Protodioscin levels in Brachiaria spp. in a sheep production system and a brief review of the literature of Brachiaria spp. poisoning in ruminants

ABSTRACT: Plants of the genus Brachiaria, used in several countries as forage, are poisonous to some livestock species. Their toxic principle is protodioscin, and the main form of clinical presentation of the toxicosis is hepatogenous photosensitization. Here we compare protodioscin levels in B. decumbens and B. brizantha and review the literature on the concentrations and methodologies of collection and analysis of the toxic principle in Brachiaria spp. and the risk of contamination of pastures by more toxic species that may facilitate poisoning by plants of this genus in sheep. The experiment was conducted in pastures originally formed by B. brizantha, with many B. decumbens invasion points. The occurrence of cases of poisoning by Brachiaria spp. was the criterion for confirming pasture toxicity. The forage samples were collected at ten random points every 28 days through manual grazing simulation. The samples were analyzed for protodioscin by high-performance liquid chromatography (HPLC) with light scattering by evaporation (ELSD) after being dried and crushed. In the flock of 69 sheep, five poisoning cases occurred, three sheep died, and two recovered. The protodioscin levels found in the evaluated pastures ranged from 0.70 to 0.45%; higher levels appeared in B. decumbens (7.09%) compared to 1.04% in B. brizantha. We suggest that Brachiaria spp. should be avoided in pastures where sheep are grazing.

RESUMO: Plantas do gênero Brachiaria, utilizadas em vários países como forragem, são tóxicas para várias espécies pecuárias. Seu princípio tóxico é a protodioscina, e a principal forma de apresentação clínica da toxicose é a fotossensibilização hepatógena. Este estudo teve como objetivo comparar os níveis de protodioscina em B. decumbens e B. brizantha e revisar a literatura sobre as concentrações e metodologias de coleta e análise do princípio tóxico em Brachiaria spp. e o risco de contaminação das pastagens por espécies mais tóxicas que podem facilitar a intoxicação por plantas desse gênero em ovinos. O experimento foi conduzido em pastagens originalmente formadas por B. brizantha, com diversos pontos de invasão por B. decumbens. Ocorrência de casos de intoxicação por Brachiaria spp. foi o critério para confirmação da toxicidade da pastagem. As amostras de forragem foram coletadas a cada 28 dias em dez pontos aleatórios por meio de simulação de pastejo manual. As amostras foram analisadas para protodioscina por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com dispersão de luz por evaporação (ELSD) após serem secadas e trituradas. No rebanho de 69 ovelhas, cinco desenvolveram a intoxicação, três morreram e duas se recuperaram. Os níveis de protodioscina encontrados nas pastagens avaliadas variaram de 0,70 a 0,45%; níveis mais elevados apareceram em B. decumbens (7,09%) em comparação com 1,04% em B. brizantha. Sugerimos que Brachiaria spp. deve ser evitada no pasto de ovelhas em pastejo.

Protodioscin levels in Brachiaria spp. in a sheep production system and a brief review of the literature of Brachiaria spp. poisoning in ruminants / Níveis de protodioscina em Brachiaria spp. em um sistema de produção de ovinos e uma breve revisão da literatura da intoxicação por Brachiaria spp. em ruminantes

Plants of the genus Brachiaria, used in several countries as forage, are poisonous to some livestock species. Their toxic principle is protodioscin, and the main form of clinical presentation of the toxicosis is hepatogenous photosensitization. Here we compare protodioscin levels in B. decumbens and B. brizantha and review the literature on the concentrations and methodologies of collection and analysis of the toxic principle in Brachiaria spp. and the risk of contamination of pastures by more toxic species that may facilitate poisoning by plants of this genus in sheep. The experiment was conducted in pastures originally formed by B. brizantha, with many B. decumbens invasion points. The occurrence of cases of poisoning by Brachiaria spp. was the criterion for confirming pasture toxicity. The forage samples were collected at ten random points every 28 days through manual grazing simulation. The samples were analyzed for protodioscin by high-performance liquid chromatography (HPLC) with light scattering by evaporation (ELSD) after being dried and crushed. In the flock of 69 sheep, five poisoning cases occurred, three sheep died, and two recovered. The protodioscin levels found in the evaluated pastures ranged from 0.70 to 0.45%; higher levels appeared in B. decumbens (7.09%) compared to 1.04% in B. brizantha. We suggest that Brachiaria spp. should be avoided in pastures where sheep are grazing.(AU)

