Phenolics composition, antioxidant properties and toxicological assessment of Prosopis alba exudate gum.

The objective of this work was to deepen on the study of functional properties of the phytochemicals present in Prosopis alba exudate gum (G), as well as to rule out possible adverse effects of some of its components. Commonly employed purification methods were compared. Filtration prevents further loss of potentially bioactive compounds. The filtrated gum showed a higher concentration of phenolics, flavonoids and tannins than arabic gum, which was correlated with better in vitro antioxidant properties. Particularly, tannins, commonly considered as toxic compounds in exudate gums, were found in lower concentration than in others gums obtained from genus Prosopis and Acacia. The toxicological evaluation performed on rats did not show symptoms of intoxication associated with the administration of the gum. These results provide useful evidence to support the potential use of G as a safe functional food additive with the added benefit of taking advantage of a non-exploited natural resource.

Neurotoxicity of Prosopis juliflora: from Natural Poisoning to Mechanism of Action of Its Piperidine Alkaloids.

Prosopis juliflora was introduced in northeastern Brazil in the 1940s, and since then, it has been available as an alternative for animal nutrition. However, the consumption of P. juliflora as main or sole source of food causes an illness in animals known locally as "cara torta" disease. Cattle and goats experimentally intoxicated presents neurotoxic damage in the central nervous system. Histologic lesions were mainly characterized by vacuolation and loss of neurons in trigeminal motor nuclei. Furthermore, mitochondrial damage in neurons and gliosis was reported in trigeminal nuclei of intoxicated cattle. Studies, using neural cell cultures, have reproduced the main cellular alterations visualized in cara torta disease and contributed to understanding the mechanism of action piperidine alkaloids, the main neurotoxic compound in P. juliflora leaves and pods. Here, we will present aspects of the biological and toxicological properties of P. juliflora and its pharmacologically active compounds.

Spontaneous poisoning by Prosopis juliflora (Leguminosae) in sheep / Intoxicação espontânea por Prosopis juliflora (Leguminosae) em ovinos

The aim of this paper is to describe the first report of spontaneous poisoning by Prosopis juliflora in sheep. From flock of 500 sheep at risk, four adult male sheep were affected. One died spontaneously and three other were examined, euthanized and necropsied. Neurologic examination focused particularly on motor and sensory-cranial nerve function, complete blood counts, serum biochemistry and urinalysis were done. The evolution of the disease was chronic and to present signs of poisoning, sheep had to ingest a diet containing at least 80% of P. juliflora pods during 21 months. The biochemistry revealed a substantial increase in creatine phosphokinase levels. Clinical signs included drooling of saliva, dropped jaw, tongue protrusion and loss of food from the mouth. Gross and histological lesions were similar to those previously reported in cattle and goats. Sheep are more resistant to poisoning by P. juliflora considering that it took 21 months of pod consumption to show clinical signs. There is no specific treatment for P. juliflora poisoning in ruminants.(AU)

O objetivo deste trabalho é descrever o primeiro caso de intoxicação espontânea por Prosopis juliflora em ovinos. De um total de 500 ovinos sob risco, quatro ovinos machos adultos foram afetados. Um ovino morreu espontaneamente e os outros foram examinados, eutanasiados e necropsiados. Realizaram-se exames clínicos direcionados particularmente para funções de nervos motores e sensoriais-craniais. Avaliou-se hemograma, perfil bioquímico sérico e urinálise. A evolução da doença foi crônica e para apresentar sinais de intoxicação os ovinos tiveram que ingerir uma dieta contendo 80% das vagens de P. Juliflora durante 21 meses. Os níveis de creatinofosfoquinase estavam significativamente elevados. Os sinais clínicos consistiram em sialorreia, mandíbula pendulosa, protusão da língua e perda de alimento pela boca. As lesões macroscópicas e microscópicas foram similares àquelas reportadas previamente em bovinos e caprinos. Ovinos são mais resistentes à intoxicação por P. Juliflora, tendo em vista que foi necessário 21 meses de consumo das vagens para que os ovinos apresentassem sinais clínicos. Não há tratamento específico para a intoxicação por P. Juliflora em ruminantes.(AU)

