UNIVERSITEIT GENT
FACULTEIT DIERGENEESKUNDE
Academiejaar 2011-2012
SELENIUMINTOXICATIE BIJ HET RUND door Hans HOYDONKX
Promotor: Dierenarts E. Plessers Medepromotor: Prof. Dr. Apr. S. Croubels
Literatuurstudie in het kader van de Masterproef
De auteur en de promotoren geven de toelating deze studie als geheel voor consultatie beschikbaar te stellen voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van gegevens uit deze studie. Het auteursrecht betreffende de gegevens vermeld in deze studie berust bij de promotoren. Het auteursrecht beperkt zich tot de wijze waarop de auteur de problematiek van het onderwerp heeft benaderd en neergeschreven. De auteur respecteert daarbij het oorspronkelijke auteursrecht van de individueel geciteerde studies en eventueel bijhorende documentatie zoals tabellen en figuren. De auteur en de promotoren zijn niet verantwoordelijk voor de behandelingen en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd en beschreven zijn.
VOORWOORD Hierbij zou ik graag mijn promotor dierenarts Elke Plessers en medepromotor Prof. Dr. Apr. S. Croubels van harte willen bedanken voor hun tijd en hun inzet bij het tot stand komen van deze literatuurstudie. Ze waren immers altijd bereid om mij te ontvangen en mijn werk kritisch maar rechtvaardig te beoordelen. Hierbij werden mijn vragen steeds met de nodige zorg behandeld. Daarnaast zou ik graag de heer J. Bauwens willen bedanken voor zijn ondersteuning bij het geleverde opzoekwerk.
INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING 1. INLEIDING 2. LITERATUURSTUDIE 2.1. Historie 2.2. Bronnen van selenium 2.2.1. Bodem en water 2.2.2. Planten 2.2.2.1. Primaire selenium-accumulator planten 2.2.2.2. Secundaire selenium-accumulator planten 2.2.2.3. Non-accumulator planten 2.2.3. Supplementen 2.3. Toxicokinetiek 2.3.1. Absorptie 2.3.2. Distributie 2.3.3. Eliminatie 2.4. Toxiciteit 2.4.1. Werkingsmechanisme 2.4.2. Factoren met een invloed op de toxiciteit 2.5. Verband met vitamine E 2.6. Klinische symptomen en pathologische bevindingen 2.6.1. Acute seleniumintoxicatie 2.6.1.1. Rund 2.6.1.1.1 Klinische symptomen 2.6.1.1.2. Post mortem bevindingen 2.6.1.2. Schaap 2.6.1.3. Varken 2.6.1.4. Paard 2.6.2. Subacute seleniumintoxicatie 2.6.2.1. Rund 2.6.2.2. Schaap 2.6.3. Chronische seleniumintoxicatie 2.6.3.1. Rund 2.6.3.1.1. Klinische symptomen 2.6.3.1.2. Post mortem bevindingen 2.6.3.2. Schaap 2.6.3.3. Varken 2.6.3.4. Paard 2.6.4. Verschil/gelijkenis met seleniumdeficiëntie 2.7. Diagnose 2.7.1. Diagnostische technieken 2.7.2. Differentiaal diagnose 2.8. Behandeling 2.9. Prognose 2.10. Preventie 3. BESPREKING 4. LITERATUURLIJST BIJLAGE I
p. 1 p. 2 p. 3 p. 3 p. 4 p. 4 p. 5 p. 5 p. 6 p. 6 p. 7 p. 9 p. 9 p. 9 p. 11 p. 12 p. 12 p. 13 p. 14 p. 14 p. 14 p. 15 p. 15 p. 15 p. 16 p. 16 p. 16 p. 16 p. 17 p. 17 p. 17 p. 17 p. 17 p. 19 p. 19 p. 19 p. 19 p. 20 p. 21 p. 21 p. 22 p. 23 p. 23 p. 24 p. 26 p. 27 p. 29
SAMENVATTING Seleniumintoxicatie bij runderen is een aandoening die frequent voorkomt in gebieden met hoge seleniumconcentraties in de bodem. Hoewel België niet tot zo een gebied behoort, wordt deze intoxicatie ook bij ons regelmatig waargenomen. Dit wordt verklaard doordat selenium een essentieel sporenelement is voor het dier en tekorten bijgevolg schadelijke effecten kunnen hebben. Ter preventie van seleniumdeficiëntie in seleniumarme regio’s is supplementatie noodzakelijk. Vele intoxicaties ontstaan dan ook ten gevolge van een foutieve dosering van mineralensupplementen. Van alle aangevraagde seleniumanalyses in het Laboratorium voor Toxicologie van de Faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit Gent ging het in 21,7% van de gevallen om een intoxicatie. In gebieden rijk aan selenium bestaat de mogelijkheid dat selenium door planten wordt opgenomen en zo beschikbaar wordt voor het rund. Planten die het potentieel bezitten om selenium op te nemen, worden ingedeeld in drie groepen: de primaire selenium-accumulator planten, secundaire seleniumaccumulator planten en de non-accumulatorplanten. Daarnaast kan ook het drinkwater een bron van selenium zijn voor runderen. Wanneer runderen selenium in overmaat opnemen leidt dit onvermijdelijk tot een intoxicatie. Afhankelijk van de hoeveelheid selenium die wordt opgenomen, kan men een indeling maken in drie verschillende types. De acute seleniumintoxicatie doet zich voor wanneer het rund hoge hoeveelheden opneemt over een relatief beperkte tijdspanne. Uitputting, collaps, dyspnee en sterfte zijn de belangrijkste klinische symptomen die waargenomen kunnen worden. Verder vermeldt men een vorm van subacute seleniumintoxicatie met oftalmologische en neurologische symptomen. Hiervan is men echter nog niet zeker of dit daadwerkelijk het gevolg is van een overmatige seleniumopname dan wel van een ander toxine. Finaal beschrijft men de chronische intoxicatie waarbij lagere hoeveelheden selenium over een langere periode worden geconsumeerd in vergelijking met de acute intoxicatie. Belangrijke symptomen hierbij zijn een ruwe en doffe vacht, kreupelheid, vermageren en een gebrek aan eetlust. De diagnose wordt bepaald aan de hand van de anamnese, klinisch waarneembare symptomen, post mortem bevindingen en bepaling van seleniumconcentraties in het lichaam. Deze bepaling kan gebeuren op vol bloed, serum, lever en haar. Daarnaast bestaat de mogelijkheid om de activiteit van glutathione peroxidase te bepalen. Vermits er voor een acute intoxicatie geen afdoende behandeling voorhanden is, kan men trachten symptomatisch te behandelen. Prognostisch hangt alles af van de graad van intoxicatie. Bij chronische intoxicaties ziet men veel gunstigere behandelingsresultaten dan voor het acute en subacute type. Het verbaast dan ook niet dat vooral preventief gewerkt dient te worden om schade aan de kudde te voorkomen. Hierbij zijn verschillende methodes voorhanden waarbij een afdoend landbeheer, correcte dosering van supplementen en een grondige analyse van bodem en voeder centraal staan.
1. INLEIDING Seleniumintoxicatie bij het rund is een probleem waar wereldwijd melding van wordt gemaakt. Naast het rund zijn ook schapen, paarden en varkens gevoelig voor deze aandoening. De belangrijkste oorzaken van een seleniumintoxicatie bij het rund bestaan uit de opname van seleniumaccumulatorplanten en overdosering van seleniumpreparaten. Aangezien de Belgische bodem arm is aan selenium, en een tekort aan dit essentieel sporenelement vaak gepaard gaat met schadelijke effecten voor het dier, wordt er in onze streken frequent gesupplementeerd. Wanneer seleniumpreparaten echter foutief gedoseerd worden, kan accidenteel een seleniumintoxicatie geïnduceerd worden. Deze literatuurstudie zal handelen over seleniumintoxicatie in het algemeen, met daarnaast bijzondere aandacht voor deze aandoening bij het rund. Behalve een korte historie zullen de verschillende bronnen van selenium, de toxicokinetiek, de toxiciteit, het verband met vitamine E, de klinische symptomen, de diagnosestelling, de behandeling en de preventiemaatregelen aan bod komen. Naast de bespreking van klinische symptomen bij het rund, worden tevens veel voorkomende symptomen bij schapen, paarden en varkens kort beschreven.
2
2. LITERATUURSTUDIE 2.1. HISTORIE Selenium (Se) is een natuurlijk voorkomend sporenelement dat essentieel is voor de gezondheid van dieren. Wanneer het echter in overdadige hoeveelheden aanwezig is, kan het schadelijke effecten veroorzaken (Khanal en Knight, 2010). Zo werd selenium in 1817 ontdekt door de Zweed Jons Jakob Berzelius als een contaminant van vaten met zwavelzuur die ziekte veroorzaakte bij Zweedse fabrieksarbeiders die ermee in contact waren gekomen (Calello, 2006). Hoewel het element pas in 1817 ontdekt werd, werden seleniumintoxicaties al honderden jaren eerder beschreven. Hierbij moet vermeld worden dat men zich op dat moment nog niet bewust was van de oorzaak (Khanal en Knight, 2010). Marco Polo beschreef als eerste in 1295 een aandoening waarbij zijn paarden necrotische hoefletsels vertoonden na het eten van bepaalde planten in het westen van China. Dit gebied, waar de bodem rijk was aan selenium, moet de oorzaak geweest zijn van de seleniumintoxicatie (selenosis) bij zijn paarden (James et al., 1991). Pedro Simon, een Colombiaanse pater, beschreef in 1560 een aandoening die heden ten dage herkend wordt als selenosis. In bepaalde gebieden van Colombia was de maïs namelijk dermate giftig dat haarverlies en andere abnormaliteiten werden teruggevonden bij landbouwdieren. Noch Polo noch Simon waren zich bewust van de werkelijke oorzaak van deze ziekte. Naar alle waarschijnlijkheid beschouwde men dit als een onfortuinlijk verlies of een straf van God. Hun manier om met dit probleem om te gaan, bestond erin om hun dieren naar andere meer veilige gebieden over te brengen. Een methode die momenteel nog altijd bij één van de meest effectieve wordt gerekend (Reilly, 2006). Drie eeuwen later in 1860 beschreef een Amerikaans legerarts een geval waarbij paarden van de cavalerie letsels aan de huid en hoeven vertoonden. Deze dieren bevonden zich in gebieden waar de lokale bevolking dezelfde letsels waarnam bij hun runderen wanneer deze bepaalde planten consumeerden (James et al., 1991). Niet enkele dieren, maar gehele kuddes werden aangetast. Al snel benoemde men deze planten als “locoweeds”, verwijzend naar het Spaanse woord “loco”, dat gek betekent (Reilly, 2006). Dit fenomeen werd in de volksmond “alkali disease” genoemd omdat het geassocieerd werd met alkalische bodems. Aangezien de ernst van deze aandoening niet te onderschatten was, werd in 1920 een onderzoek gestart naar de oorzaak van dit probleem. H.G. Knights kwam in 1930 met het idee dat selenium de oorzaak zou kunnen zijn. Dit werd in de loop der jaren al snel bevestigd door tal van andere wetenschappers. Deze stelden vast dat selenium naast zijn voorkomen in de bodem, in bepaalde gebieden kan worden geaccumuleerd in zogenaamde accumulatorplanten. Dit, in combinatie met de beschrijving van toxische effecten die selenium had op dieren, leverde het bewijs dat seleniumintoxicatie de oorzaak was van deze “alkali disease” (James et al., 1991).
