены в Соединенных Штатах и Европе), по-прежнему используются для борьбы с насекомыми и могут потенциально загрязнять пастбища и корма для скота, приводя к интоксикации. Хлорорганические инсектициды влияют на периферические нервы и ЦНС, замедляя приток Na+ и ингибируя отток K+, что вызывает частичную деполяризацию нейрона и тем самым снижает порог для другого потенциала действия, что приводит к преждевременной деполяризации нейрона. ДДТ также может вызывать некроз слоев zona flaviculata (пучковая или средняя зона коркового слоя) и zona reticularis (сетчатая зона коркового слоя) надпочечников, что приводит к дефициту минералокортикоидов и глюкокортикоидов. Арильные углеводороды и циклодиены снижают потенциалы действия, а также ингибируют постсинаптическое связывание γ-аминомасляной кислоты (ГАМК).⁷⁸

В лабораторных исследованиях на животных хлорорганические соединения, такие как ДДТ, продемонстрировали эстрогенно-подобные эффекты, приводящие к нарушению фертильности и потере беременности.⁴⁰ В исследовании Mlynarczuk et al.⁷⁷ ДДТ наряду с гексахлорциклогексанами и ПХБ, по-видимому, стимулировали синтез окситоцина в желтом теле стельных коров, уменьшая соотношение прогестерона к окситоцину, что предположительно влияло на силу сокращений миометрия и увеличивало риск абортов.

Клинические признаки в случаях острого токсикоза у крупных животных могут включать беспокойство, гиперчувствительность, агрессивность, мышечные фасцикуляции (подергивания) лица, шеи и конечностей и судороги.

Не существует специфического антидота при хлорорганическом отравлении; вместо этого лечение симптоматическое. В случае воздействия на кожу животное следует помыть водой с мылом. В случаях острого отравления можно применять активированный уголь.⁷⁸

Фосфорорганические и карбаматные инсектициды

Интоксикация домашнего скота большинством инсектицидов зачастую происходит случайно и из-за просчетов в дозировке препаратов для контроля паразитов и из-за ошибок в их составе. Также, интоксикация может также возникнуть в результате неправильного хранения инсектицидов, что обеспечивает доступ крупного рогатого скота к химическим веществам.⁷⁹

Органофосфаты и карбаматы ингибируют активность ацетилхолинэстеразы, связывая фермент и предотвращая его гидролиз ацетилхолином.⁸⁰ Ингибирование ацетилхолинэстеразы приводит к накоплению ацетилхолина, что вызывает чрезмерную стимуляцию мускариновых и никотиновых ацетилхолиновых рецепторов. Токсичность обычно носит острый характер с быстрым появлением клинических признаков (от 15 минут до 1 часа). Распространенные клинические признаки у животных могут включать птиализм (слюнотечение), слезотечение, дыхательную недостаточность, мышечные фасцикуляции и тремор, возбуждение, атаксию и смерть.⁸⁰ Антихолинэстеразные соединения являются потенциально эмбриотоксичными, фетотоксичными и плацентотоксичными из-за высокой концентрации ацетилхолинэстеразы в тканях плаценты и плода. Органофосфаты и карбаматы легко проникают через плаценту и воздействуют на холинергические и нехолинергические компоненты развивающейся нервной системы и других органов.⁴⁰ Диагностика при подозрении на отравление фосфорорганическими соединениями или карбаматами основывается на количественном определении уровней ингибирования ацетилхолинэстеразы в крови живых животных и в ткани мозга (предпочтительно в коре головного мозга) умерших животных. Ингибирование более 70% ацетилхолинэстеразы считается положительным для интоксикации.⁸⁰

Лечение

В случаях интоксикации крупного рогатого скота, вызванного наружным воздействием, животное следует промыть водой с мылом, чтобы удалить остатки инсектицида. Медицинское лечение ограничивается использованием атропина, активированного угля и поддерживающей терапии. Атропин конкурентно ингибирует ацетилхолин на мускариновых рецепторах, тем самым уменьшая мускариновые эффекты. Рекомендуемая доза атропина составляет 0,25– 0,5 мг/кг массы тела. Одна четвертая первоначальной дозы может вводиться внутривенно, а остальные подкожно или внутримышечно. Доза можно ввести повторно, если клинические признаки возвращаются. Дозировки активированного угля варьируют от 0,45 до 0,9 кг для взрослого крупного рогатого скота перорально.⁸⁰

Экзогенные гормоны

Терапевтическое использование

Роды у коровы индуцируются резким повышением уровня кортизола в плазме плода, который вызывает повышенный синтез эстрогенов и простагландинов. Повышение уровня эстрогенов и простагландинов приводит к регрессии желтого тела и быстрому снижению уровня прогестерона у матери. Предродовое удаление прогестерона в результате лютеолиза, по-видимому, важно для процесса отела.