Plantas do gênero Brachiaria, utilizadas em vários países como forragem, são tóxicas para várias espécies pecuárias. Seu princípio tóxico é a protodioscina, e a principal forma de apresentação clínica da toxicose é a fotossensibilização hepatógena. Este estudo teve como objetivo comparar os níveis de protodioscina em B. decumbens e B. brizantha e revisar a literatura sobre as concentrações e metodologias de coleta e análise do princípio tóxico em Brachiaria spp. e o risco de contaminação das pastagens por espécies mais tóxicas que podem facilitar a intoxicação por plantas desse gênero em ovinos. O experimento foi conduzido em pastagens originalmente formadas por B. brizantha, com diversos pontos de invasão por B. decumbens. Ocorrência de casos de intoxicação por Brachiaria spp. foi o critério para confirmação da toxicidade da pastagem. As amostras de forragem foram coletadas a cada 28 dias em dez pontos aleatórios por meio de simulação de pastejo manual. As amostras foram analisadas para protodioscina por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com dispersão de luz por evaporação (ELSD) após serem secadas e trituradas. No rebanho de 69 ovelhas, cinco desenvolveram a intoxicação, três morreram e duas se recuperaram. Os níveis de protodioscina encontrados nas pastagens avaliadas variaram de 0,70 a 0,45%; níveis mais elevados apareceram em B. decumbens (7,09%) em comparação com 1,04% em B. brizantha. Sugerimos que Brachiaria spp. deve ser evitada no pasto de ovelhas em pastejo.(AU)

Bovine rabies: economic loss and its mitigation through antirabies vaccination / Raiva em bovinos: perdas econômicas e sua mitigação através da vacinação antirrábica

Rabies is among the most common neurological disease in cattle in Brazil, causing significant economic losses. Data on the economic impact of rabies in livestock are available in several countries. However, in Brazil, these data focus mainly on the public health point o view, emphasizing the costs related to the prevention of rabies in humans, in dogs, or wildlife. Specific studies carried out in different regions of Brazil indicate critical economic losses caused by rabies in cattle in this country. However, the studies on the losses caused by the disease in cattle lack a detailed analysis of the affected rural properties based on data from official disease control agencies. The objective of this work was to evaluate the economic impact of bovine rabies, and its mitigation through antirabies vaccination in rural properties in Mato Grosso do Sul, Midwestern Brazil.(AU)

A raiva é uma das doenças neurológicas mais comuns em bovinos no Brasil, causando perdas econômicas significativas. Dados sobre o impacto econômico da raiva em bovinos de vários países estão disponíveis. No entanto, no Brasil, esses dados enfocam principalmente o ponto de vista de saúde pública, enfatizando os custos relacionados à prevenção da raiva em humanos, em cães ou animais silvestres. Estudos pontuais realizados em diferentes regiões do Brasil indicam perdas econômicas importantes causadas pela raiva em bovinos no país. No entanto, os estudos sobre as perdas causadas pela doença em bovinos carecem de uma análise detalhada das propriedades rurais afetadas com base em dados das agências oficiais de controle de doenças. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto econômico da raiva bovina e sua mitigação através da vacinação antirrábica em propriedades rurais de Mato Grosso do Sul, no Centro-Oeste do Brasil.(AU)

Economic losses due to Vernonia rubricaulis poisoning in cattle / Perdas econômicas causadas pela intoxicação por Vernonia rubricaulis em bovinos