3
Een geval van chronische seleniumintoxicatie werd voor het eerst beschreven in 1930 bij een kudde runderen op een bedrijf in de Verenigde Staten. In daaropvolgende studies bij runderen, varkens en paarden werd bevestigd dat een chronische seleniumintoxicatie kan leiden tot veranderingen in hoeven en haren van de dieren (O’Toole en Raisbeck, 1995). Over het voorkomen van seleniumintoxicaties bij runderen in België kan men enkel melden dat aan de Universiteit Gent, in het Laboratorium voor Toxicologie van de Faculteit Diergeneeskunde, een seleniumdeficiëntie veel vaker gediagnosticeerd wordt in vergelijking met een seleniumintoxicatie. Desondanks het feit dat seleniumdeficiënties met 52.2% de kroon spannen, vindt men in 21.7% van de gevallen toch een seleniumintoxicatie terug (Vandenbroucke et al., 2010). 2.2. BRONNEN VAN SELENIUM Selenium kan op diverse manieren door het rund worden opgenomen. Dit kan onder andere via de bodem, het water, het rantsoen van het dier en supplementatiemethoden zoals intramusculaire injectiepreparaten, reticulo-ruminale bolussen of pellets en diverse mineralenmengsels. 2.2.1. Bodem en water Aanwezigheid van selenium in de bodem kan aanleiding geven tot opstapeling in planten (zie verder) waardoor het kan worden opgenomen door het dier (Rogers et al., 1990). De verklaring hiervoor berust op het feit dat selenium gevoelig is aan bio-accumulatie waardoor selenium in plant en dier in veel grotere concentraties wordt opgeslagen dan dat het in de natuur voorkomt (Khanal en Knight, 2010). Gemiddeld bevat het aardoppervlak 0.1 mg/kg selenium. Hier moet echter bij vermeld worden dat afhankelijk van het gebied, hogere of lagere gehaltes kunnen voorkomen (James et al., 1991). Typisch voor bodems die veel selenium bevatten is dat het meestal gaat om bodems met een alkalische pH, vandaar de naam “alkali disease”. Deze hoge pH bevordert de vorming van selenaat hetgeen gemakkelijk door de plant kan worden opgenomen (Reilly, 2006). Meestal zijn dit ook droge gebieden waar zeer weinig neerslag valt per jaar (Davis et al., 2011a). Volgens Reis et al. (2010) is dit te verklaren doordat in deze gebieden minder uitloging is van selenium. Om deze reden zien we een stijging van de concentratie van selenium in de bodem en bijgevolg ook in planten. Selenium kan in de bodem aanwezig zijn als elementair, sterk onoplosbaar selenium dat niet opgenomen kan worden door planten. Anorganische vormen zoals selenaat en seleniet zijn daarentegen zeer goed oplosbaar en worden goed opgenomen door planten (James et al., 1991). In de plant zelf kan selenium ingebouwd worden in eiwitten, onder de vorm van organisch selenium. De belangrijkste gebieden waar hoge seleniumwaarden in de bodem beschreven zijn, bevinden zich in Amerika, Australië, China, Oost-Europa, Israël, Mexico, India en Ierland (Rogers et al., 1990). Daarnaast zijn er ook vermeldingen van selenium-rijke gebieden in Canada en Zuid-Afrika (Radostits et al., 2000). Naar alle waarschijnlijkheid is selenium in de bodem terechtgekomen via selenium-bevattende leisteen. Wanneer men in gebieden met deze leisteen aan overdadige irrigatie doet, lost het selenium op en kan dit in de bodem terechtkomen. Andere oorzaken van seleniumdepositie in de bodem zijn mijnbouw, verbranding van steenkool en de verbranding van huishoudelijk afval (Davis et al., 2011a). Het spreekt bovendien voor zich dat in selenium-rijke gebieden het water ook een bron is van
4
anorganisch selenium (seleniet en selenaat). Bij opname van water uit deze gebieden bestaat er altijd een risico op een seleniumintoxicatie. Om een selenosis te voorkomen is het daarom aangeraden om runderen af te schermen van waterbronnen die meer dan 0.5 mg/kg selenium bevatten (Anonymous, s.d.). 2.2.2. Planten Verscheidene plantensoorten hebben de eigenschap om selenium op te nemen vanuit de bodem. Deze planten plaatst men onder de noemer van accumulatorplanten. Soorten zoals Astragalus nemen dit sporenelement in zeer hoge mate op (1000 tot 10000 mg/kg) omdat het een essentieel element is voor de groei van de plant. Er zijn echter ook plantensoorten zoals Aster en Atriplex die selenium, wanneer aanwezig in de bodem, in lagere hoeveelheden opnemen. Deze soorten behoren ook tot de accumulatorplanten maar zijn niet afhankelijk van selenium wat betreft hun groei. Bijgevolg kunnen ze ook groeien in gebieden waar geen selenium in de bodem aanwezig is. Typisch voor accumulatorplanten is het afscheiden van een zeer sterke geur en het erg onsmakelijk zijn van de plant. Hierdoor worden deze planten in normale omstandigheden niet snel door dieren opgenomen. Wanneer er echter een tekort aan voedsel ontstaat dan kunnen de dieren wel geneigd zijn om deze planten op te nemen met eventuele symptomen van seleniumintoxicatie tot gevolg. Het voorkomen van deze accumulator-planten situeert zich voornamelijk in Amerika waar bepaalde gebieden zeer rijk zijn aan selenium. Naast deze accumulatorplanten zijn er ook meldingen van voedergewassen, zoals granen en grassen, die in seleniumrijke gebieden tot 50 mg/kg selenium kunnen opstapelen met selenosis tot gevolg (Aitken, 2001). Na de absorptie van selenium bouwt de plant het in bepaalde aminozuren in waarbij zwavel wordt vervangen door organisch selenium, aangezien het dezelfde chemische structuur heeft (Fig. 1). Het meest voorkomende aminozuur dat selenium inbouwt is methionine, met vorming van selenomethionine (Christensen, 2006). Eenmaal gevormd, wordt selenomethionine gemakkelijk ingebouwd in de eiwitten van de plant. Als gevolg hiervan is selenomethionine de belangrijkste organische vorm van selenium die men in de plant terugvindt (Sunde, 2006). Fig. 1: Omvorming van methionine tot selenomethionine (uit Christensen, 2006) Ondertussen heeft men de planten ingedeeld in drie groepen naargelang hun vermogen om selenium op te nemen. Men spreekt hier over primaire selenium-accumulatorplanten, secundaire seleniumaccumulatorplanten en non-accumulatorplanten. Belangrijk om weten is dat deze indeling niet volledig is. Sommige planten kunnen namelijk in verschillende van deze groepen voorkomen (James et al., 1991). 2.2.2.1. Primaire selenium-accumulator planten Planten behorende tot deze groep zijn gekenmerkt door het feit dat ze tot duizenden mg/kg selenium kunnen bevatten. Men noemt deze planten ook wel eens indicatorplanten. Kenmerkend voor deze
5
groep is de nood aan selenium voor de groei van de plant (Reis et al., 2010; Safdar, 2010). Selenium is in deze planten meestal aanwezig in de vorm van selenaat of organische vormen met laag moleculair gewicht en wordt niet ingebouwd in eiwitten van de plant. Planten die tot deze groep gerekend worden, behoren tot de genera Astragalus, Machaeranthera, Haplopappus en Stanleya (James et al., 1991). 2.2.2.2. Secundaire selenium-accumulator planten De planten die tot deze groep behoren, verschillen van de primaire selenium-accumulator planten doordat ze minder selenium kunnen bevatten (slechts enkele honderden mg/kg) en niet afhankelijk zijn van selenium met betrekking tot hun groei (Reis et al., 2010; Safdar, 2010). Wat wel overeenkomt met de vorige groep is dat ook hier de wateroplosbare vormen zoals selenaat en organische vormen het meest gezien worden. Bij deze groep rekent men de genera Aster, Atriplex, Castilleja, Commandra, Gyria, Grindelia, Gutierrezia, Machaeranthera en Mentzelia (James et al., 1991). 2.2.2.3. Non-accumulator planten Tot deze groep rekent men planten die niet meer dan 50 mg/kg selenium bevatten zoals grassen, granen, alfalfa (de ontkiemende zaden van luzerne) en struiken (James et al, 1995). Ondanks de veel lagere hoeveelheid selenium in vergelijking met de twee groepen die eerder werden besproken, is deze groep verantwoordelijk voor de meeste seleniumintoxicaties. Een verklaring hiervoor ligt in het feit dat deze planten tot het gewone rantsoen van een dier behoren (Tabel 1) en niet onsmakelijk zijn of een afwijkende geur vertonen zoals accumulatorplanten (James et al., 1991).
