Oznaki i koszt zatrucia kostrzewą trzcinową u bydła

Patologia bydła spożywającego kostrzewę trzcinową zakażoną endofitami różni się znacznie w zależności od pogody i stężenia alkaloidów. Do najbardziej widocznych objawów zatrucia kostrzewą należą zmniejszone spożycie paszy, przyrost masy ciała, zmniejszona produkcja mleka i wydajność rozrodcza, a także martwica tkanek i szorstka sierść. Szacuje się, że spadek wydajności spowodowany zatruciem kostrzewą kosztuje amerykańskich producentów wołowiny ponad 2 miliardy dolarów rocznie.

Absorpcja alkaloidów

Obliczenie zatrzymywania przez zwierzę alkaloidów sporyszu jest trudne z powodu biotransformacji. Ogólnie szacuje się, że 76–92% spożytych alkaloidów sporyszu jest wchłanianych, a pozostałe 8–24% jest wydalane z kałem. Matematyka dotycząca wchłaniania i wydalania alkaloidów nie zawsze sumuje się, ponieważ alkaloidy są rozkładane i / lub przekształcane biologicznie w liczne metabolity. Większość alkaloidów jest ostatecznie wydalana z moczem w postaci kwasu lizergowego.

Alkaloidy kostrzewy i zmiany mikrobiomu

Pojawiającym się obszarem badań jest interakcja między alkaloidami kostrzewy a mikrobiomem. Spadki rodziny Erysipelotrichaceae i wzrost Ruminococcaceae, Lachnospiraceae i Clostridiaceae, a także liczebność Planctomycetes, Chloroflexi i Proteobacteria phyla odnotowano dla bydła pasącego się na zakażonej kostrzewie. Ekstrakt z nasion kostrzewy, dodany do fermentacji in vitro, doprowadził do wzrostu populacji bakterii wykorzystujących tryptofan. Biorąc pod uwagę tryptofanową podstawę alkaloidów sporyszu, ten wzrost prawdopodobnie wskazuje na zwiększenie zdolności detoksykacji. Charakterystyka i identyfikacja trzech izolatów o najwyższych zdolnościach konwersji wykazała, że ​​wszystkie trzy były gram-dodatnimi pałeczkami tworzącymi zarodniki, które wytwarzały amoniak z tryptofanu, sklasyfikowanego jako Clostridium sporogenes.

Wiązanie alkaloidów kostrzewy sporyszu z receptorami

Ze względu na strukturalne podobieństwo alkaloidów sporyszu i serotoniny, dopaminy, norepinefryny i adrenaliny, toksykoza kostrzewy u bydła wpływa na kilka typów receptorów w wielu tkankach. Skutkuje to szerokim zakresem wpływu na fizjologię i metabolizm. W miarę ukończenia dalszych badań analizujących leżące u podstaw mechanizmy, powiązania między wiązaniem receptorów alkaloidów sporyszu a wydajnością zwierząt stają się coraz bardziej złożone.

Spożycie alkaloidów sporyszu prowadzi również do:

Pogrubienia przyśrodkowej warstwy naczyń krwionośnych

Uszkodzenia komórek śródbłonka

Zastoju naczyniowego

Zakrzepicy

Niedokrwienia

Zmian ciśnienia krwi, między innymi mają one wpływ na układ sercowo-naczyniowy

Wpływ kostrzewy na wypełnienie żwacza

• Częstotliwość i amplituda skurczów żwacza, jak również zmiany w sposobie odżywiania się spowodowane zatruciem kostrzewą u bydła, łącznie wpływają na wypełnienie żwacza, pasażowanie i spożycie.

• Zwężenie naczyń zmniejsza również dopływ krwi do żwacza, zmniejszając wchłanianie VFA.

• Zwiększone wypełnienie żwacza zapewnia pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego, co pogarsza zmniejszone pobranie.

