НА. Роза [1], Гилермо А. Матиоли [1] [2]
[1] Катедра по физиология; [2] Център за ветеринарна диагностика и изследвания (CEDIVE)
Факултет по ветеринарни науки, Национален университет в Ла Плата.
При говедата медта (Cu) се абсорбира на чревно ниво и се отлага в черния дроб, откъдето се разпределя чрез кръвта в тъканите, за да се включи в Cu-зависими металоензими. Ендогенната Cu се елиминира главно с жлъчка и на второ място с мляко и урина. По време на бременността прехвърлянето на Cu към плода е важно. Отглеждащите животни и бременните жени имат най-високи изисквания. Клиничните признаци на хипокупроза са разнообразни и имат продуктивно значение, включително по-ниски дневни наддавания на тегло, по-ниска устойчивост на инфекции и репродуктивни нарушения. Тези признаци се дължат на биохимични увреждания, които, предшествани от намаляване на чернодробните и плазмените концентрации на Cu, се дължат на по-ниска ензимна активност. Тези промени определят етапите на заболяването и се използват при диагностицирането на дефицит. Хипокупрозата може да бъде проста или обусловена от високи концентрации на Mo, Fe или S в диетата. Тъй като има географска честота, този дефицит може да се характеризира в даден район от асоциацията почва-растение-животно.
Хипокупрозата е един от най-често срещаните минерални дефицити в света (1). Като се има предвид, че правилният контрол на този дефицит зависи от познаването на предишни концепции по въпроса, тази работа ще направи преглед на хомеостазата Cu при говедата и изключителните аспекти на болестта, включително нейните причини, последици и диагностични възможности.
I - Медният метаболизъм при говедата
I.1. Поглъщане, съхранение и транспорт
Въпреки че моногастриците абсорбират 30 и до 50% от Cu, присъстващи в храната, при преживните животни процентът на усвояване е по-нисък.
Това отчасти се дължи на редуциращата среда на рубеца, която произвежда, от една страна, редукцията на Cu +2 до Cu +1, която е по-трудна за усвояване (2) и, от друга страна, образуването на сулфиди (S -2) от сулфати (SO4 -2), които се комбинират с Cu, за да образуват CuS, силно неразтворимо съединение, което не може да се абсорбира (3). При лактиращите крави Холщайн абсорбцията на Cu се оценява на 5,1 ± 1,5% (4). Абсорбцията също варира в зависимост от расата (5), химическата форма на Cu (6) и наличието на фактори на интерференция (7).
Уорд и сътр. (5) регистрира по-голяма очевидна абсорбция на Cu в бичките на Angus, отколкото в Simmenthal, което може да се дължи на по-голяма екскреция на Cu с жлъчката (8).
Влиянието на химическата форма на Cu върху процента на абсорбция е демонстрирано в произведенията на Kegley and Spears (6), които при два опита показват еднаква бионаличност на CuSO4 и Cu-лизин, докато CuO практически не се абсорбира.
Много фактори могат да възпрепятстват усвояването на Cu. Сред най-важните са високите концентрации на молибден (Mo), сяра (S), желязо (Fe), калций (Ca), кадмий (Cd), цинк (Zn), фитати и аскорбинова киселина.
При навлизане в циркулационния поток Cu се свързва главно с албумин и на второ място със свободни аминокиселини. И двете фракции, наречени директно реакционна мед (CRD), тъй като те реагират с диетилтиокарбамат без предварително подкисляване, лесно довеждат Cu до черния дроб (12).
Черният дроб е признат за основния орган на тялото за съхранение на Cu и играе ключова роля в неговия метаболизъм (9). 92,5 ± 5% от CRD се поема от черния дроб. Останалото се разпределя от други тъкани (2,9 ± 0,8%), мляко (3,5 ± 4,5%) и урина (1,5 ± 0,3%) (4). След като се включи в хепатоцита, Cu се съхранява свързан с МТ и в лизозомите, за да се използва при синтеза на церулоплазмин (Cp), преди лизозомно разграждане или чрез глутатион-медииран обмен (GSH), или да се екскретира с жлъчката (10, 13).
I.2. Физиологични действия
В организма са идентифицирани няколко вида моноаминооксидази. Разположени във външната митохондриална мембрана, те са отговорни за производството на окислително дезаминиране на различни моноамини като адреналин, норепинефрин, тирамин, триптамин и серотонин (15). Подобен ензим, наречен лизил оксидаза, е отговорен за окислителното дезаминиране на лизиновите остатъци в колагеновите и еластиновите влакна. Тази реакция позволява образуването на кръстосани мостове в колаген и еластин, които осигуряват механичната якост и функционалните характеристики на тези влакна (16).