6
Tabel 1. Analyse van de hoeveelheid selenium (mg/kg) in diervoeders afkomstig van seleniumrijke gebieden (naar Anonymous, 2008)
VOEDING
HOEVEELHEID Se
HOEVEELHEID Se
VOEDING
(mg/kg)
(mg/kg)
Alfalfa
0.32 - 0.37
Gerst
0.11 - 0.22
Draf
0.70
Maïs (spoeling)
0.48
Maïs (gluten meel)
1.11
Maïs (graan)
0.08
Katoenzaad
10.0
Vismeel
1.4 - 2.4
Lijnzaad
0.9
Haver (graan)
0.26
Haver (hooi)
0.17
Haver (silage)
0.01
Raapzaad
1.05
Sorghum silage
0.21
Sojabonen
0.11
Zonnebloemmeel
2.13
Tarwe (zacht, wintergraan)
0.05
Tarwe (hard, wintergraan)
0.45
Weide
0.06
Gist
0.98 - 1.08
2.2.3. Supplementen Selenium kan via supplementaire toediening aan het dier verstrekt worden. In selenium-deficiënte gebieden is supplementatie van absoluut belang omwille van het feit dat selenium een essentieel sporenelement is. Omwille van de onvoorspelbare opname van het individuele dier mag men niet vertrouwen op supplementen waarover het dier ad libitum beschikt. Deze opname kan immers van dier tot dier zeer sterk verschillen en zo in bepaalde gevallen leiden tot een seleniumtoxicosis. Selenium kan gesupplementeerd worden aan de hand van mineralen/vitaminen supplementen, likblokken, injectiepreparaten, intraruminale bolussen of pellets (Hemmingway, 2003). Verder wordt er ook melding gemaakt van anthelmintica die selenium bevatten (Rogers et al., 1990). De meest gebruikte seleniumbronnen zijn de anorganische vormen natriumseleniet en natriumselenaat. Met betrekking tot de intramusculaire injectiepreparaten heeft men de keuze tussen kort- en langwerkende preparaten. Deze laatste hebben het voordeel dat er minder frequent dient geïnjecteerd te
worden
hetgeen
economisch
gezien
voordeliger
is.
Hiervoor
zijn
speciale
barium-
selenaatoplossingen op de markt gebracht waarbij de richtdosis op 1,0 mg Se/kg lichaamsgewicht is vastgelegd (Hemmingway, 2003). Bij onzorgvuldig gebruik van deze injectiepreparaten kan men door
7
een overdosering een seleniumintoxicatie veroorzaken (Tabel 2) (Khanal en Knight, 2010). Wood (2010) beschrijft ter illustratie van deze materie een geval waarbij 21 polopaarden stierven na het toedienen van een preparaat dat foutief geformuleerd was door het farmaceutisch bedrijf. De dierenarts in kwestie had de juiste dosering toegediend, maar door een fout van de producent werden de paarden overgedoseerd. Dit illustreert des te meer het gevaar van een supplementatie met selenium. Op het gebied van seleniumbevattende reticulo-ruminale bolussen en pellets, heeft men bolussen/pellets ontwikkeld die continu een constante hoeveelheid Se vrijstellen (Hemmingway, 2003). Tabel 2. Toxische dosis van selenium voor rund, paard, schaap en varken (naar Reis et al., 2010) Diersoort
Dosis selenium die als toxisch wordt beschouwd
Geobserveerd effect
Toediening van 1,2 mg Se/kg lichaamsgewicht
Letale dosis
Toediening van 0,5 mg Se/kg lichaamsgewicht
Rund
Mortaliteit bij 67% van de kalveren
Voeder met ≥ 200 mg Se/kg voeder
Acute intoxicatie
Voeder met 10-20 mg Se/kg LG
Acute intoxicatie
Voeder met 5-40 mg Se/kg voeder
Chronische intoxicatie Verminderde gewichtswinst, spierdegeneratie met een
Dagelijkse supplementatie met 6,4 mg Se/rund
stijging van serum creatinine kinase (CK)
Dagelijkse toediening van 0,99 en 1,49 mg natriumseleniet/kg lichaamsgewicht 6-8 mg Se/kg lichaamsgewicht Dagelijkse toediening van 0,50 mg natriumseleniet/kg Paard
lichaamsgewicht
Letale dosis
Letale dosis
Acute intoxicatie
Dagelijkse toediening van 0,37 mg natriumseleniet/kg
Subacute tot chronische
lichaamsgewicht
intoxicatie
Toediening van 1,6 mg Se/kg lichaamsgewicht
Letale dosis
Toediening van 0,8 mg Se/kg lichaamsgewicht
Intoxicatie
1-2 mg Se/kg lichaamsgewicht
Letale dosis
Schaap
Varken
8
2.3. TOXICOKINETIEK 2.3.1 Absorptie De absorptie van selenium bij herkauwers ligt beduidend lager dan bij monogastrische dieren. De verklaring hiervoor is dat de micro-organismen in de pens selenium omvormen tot onoplosbare vormen. Hierbij wordt anorganisch selenium gemakkelijker omgevormd dan organisch selenium. Een koolhydraatrijk dieet zal dit proces bevorderen terwijl een dieet rijk aan ruwvoer dit proces zal afremmen. Naast deze conversie naar onoplosbare vormen, bouwen de micro-organismen ook selenium in hun eiwitten in (National Research Council, 1983). Studies toonden aan dat bij herkauwers de absorptie het meest uitgesproken is in de dunne darm en het caecum terwijl er in de pens en de lebmaag geen absorptie plaatsvindt (National Research Council, 1983). Voornamelijk het duodenum zou belangrijk zijn bij de absorptie. Hierbij is er geen feedbackmechanisme om de geabsorbeerde hoeveelheid selenium te beperken. Dit werd aangetoond in een studie waarbij men vaststelde dat 95% van de toegediende dosis selenium werd geabsorbeerd vanuit het duodenum, onafhankelijk van het feit of het om een lage of hoge dosis selenium ging (Anonymous, 2008). Elementair selenium is het minst biologisch beschikbaar gevolgd door anorganische
vormen
zoals
seleniet
en
selenaat.
Organisch
selenium
(selenomethionine,
selenocysteïne) is het best absorbeerbaar. Naast de intestinale resorptie van selenium zijn er ook studies die notie geven over een inhalatieabsorptie en dermale absorptie (Calello, 2006). 2.3.2. Distributie Wanneer selenium eenmaal is geabsorbeerd staat het selenide anion centraal in het metabolisme. Dit wordt gevormd vanuit geabsorbeerd selenium via een reductieproces dat gekatalyseerd wordt door het selenoenzyme thioredoxin reductase. Glutathione en glutathione reductase kunnen mogelijks ook deze reductiereactie katalyseren. De meest voorkomende cellen waarin deze reactie kan plaatsvinden, zijn de erythrocyten en intestinale cellen, maar de reactie kan ook in andere weefsels voorkomen (Sunde, 2006). Vanuit deze centrale positie kan het selenide anion vervolgens drie wegen opgaan (Fig. 2) (Calello, 2006). Ofwel wordt het via de bloedbaan getransporteerd naar de lever, waar het aminozuur selenocysteïne gevormd wordt. Dit aminozuur is gelijkaardig aan cysteïne met als verschil dat zwavel vervangen wordt door selenium. Onder deze vorm is selenium terug te vinden in de spieren. Daarnaast worden in de lever vanuit selenocysteïne samen met andere aminozuren de zogenaamde selenoproteïnen gevormd zoals glutathione peroxidase en
triiodothyronine.
De
selenoproteïnen
worden
vrijgesteld in de bloedbaan en getransporteerd naar verschillende weefsels (Christensen, 2006). Fig. 2: Humaan selenium metabolisme (uit Calello, 2006)
9
Een andere mogelijkheid is de binding van selenium aan plasmaproteïnen zoals albumine of globuline (Calello, 2006). Deze binding is niet energieafhankelijk en er is geen nood aan proteïnesynthese (National Research Council, 1983). Als derde mogelijkheid is er een hepatische methylering van het selenide anion. Hierbij worden niet toxische excretiemetabolieten gevormd met als belangrijkste het trimethylselenide (Calello, 2006). Na distributie wordt de grootste concentratie van selenium teruggevonden in de nieren (Tabel 3) gevolgd door de lever, spieren, milt en pancreas. Naast deze weefsels kunnen intestinale weefsels, longweefsels en haren ook relatief hoge concentraties van selenium bevatten. De hartspier bevat meer selenium dan de skeletspieren. Zenuwweefsel daarentegen bevat altijd lage concentraties (National Research Council, 1983). Volgens Anonymous (1980) is de concentratie selenium in de weefsels niet constant. Een verandering van een seleniumrijk naar een seleniumarm dieet leidt in eerste instantie tot een snelle daling van seleniumspiegels in de weefsels die naar het einde toe wat afvlakt zodat de laatste restanten van selenium trager verdwijnen uit de weefsels. Tabel 3. Seleniumconcentraties in dierlijke weefsels gerelateerd aan de hoeveelheid selenium in het dieet (naar National Research Council, 1983) Se gehalte (mg/kg) in het weefsel Belangrijkste vorm Spier van selenium
Dier
Dieet en hoeveelheid Se (mg/kg)
Kalveren (20 weken)
Graandieet (0,3 mg/kg Se) Plus 0,1 mg/kg Se (seleniet) Plus 1,0 mg/kg Se (seleniet)
Organisch Anorganisch Anorganisch
Kalveren (8 maanden)
Ruwvoer + krachtvoer Plus 0,1 mg/kg Se (seleniet) Plus 0,2 mg/kg Se (seleniet)
Stieren (470 kg)
Ruwvoer en granen (0,20 mg/kg Se) (0,20 mg/kg Se) (0,30 mg/kg Se) (0,30 mg/kg Se)
Stieren (246kg)
Basisdieet van graan en hooi (0,11 mg/kg Se) Plus 0,55-1,10 mg Se/kg lichaamsgewicht, dagelijks gedurende 18 weken
Lever
Nier
0,50 0,46 0,84
0,91 0,89 2,66
2,70 2,78 3,76
110 110 180
Organisch Anorganisch Anorganisch
0,03 0,04 0,04
0,09 0,11 0,11
1,01 1,22 1,29
21 22 24
Test Anorganisch Organisch Anorganisch Organisch
Test 0,086 0,14 0,10 0,14
0,38 0,50 0,44 0,50
1,37 1,46 1,37 1,58
65 76 73 91
Spier Organisch Anorganisch
Lever
0,07-0,11 1,13-1,20
Plasma Se (µg/l)
Nier 1,08-1,32
0,10-0,70 5,00-12,30 2,55-4,37
10
Daarenboven is het niet alleen de concentratie aan selenium in het voeder die een bepalende rol speelt voor de weefselconcentratie, maar ook de chemische vorm van het opgenomen selenium. Over het algemeen wordt organisch selenium in hogere concentraties in de weefsels opgestapeld dan anorganische vormen van selenium. Dierlijke weefsels bezitten echter wel het vermogen om anorganisch selenium om te zetten tot organische vormen van selenium. Verder speelt ook de vroegere seleniumopname een rol. Wanneer de weefsels reeds verzadigd zijn met selenium door een voorgaande seleniumopname, dan zal de retentie van een daaropvolgende dosis negatief beïnvloed worden. Dient men gelijktijdig met een dosis selenium een hoge dosis zwavel toe, dan ziet men een drievoudige stijging van de urinaire excretie van selenium met een verlaging van de concentratie selenium in het bloed tot gevolg. Arseen oefent een gelijkaardig effect uit. Studies tonen aan dat arseen leidt tot een verhoogde biliaire excretie van selenium met een daling van de weefselspiegels tot gevolg. Omgekeerd zorgt selenium ook voor een verhoogde biliaire excretie van arseen. Verder zijn er ook nog studies die aantonen dat het seleniummetabolisme negatief kan beïnvloed worden door metalen zoals koper, kwik, cadmium, thallium, zilver, lood en cobalt (National Research Council, 1983). Christensen (2006) vermeldt dat calcium een positief effect heeft op de absorptie van selenium. 2.3.3. Eliminatie Op het vlak van eliminatie is er een verschil terug te vinden tussen herkauwers en monogastrische dieren. Onafhankelijk van het feit of selenium oraal of parenteraal is toegediend, zal bij monogastrische dieren de urinaire excretie steeds de belangrijkste weg zijn. Bij herkauwers daarentegen is dit enkel het geval wanneer men een parenterale toediening heeft gebruikt. Maakt men gebruik van een orale toedieningsweg, dan is excretie via de faeces de belangrijkste eliminatieroute. Ongeveer een drietal dagen na de toediening van selenium wordt de piek van urinaire excretie bereikt. De toegediende dosis selenium alsook de seleniumstatus van het dier zullen een invloed hebben op de snelheid van eliminatie alsook op de hoeveelheid selenium die geëlimineerd wordt. Trimethylselenide is de belangrijkste urinaire metaboliet van selenium en wordt beschouwd als een detoxificatieproduct van selenium (National Research Council, 1983). Deze metaboliet wordt verkregen vanuit een hepatische methylering van het selenide anion (Calello, 2006). Daarnaast is er ook sprake van een dimethylselenide dat in kleine volatiele hoeveelheden wordt geëlimineerd via de ademhaling en het zweet van het dier. Deze component is verantwoordelijk voor de typische lookgeur die eigen is aan dieren met een seleniumintoxicatie (Calello, 2006). Selenium in de faeces is afkomstig van biliaire excreties, secreties van de darmen en de pancreas en van niet-geresorbeerd selenium (Anonymous, 1980). Het selenium dat wordt geëlimineerd via de faeces van herkauwers, bevindt zich in een onoplosbare vorm die moeilijk beschikbaar is voor de opname door planten (National Research Council, 1983).
