Leukoencephalomalacia in horses associated with immature corn consumption / Surto de leucoencefalomalacia em equinos associado ao consumo de milho verde

ABSTRACT: Horse leukoencephalomalacia (ELEM) is a disease caused by the ingestion of mycotoxins (fumonisins) produced by fungi of the genus Fusarium that infect corn and/or its byproducts. This disease has been described by ingestion of mature corn with humidity above 15% at temperatures below 20°C. The aim of this paper was to report an outbreak of leukoencephalomalacia in horses fed with immature corn. Two horses out of three showed neurological signs approximately seven days after eating immature corn in its reproductive phase (R2, milky grains). Corn was harvested and administered directly to the animals, with no storage. Deaths occurred approximately 24 hours after the onset of clinical signs. Grossly, there were multifocal dark red to brown areas in the white matter of the telencephalon and hyppocampus and thalamus. Histologically, there was edema and hemorrhage in several areas of the telencephalon white matter, which corresponded to dark red to brown areas observed in the macroscopy. There was also foci of malacia with presence of reactive astrocytes with abundant eosinophilic cytoplasm and inflammatory cells. Diffuse capillary wall degeneration and endothelial cell swelling were also observed. Two ppm of fumonisin were detected by immunoaffinity column method (VICAM) in the immature corn sample. The water activity in this cereal, when the grain is still milky, is 0.98 and can predispose it to growth of mycotoxin-producing fungi. In the present case, fumonisin was found in milky grains in the beginning of the reproductive phase (R2), which suggested that even immature corn may be infected by Fusarium spp. and should not be administered to horses.

RESUMO: A leucoencefalomalácia dos equinos (ELEM) é uma doença causada pela ingestão de micotoxinas (fumonisinas) produzidas por fungos do gênero Fusarium que infectam o milho e/ou seus subprodutos. A doença tem sido descrita pela ingestão de milho maduro com umidade acima de 15% em temperatura ambiente abaixo de 20°C. O objetivo deste trabalho foi relatar um surto de leucoencefalomacia em equinos alimentados com milho verde. Dois equinos de três animais apresentaram sinais clínicos neurológicos aproximadamente sete dias após iniciarem a ingestão de milho verde na fase reprodutiva (R2, grãos leitosos) com palha e talos, colhido no máximo 24 horas antes de ser administrado. A morte ocorreu aproximadamente 24 horas após o início dos sinais clínicos. Macroscopicamente havia no sistema nervoso central áreas multifocais acinzentadas e amareladas na substância branca do telencéfalo, no hipocampo e no tálamo. Histologicamente observou-se edema e hemorragia em diversas áreas da substância branca do telencéfalo, que correspondiam às áreas acinzentadas observadas na macroscopia. Havia, também, próximo as áreas hemorrágicas, focos de malacia com presença de astrócitos reativos com abundante citoplasma eosinophilico e algumas células inflamatórias. Degeneração das paredes dos capilares e tumefação das células endoteliais também foram observadas. Na análise da amostra de milho pelo método de colunas de imunoafinidade (VICAM) foram detectados 2ppm de fumonisina. A atividade de água neste cereal, quando o grão ainda está leitoso, é de 0,98, o que predispõe ao crescimento de fungos produtores de micotoxinas. No presente caso fumonisina foi encontrada nos grãos leitosos no início da fase reprodutiva (R2), o que sugere que mesmo o milho ainda imaturo pode estar infectado por Fusarium spp. e não deve, também, ser administrado aos equinos.

Relação entre níveis de fumonisina B1 e ácido fólico em farinha de milho e a concentração de ácido fólico no soro humano / Relationship between fumonisin B1 and folic acid levels in foods and the folic acid concentration in human serum

Neste trabalho foram determinados os níveis de ácido fólico e de fumonisina B1 (FB1) em farinha de milho consumida por 24 voluntários residentes em um campus universitário no estado de São Paulo, bem como sua relação com as concentrações de ácido fólico sérico nos indivíduos. As análises de ácido fólico e de FB1 em farinha de milho foram realizadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), enquanto a determinação de ácido fólico sérico foi feita por kit de imunoensaio. Detectou-se a FB1 em 100% das amostras de farinha de milho, em níveis que variaram de 142 a 3.037 µg kg-1 (média: 738 ± 591 µg kg-1). As concentrações de ácido fólico nas amostras de farinha de milho ficaram entre < 0,3 µg kg-1 (limite de quantificação) e 1.705 µg kg-1, com média de 713 ± 435 µg kg-1, o que representa 47% do limite mínimo exigido pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) para farinhas de milho comercialmente disponíveis. Nas amostras de soro humano, os níveis de ácido fólico variaram de 6,7 a 24,0 ng mL-1 (média: 13,4 ± 5,4 ng mL-1). Não houve correlação (p < 0,05) entre os níveis de ácido fólico no soro dos indivíduos e as concentrações de FB1 ou ácido fólico nas amostras de farinha de milho. Outros estudos são necessários para estimar a ingestão total de FB1 por meio da dieta para averiguar os efeitos das fumonisinas sobre a absorção de ácido fólico nos indivíduos avaliados.(AU)

