Crystal-associated cholangiopathy in sheep grazing Brachiaria decumbens containing the saponin protodioscin

An outbreak of hepatogenous photosensitization is reported in a flock of 28 sheep grazing Brachiaria decumbens in Mato Grosso do Sul State, Central-Western Brazil. Seven lambs and an adult sheep were affected and 6 of them died. Two surviving affected lambs and one lamb without clinical signs had increased serum values of gamma glutamyltransferase, bilirubin, and cholesterol. In two adult unaffected sheep those parameters were within normal values. An adult sheep submitted to necropsy presented moderate body condition, unilateral corneal opacity, drying of the muzzle, moderate jaundice, increased lobular pattern of the liver, and a distended gallbladder. Histological lesions were epithelial degeneration, necrosis, and hyperplasia of small bile ducts. Mild amounts of foamy macrophages were observed, mainly in the centroacinar zone. Diffuse swelling and vacuolation were observed in hepatocytes. Crystal negative images were found within bile ducts, foamy macrophages, and the lumen of some renal tubules. The heart showed multifocal areas of degeneration and necrosis of the muscle fibers. Pasture samples (Brachiaria decumbens) contained 2.36% of protodioscin. No Pithomyces chartarum spores were found in the pasture. Samples from a similar neighboring B. decumbens pasture grazed by cattle without photosensitization contained 1.63% of protodioscin isomers. Outbreaks of photosensitization caused by Brachiaria spp. are common in cattle in the Brazilian Cerrado (savanna) with about 51 million hectares of Brachiaria spp pastures. Sheep farming has been recently developed in this region, and the number of sheep is increasing significantly. Because sheep are more susceptible than cattle to lithogenic saponins, poisoning by Brachiaria should be an important limiting factor for the sheep industry.

Sheep poisoning by Panicum dichotomiflorum in northeastern Brazil

Different species of Panicum, including P. dichotomiflorum,have been reported as a cause of photosensitization in sheep, horses, cattle and goats. An outbreak of hepatogenous photosensitization occurred in 3 flocks of hair sheep in the Brazilian semiarid region. Eighty one out of 365 sheep were affected and 39 died. The main affected animals were nursing lambs and sheep younger than one year old. Donkeys, goats and cattle grazing in the same pasture were not affected. Clinical signs were edema of the head, followed by dermatitis, mainly in the face, ears, and croup, ocular discharge, corneal opacity with blindness, and redness of the coronary band and hoof. At necropsy of one affected lamb the liver was yellowish. Upon histologic examination scattered necrotic hepatocytes were observed in the liver and focal areas of necrosis of myocytes appeared in the heart. Samples of P. dicotomiflorum were analyzed by TLC and those containing saponins were isolated by HPLC using RP-C18 column and eluted with a mixture of MeOH and H2O. The isolated compounds were submitted to ¹H and 13C NMR spectroscopy. Reactions were positive to furostanol saponins with the same Rf of the standard protodioscin (0.21) and methylprotodioscin (0.32). The spectroscopic results indicated a mixture of (25R)- and (25S)-protodioscin isomers in a proportion of 3:1, and methylprotodioscin.

Fotossensibilização em ovinos associada à ingestão de Brachiaria brizantha no estado do Pará