11
2.4. TOXICITEIT 2.4.1 Werkingsmechanisme Selenium is een structurele component is van twee belangrijke enzymsystemen: type I-deiodinase en glutathione peroxidase (Binnerts et al., 1993). Enzymen die in hun structuur selenium bezitten, worden ook seleno-enzymen genoemd (Kumar et al., 2008). Type-I-deiodinase is noodzakelijk voor de vorming van actief thyroid hormoon dat belangrijk is voor de regulatie van de lichaamstemperatuur, het metabolisme, de bloedcirculatie en spierfuncties (Anonymous, 2008). Het deiodinase zorgt voor de activatie van het prohormoon T4 naar het actieve schildklierhormoon T3 alsook voor de inactivatie van T3 naar T2. Dit enzym, dat voornamelijk in de lever, nier en schildklier voorkomt, is verantwoordelijk voor 80% van de T3-productie. De andere 20% wordt gevormd door het type-II-deiodinase en het type-III-deiodinase. In tegenstelling tot het type-I-deiodinase zijn deze twee enzymen niet afhankelijk van selenium voor hun werking. Wanneer er een tekort is aan selenium wordt enkel het type-Ideiodinase geremd in zijn werking. Na supplementatie met selenium zal het enzym zijn activiteit terugwinnen. Er dient wel gelet te worden op het feit dat een te hoge seleniumconcentratie een inhibitorisch effect zal hebben op het type-I-deiodinase met een daling van het schildklierhormoon tot gevolg (Kumar et al., 2008). Glutathione peroxidase, met selenium als structurele component, is daarentegen noodzakelijk voor de neutralisatie van mogelijk toxische peroxiden van het lichaamsmetabolisme (Binnerts et al., 1993). Vrije radicalen zoals waterstof peroxiden, die ontstaan bij stress, verwondingen of aanwezigheid van toxines, hebben een extra vrij elektron. Hierdoor zijn ze in staat om elektronen te onttrekken van chemische structuren die deel uitmaken van de celmembraan (= peroxidatie). Deze chemische structuren worden op hun beurt geactiveerd en kunnen vervolgens elektronen van naburige chemische structuren onttrekken. Zo wordt een proces opgestart dat zelfonderhoudend is en schade aan cellulaire membranen veroorzaakt (Christensen, 2006). Glutathione peroxidase en vitamine E helpen
deze
schade
voorkomen.
Glutathione peroxidase doet dit door het waterstofperoxide water
(Fig.
3),
te
converteren
waarbij
naar
gereduceerd
glutathione wordt omgezet tot geoxideerd glutathione (Fig. 4) (Calello, 2006). Door de beschermende werking van vitamine E en glutathione
peroxidase
tegen
deze
oxidatieve schade, zijn het beiden zeer nuttige antioxidanten om het lichaam tegen oxidatieve stress te beschermen. Fig. 3: Werking glutathione peroxidase en vitamine E (uit Christensen, 2006)
12
Fig. 4: Werking glutathione peroxidase (uit Higdon et al., 2007)
De glutathione peroxidase concentratie in het dier is rechtstreeks afhankelijk van de seleniumstatus van het dier (Anonymous, 2008). Wanneer selenium echter in overmaat door het dier wordt opgenomen zien we over het algemeen twee effecten. Als eerste is er een onmiddellijke remming van de cellulaire oxidatie/reductie reacties ten gevolge van een glutathione depletie, hetgeen zal leiden tot een veralgemeende acute cytotoxiciteit. Dergelijke oxidatieve stress doet zich voornamelijk voor bij acute intoxicaties. Als tweede effect is er de vervanging van zwavel in het lichaam door selenium. Dit wordt voornamelijk gezien bij chronische gevallen van seleniumintoxicatie. Vervanging van zwavel in zwavel-bevattende aminozuren zoals methionine leidt tot stoornissen in de celdeling en groei van cellen. De meest gevoelige cellen hiervoor zijn de keratinevormende keratinocyten en het keratine zelf. Dit verklaart waarom bij een seleniumintoxicatie een verzwakking van de klauwen en haren kan waargenomen worden. Wanneer deze klauwen en haren aan zware mechanische stress onderhevig zijn, hebben ze de neiging om te breken (Safdar, 2010). Raideep et al. (2003) voerde een experiment uit waarbij 0.25 mg/kg LG natriumselenaat gedurende 16 weken aan kalveren werd toegediend. Deze dosis resulteerde in de typische tekenen van een subacute selenosis waarbij er een duidelijke stijging van de bloedseleniumspiegel vastgesteld werd. Als gevolg daarvan was er gelijktijdig een stijging van de erythrocytaire glutathione peroxidase activiteit waar te nemen. De bloedglutathionespiegels daarentegen waren verlaagd van 13.4 µg/ml naar 11.8 µg/ml. De door selenosis veroorzaakte oxidatieve stress werd aangetoond door een drievoudige stijging van de peroxidatie van vetten. Daarnaast was er een verhoogde activiteit van enzymen zoals glutathione-S-transferase, glutathione reductase, superoxide dismutase en catalase. Bevindingen als deze steunen de hypothese dat de pro-oxidatieve kenmerken van selenium een belangrijke rol spelen in zijn toxiciteit. 2.4.2 Factoren met een invloed op de toxiciteit Verschillende factoren met een invloed op de toxiciteit van selenium zijn beschreven. Zo zou sulfaat in de voeding de toxiciteit van selenaat kunnen verlagen. Voor seleniet en organische vormen van selenium is dit echter niet het geval. Wanneer er een voldoende hoeveelheid vitamine E in de voeding aanwezig is, kan methionine beschermend werken. Zoals eerder vermeld zorgen zwavel en arseen voor een verhoogde urinaire respectievelijk biliaire excretie met een verminderde toxiciteit tot gevolg. Daarnaast zijn er ook gegevens van factoren zoals kwik, cadmium, koper en zilver die een negatief effect op de toxiciteit zouden hebben (Anonymous, 1980).