Efeitos teratogênicos de Prosopis juliflora em ratos e análise da toxicidade das vagens / Teratogenic effects of Prosopis juliflora in rats and analysis of the toxicity of the pods

Objetivou-se com este estudo determinar os possíveis efeitos teratogênicos de Prosopis juliflora, verificar se existe perda da toxicidade entre vagens armazenadas e recém-coletadas e determinar se existe diferença de toxicidade entre as vagens coletadas em diferentes localidades. Trinta ratas prenhes da linhagem Wistar foram separadas, aleatoriamente, em cinco grupos: um controle (G1) e quatro experimentais (G2, G3, G4 e G5). Os animais dos grupos G2 e G3 foram alimentados com ração contendo 70% de vagens de P. juliflora recém-coletadas em dois municípios diferentes. Os grupos G4 e G5 foram alimentados com ração preparada com vagens das mesmas procedências, porém armazenadas por um período de 6 meses. O grupo controle recebeu ração sem vagens de P. juliflora. No grupo controle o número de malformações por ninhada (1,16 ± 0,98) foi significativamente menor do que os dos grupos experimentais (14,00 ± 2,96, 6,16 ± 2,22, 7,66 ± 2,94 e 4,66 ± 1,63 para os grupos G2, G3, G4 e G5, respectivamente) indicando que a planta é teratogênica. Não foram observadas diferenças significativas na frequência de malformações e no número de fetos nascidos entre os grupos que receberam vagens de diferentes localidades. No entanto, o número de malformações nos grupos que receberam as vagens recém-colhidas (65,80 ± 21,20 a, 67,59 ± 18,10 a), foi significativamente maior que o observado nas ratas que receberam as vagens após o armazenamento (35,74±10,10b, 21,85±5,13c) sugerindo que o efeito teratogênico da planta diminui durante o armazenamento. Conclui-se que as vagens de P. juliflora são teratogênicas para ratas Wistar e que a fetoxicidade das mesmas diminui com o armazenamento.(AU)

The objective of this study was to determine the possible teratogenic effects of Prosopis juliflora, check if there is a loss in toxicity between pods stored and newly collected and determine whether there are differences in toxicity between the pods collected in different localities. Thirty pregnant female Wistar rats were randomly separated into five groups: a control (G1) and four experimental (G2, G3, G4 and G5), each with six animals. The animals in groups G2 and G3 were fed diets containing 70% of pods of P. juliflora newly collected in two different municipalities. The groups G4 and G5 were fed beans prepared with the same origins, but stored for a period of 6 months. The control group received the same diet without pods of P. juliflora. In the control group the number of defects per litter (1.16 ± 0.98) was significantly lower than the experimental groups (14.00 ± 2.96, 6.16 ± 2.22, 7.66 ± 2.94 and 4.66 ± 1.63 for G2, G3, G4 and G5, respectively) indicating that the plant is teratogenic. No significant differences were observed in the frequency of malformations and number of fetuses born between groups receiving pods from different locations. However, the number of defects in the groups who received the freshly harvested pods was significantly different from the number observed in rats that received the beans after storage, suggesting that the teratogenic effect of the plant decreases during storage. We conclude that the pods of P. juliflora are teratogenic for Wistar rats and that the teratogenicity decreases with storage.(AU)

Utilização de vagens de Prosopis juliflora na alimentação de bovinos e equinos / Use of Prosopis juliflora pods as food for cattle and horses