Foram estudados dois surtos e realizado um experimento de fotossensibilização associada à ingestão por Brachiaria brizantha em ovinos mestiços de Santa Inês e Dorper, com idade variando de dois a três meses, em uma fazenda no município de Santa Luzia do Pará. Esses animais foram mantidos desde o nascimento até aproximadamente dois meses de idade, em apriscos suspensos do chão, recebendo capim-elefante roxo (Pennisetum purpureum cv. roxo), concentrado, sal mineral e água ad libitum. Após esse período foram introduzidos em um piquete de B. brizantha. Na ocasião dos surtos e do experimento a fazenda foi visitada para observação dos dados epidemiológicos, avaliação clínica dos animais, colheita de amostras de sangue para dosagem de GGT, AST, BD, BI, BT, ureia e creatinina e colheita de pastagem para pesquisa de Pithomyces chartarum e saponinas. Também foi realizada necropsia com colheita de material para estudo histológico. O surto 01 ocorreu na época de escassez de chuva, com taxa de morbidade e letalidade de 43,4% e 81,6%, respectivamente. O surto 02 aconteceu no início da época chuvosa, com taxas de morbidade e letalidade de 16,3% e 76,9%, respectivamente. Em ambos os surtos o capim encontrava-se com massa residual reduzida e senescente. Dos 50 animais do experimento, 10 receberam 200ml de fluido ruminal retirado de ovelhas mães do mesmo lote, a primeira administração foi feita um dia antes da introdução desses animais na pastagem, e mais duas subsequentes com intervalo de uma semana. Após 15 dias de pastejo, os animais começaram a apresentar inquietação, procura por sombra, edema nas orelhas, mucosas amareladas, apatia, anorexia e desprendimento da pele seguido por formação de crostas em algumas áreas do corpo. Tanto os animais dos surtos quanto do experimento apresentaram aumento nos níveis de GGT, AST, BD, BI, BT, ureia e creatinina. Os valores de ureia e GGT dos animais que receberam fluido ruminal e dos que não receberam foram semelhantes, já os valores de creatinina, AST e bilirrubinas foram menores nos animais que receberam fluido ruminal em comparação aos que não receberam. Foram determinados dois tipos de saponinas nas amostras de B. brizantha dos surtos e do experimento, a metilprotodioscina e a protodioscina. O nível de saponina no surto 01 e 02 foi 0,92% e 0,88%, respectivamente. Os níveis de saponinas no experimento variaram de 1,13% a 1,62%. A quantidade de Pithomyces chartarum, tanto nos surtos quanto no experimento, foi insignificante. Na necropsia foi verificada icterícia generalizada, fígado com consistência aumentada de coloração amarelada e com padrão lobular acentuado. Nos rins foi observada coloração amarelo-esverdeado e aumento de tamanho. As alterações histológicas ocorreram principalmente no fígado e consistiram de leve proliferação das vias biliares nos espaços porta, presença de hepatócitos binucleados, presença de macrófagos espumosos, necrose incipiente de hepatócitos isolados, colangite, presença de cristais em macrófagos e hepatócitos.

Fotossensibilização em ovinos associada à ingestão de Brachiaria brizantha no estado do Pará

Foram estudados dois surtos e realizado um experimento de fotossensibilização associada à ingestão por Brachiaria brizantha em ovinos mestiços de Santa Inês e Dorper, com idade variando de dois a três meses, em uma fazenda no município de Santa Luzia do Pará. Esses animais foram mantidos desde o nascimento até aproximadamente dois meses de idade, em apriscos suspensos do chão, recebendo capim-elefante roxo (Pennisetum purpureum) cv. roxo, concentrado, sal mineral e água ad libitum. Após esse período foram introduzidos em um piquete de B. brizantha. Na ocasião dos surtos e do experimento a fazenda foi visitada para observação dos dados epidemiológicos, avaliação clínica dos animais, colheita de amostras de sangue para dosagem de GGT, AST, BD, BI, BT, uréia e creatinina e colheita de pastagem para pesquisa de Pithomyces chartarum e saponinas. Também foi realizada necropsia com colheita de material para estudo histológico. O surto 01 ocorreu na época de escassez de chuva, com taxa de morbidade e letalidade de 43,4% e 81,6%, respectivamente. O surto 02 aconteceu no início da época chuvosa, com taxas de morbidade e letalidade de 16,3% e 76,9%, respectivamente. Em ambos os surtos o capim encontrava-se com massa residual reduzida e senescente. Dos 50 animais do experimento, 10 receberam 200 ml de fluido ruminal retirado de ovelhas mães do mesmo lote, a primeira administração foi feita um dia antes da introdução desses animais na pastagem, e mais duas subsequentes com intervalo de uma semana. Após 15 dias de pastejo, os animais começaram a apresentar inquietação, procura por sombra, edema nas orelhas, mucosas amareladas, apatia, anorexia e desprendimento da pele seguido por formação de crostas em algumas áreas do corpo. Tanto os animais dos surtos quanto do experimento apresentaram aumento nos níveis de GGT, AST, BD, BI, BT, uréia e creatinina. Os valores de uréia e GGT dos animais que receberam fluido ruminal e dos que não receberam foram semelhantes, já os valores de creatinina, AST e bilirrubinas foram menores nos animais que receberam fluido ruminal em comparação aos que não receberam. Foram determinados dois tipos de saponinas nas amostras de B. brizantha dos surtos e do experimento, a metilprotodioscina e a protodioscina. O nível de saponina no surto 01 e 02 foi 0,92% e 0,88%, respectivamente. Os níveis de saponinas no experimento variaram de 1,13% a 1,62%. A quantidade de Pithomyces chartarum, tanto nos surtos quanto no experimento, foi insignificante. Na necropsia foi verificada icterícia generalizada, fígado com consistência aumentada de coloração amarelada com padrão lobular acentuado e degeneração gordurosa. Nos rins foi observada coloração amarelo-esverdeado e aumento de tamanho. As alterações histológicas ocorreram principalmente no fígado e podem ser descritas como leve proliferação das vias biliares nos espaços porta, presença de hepatócitos binucleados, presença de macrófagos espumosos, necrose incipiente de hepatócitos isolados, colangite, presença de cristais em macrófagos e hepatócitos.