13
2.5. VERBAND MET VITAMINE E Vitamine E en selenium zijn sinds de vaststelling dat selenium levernecrose zou voorkomen, onverbiddelijk aan elkaar gelinkt. De overlappende rol van deze twee nutriënten werd verschillende malen aangetoond. Studies toonden aan dat een gecombineerde selenium en vitamine E deficiëntie zorgde voor verhoogde concentraties aan malondialdehyde in de weefsels hetgeen voortkomt uit de aanval van vrije radicalen op meervoudig onverzadigde vetzuren (Sunde, 2006). Zoals reeds eerder vermeld zijn vitamine E en glutathione peroxidase beiden antioxidanten die schade, veroorzaakt door vrije waterstofperoxiden, trachten te voorkomen. Vitamine E voorkomt dat deze vrije radicalen gevormd worden, maar zelfs wanneer vitamine E in voldoende mate aanwezig is, kunnen enkele radicalen hieraan ontsnappen. Glutathione peroxidase vernietigt op zijn beurt deze radicalen alvorens ze schade aan membranen kunnen veroorzaken (Anonymous, 2008). Volgens Christensen (2006) zou vitamine E de vrije radicalen, die steeds nieuwe radicalen vormen in de membraan, opvangen en zo de kettingreactie stoppen. Aangezien vitamine E en selenium (als component van glutathione peroxidase) hetzelfde doel hebben, is er een relatie tussen de twee verbindingen waarbij de ene in geringe mate de andere kan vervangen en omgekeerd. Selenium bewaart de integriteit van de pancreas, hetgeen leidt tot een normale vitamine E absorptie en een normale vetvertering. Het zorgt via glutathione peroxidase ook voor een beperking van de hoeveelheid vitamine E die nodig is om de celmembranen intact te houden. Verder helpt het ook bij de retentie van vitamine E in de bloedbaan. Vitamine E op zijn beurt draagt zorg voor het behoud van selenium in een actieve vorm en voorkomt lichaamsverliezen van selenium. Door zijn aanwezigheid vermindert het ook de nood aan glutathione peroxidase om de celmembranen te beschermen (Anonymous, 2008). 2.6. KLINISCHE SYMPTOMEN EN PATHOLOGISCHE BEVINDINGEN Zowel bij een spontane uitbraak
als bij een experimenteel geïnduceerde uitbraak
van
seleniumintoxicatie bestaat er een grote verscheidenheid in de klinische symptomen die beschreven worden. Dit kan deels verklaard worden door de variatie in hoeveelheid opgenomen selenium. Een andere mogelijke reden is het fysiologische verschil tussen de verschillende diersoorten (Aitken, 2001). Over het algemeen deelt men de seleniumintoxicaties in drie groepen in. Hiertoe behoren de acute seleniumintoxicatie, de subacute seleniumintoxicatie of “blind staggers” en de chronische seleniumintoxicatie of “alkali disease” (James et al., 1995; Beasly, 1999; Aitken, 2001). 2.6.1. Acute seleniumintoxicatie Deze vorm van seleniumintoxicatie wordt meestal gezien wanneer een dier een grote hoeveelheid van de zogenaamde accumulatorplanten opneemt in een vrij korte periode. Gelukkig doet dit probleem zich enkel voor wanneer dieren zodanig uitgehongerd zijn dat ze de onsmakelijke planten toch opnemen (National Research Council, 1983). Een andere mogelijke oorzaak is de onopzettelijke en foutieve toediening van een overdosis selenium oraal of parenteraal (National Research Council,
14
1983). Dit kan voorkomen wanneer men fouten maakt bij het inmengen van selenium in diervoeders of bij het doseren van een injectiepreparaat (Khanal en Knight, 2010). 2.6.1.1. Rund 2.6.1.1.1. Klinische symptomen Een acute seleniumintoxicatie bij het rund resulteert meestal in een vergaande uitputting en depressie en een sterk bemoeilijkte ademhaling met erge dyspnee. Deze leidt finaal tot de dood omwille van het respiratoir falen (Beasly, 1999; National Research Council, 1983). Verder zijn er ook meldingen van overvloedig speekselen, braken, donker gekleurde waterige diarree, abdominale pijn, spiertremor en plotse dood (Radostits et al., 2000; Aitken, 2001). Reis et al. (2010) beschrijven een geval van runderen met koorts, mydriasis en bleke mucosae. Eventuele andere symptomen zijn een abnormale houding van het dier, een afwijkende gang, en een verhoogde pols en ademhaling (James et al., 1991). Dieren met een afwijkende gang wandelen waggelend over een kleine afstand, stoppen en nemen een typische houding aan, waarbij ze hun kop en oren wat laten hangen (Reilly, 2006; Davis et al., 2011a). Zeer kenmerkend voor alle diersoorten met een acute seleniumintoxicatie is de typische lookgeur die de dieren produceren. Deze is zoals hoger vermeld het gevolg van de excretie van vluchtige gemethyleerde seleniummetabolieten via huid en longen (National Research Council, 1983; Mihajlovic, 1992). In een studie waarbij men bij kalveren een acute seleniumintoxicatie induceerde door
gebruik
te maken van
een
intramusculaire injectie met natriumseleniet
(2
mg/kg
lichaamsgewicht), toonde men aan dat deze dieren zeer traag en vermoeid waren. Verder werd een gebrek aan eetlust en het niet in staat zijn om recht te staan gezien. In een verder gevorderd stadium vertoonden de dieren dyspnee. Binnen de twaalf uur stierven alle kalveren ten gevolge van de seleniumintoxicatie (MacDonald et al., 1981). 2.6.1.1.2. Post mortem bevindingen De belangrijkste bevindingen zijn petechiën op het endocard, congestie en diffuse hemorragische bloedingen in de longen, enteritis en passieve stuwing van de lever (James et al., 1991; Gill et al., 2003). Endocarditis, myocarditis en vettige degeneratie met focale necrose van de lever zijn ook in de literatuur terug te vinden (Mihajlovic, 1992). Tevens vindt men vaak stuwing van de nieren terug (National Research Council, 1983). Bij herkauwers kan een gestuwde boekmaag met een hemorragisch uitzicht van de boekmaagwand voorkomen. Daarnaast zijn er meldingen van intestinale bloedingen, proctitis en colitis (Anonymous, 1980). MacDonald et al. (1981) beschreven een reactie van oedeem en stuwing ter hoogte van de injectieplaats na een experimentele inductie van een acute seleniumintoxicatie. Histopathologisch vond men hier een acute myositis terug en noteerde men pulmonaire congestie en alveolair oedeem.
15
2.6.1.2. Schaap Bij het schaap ziet men een vergaande depressie, erge dyspnee en bloederige schuimige mucus aan mond en neusgaten. Finaal zal dit leiden tot uitputting van het dier met de dood tot gevolg (Aitken, 2001). Daarnaast zijn er ook gevallen beschreven waarbij dieren hyperacuut stierven zonder voorafgaande symptomen (James et al., 1991; Aitken, 2001). 2.6.1.3. Varken Het belangrijkste symptoom dat men bij het varken waarneemt, is decubitus ten gevolge van een paralyse van de achterpoten. Sommige dieren kunnen zelfs verzwakken op de vier ledematen. Desondanks hun decubitus blijven de dieren alert en nemen zij voedsel op wanneer het hen gepresenteerd wordt. Indien de dieren niet op natuurlijke wijze sterven, is euthanasie vaak noodzakelijk omwille van de blijvende decubitus van het dier (Aitken, 2001). 2.6.1.4. Paard Hier dient vermeld te worden dat er bij het paard geen beschrijvingen zijn van spontane acute seleniumintoxicaties. De huidige kennis berust enkel op wetenschappelijk onderzoek met experimenteel geïnduceerde intoxicaties. Belangrijke symptomen zijn overvloedig zweten, diarree, tachycardie, tachypnee, depressie en milde koliek. Uiteindelijk leidt dit tot sterfte van het dier (Aitken, 2001). 2.6.2. Subacute seleniumintoxicatie ( “blind staggers”) Deze aandoening wordt naar alle waarschijnlijkheid veroorzaakt door toxines en niet door selenium. Als gevolg hiervan stelt men zich de vraag of de “blind staggers” wel thuis horen in de categorie van seleniumintoxicaties (Aitken, 2001). Volgens O’Toole et al. (1996) heeft men in het verleden vaak foutief de link gelegd tussen selenium en de aandoening die oftalmologische en neurologische symptomen
geeft.
Mogelijk
zou
het
hier
kunnen
gaan
om
een
sulfaatgerelateerde
polioencephalomalacie (PEM) waarvan de klinische symptomen sterk overeenkomen met deze van de zogenaamde “blind staggers”. Andere beschrijvingen van “blind staggers” kunnen dan weer gelinkt worden aan boosaardige catarraal-koorts. Er zijn zelfs aanwijzingen dat een intoxicatie met swainsonine, een alkaloide dat voorkomt in bepaalde seleniumaccumulatorplanten en gebieden rijk aan selenium, de echte oorzaak zou zijn voor “blind staggers” en niet het selenium zelf. Onder andere mogelijke oorzaken van “blind staggers” rekent men mucosal disease (vorm van BVD), uithongering, chronische laminitis, parasitaire infecties, loodvergiftiging en trombo-embolische meningoencephalitis. Deze vermoedens worden versterkt door het feit dat de associatie tussen een selenosis en een ziekte die oftalmologische en neurologische symptomen geeft, nog nooit is bewezen (O’Toole et al., 1996). Volgens James et al. (1991) moet men er zich van bewust zijn dat er nog nooit “blind staggers” experimenteel geïnduceerd werden door het gebruik van selenium.
16
2.6.2.1. Rund Bij het rund en het schaap ziet men drie duidelijke stappen in het ziekteproces. Als eerste heeft het dier last van een verminderd zicht. Dit kan als gevolg hebben dat het dier tegen objecten aanloopt of erover struikelt. In het tweede stadium is er een verzwakking van de voorpoten waarbij deze het dier niet meer kunnen ondersteunen en wordt het dier bovendien anorectisch. Finaal, in het derde stadium, zal het dier een paralyse van de tong en farynx vertonen, met het verdwijnen van de slikreflex. Bovendien wordt het dier op dat moment blind. De ademhaling is sterk bemoeilijkt, de lichaamstemperatuur is gedaald en abdominale pijn is aanwezig. Uiteindelijk sterft het dier ten gevolge van respiratoir falen (James et al., 1991; Davis et al., 2011a). Post mortem neemt men nefritis, necrose en cirrose van de lever waar alsook een impactie van de inhoud van het spijsverteringsstelsel (James et al., 1991). De eerste en tweede fase kunnen onopgemerkt voorbijgaan. Wanneer na enkele weken de derde fase van het ziekteproces wordt bereikt, zal het dier in een tijdspanne van enkele uren sterven (Anonymous, 2008). De eerste symptomen van deze aandoening zijn bijgevolg oftalmologische en neurologische symptomen zoals blindheid, “headpressing”, cirkelgang, dysfagie en paralyse (O’Toole et al., 1996). Verder ziet men naast dieren met bleke mucosae, ook dieren die overvloedig speekselen en knarsetanden (Reis et al., 2010). 2.6.2.2. Schaap Naast het rund is ook het schaap gevoelig voor een subacute selenosis. Het ziekteproces verloopt volgens dezelfde drie fases als eerder voor het rund besproken. Men neemt dieren waar met een verminderd zicht, verzwakking van de voorpoten (Fig. 5) en paralyse van de tong en farynx. Desondanks is de diagnose bij het schaap veel moeilijker te stellen dan bij het rund. Dit doordat de verschillende stappen in het ziekteproces bij het schaap niet zo goed omschreven zoals bij het rund (Anonymous, 2008). Fig. 5: Blind staggers bij het schaap (uit Anonymous, 2008) 2.6.3. Chronische seleniumintoxicatie ( “Alkali disease” ) Deze aandoening doet zich voor wanneer dieren lagere hoeveelheden aan selenium opnemen over een periode van weken of maanden. Onder lagere hoeveelheden verstaat men een seleniumopname van 5 tot 40 mg/kg voeder (National Research Council, 1983). Onder het begrip seleniumopname verstaat men in dit geval de opname van non-accumulatorplanten (James et al., 1995). 2.6.3.1. Rund 2.6.3.1.1. Klinische symptomen Chronische seleniumintoxicatie wordt bij het rund geassocieerd met een ruwe doffe vacht en het verlies van haren (Beasly, 1999). Dit valt te verklaren door het feit dat de haren afbreken ten gevolge
17
van een verminderde mechanische weerstand (zie hoger). Distaal aan de staartpunt zien we regelmatig alopecie bij de dieren (Fig. 6) (O’Toole en Raisbeck, 1995; Reis et al., 2010).