Vernonia rubricaulis is a hepatotoxic plant found in the Pantanal biome. Under natural conditions, it is responsible for highly fatal poisonings in cattle. From January 1999 to December 2016, 33 outbreaks of V. rubricaulis poisoning were recorded, resulting in 1509 bovine deaths, of which 719 (47.6%) were adult females, 413 (27.4%) were adult males, 244 (16.2%) adult cattle with no information about sex and 133 (8.8%) calves. The coefficients of morbidity, mortality and lethality were respectively 2.79%, 2.77% and 99.24%. Most outbreaks occurred in properties containing up to 1,000 cattle, where the most significant economic impacts were also observed. Among the total recorded deaths, the total direct monetary loss was estimated at US$764,893.33, which represents an average of 3.05% of the total assets (US$25,090,683.51) of the herds involved in the outbreaks. The plant can cause more severe damage to properties with less than 500 cattle, and can reach 50% of the total value of the herd. In comparison to other methods, the methodology used in this study has an economic impact consistent with reality, not overestimating the losses. Toxic plants, such as V. rubricaulis, can cause significant economic losses in the extensive systemic livestock, and it is important decision-making and prophylactic management to avoid the occurrence of poisoning in the herds.(AU)

Vernonia rubricaulis é uma planta hepatotóxica encontrada no bioma Pantanal. Em condições naturais, é responsável por intoxicações altamente fatais em bovinos. De janeiro de 1999 a dezembro de 2016, foram registrados 33 surtos de intoxicação por V. rubricaulis em bovinos que resultaram em 1509 mortes, sendo 719 (47,6%) fêmeas adultas, 413 (27,4%) machos adultos, 244 (16,2%) bovinos adultos sem informação sobre o sexo e 133 (8,8%) bezerros. Os coeficientes de morbidade, mortalidade e letalidade foram respectivamente de 2,79%, 2,77% e 99,24%. A maioria dos surtos ocorreu em propriedades contendo até mil bovinos, onde também foram constatados os impactos econômicos mais significativos. Do total das mortes registradas, o prejuízo monetário direto total foi calculado em US$764.893,33, o que representa em média 3,05% do total do patrimônio (US$25.090.683,51) dos rebanhos envolvidos nos surtos. A planta pode causar prejuízos mais severos em propriedades com menos de 500 bovinos, podendo chegar a 50% do total do valor do rebanho. Em comparação aos outros métodos, a metodologia utilizada neste estudo afere um impacto econômico condizente com a realidade, não superestimando os prejuízos. Plantas tóxicas, como a V. rubricaulis, podem causar prejuízos econômicos significativos na pecuária extensiva, sendo importantes tomadas de decisões e manejos profiláticos para evitar a ocorrência de intoxicação nos rebanhos.(AU)

Economic impact of an outbreak of botulism in a cattle feedlot / Impacto econômico de um surto de botulismo em confinamento de bovinos

Botulism is a febrile disease, fatal in most cases, which affects the muscles of locomotion, chewing, and swallowing, as well as the diaphragm and intercostal muscles, causing flaccid paralysis and respiratory arrest. In bovines, the etiology is due to the ingestion of neurotoxins types C and D formed by the bacterium Clostridium botulinum in an animal or vegetal substance, during decomposition. Vaccination is one of the most effective prophylactic means to prevent this disease. In this study, an outbreak of botulism was evaluated in a feedlot with 6,300 finishing cattle, wherein 25 died as a consequence of contracting this disease. The economic losses resulting from the deaths were analyzed, and economic analysis was conducted, involving the estimated cost of vaccination for the whole herd under risk, with the objective of evaluating whether this prophylactic practice is a viable action plan. The financial loss due to the deaths resulting from botulism in the case studied was found to be R$55,560.00, equivalent to 0.39% of the total monetary value of the herd. The cost of immunizing the entire herd under risk was 14.06% (for toxins exclusive to toxins C and D) and 22.22% (for polyvalent vaccines against clostridiosis) of the financial loss incurred as a consequence of the recorded deaths. It was concluded that botulism is a disease that can cause a significant economic impact on intensive livestock production systems, and that vaccination is an economically viable prophylactic action if performed with adequate sanitary planning.(AU)