In the present study, folic acid and fumonisin B1 (FB1) levels were determined in corn flour consumed by 24 volunteers, residents in a university campus in São Paulo State, as well as its relationship with folic acid in serum of individuals. Analyses of folic acid and FB1 in corn flour were performed by high-performance liquid chromatography (HPLC), while the determination of folic acid in serum was accomplished using an immunoassay kit. FB1 was detected in 100% of corn samples, at levels ranging from 142 to 3,037 µg kg-1 (which means: 738 ± 591 µg kg-1). The concentrations of folic acid in corn flour samples ranged from < 0.3 µg kg-1 (limit of quantification) to 1,705 µg kg-1, with a mean of 713 ± 435 µg kg-1, which represents 47% of the minimum required by National Agency of Health Surveillance (ANVISA) for corn flour commercially available. The levels of folic acid in human serum samples ranged from 6.7 to 24.0 ng mL-1 (meaning: 13.4 ± 5.4 ng mL-1). No correlations were observed (p < 0.05) between the folic acid levels in serum of individuals and the concentrations of FB1 or folic acid in corn flour samples. Further studies are needed to estimate the total intake of FB1 in the diet to assess the effects fumonisins on the absorption of folic acid in the individuals evaluated.(AU)

Ganho de peso, consumo de ração e histologia de órgãos de leitões alimentados com rações contendo baixos níveis de fumonisina B1 / Weight gain, feed consumption and histology of organs from piglets fed rations containing low levels of fumonisin B1

A fumonisina B1 (FB1) é um metabólito secundário produzido principalmente por Fusarium verticilioides em diversos tipos de alimentos, principalmente o milho, o qual constitui a base para composição de rações para várias espécies de animais domésticos. A FB1é particularmente tóxica para suínos, cujas manifestações clínicas são evidentes em animais expostos a altas concentrações de FB1 na ração (em geral, acima de 30mg/kg). No entanto, são escassos os estudos sobre os efeitos da FB1em suínos alimentados com rações contendo baixas concentrações de fumonisinas, as quais são mais prováveis de serem encontradas em condições de campo. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da exposição de leitões a baixos níveis de FB1 na ração, durante 28 dias, sobre o ganho de peso, consumo de ração, peso relativo de órgãos e aspectos histológicos do baço, fígado, pulmões, rins e coração. Vinte e quatro leitões foram distribuídos em 4 grupos experimentais e alimentados com rações contendo 0mg (controle), 3,0mg, 6,0mg ou 9,0mg FB1/kg de ração. As diferentes dietas não afetaram (P>0,05) o ganho de peso e nem o peso relativo dos órgãos analisados. Não foram constatadas lesões macroscópicas ou histopatológicas no baço, fígado, rins e coração. No entanto, foram observadas lesões histopatológicas nos pulmões de todos os suínos alimentados com rações contaminadas com fumonisinas, indicando que nenhum dos níveis de FB1 usados no experimento poderia ser considerado como seguro para suínos. São necessários novos estudos sobre os mecanismos de ação tóxica da FB1 em suínos, sobretudo em condições de exposição prolongada a baixos níveis de contaminação na ração.

Fumonisin B1 (FB1) is a secondary metabolite produced mainly by Fusarium verticilioides in several types of foods, particularly corn, which is the basis for composition of feed for several domestic animals. FB1 is particularly toxic to pigs, being the clinical manifestations evident in animals exposed to high concentrations of FB1 in the diet (generally above 30mg/kg). However, there are few studies on the effects of FB1 on pigs fed rations containing low concentrations of fumonisin, which are most probably found under field conditions. The aim of the study was to evaluate the effects of a 28-day exposure of piglets to low levels of FB1 in the feed on the weight gain, feed consumption, organ weights and histological aspects of the spleen, liver, lungs, kidneys and heart. Twenty-four pigs were assigned into 4 experimental groups and fed diets containing 0mg (control), 3.0mg, 6.0mg or 9.0mg FB1/kg diet. The different diets did not affect (P>0.05) the weight gain or the weight of organs examined. There were no macroscopic or histological lesions in the spleen, liver, kidneys and heart. However, histological lesions were found in the lungs from all animals fed rations containing fumonisin, hence indicating that none of the FB1 levels used in the experiment could be considered as safe for piglets. Further studies on the mechanisms of toxic action of FB1 in pigs are needed, particularly under conditions of prolonged exposure to low contamination levels in the diet.