Fig. 6: Staart van een stier met een chronische seleniumintoxicatie. Het distale uiteinde vertoont alopecie (uit O’Toole en Raisbeck, 1995) Grove laesies ter hoogte van de klauwen met claudicatie tot gevolg is een tweede belangrijk symptoom (Gupta et al., 1982). Deze klauwafwijkingen beginnen aan de kroonrand en vaak ziet men eveneens barsten in de hoorn van de klauwen (Fig. 7) (Aitken, 2001). Kumar et al. (2008) beschrijft ook interdigitale laesies en een vergroting en vervorming van de klauwen. Verder ziet men een gebrek aan eetlust, gewichtsverlies, diarree en onvruchtbaarheid. Een chronische selenosis kan daarenboven leiden tot uitmergeling (Fig. 8) en sterfte (Aitken, 2001). Naast barsten in de klauwen van het rund kunnen er ook gelijkaardige barsten ontstaan in de hoornen van het dier. Hierbij zijn ook gevallen beschreven waarbij de hoorn verlengt of volledig loskomt van de onderliggende structuren (Khanal en Knight, 2010).
Fig. 8: Uitgemergeld rund als gevolg van een chronische seleniumintoxicatie (uit Aitken, 2001)
Fig. 7: Rund met dystrofische hoeflaesies (uit Aitken, 2001)
18
2.6.3.1.2. Post mortem bevindingen De laesies in de klauwen zijn gekenmerkt door hyperplasie, acanthose en parakeratose van de uiteinden van de laminae. Ter hoogte van het distaal gedeelte van de staart noteert men een atrofie van de primaire haarfollikels (O’Toole en Raisbeck, 1995). Volgens Mihajlovic (1992) kan er in vergevorderde gevallen ook sprake zijn van levercirrose, anemie en atrofie van het hart. Beasly (1999) vermeldt bovendien dat er mogelijk erosies ter hoogte van gewrichten en lange beenderen kunnen teruggevonden worden. 2.6.3.2. Schaap In tegenstelling tot andere diersoorten worden haarverlies of laesies aan de hoeven niet beschreven bij schapen. Bij het doormaken van een chronische intoxicatie, sterven deze dieren zeer vaak zonder voorafgaande klinische symptomen (Aitken, 2001). Eventueel kunnen een vermindering van de vruchtbaarheid en reproductieve prestaties voorkomen (Safdar, 2010). 2.6.3.3. Varken Het eerste symptoom dat bij het varken wordt waargenomen is een zwelling van de kroonrand van de klauwen. Deze zorgt voor scheuren in de onderhuid die kunnen leiden tot kreupelheid. Andere symptomen zijn een gebrek aan eetlust, een verminderde gewichtsaanzet en haarverlies (Aitken, 2001). 2.6.3.4. Paard Het paard is de meest gevoelige diersoort voor een chronische seleniumintoxcatie. Het eerste dat men kan waarnemen is een zwelling van de kroonrand van de hoef. Als gevolg hiervan ontwikkelt zich een kreupelheid die vaak als eerste teken door de eigenaar wordt waargenomen. Eens de aangetaste hoorn naar distaal groeit, ontstaat er een typische transversale barst in de hoefwand. Naarmate deze barst (Fig. 9) meer naar distaal komt te liggen door de groei van de hoef, neemt ook de kreupelheid van het dier toe. De pijn ten gevolge van dit letsel leidt tot een gebrek aan eetlust en gewichtsverlies van het dier. Fig. 9: Horizontale barst in de hoef wand van een paard met chronische selenosis (Aitken, 2001)
19
In een laatste fase komt het distale deel van de hoef volledig los (Fig. 10) waardoor de kreupelheid zeer snel afneemt. Voor paarden die dit stadium bereiken, is de prognose zeer gunstig. Er zijn echter wel gevallen beschreven waar, door afwijkingen aan de hoeven zoals doorgroeien of barsten van de hoeven, een laminitis kan ontstaan. Daarnaast ziet men ook vaak haarverlies voornamelijk ter hoogte van de staart en de manen in combinatie met een ruwer haarkleed (Fig. 11) (Aitken, 2001; Wood, 2010). Volgens Davis et al. (2011a) zou ook de reproductie negatief beïnvloed worden.
Fig. 10: Distale deel van de hoef dat is
Fig. 11: Typisch beeld van een paard met
afgevallen (Aitken, 2001)
een chronische seleniumintoxicatie waarbij haarverlies ter hoogte van staart en manen waargenomen wordt (Aitken, 2001)
2.6.4. Verschil en gelijkenis met seleniumdeficiëntie Terwijl selenium reeds lange tijd bekend staat om zijn toxische eigenschappen, werd de kennis dat selenium in kleine hoeveelheden essentieel is voor het lichaam, pas drie eeuwen later verworven (Anonymous, 2008). Seleniumdeficiëntie is een wereldwijd verspreid probleem en komt voor in grote delen van Noord- en Zuid-Amerika, Afrika, Europa, Azië, Australië en Nieuw Zeeland. Selenium is onder andere noodzakelijk voor de groei en de vruchtbaarheid, de productie van antilichamen en de werking van neutrofielen en lymfocyten (Khanal en Knight, 2010). Onvoldoende selenium in het rantsoen, kan bij het rund leiden tot persisterende diarree en white muscle disease bij jonge kalveren en retentio secundinarum bij het rund (James et al., 1991). Meestal is een simultane vitamine E deficiëntie noodzakelijk om tot deze aandoeningen te komen (Sunde, 2006). White muscle disease of nutritionele musculaire dystrofie wordt gekenmerkt door degeneratie van de hart- en skeletspieren. De naam white muscle disease is het gevolg van de neerslag van calciumzouten ter hoogte van de aangetaste spiercelmembranen waardoor men witte zones in de spier verkrijgt (Christensen, 2006). Deze degeneratie is de oorzaak van een stijve gang van het dier en tal van andere problemen (Anonymous, 2008). Daarnaast ziet men ook vaak een verminderde eetlust, verminderde groei, gedaalde productieresultaten en een verminderde vruchtbaarheid (Khanal en Knight, 2010).
20
2.7. DIAGNOSE EN DIFFERENTIAAL DIAGNOSE 2.7.1. Diagnostische technieken Er zijn verschillende technieken voorhanden om tot de diagnose van een seleniumintoxicatie te komen. De diagnose van een acute seleniumintoxicatie is gebaseerd op vier belangrijke punten. Als eerste dient men te denken aan recente behandelingen met selenium of een verandering in de mineralensupplementatie of voeding. Ten tweede moet men rekening houden met de klinische symptomen die waargenomen worden. De belangrijkste symptomen zijn dyspnee, collaps en sterfte. Als derde moet men kijken naar postmortale veranderingen in het lichaam van het dier. Hierbij ziet men voornamelijk focale bleke zones in het myocard, puntbloedingen op het endocard, schuimig vocht in de trachea en stuwing van de longen met diverse bloedingen (Aitken, 2001). Wanneer men deze drie stappen overlopen heeft, kan men de diagnose bevestigen door het aantonen van hoge seleniumconcentraties in de weefsels, het bloed en de voeding van het dier (Aitken, 2001; Safdar, 2010). Hiervoor maakt men gebruik van bloed, leverweefsel, nier en/of niercortex. Deze weefsels zijn het meest betrouwbaar om een seleniumbepaling op uit te voeren (Bijlage I). Dit in tegenstelling tot haar, milt, hart- en skeletspier, klauwen en longen, waarin de seleniumspiegels bij een acute intoxicatie sterk variëren tussen verschillende dieren (MacDonald et al., 1981). Volgens Aitken (2001) liggen de normaalwaarden van selenium voor de lever tussen 0.5 en 2.0 mg/kg droge stof. Bij een toxicose vindt men waarden terug tussen 2 en 20 mg/kg droge stof. In het bloed gebeurt de seleniumbepaling best door de serumconcentratie te meten (Stowe en Herdt, 1992). De seleniumconcentraties van serum bij het rund zijn zelfs onder normale omstandigheden lager dan bij andere diersoorten. Wanneer een volwassen rund een serumseleniumconcentratie van meer dan 0.275 mg/l heeft, spreekt men van een intoxicatie (Aitken, 2001). Khanal en Knight (2010) beweren daarentegen dat er pas vanaf 2 mg/l sprake is van een acute seleniumintoxicatie. Seleniumbepaling op serum wordt verkozen boven seleniumbepaling op vol bloed omdat selenium in het bloed trager reageert op veranderingen in de opname van selenium in vergelijking met het selenium dat zich in het serum bevindt. Seleniumbepaling in het bloed geeft namelijk naast de hoeveelheid selenium in het serum ook de hoeveelheid selenium in het glutathione peroxidase van de rode bloedcellen weer. Wanneer de seleniumopname toeneemt, zal selenium pas in het glutathione peroxidase ingebouwd kunnen worden wanneer oude rode bloedcellen sterven en nieuwe rode bloedcellen gevormd worden. (Stowe en Herdt, 1992). Het bloed reflecteert dus de seleniumstatus van het dier over langere termijn terwijl serum een idee geeft van de seleniumopname van de dag ervoor (Khanal en Knight, 2010). Andere hematologische veranderingen die waargenomen worden in geval van een acute intoxicatie, zijn een gedaalde hoeveelheid fibrinogeen en een gedaalde prothrombine activiteit. Daarnaast zien we een stijging van serum alkaline fosfatase, alanine aminotransferase (ALT), aspartaat aminotransferase (AST) en verminderde glutathione concentraties (Khanal en Knight, 2010).