O botulismo é uma doença afebril, fatal na maioria dos casos, que afeta os músculos da locomoção, mastigação, deglutição e também o diafragma e os músculos intercostais, causando paralisia flácida e parada respiratória. Nos bovinos a etiologia é devido à ingestão de neurotoxinas tipos C e D previamente formadas pela bactéria Clostridium botulinum em matéria animal ou vegetal em decomposição. A vacinação é um dos meios profiláticos mais eficazes para prevenir esta doença. Neste trabalho, estudou-se um surto de botulismo em um confinamento com 6300 bovinos em terminação, no qual 25 morreram devido a esta doença. Foram analisadas as perdas econômicas em consequência das mortes, e por meio do percentual do prejuízo contabilizado, foi realizada uma análise econômica referente ao custo estimado da vacinação para todo do rebanho sob-risco com o objetivo de avaliar se esta prática profilática é um plano de ação viável. Como resultado, o prejuízo financeiro devido às mortes resultantes do botulismo no caso estudado foi de R$ 55.560,00 o equivalente a 0,39% do valor monetário total do rebanho. O custo da vacinação para imunizar todo o rebanho sob-risco foi equivalente a 14,06% (para vacinas exclusivas para toxinas C e D) e 22,22% (para vacinas polivalentes contra clostridioses) relativo ao prejuízo financeiro em consequência dos óbitos registrados. Concluiu-se que o botulismo é uma doença que pode provocar impacto econômico significativo em sistemas de corte intensivos em bovinos, e que, a vacinação é um meio profilático economicamente viável se for realizada por meio de um planejamento sanitário adequado.(AU)

Blackleg in cattle in the state Mato Grosso do Sul, Brazil: 59 cases / Carbúnculo sintomático em bovinos em Mato Grosso do Sul: 59 casos

This study aimed to review cases of blackleg (Clostridium chauvoei infection) diagnosed in cattle from Midwestern Brazil from 1994 to 2014 considering epidemiological, clinical, necropsy and histopathological findings. Also the following laboratory tests were used for the diagnosis of some cases of blackleg: microbiological culture and identification of the agent, microbiological culture and identification of the agent by the polymerase chain reaction (PCR), and identification of the agent in formalin fixed paraffin embedded tissues (FFPE). Criteria for presumptive diagnosis of blackleg included necrohemorrhagic emphysematous myositis consisting of inflammatory infiltrate, coagulative necrosis of myofiber, interstitial edema, hemorrhage, and gas bubbles between myofibers. Fifty nine cases from 51 outbreaks of blackleg were found, which corresponded to 1.1% of 5,375 cattle deaths investigated. In five of those outbreaks, samples of affected muscles cultures for the identification of pathogenic clostridia were made. Another three samples of similar material were cultured for clostridia with subsequent identification of the isolate by PCR. Twelve samples of FFPE affected muscle fragments were submitted to PCR for identification of the etiological agent. Except for January, cases were observed in each month of the year, with higher numbers in July-October. Most affected cattle were in the age of 7-12 years, but calves younger than 6 month-old and older than 24 months were also observed. Vaccination histories were scarce. In 32 outbreaks some vaccination history was available, but only in two of those vaccination has been carried out properly. In 56 six cases the skeletal muscles were involved. Muscles of the hind limbs were the most affected. In ten cases muscles of the tongue, myocardium and diaphragm were also affected. In three of the cases the visceral form was observed. Deaths occurred after a clinical course of 6-24 hours, but in most cases cattle were found death. Sudden death was the outcome in visceral cases (cardiac) blackleg. Clostridium chauvoei was confirmed to be the cause by culturing in 5 cases, and by PCR and histopatology in 8 cases. Bacterial culture followed by PCR did not demonstrate C. chauvoei. Calculation of the economic impact indicates that blackleg is a frequent disease in the state of Mato Grosso do Sul (MS) that inflicts significant economic loss. The amount of these losses would be reduced through proper vaccination programs against the prevalent strains of C. chauvoei in the region.(AU)