Effects of fumonisin B1 on selected biological responses and performance of broiler chickens / Efeitos da fumonisina B1 sobre respostas biológicas e desempenho de frangos de corte

The objective of this study was to determine the effects of three doses of fumonisin B1 (0, 100, and 200mg/kg of feed) on biological variables (relative weight of liver [RWL], total plasma protein [TPP], albumin [Alb], calcium [Ca], phosphorus [P], uric acid [UA], alanine aminotransferase [ALT], aspartate aminotransferase [AST], gamma glutamyltransferase [GGT], alkaline phosphatase [AP], total cholesterol [Chol], triglycerides [Tri], sphinganine-to-sphingosine ratio [SA:SO], and C-reactive protein [CRP]), morphological evaluation of the small intestine (villus height [VH], crypt depth [CD], and villus-to-crypt ratio [V:C]), histological evaluation, and on performance (body weight [BW], feed intake [FI], and feed conversion rate [FCR]) of broiler chickens. Significant effects of FB were observed on BW and FI (reduced), on RWL, TPP, Ca, ALT, AST, GGT, Chol, and Tri (increased) at both 14 and 28 days evaluations. In addition, significant increase was observed on FCR, Alb, P, SA:SO, and CRP and significant reduction in UA, VH, and V:C only at the 28 days evaluation. Significant histological lesions were observed on liver and kidney of FB inoculated broilers at 14 and 28 days. Those results show that FB has a significant effect on biological and histological variables and on performance of broiler chickens.

O objetivo deste trabalho foi determinar os efeitos de três doses de fumonisina B1 (0, 100 e 200 mg/kg de ração) sobre variáveis biológicas (peso relativo de fígado [RWL], proteínas plasmáticas totais [TPP], albumina [Alb], cálcio [Ca], fósforo [P], ácido úrico [UA], alanina aminotransferase [ALT], aspartato aminotransferase [AST], gama glutamiltransferase [GGT] fosfatase alcalina [AP], colesterol total [Chol], triglicerídeos [Tri], relação esfinganina:esfingosina [SA:SO] e proteína C-reativa [CRP]), avaliação morfológica do intestino delgado (altura de vilosidades [VH], profundidade de criptas [CD] e relação entre vilosidade e cripta [V:C]), avaliações histológicas e no desempenho (peso corporal [BW], consumo de ração [FI] e conversão alimentar [FCR]) de frangos de corte. Efeitos significativos da FB foram observados sobre BW e FI (diminuição), sobre RWL, TPP, Ca, ALT, AST, GGT, Chol e Tri (aumento) aos 14 e 28 dias. Além disso, houve aumento significativo nos parâmetros FCR, Alb, P, SA:SO e CRP e redução nos parâmetros UA, VH e V:C somente aos 28 dias. Lesões histológicas significativas foram observadas no fígado e rins das aves intoxicadas, tanto aos 14 quanto aos 28 dias. Estes resultados indicam que a FB tem um efeito significativo sobre variáveis biológicas e de desempenho de frangos de corte.

Determinação de fumonisina B1 por CLAE: estudo da estabilidade do derivado fumonisina B1-orto-ftaldialdeído / Determination of fumonisin B1 by HPLC: stability study of the fumonisin B1-ortho-phthaldialdehyde derivative

Este estudo avaliou a estabilidade do derivado fumonisina B1-orto-ftaldialdeído sob diferentes condições de pH, tempo e temperatura, durante a reação de derivatização e as análises cromatográficas. Na derivatização, a máxima fluorescência emitida pelo derivado foi obtida empregando-se a solução de tetraborato de sódio 0,1 M em pH 9,0, e esta não diferiu significativamente das emitidas em pH 8,0, 8,5,9,5 e 10,0. Em 2 minutos de reação, obteve-se a máxima fluorescência, e esta não diferiu significativamente das emitidas em 4, 6 e 8 minutos de reação. A variação de 0,5 unidade no pH da solução tampão fosfato de sódio 0,1 M, empregada como fase móvel, influenciou significativamente na separação cromatográfica e na detecção do derivado fumonisina B1-orto-ftaldialdeído; em pH entre 3,3 e 3,8, obtiveram-se as maiores intensidades de fluorescência. O aumento na temperatura da coluna cromatográfica resultou na redução de intensidade da fluorescência. O derivado fumonisina B1-orto-ftaldialdeído manteve-se estável entre 20 e 27 °C. A 30 °C, houve redução significativa em 26,5% na intensidade da fluorescência emitida pelo derivado.