21
Om een chronische seleniumintoxicatie te diagnosticeren maakt men gebruik van dezelfde punten als bij de acute seleniumtoxicose. Bij een chronisch geval kan men echter geen specifieke postmortale veranderingen waarnemen. Als eerste moet men wederom denken aan recente behandelingen met selenium of een verandering in de mineralensupplementatie of voeding. Ten tweede moet men rekening houden met de klinische symptomen die waargenomen worden. De belangrijkste symptomen zijn kreupelheid, een gebrek aan eetlust, gewichtsverlies, haarverlies en dystrofische klauwletsels. Als laatste punt kan men de hoge seleniumconcentraties in de weefsels aantonen zoals eerder besproken. Vermits de seleniumconcentratie in keratine van klauwen en haren een beeld geeft van de seleniumstatus over een langere periode, is dit de meest betrouwbare methode om een chronische seleniumintoxicatie aan te tonen. Concentraties gaande van 5 tot 20 mg/kg droge stof zijn indicatief voor een chronische toxicose (Aitken, 2001). Aangezien de bloedseleniumconcentratie een weerspiegeling is van de seleniumstatus van het dier over langere termijn, is dit ook een geschikte methode om een chronische seleniumintoxicatie aan te tonen (Calello, 2006). De aangewezen hoeveelheid selenium in de voeding bedraagt 0.3 mg/kg droog gewicht. Hoeveelheden boven de 5 mg/kg kunnen een chronische toxicose veroorzaken terwijl hoeveelheden boven de 25 mg/kg een acute toxicose veroorzaken (Aitken, 2001; Khanal en Knight, 2010; Safdar, 2010). Ondanks het feit dat men in diverse studies pas een toxicose kon induceren met concentraties vanaf 5 mg/kg, ligt de maximum toelaatbare concentratie van selenium in diervoeders op 2 mg/kg (Anonymous, 1980). Bijkomend kan men seleniumconcentraties bepalen in de omgeving van het dier. Zo kan men een bodemstaal nemen van zowel de ondergrond als van de toplaag en daarop een seleniumbepaling laten uitvoeren. Gronden met een seleniumconcentratie hoger dan 2 mg/kg worden als erg risicovol beschouwd (Davis et al., 2011a). Verder dient men attent te zijn op de aanwezigheid van accumulatorplanten in de weides. De aanwezigheid van deze planten kan een indicatie zijn voor een bodem met een overmaat aan selenium (Anonymous, s.d.; Davis et al., 2011a). Daarnaast kan ook het seleniumgehalte in het drinkwater van het dier bepaald worden. De maximum toelaatbare limiet van selenium in drinkwater voor rundvee ligt op 0.05 mg/l (Davis et al., 2011a). 2.7.2. Differentiaal diagnose Bij een acute seleniumintoxicatie zijn de belangrijkste klinische symptomen dyspnee, collaps en sterfte. Dergelijke symptomen zijn echter zeer vaag en kunnen eveneens door een reeks andere ziektes veroorzaakt worden (Aitken, 2001). Hierbij houdt men onder andere rekening met anafylaxie, septicemie en toxemie (Radostits et al., 2000). Andere aandoeningen op de lijst met differentiaal diagnoses zijn arseenintoxicatie, loodvergiftiging, vitamine A deficiëntie, botulisme en centraal zenuwstelsel stoornissen (Reis et al., 2010). De definitieve diagnose wordt daarom gesteld aan de hand van de vier punten die hierboven reeds zijn vermeld (Aitken, 2001). In geval van een chronische seleniumintoxicatie zijn kreupelheid, een gebrek aan eetlust en gewichtsverlies de belangrijkste symptomen. Net zoals bij de acute toxicose kunnen deze door een reeks aan ziektes veroorzaakt zijn (Aitken, 2001). Hypovitaminose A zou volgens Radostits et al.
22
(2000) op de lijst met mogelijke differentiaal diagnoses staan. Verder vermeldt men osteomalacie, vergiftiging met moederkoren en fescue foot (Reis et al., 2010). Het is daarom weer belangrijk de drie punten, zoals eerder besproken, te overlopen alvorens een diagnose te stellen. Indicatief voor een chronische selenosis is de combinatie van haarverlies en dystrofische klauwletsels. Bij paarden bestaat het gevaar om de kreupelheid te associëren met laminitis. Door een grondig onderzoek kan men echter wel tot de conclusie komen dat het probleem zich in de kroonrand situeert en niet in de voetzool (Aitken, 2001). 2.8. BEHANDELING Voor een acute seleniumintoxicatie bestaat er geen afdoende behandeling. Men kan enkel symptomatisch behandelen tegen de pijn, diarree, dyspnee en secundaire infecties (Aitken, 2001; Calello, 2006; Safdar, 2010). Rogers et al. (1990) beschrijven een geval waarbij men van de 517 aangetaste buffelkalveren, 430 dieren succesvol behandelde met een mengsel van sulfaten. Het mengsel bestond uit magnesiumsulfaat, ijzersulfaat, kopersulfaat, zinksulfaat en kobaltsulfaat. Aangezien zwavel dezelfde chemische eigenschappen heeft als selenium, zal zwavel in het lichaam antagonerend werken ten opzichte van selenium. Beasly (1999) vermeldt bovendien dat dieren met een acute toxicose zo weinig mogelijk stress mogen doormaken. Voor een chronische seleniumintoxicatie zijn er daarentegen een aantal behandelingsmogelijkheden voorhanden (Aitken, 2001). Men kan de seleniumbron trachten te identificeren en elimineren zodat het dier geen toegang meer heeft tot selenium (Beasly, 1999; Aitken, 2001; Safdar, 2010). Het verwijderen van de seleniumbron zal, op voorwaarde dat de nierfunctie niet is aangetast, zorgen voor een daling van weefselconcentraties (Anonymous, 1980). Verder geeft men het dier best een dieet arm aan selenium en rijk aan zwavelhoudende aminozuren (Aitken, 2001). Om de eliminatie te bevorderen kan theoretisch arseen, dat de biliaire excretie van selenium verhoogt, toegediend worden (Aitken, 2001; Safdar, 2010; Davis et al., 2011b). Radostits et al. (2000) toonden aan dat het effect van arseen versterkt kan worden door gelijktijdig lijnzaadolie toe te dienen. Daarnaast kan men in theorie een orale toediening van naftaleen (4-5 gram) toepassen om de urinaire excretie van selenium te bevorderen. Na 5 dagen behandeling last men een rustperiode in van 5 dagen waarna men tenslotte een laatste maal 5 dagen behandelt aan dezelfde dosering (Anonymous, 1980). Tenslotte is het van belang dat men een goede klauwverzorging toepast. De losse stukken hoornwand distaal van de transversale barsten dienen verwijderd of bijgewerkt te worden (Aitken, 2001). 2.9. PROGNOSE De prognose voor een acute toxicose hangt voornamelijk af van de graad van intoxicatie. Algemeen kan men stellen dat de prognose gereserveerd is. Bij een chronische toxicose daarentegen is de prognose veel gunstiger. Al dient men niet te ontkennen dat erge gewichtsverliezen van het dier een negatief effect hebben op economisch vlak (Aitken, 2001).
23
2.10. PREVENTIE Omwille van de moeilijke behandeling van een seleniumintoxicatie is de preventie ervan zeer belangrijk geworden. Men beschikt over een aantal belangrijke regels waaraan men zich kan houden om preventief te werken tegen een seleniumtoxicose (Rogers et al., 1990). Belangrijk is dat men regelmatig een analyse laat uitvoeren op het voeder en op de bodem met betrekking tot het seleniumgehalte (Rogers et al., 1990; Khanal en Knight, 2010; Safdar, 2010; Anonymous, s.d.). Zo kan men de meest risicovolle voeders en gronden weren van het bedrijf. Wanneer men over voldoende grond beschikt, kan het ook nuttig zijn om de gebieden met hoge seleniumwaarden te gebruiken voor andere doeleinden dan begrazing (Rogers et al., 1990). Men kan deze gebieden bijvoorbeeld gebruiken voor de winning van hooi of silage. Belangrijk is wel dat men deze voeders gaat verdunnen door ze te mengen met dezelfde producten uit veiligere regio’s (Rogers et al., 1990; Anonymous, 2008; Davis et al., 2011b; Anonymous, s.d.). Wanneer men echter niet beschikt over de nodige grond dient men, per periode van zes weken, de dieren nooit langer dan twee weken te laten grazen op een stuk grond met hoge seleniumconcentraties (Rogers et al., 1990; Davis et al., 2011b). Verder is het van belang overbegrazing in de mate van het mogelijke te vermijden, aangezien de kans dan groter is dat dieren onsmakelijke accumulatorplanten opnemen. Een andere techniek is het reduceren van de bodem pH waardoor de beschikbaarheid van selenium voor planten duidelijk daalt (Davis et al., 2011b). Wood (2010) wijst er ook op dat naast het voeder, het drinkwater regelmatig geanalyseerd dient te worden in risicogebieden. Door al deze maatregelen bewijst men dat een goed landbeheer en het herkennen van accumulatorplanten cruciaal is voor een goede preventieve werking (Anonymous, 2008; Khanal en Knight, 2010; Davis et al., 2011b). Wanneer klinische symptomen toch voorkomen, dienen de dieren onmiddellijk van deze risicogebieden verwijderd te worden. Dieren die in een straal van 8 km gehuisvest zijn van een risicogebied dienen nooit mineralensupplementen te ontvangen met hoge seleniumconcentraties, tenzij een deficiëntie is aangetoond. Indien men geen metingen kan uitvoeren van de bodem is het aangeraden paarden samen met runderen te laten grazen. Deze oude maatregel berust op het feit dat paarden veel gevoeliger zijn aan seleniumintoxicatie dan runderen. Doet er zich bij de paarden, die aanwezig zijn in een kudde runderen, een toxicose voor dan is dat een indicatie om de runderen uit dit gebied te verwijderen (Rogers et al., 1990). Een dieet rijk aan eiwitten zou door binding van het vrije selenium aan deze eiwitten het voorkomen van een seleniumtoxicose eveneens reduceren (Radostits et al., 2000; Anonymous, 2008; Safdar, 2010; Davis et al., 2011b).
24
Verder mag het belang van een correcte dosering bij supplementatie in deficiënte gebieden niet onderschat worden. Selenium is essentieel voor het lichaam maar bij correctie van seleniumtekorten moet men zeer aandachtig zijn voor een intoxicatie ten gevolge van een foutieve dosering (Khanal en Knight, 2010). Vandenbroucke et al. (2010) stellen dat foutieve doseringen nog frequent voorkomen in België. Bij 21.7% van de aangevraagde seleniumanalyses betreft het een intoxicatie.