As vagens de Prosopis juliflora (algaroba) causam sinais nervosos em bovinos, devidos a lesões no núcleo motor do trigêmeo, e cólicas em cavalos devidos à formação de fitobezoários no intestino. O presente trabalho objetivou estudar a toxicidade das vagens de P. juliflora para equinos e comprovar que a utilização 30% de vagens adicionadas na ração de bovinos não causa intoxicação. Para isso foram realizados três experimentos. No Experimento 1, dois bovinos ingeriram, durante um ano, vagens de algaroba, em quantidade equivalente a 30% do total da matéria seca ingerida. Nenhum animal experimental apresentou sinais nervosos. No Experimento 2, dois cavalos receberam vagens em quantidade equivalente a 1% do peso corporal (pc) durante quatro meses e em quantidade equivalente a 1,5% do pc durante outros três meses. No experimento 3, dois equinos receberam vagens ad libitum, durante um mês. Em nenhum dos equinos foram observados sinais nervosos nem cólicas devidas à formação de fitobezoários. Esses resultados sugerem que as vagens de algoraba, apesar de sua toxicidade, podem ser utilizadas na alimentação de bovinos em confinamento ou semi-confinamento, nas concentrações de 30% da alimentação por períodos de até um ano. Não há restrições para a administração de vagens de algaroba em equinos confinados; no entanto, permanecem as restrições para o pastejo de equídeos em áreas invadidas por algaroba. Sugere-se que as vagens perdem a sua capacidade de formar fitobezoários em consequência do armazenamento. Bovinos não devem permanecer em áreas invadidas por P. juliflora, quando a planta está frutificando, por mais de 30 dias.

The ingestion of pods of Prosopis juliflora causes nervous signs in cattle due to lesions in the trigeminal nuclei, and colics in horses due to the formation of phytobezoars in the gut. The objective of this research was to study the toxicity for of P. juliflora pods in horses, and to establish if 30% of pods in the feed are not toxic for cattle. Three experiments were performed. In Experiment 1, two steers were fed, during one year, with food containing 30% of P. juliflora pods. None of the experimental animals showed nervous signs. In Experiment 2, two horses received pods of P. juliflora in amount equivalent to 1% of their bw during four months. For other 3 months this amount was increased to 1.5% bw. In Experiment 3, two horses received P. juliflora pods ad libitum during 30 days. None of the horses showed nervous signs or colic due to the presence of phytobezoars in the gut. These results suggest that P. juliflora pods, despite their toxicity, can be used to feed cattle at concentrations of 30% of the food during one year. There are no restrictions for the use of P. juliflora pods in horses in confined or semi-confined systems, but it is not recommended to maintain equidae grazing in areas where P. juliflora is fructificating. It is suggested that there is a loss in the capacity of the pods to form phytobezoars after harvesting. Cattle may be kept in areas invaded by P. juliflora, during fructification, for no more than 30 days.

Intoxicação espontânea por vagens de Prosopis juliflora (Leg. Mimosoideae) em bovinos no Estado de Pernambuco / Spontaneous poisoning in cattle by mesquite beans, Prosopis juliflora (Leg. Mimosoideae) in Pernambuco

Descrevem-se três surtos de intoxicação por vagens de Prosopis juliflora no Sertão e Agreste de Pernambuco, na região semi-árida, em animais pastejando áreas invadidas pela planta ou que ingeriram as vagens como alimento concentrado. Em duas fazendas nas que a doença ocorria esporadicamente foram observados casos individuais. Em outra, o surto afetou um rebanho de 1206 bovinos, dos quais adoeceram 112 (9,28 por cento) e morreram 84 (6,96 por cento), enquanto os demais 28 (2,32 por cento) recuperaram-se e ganharam peso após a retirada das vagens da alimentação. Clinicamente observou-se, principalmente, perda de peso progressiva, atrofia da musculatura da face e masseter, mandíbula pendulosa, protrusão de língua, dificuldade de apreensão e mastigação dos alimentos, torção da cabeça para mastigar ou ruminar, salivação excessiva, disfagia e hipotonia lingual. Nos exames laboratoriais constatou-se anemia e hipoproteinemia. Na necropsia havia caquexia e diminuição de volume e coloração acinzentada dos músculos masseteres. Na histologia observou-se degeneração de neurônios do núcleo motor do trigêmeo, degeneração Walleriana do nervo trigêmeo e atrofia muscular por denervação do músculo masseter com substituição por tecido fibroso. Recomendam-se medidas para a profilaxia da intoxicação e discute-se a necessidade de desenvolver pesquisas para determinar a viabilidade econômica e sustentabilidade da utilização da algaroba como alimento animal ou humano e para produção de carvão, lenha ou madeira.