I.3. Елиминационни пътища
I.4. Изисквания за Cu
Приемайки нисък коефициент на усвояване (3%), Сътъл (20) изчисли, че диетата на телето трябва да съдържа между 6,2 и 7,5 ppm Cu (DM), в зависимост от възрастта и скоростта на растеж. Въпреки това, Mills et al. (21) трябваше да повиши концентрацията на Cu в диетата от 8 на 15 ppm (DM), за да се избегнат клинични признаци на хипокупроза при растящи животни. При възрастни изискванията
те се увеличават по време на бременност (9) и не толкова при лактация, поради ниската концентрация на Cu в млякото. Националният изследователски съвет (NRC) (22) препоръчва диетична концентрация на Cu от 8 ppm (DM) за всички категории месодайни говеда.
II - Дефицит на Cu при говеда
Хипокупроза по говедата се среща в много части на света и при различни условия (1).
II.1. Видове дефицит
Подобно на други минерални дефицити, хипокупрозата може да бъде причинена от нисък принос на елемента в диетата, наричан в този случай прост или първичен дефицит, или може да се случи, че приносът на Cu е адекватен, но други фактори на диетата пречат на използване на погълнат Cu, като в този случай говорим за условен или вторичен дефицит.
II.2. Фактори, отговорни за условния дефицит
Дори при ниски концентрации на Mo, само S може да попречи на абсорбцията на Cu. Механизмът на намеса би бил образуването на неразтворими Cu сулфиди (CuS) в търбуха и сичуга, които не могат да бъдат абсорбирани (3). Счита се, че концентрацията на S в храната над 0,3% (DM) вече допринася за дефицита (27). Viejo и сътр. (28) открива ниски купремии, по-ниско наддаване на тегло и клинични признаци на хипокупроза при телета, които консумират фураж с адекватни количества Cu (7,7 ± 0,9) и Mo (1,2 ± 0,5), но с високо съдържание на S (0,6 ± 0,09%). Питейната вода може да бъде важен източник на S. Smart et al. (29) предизвика дефицита с концентрация на S във водата от 500 mg/l, въпреки факта, че диетата имаше адекватни количества Cu (10 ppm) и добро съотношение Cu: Mo (4: 1). Предложени са формули за предсказване на количеството Cu от храната, което ще бъде усвоено, като се вземат предвид интерференциите на Mo и S (1).
Няколко проучвания показват, че високите концентрации на Fe в диетата намаляват концентрациите на чернодробна и плазмена Cu. Тези ефекти са докладвани при концентрации на Fe от 581 и 1200 ppm (MS) (30), 800 ppm (MS) (31), 600 ppm (MS) (32) и само с 250 ppm (MS) (33). Точният механизъм на Fe интерференция не е добре изяснен, но може да бъде свързан с образуването на Fe сулфиди в търбуха, които са солюбилизирани в утайката, благоприятстваща образуването на CuS, недостъпни за усвояване (34).
Животното, изложено на отрицателен баланс на Cu, преминава през поредица от фази или последователни етапи, които завършват в клиничната картина на хипокупроза.
Първият етап, наречен изчерпване, започва, когато диетата не отговаря на изискванията на организма, който започва да поддържа приноса на Cu в тъканите, като изразходва чернодробния си депозит. Поради тази причина стадийът на изчерпване протича без клинични признаци и е очевидно само намаляване на чернодробната концентрация на Cu.
Етапът на дефицит започва, когато чернодробните резерви започват да се изчерпват и вече не могат да поддържат нормални нива на Cu в кръвта (> 60 µg/dl), поради което този етап се характеризира с настъпване на хипокупремия.
И накрая, когато кръвоснабдяването на Cu в тъканите продължава да намалява, настъпва стадий на дисфункция, при който Cu-зависимите тъканни ензими са засегнати при тяхното функциониране, причинявайки биохимични увреждания, които водят до появата на клинични признаци на хипокупроза. (Двадесет ).
II.4. Клинични признаци, свързани с хипокупроза
Тъй като няколко Cu-зависими ензима могат да бъдат засегнати в дисфункционален стадий, клиничните признаци, свързани с хипокупрозата, са различни, включително промени в козината, диария, сърдечно-съдови нарушения, костни и ставни нарушения, ниско развитие на тялото, анемия, по-ниска устойчивост към инфекции и нарушена репродукция.