25
3. BESPREKING Wanneer men al het bovenstaande in beschouwing neemt, kan men concluderen dat op het gebied van seleniumbronnen, toxicokinetiek en toxiciteit het meeste goed gekend is. Wat betreft de factoren die een invloed hebben op de toxiciteit, zou verder onderzoek interessant kunnen zijn. Men zou zich kunnen verdiepen in het negatieve beïnvloedende effect van kwik, cadmium, koper en zilver op de toxiciteit. De vraag hierbij is natuurlijk of het risico op mogelijk toxische effecten bij toedieningen van deze stoffen opweegt ten opzichte van de mogelijke voordelen. Met betrekking tot de klinische symptomen en verschillende vormen van seleniumintoxicatie is er vooral veel onduidelijkheid over de zogenaamde “blind staggers”. Sommigen linken deze aandoening aan een subacute seleniumintoxicatie terwijl meer en meer onderzoekers dit verband in twijfel trekken. Aangezien men er nooit in geslaagd is om experimenteel een “blind stagger” te induceren door de toediening van selenium en er sterke verbanden bestaan met andere aandoeningen, is het raadzaam verder onderzoek te doen naar de onderliggende oorzaak hiervan. Wanneer men de diagnostische technieken in beschouwing neemt bemerkt men dat het niet altijd evident is de diagnose van een acute seleniumintoxicatie vast te stellen op basis van serumconcentraties. Dit is te wijten aan een variatie in beschikbare referentiewaarden (Bijlage I). Een dergelijke variatie interfereert met de interpretatie van serumstalen en komt de diagnose niet ten goede, hetgeen kan resulteren in een foute diagnosestelling. Men zou hierbij kunnen streven naar meer uniforme referentiewaarden. Bij een acute seleniumintoxicatie is men tot op heden op therapeutisch vlak voornamelijk beperkt tot symptomatisch behandelen. Onderzoek naar het gebruik en effect van sulfaten bij een acute seleniumintoxicatie kan nuttig zijn om het aanbod van behandelingsopties te verbreden. Daarenboven zou het interessant zijn om de effecten van lijnzaad en naftaleen op de biliaire respectievelijk urinaire excretie bij een chronische seleniumintoxicatie verder te onderzoeken. Lijnzaad zou het effect van arseen op de biliaire excretie versterken. Van naftaleen vermoedt men een positief effect op de urinaire excretie. Op gebied van preventieve maatregelen is het interessant om meer aandacht te besteden aan een correcte dosering bij supplementatie van selenium. Foutieve doseringen komen immers nog vrij frequent voor in onze streken.
26
4. LITERATUURLIJST 1.
Aitken P. (2001). Selenium toxicity. In practice 23 (5), p. 286-289.
2.
Anonymous (s.d.). Selenium Effects on South Dakota Livestock Production, South Dakota Department of Agriculture. Internetreferentie:
3.
http://www.sdda.sd.gov/Ag_Services/Agronomy_Services_Programs/Feed_Animal_Remedy_P rogram/seleniumbrochure.pdf (geconsulteerd op 14 juli 2011). Anonymous (1980). Mineral Tolerance Of Domestic Animals. National Academy Of Sciences, Washington, D.C., p. 392-401.
4.
Anonymous (2008). Plants Poisonous to Livestock. Metabolism, Toxicity and Deficiency. Cornell University Department of Animal Science. Internetreferentie:
ttttttttttthttp://www.ansci.cornell.edu/plants/toxicagents/selenium.html (geconsulteerd op 16 juli 2011). 5.
Beasly V. (1999). Toxicants with Mixed Effects on the Central Nervous System. Veterinary Toxicology 8, p. 1-6.
6.
Binnerts W.T., Das H.A., Viets T.C. (1993). Liver selenium analysis in cows with a fast method of neutron activation reveals deficiency areas in the Netherlands. Netherlands Journal of Agricultural Science 41, p. 47-57.
7.
Calello D.P. (2006). Goldfrank’s Toxicologic emergencies. Chapter 98 Selenium. Mc-Graw-Hill Professionel, New York, p. 1316-1320.
8.
Christensen K. (2006). Selenium: The essential trace element. The Goat Magazine 7, p. 11-13.
9.
Davis J.G., Steffens T.J., Engle T.E., Mallow K.L., Cotton S.E. (2011a). Diagnosing Selenium Toxicity. Natural Resources Series, 6.109, p 1-4.
10. Davis J.G., Steffens T.J., Engle T.E., Mallow K.L., Cotton S.E. (2011b). Preventing Selenium Toxicity. Natural Resources Series, 6.110, p. 1-2. 11. Gill G.P.S., Roy K.S., Uppal V. (2003). Histopathological study after selenium toxicity in buffalo calves. Indian Journal of Animal Sciences 73, p. 131-135. 12. Gupta R.C., Kwatra M.S., Singh N. (1982). Chronic selenium toxicity as a cause of hoof and horn deformities in buffalo, cattle and goat. Indian Veterinary Journal 59, p. 738-740. 13. Hemingway R.G. (2003). The Influences of Dietary Intakes and Supplementation with Selenium and Vitamin E on Reproduction Diseases and Reproductive Efficiency in Cattle and Sheep. Veterinary Research Communications 27, p. 159-174. 14. Higdon J., Drake V.J., Whanger P.D. (2007). The Glutathione Oxidation Reduction Cycle. Internetreferentie: http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/minerals/selenium/gsh.html (geconsulteerd op 14 juli 2011). 15. James L.F., Hartley W.F., Panter K.E., Stegelmeier B.L., Gould D., Mayland H.F. (1995). Selenium Poisoning in Cattle. Chapter seventy-four. Colegate, S.M. and Dorling, P.R (eds.) Plants-associated Toxins. CAB International, Short Run Press, Exeter, p. 416-420. 16. James L.F., Mavland H.F., Panter K.E. (1991). Selenium Poisoning in Livestock. Proceedings, Symposium on Selenium, Western U.S., p. 75-79. 17. Khanal D.R., Knight A.P. (2010). Selenium: It’s Role In Livestock Health And Productivity. The Journal of Agriculture and Environment 11, p. 101-105.
27
18. Kumar R., Rampal S., Jindal R. (2008). Effect of experimentally induced subchronic selenosis on thyroid hormones and biochemical indices in calves. Iranian Journal of Veterinary Research 9, p. 150-153. 19. MacDonald D.W., Christian R.G., Strausz K.I., Roff J. (1981). Acute Selenium Toxicity in Neonatal Calves. Canadian Veterinary Journal 22, p. 279-281. 20. Mihajlovic´ M. (1992). Selenium Toxicity in Domestic Animals. Glas srp Akad Nauka Med. 42, p. 131-144. 21. National Research Council (1983). Subcommittee on Selenium, Committee on Animal Nutrition, Selenium In Nutrition, Revised edition, National Academies Press, p 10-110. 22. O’Toole D., Raisbeck F. (1995). Pathology of experimentally induced chronic selenosis (alkali disease) in yearling cattle. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 7, p. 364-373. 23. O’Toole D., Raisbeck M., Case J.C., Whitson T.D. (1996). Selenium-induced “Blind staggers” and Related Myths. A commentary on the Extent of Historical Livestock Losses Attributed to Selenosis on Western US Rangelands. Veterinary Pathology 33, p. 104-116. 24. Radostits O.M., Gay C.C., Blood D.C., Hinckcliff K.W. (2000). Veterinary Medicine. A Textbook th
of the Diseases of Cattle, Sheep, Pigs, Goats and Horses. 9 Edition. Elsevier Health Sciences, New York, USA, p. 1589-1591. 25. Raideep K., Sucheta S., Satyavan R. (2003). Effect of sub-chronic selenium toxicosis on lipid peroxidation, glutathione redox cycle and antioxidant enzymes in calves. Veterinary and Human Toxicology 45, p. 190-192. 26. Reilly C. (2006). Selenium in Food and Health. 2nd Edition. Springer, New York, p. 67-72. 27. Reis L.S.L.S., Pardo P.E., Camargos A.S., Oba E. (2010). Mineral element and heavy metal poisoning in animals. Journal of Medicine and Medical Sciences 1(12), p. 560-579. 28. Rogers P.A.M., Arora S.P., Fleming G.A., Crinion R.A.P., McLaughlin J.P. (1990). Selenium toxicity in farm animals: treatment and prevention. Irish Veterinary Journal 43, p. 151-153. 29. Rosenfeld I., Beath O.A. (1964). Selenium. Geobotany, Biochemistry, Toxicity and Nutrition. Academic Press, New York, p. 257-265. 30. Safdar A.K. (2010). Selenium Toxicosis. Kahn M.C. (Editor) The Merck Veterinary Manual, th
9 edition, Merck Sharp en Dohme corporation, White house station, NJ, USA, p. 2516-2518 31. Stowe H.D., Herdt T.H. (1992). Clinical assessment of selenium status of livestock. Journal of Animal Science 70, p. 3928-3933. th
32. Sunde R.A. (2006). Selenium. Present Knowledge In Nutrition, 9 Edition. ILSI Press, Washington, D.C., p. 480-497. 33. Underwood E.J., Suttle N.F. (2001). Selenium. The mineral nutrition of livestock. 3th edition. CABI Publishing, New York, p.421-475. 34. Vandenbroucke V., Van Pelt H., De Backer P., Croubels S. (2010). Animal poisonings in Belgium: a review of the past decade. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift 79, p 259-268. 35. Wood J.S. (2010). Selenium Poisoning: Even A Little Can Be Too Much. Internetreferentie: http://www.tsln.com/article/20100801/TSLN03/100809998 (geconsulteerd op 16 juli 2011).
28
BIJLAGE I Tabel 1. Referentiewaarden voor het Se-gehalte (in mg/kg) in serum, bloed, haren, lever, voeder, bodem en drinkwater bij runderen
Materiaal
Seleniumgehalte (mg/kg)
Interpretatie
Auteur
Jaar
Serum
0.07-0.10
Normaal
Aitken
2001
>0.275
Toxisch
50-70
Voldoende bij een leeftijd <1 dag (d)
Stowe en Herdt
1992
50-70
1-9 d
55-75
10-29 d
60-80
30-70 d
60-80
71-180 d
60-80
181-300 d
65-90
301-700 d
70-100
>700 d
<2.0
Normaal
Rosenfeld en Beath
2010
>2.0
Acute toxicose
Serum
2.5-3.5
Toxisch
Underwood en Suttle
2010
Bloed
2.0-2.4
Toxisch
Underwood en Suttle
2010
Haar
<1.0
Normaal
Aitken
2001
5-20
Toxisch
Haar
>5.0
Toxisch
Underwood en Suttle
2010
Lever
0.5-2.0
Normaal
Aitken
2001
2.0-20
Toxisch
Serum
Serum
29
Materiaal
Seleniumgehalte
Interpretatie
Auteur
Jaar
Lever
<2.0
Normaal
Rosenfeld en Beath
2010
>2.0
Acute toxicose
Lever
0.75-1.25
Toxisch
Underwood en Suttle
2010
Voeder
0-0.3
Normale behoefte
Aitken
2001
>5.0
Chronische toxicose
>25
Acute toxicose
>5.0
Chronische toxicose
Safdar
2011
>25
Acute toxicose
<5.0
Normaal
Anonymous
1980
>5.0
Toxicose
<5.0
Normaal
Rosenfeld en Beath
2010
>5.0
Chronische toxicose
<2.0
Normaal
Davis et al.
2011a
>2.0
Hoog risico
<0.05
Normaal
Davis et al.
2011a
>0.05
Hoog risico
Voeder
Voeder
Voeder
Bodem
Water
30