Three outbreaks of poisoning by Prosopis juliflora pods are reported in the semiarid region of the state of Pernambuco, Northeastern Brazil, in cattle grazing in fields invaded by the plant or ingesting mesquite beans as a concentrate food. In two farms the disease occurred sporadically. In another, 112 (9.28 percent) cattle out of 1206 were affected, 84 (6.96 percent) died due to emaciation, and 28 (2.32 percent) gained weight after the pods had been withdrawn from the feed. Main clinical signs were progressive weight loss, atrophy of the masseter muscles, dropped jaw, tongue protrusion, difficulties in prehending food, tilting the head during mastigation or rumination, salivation, impaired swallowing, and decreased tone of the tongue. The hematology reveals hypoproteinemia and anemia. Gross lesions were emaciation and reduction in size of the masseter muscles, which appear thinner than normal and grayish due muscular atrophy. Degeneration of neurons of the trigeminal motor nuclei, Wallerian degeneration of the trigeminal nerve roots, and muscular atrophy of the masseter muscles with substitution by fibrous tissue were observed on histologic examination. For the prevention of the poisoning is necessary to limit the amount of mesquite beans in animal nutrition. It is also necessary to develop research to determine the economic and sustainability of the use of Prosopis juliflora for animal food, human food or other uses such as charcoal, wood and fuel wood.

Cytotoxicity effect of alkaloidal extract from Prosopis juliflora Sw. D.C. (Algaroba) pods on glial cells

Prosopis juliflora is largely used for feeding cattle and humans. Neurological signals have been reported in cattle due to intoxication with this plant. In this study, an alkaloidal fraction (AF) obtained from P. juliflora pods was tested on astrocyte primary cultures. Astrocytes display physiological functions essential to development, homeostasis and detoxification in the central nervous system (CNS). These cells are known for their role on energetic support and immune response in the CNS. Concentrations between 0.03 to 30 µg/ml AF were assayed for 24 - 72 h. The mitochondrial activity, assayed by MTT test, showed cytotoxicity at 30 µg/ml AF after 24 h. At concentrations ranging between 0.3 - 3 µg/ ml, the AF induced an increase on mitochondrial activity, indicating cell reactivity. lmmunocytochemistry assay for GFAP cytoskeletal protein, revealed alterations on cell morphology after treatment with 0.3 - 3 µg/ ml AF for 72 h. This result corroborates with western blot analysis when ceUs treated with 0.3 - 3 I-µg/ml AF for 72 h showed GFAP upregulation. The vimentin expression was not significantly altered in all tested concentrations. These results suggest that alkaloids induce astrocyte reactivity and might be involved in the neurotoxic effects induced by P. juliflora consumption.

A Prosopis juliflora é amplamente utilizada na alimentação humana e de várias espécies animais, especialmente bovinos. Quadros de intoxicação por esta planta, nesta espécie, têm sido relatados, principalmente quando a mesma é oferecida como única fonte alimentar, desencadeando uma doença de sintomatologia nervosa. Neste estudo, objetivou-se avaliar os efeitos in vitro da fração de alcalóides totais (F A) extraída das vagens da Prosopis juliflora utilizando cultura primária de astrócitos obtidos do córtex cerebral de ratos como modelo de estudo. A avaliação da atividade mitocondrial pelo teste do MTT demonstrou a citotoxicidade em 30 µg/ ml da FA após 24 h. As concentrações de 0,3 e 3 µg/ ml da FA induziram um aumento da atividade mitocondrial, indicando reatividade celular. Testes imunocitoquimicos para a GFAP, principal proteína de citoesqueleto de astrócitos, revelaram alterações morfológicas nas células após tratamento com 0,3 e 3 µg/ml da FA por 72 h. Tais resultados são consoantes à análise desta proteína por westernblot, quando as culturas foram tratadas com 0,3 e 3 µg/ml da FA por 72 h, demonstrando interferências na regulação da expressão da GFAP. A expressão de vimentina não foi significativamente alterada em nenhuma das concentrações testadas. Estes resultados sugerem que os alcalóides da P.juliflora induzem a reatividade astrocitária, o que pode estar envolvido nos efeitos neurotóxicos providos pelo consumo desta planta.