Смяната на козината включва промени в цвета и външния вид. Achromotriquia (депигментация на козината) е характерен признак на дефицита, който се проявява като сив оттенък в тъмни области и обикновено се проявява около очите (щори). Според Underwood (19) ахромотрикията обикновено е първият клиничен признак на дефицит, който се появява, когато дори приносът на Cu в тъканите е достатъчен за предотвратяване на други признаци. Тази концепция е обобщена и това представлява риск, тъй като някои животни проявяват сериозни клинични признаци, преди ахромотрикията да стане очевидна (21). Съществува общо съгласие при приемането, че промените в обвивката се дължат на по-ниската активност на ензима тирозиназа (1).
Репродуктивните промени при говедата изглежда са свързани особено със вторичната хипокупроза поради излишък на Mo. Присъствието на Mo, а не дефицит на Cu, изглежда е отговорно за по-ниската плодовитост при говедата, причинявайки забавяне на пубертета, по-ниска степен на зачеване и нарушения естрозен цикъл. Механизмите не са ясни, но говедата, допълнени с Mo, имат по-ниско освобождаване на лутеинизиращ хормон (40). При плъхове с дефицит на Cu е показано, че богатите на Mo диети намаляват пиковете на фоликулостимулиращия хормон и секрецията на естроген, докато само последният ефект се наблюдава при прости животни с дефицит на Cu. Това изглежда показва, че са включени различни механизми (41).
Въпреки че лезиите, причинени от тежка хипокупроза, ясно променят общото състояние на животните, по-ниското дневно наддаване на тегло може да бъде най-важната клинична промяна, тъй като може да остане незабелязано, освен ако животните не се претеглят редовно. От компилирането на резултатите в 23 проучвания с отговор на дозата беше доказано, че най-ниските дневни увеличения на теглото се наблюдават в тези случаи поради излишък на Mo в диетата (23).
Диагнозата хипокупроза може да се разглежда под два различни аспекта: от една страна, когато се стремим да идентифицираме дефицита при животните и от друга страна, когато искаме да знаем причините, които го причиняват. Първият позволява да се знае баланса на Cu при изследваните животни, докато вторият включва екологични проучвания, които идентифицират рисковите области и характеризират епидемиологичното поведение на болестта.
II.5.1. Диагностика на дефицит при засегнати животни
Не е установен точен параметър, който да посочва точния момент, когато животните започват да страдат от клиничните или субклиничните промени на хипокупрозата. Следователно концентрациите на Cu в черния дроб и плазмата се използват като косвени показатели, а активността на няколко купроензима като преки показатели за дисбаланса (42).
II.5.2. Характеризиране на хипокупроза на говедата
II.5.2.1. Изследвания на дренаж на почви и утайки
Минералният състав на почвата понякога е достатъчно точен индикатор за потенциални дефицити в добитъка (51). Boila и сътр. (49) свързва район с по-висока честота на хипокупроза с геоложки образувания, богати на Mo. Въпреки това, сложната мрежа от фактори, които влияят върху наличието на минерала в почвата, като рН, степен на дренаж и органични вещества и методологични ограничения За да се оцени, те правят корелацията между минералната концентрация на почвата и фуража като цяло ниска (52).
II.5.2.2. Проучвания за фураж
За да се установи връзката растение-животно, трябва да се вземе предвид относителната концентрация на елементите, които взаимодействат и да се определи тяхната наличност (Cu-Mo-S-Fe), във връзка с изискванията на животното (20) и причинените разлики от видовото растение (71), фенологичното състояние на растението (55), сезонните вариации (56) и замърсяването с почвата (50). Въпреки че не се вземат предвид всички споменати фактори, проучването на фуражите позволи да се характеризира дефицитът на Cu в обширни райони на Гватемала (52), Канада (57) и Аржентина (58, 59).
II.5.2.3. Изследвания на населението
От друга страна, изглежда необходимо да се насърчи провеждането на екологични проучвания, които характеризират болестта в засегнатите райони, което ще даде възможност да се предупреждават специалисти, отговорни за здравето на стадото в региона, за съществуването и епидемиологичното поведение на този дефицит, което ще позволи на рационални основи да се приемат превантивни здравни мерки.
КОНЦЕПТУАЛНА ОС НА ЧЛЕНА
(Всички права запазени Portal Veterinaria.com)