Primary and secondary metabolites production in signal grass around the year under nitrogen fertilizer

Plants produce a number of substances and products and primary and secondary metabolites (SM) are amongst them with many benefits but limitation as well. Usually, the fodder are not considered toxic to animals or as a source having higher SM. The Brachiaria decumbens has a considerable nutritional value, but it is considered as a toxic grass for causing photosensitization in animals, if the grass is not harvested for more than 30 days or solely. The absence of detailed information in the literature about SM in Brachiaria, metabolites production and its chemical profile enable us to focus not only on the nutritive value but to get answers in all aspects and especially on toxicity. The study was conducted in the period of december 2013 to december 2014; in greenhouse FZEA-USP. B. decumbens was used with two cutting heights (10 and 20 cm) and nitrogen doses (0, 150, 300 and 450 kg ha-1) in complete randomized block design. The bromatological analysis were carried out on near infrared spectroscopy. Generally, the application of 150 kg ha-1 N was sufficient to promote the nutritional value in B. decumbens but above it the nitrogen use efficiency decline significantly. The highest dry matter yield (99.97 g/pot) was observed in autumn and the lowest was in winter (30.20 g/pot). While, as per nitrogen dose the average highest dry matter yield was at 150 kg ha-1 (79.98 g/pot). The highest crude protein was observed in winter (11.88%) and the lowest in autumn (7.78%). By the cutting heights; the 10 cm proved to have high CP (9.51%). In respect of fibrous contents, the highest acid detergent fiber was noted in summer (36.37%) and lowest in winter (30.88%). While the neutral detergent fiber was being highest in autumn and lowest in spring (79.60%). The highest in vitro dry matter and organic matter digestibilities were noted at 300 kg ha-1 N; being 68.06 and 60.57%; respectively; with the lowest observed in without N treatments (62.63% and 57.97), respectively. For determination of the classes, types and concentration of SM in B. decumbens, phytochemical tests, thin layer and liquid chromatography-mass spectrometry and nuclear magnetic resonance analysis were carried out. Height, nitrogen and seasons significantly (P <0.0001) affected the secondary metabolic profile. A new protodioscin isomer (protoneodioscin (25S-)) was identified for first time in B. decumbens and is supposed to be the probable toxicity reason. Its structure was verified by 1D and 2D NMR techniques (1H, 13C) and 1D (COSY-45, edited HSQC, HMBC, H2BC, HSQC -TOCSY, NOESY and 1 H, 1 H, J). All factors influence the metabolic profile significantly (P <0.0001). The lowest phenols were at 300 kg ha-1 while the lowest flavones were at 0 kg ha-1. Season wise the highest phenols occurred in autumn (19.65 mg/g d.wt.) and highest flavones (28.87 mg/g d.wt.) in spring. Seasons effect the saponin production significantly (P <0.0001) and the results showed significant differences in the protodioscin (17.63±4.3 - 22.57±2.2 mg/g d.wt.) and protoneodioscin (23.3±1.2 - 31.07±2.9 mg/g d.wt.) concentrations. The highest protodioscin isomers concentrations were observed in winter and spring and by N doses the highest were noted in 300 kg ha-1. Simply, all factors significantly played their role in varying concentrations of secondary metabolites.