Este estudo foi realizado com o objetivo de descrever casos de carbúnculo sintomático (infecção por Clostridium chauvoei) diagnosticados em bovinos do Centro-Oeste brasileiro de 1994-2014, avaliando a epidemiologia, os sinais clínicos, os achados de necropsia e a histopatologia; objetivou-se também avaliar os seguintes testes laboratoriais para o diagnóstico de carbúnculo sintomático: cultura microbiológica e identificação do agente, cultura microbiológica e identificação do agente por reação em cadeia de polimerase (PCR) e identificação do agente em material fixado em formol e incluído em parafina (FFIP). Os critérios para o diagnóstico presuntivo de carbúnculo sintomático incluíram miosite necro-hemorrágica enfisematosa, caracterizada por infiltrado inflamatório, necrose de coagulação de miofribras, edema intersticial, hemorragia e bolhas de gás em meio às miofribras. Cinquenta e nove casos oriundos de 51 surtos foram encontrados, o que corresponde a 1,1% das 5.375 mortes de bovinos investigadas. Em cinco desses casos, amostras do músculo afetado foram cultivadas para clostrídios patogênicos. Amostras semelhantes de outros três animais foram cultivadas para clostrídios e os isolamentos identificados subsequentes por PCR. Doze fragmentos de músculo afetado FFIP foram submetidos a PCR para identificação do agente etiológico. Com exceção de janeiro, os casos de carbúnculo sintomático foram observados em todos os meses do ano com uma maior incidência em junho-outubro. A faixa etária da maioria dos bovinos afetados era de 7-12 anos de idade, mas bovinos mais jovens que 6 meses e mais velhos que 24 meses foram também afetados. Os históricos de vacinação eram escassos nesses surtos. Em 32 surtos havia alguma informação sobre a vacinação, mas em apenas dois casos a vacinação tinha sido realizada adequadamente. Cinquenta e seis casos de carbúnculo sintomático deste estudo eram casos clássicos afetando os músculos esqueléticos. Os músculos mais afetados foram os dos membros pélvicos. Em dez casos os músculos da língua, miocárdio e diafragma estavam também afetados. Apenas três dos casos apresentaram a forma visceral (cardíaca). O curso clínico foi de 6-24 horas, mas na maioria dos casos os bovinos foram encontrados mortos. Em casos da forma visceral ocorria morte súbita. Clostridium chauvoei foi confirmado como o agente causal por cultura em cinco casos e por PCR em amostra FFIP em 8 casos. Cultura bacteriana seguida de PCR do isolado não demonstrou C. chauvoei. Carbúnculo sintomático é uma doença frequente em bovinos no Mato Grosso do Sul podendo provocar importantes prejuízos para os produtores rurais. Esses prejuízos podem ser reduzidos através de um programa de vacinação adequado usando-se vacinas eficazes contra cepas de C. chauvoei prevalentes na região.(AU)

Perdas econômicas pela condenação em matadouro frigorífico de fígados de bovino por fibrose causada por ingestão de Braquiaria spp / Economic losses through condemnation of bovine livers in abattoirs due to fibrosis induced by Brachiaria ingestion

A ingestão crônica de braquiária induz lesões hepáticas em bovinos caracterizadas por fibrose, atrofia do lobo esquerdo, hipertrofia compensatória do lobo direito e proliferação de ductos biliares. Tipicamente, essas lesões são associadas com agregados de macrófagos espumosos no parênquima hepático. Nesse trabalho foram estudados fígados com essas lesões num abatedouro frigorífico do Brasil Central e as perdas econômicas causadas pela condenação de tais fígados afetados foram estimadas. Durante o período estudado, 488.476 bovinos foram abatidos nesse matadouro frigorífico, dos quais 5.295 fígados foram condenados devido à fibrose, e 192 com lesão hepática foram estudados. Cálculos econômicos permitiram inferir que essas condenações representaram uma perda de R$ 108.817,60. Conclui-se que a condenação de fígados em razão de fibrose induzida pela ingestão de braquiária causa uma perda significativa para a indústria de carne e produtos bovinos devido à condenação de 23,6 toneladas de fígado em um ano em apenas um frigorífico, com perdas estimadas acima de R$ 100.000,00.

Chronic ingestion of Brachiaria spp. by cattle causes in the liver fibrosis, atrophy of left lobe, compensatory hypertrophy of the right lobe, and bile duct proliferation. Typically, these lesions are associated with accumulation in the hepatic parenchyma of cluster with foamy macrophages. This study surveyed bovine livers with those lesions in a slaughterhouse in Central Brazil and estimated the economic losses caused by condemnation of such affected livers. During the study period, 488,476 cattle were slaughter in this particular abattoir. From 5,295 livers condemned due to fibrosis, 192 with lesions were sampled and studied. Economic calculations permitted to infer that the condemnations represented a loss of R$ 108,817.60. It is concluded that the condemnation of livers due to brachiaria-induced fibrosis causes significant economic losses for the meat industry due to condemnation of 23.6 tons of beef liver with an estimate annual loss of more than R$ 100,000.00 in a single slaughterhouse.