Detection of fumonisin producing Fusarium verticillioides in paddy (Oryza sativa L. ) using polymerase chain reaction (PCR) / Detecção de Fusarium verticillioides produtor de fumonisina em arroz empregando reação de polimerase em cadeia

The study reports the occurrence of fumonisin producing Fusarium verticillioides in 90 samples of stored paddy (Oryza sativa L.)collected from different geographical regions ofKarnataka, India. Fumonisin producing F. verticillioides was identified based on micromorphological characteristics and PCR using two sets of primers. One set of primers was F. verticillioides species specific, which selectively amplified the intergenic space region of rDNA. The other set of primers was specific to fumonisin producing F. verticillioides. Eight paddy samples were positive for F. verticillioides. Eleven isolates obtained from these samples were capable of producing fumonisin.

O estudo relata a ocorrência de Fusarium verticillioides produtor de fumonisina em 90 amostras de arroz armazenado, coletado de diferentes regiões geográficas de Karnataka, Índia. F. verticillioides produtor de fumonisina foi identificado baseado em características micromorfológicas e PCR empregando dois sets de primers. Um dos sets era F. verticillioides especie-específico, que amplificava seletivamente a região do espaço intergênico do rDNA. O outro set de primers era especifico para F. verticillioides produtor de fumonisina. Oito amostras de arroz foram positivas para F. verticillioides. Onze isolados obtidos dessas amostras foram produtores de fumonisina.

Gamma-irradiation effect on fumonisin B1 inactivation in corn flour and on aflatoxin M1 in fluid and powdered milk / Influência da irradiação gama na destruição de fumonisina B1 em farinha de milho e de aflatoxina M1 em leite fluido e em pó

Fumonisin B1 is a mycotoxin produced by Fusarium verticillioides and Fusarium proliferatum, and it is found chiefly in corn and corn-based products. Since its discovery fumonisin B1 has been associated with diseases in animals, such as leukoencephalomalacia in horses, and pulmonary edema in swine. On humans, the ingestion of foods with fumonisin B1 is associated with esophageal cancer. Aflatoxin M1 is the principal hydroxylated metabolite occurring in milk from animals which have consumed aflatoxin B1-contaminated feeds. It is also present in milk from nursing mothers who consumed foodstuffs with aflatoxin B1. In this study the effect of gamma-irradiation (60Co) was verified, in doses ranged from 0 to 20 kGy, in order to inactivate fumonisin B1 in corn flour and aflatoxin M1 in fluid and powdered milk. Fumonisin B1 was extracted from the samples with methanol:water (3:1). The extract was purified through immunoaffinity column followed by separation and quantification by means of high-performance liquid chromatography (HPLC) with o-phthaldialdehyde (OPA). For determining aflatoxin M1 the purification was done through immunoaffinity column followed by separation and quantification by means of HPLC with fluorescence detector. Gamma irradiation (60Co) at doses from 3 to 20 kGy reduced the fumonisin B1 content in a range of 11.2 % to 55.5 %. Gamma irradiation (60Co) at 20 kGy dose r

Fumonisina B1 é a micotoxina produzida por Fusarium verticillioides e Fusarium proliferatum e é encontrada principalmente em milho e produtos a base de milho. Desde sua descoberta a fumonisina B1 tem sido associada a doenças em animais, como leucoencefalomalácia em cavalos e edema pulmonar em suínos. Em humanos, o consumo de alimentos com fumonisina B1 tem sido associado com câncer esofágico. A aflatoxina M1 é o principal metabólito hidroxilado encontrado no leite de animais que consumiram rações contaminadas com aflatoxina B1, bem como no leite de lactantes que consumiram alimentos com esta substância. Neste estudo foi verificado o efeito da irradiação gama (60Co), em doses que variaram de 0 a 20 kGy, quanto à capacidade de inativar fumonisina B1 em farinha de milho e aflatoxina M1 em leite fluido e em pó. A fumonisina B1 foi extraída das amostras com metanol:água (8:2). O extrato foi purificado em coluna de imunoafinidade, seguido de separação e quantificação por meio de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detector de fluorescência, após derivatização com ortoftaldialdeído. Para efetuar a determinação da aflatoxina M1, a amostra foi purificada em coluna de imunoafinidade e a separação e a quantificação por meio de CLAE com detector de fluorescência. Foi observada uma redução da concentração da fumonisina B1 na faixa de 11,2 % a 55,5% em doses de 3 a 20 kGy de