• Podczas gdy ogólna strawność paszy w przewodzie pokarmowym pozostaje na ogół niezmieniona, zmiany te współdziałają, zmniejszając dostępność składników odżywczych i przyczyniając się do spowolnionego wzrostu.

• Do tego dochodzi wpływ alkaloidów na poziom krążącej serotoniny, centrum podwzgórza i uczucie sytości związane z tryptofanem.

Wpływ kostrzewy na metabolizm energetyczny

Alkaloidy sporyszu wpływają na metabolizm energii przede wszystkim wtedy, gdy spożycie alkaloidów jest wysokie oraz podczas stresu cieplnego. Różnice w rozwoju bydła podczas zatrucia kostrzewą są najprawdopodobniej wynikiem zmniejszonego spożycia pokarmów.

Straty ekonomiczne z powodu zatrucia kostrzewą

Aż 75% strat ekonomicznych przypisywanych zakażonym pastwiskom kostrzewy trzcinowej wiąże się ze spadkiem wskaźnika ocielenia.

Dla krów:

• Spożycie alkaloidów zmniejsza krążący poziom kilku hormonów ważnych dla sprawności reprodukcyjnej, w tym progesteronu i estradiolu.

• Zgłaszano zmiany w rozwoju pęcherzyków jajnikowych, jakości oocytów i czynności lutealnej.

• W połączeniu ze skurczem naczyń w macicy i jajnikach nie jest zaskoczeniem, że u krów pasących się na zakażonej kostrzewie obserwuje się obniżenie wydajności reprodukcyjnej.

• Istnieją spekulacje, że zwężenie naczyń w pępowinie przyczynia się do niskiej masy urodzeniowej i spowolnienia rozwoju płodu.

Po drugiej stronie równania badania wskazują, że alkaloidy sporyszu mogą:

• Wpływać na liczbę plemników.

• Zwiększać występowanie nieprawidłowych plemników.

• Zmniejszać ruchliwość, szczególnie w miesiącach letnich.

Wpływ kostrzewy na produkcję mleka i wycielenie

Strukturalne podobieństwo alkaloidów sporyszu do dopaminy powoduje zmniejszenie wydzielania prolaktyny z przedniego płata przysadki mózgowej. Ponadto zmiany w ekspresji genów w gruczołach mlecznych bydła spożywającego kostrzewę wskazują na zmiany w metabolizmie lipidów i transporcie małych cząsteczek. W sumie zmiany te przekładają się na spowolnienie rozwoju gruczołu mlekowego i mniejszą produkcję mleka. Podobne zmiany w metabolizmie lipidów można zaobserwować w obniżonym poziomie krążącego cholesterolu i występowaniu martwicy tłuszczu (lipomatoza), a w niektórych przypadkach długotrwałego narażenia na alkaloidy, te masy tłuszczowe mogą powodować problemy trawienne i dystocję.

Wpływ kostrzewy na sierść i funkcje odpornościowe

Zmniejszona prolaktyna prowadzi również do szorstkiej sierści, którą często obserwuje się u bydła wypasanego na zakażonej kostrzewie. Obecnie wiadomo, że niski poziom prolaktyny zwiększa tempo wzrostu włosów. Ponieważ prolaktyna jest kofaktorem humoralnej funkcji odpornościowej, długotrwałe wypasanie zakażonej kostrzewy może prowadzić do obniżenia poziomu immunoglobulin. Jednakże, ponieważ poziom odżywienia zwierzęcia również wpływa na funkcje odpornościowe, należy przeprowadzić głębszą analizę, aby ustalić, czy zmieniona immunokompetencja jest bezpośrednim skutkiem spożycia alkaloidów sporyszu, czy też wtórnym skutkiem niedożywienia. Chociaż nie ma ustalonego leczenia toksykozy kostrzewą u bydła, istnieją sposoby na złagodzenie objawów wywołanych kostrzewą, poprzez zarządzanie produkcją, żywienie i dodatki paszowe.