Experimental and iatrogenic poisoning by sodium selenite in pigs

ABSTRACT: Following a case of iatrogenic selenium poisoning in a young pig, an experimental study was carry out. Sodium selenite was orally and parenterally administered to 13 pigs that were subdivided into three groups (G1, G2 and G3). The animals in groups G1 and G3 received sodium selenite intramuscularly (IM), G1 received a comercial formula, and G3 received sodium selenite mixed with distilled water at different dosages, and those in group G2 were fed commercial sodium selenite. Acute and subacute poisoning was observed in both groups, although the onset of clinical signs was slower in group G2. Only one pig (in group G1) that had received the highest dose showed a peracute course. Apathy, anorexia, dyspnea, vomiting, muscular tremors, proprioceptive deficit, ataxia and paresis of the hind limbs progressing to the front limbs evolving to tetraplegia were observed. Postmortem findings differed whether the animals received the injected (G1 and G3) or oral (G2) sodium selenite. The liver was moderately atrophic in some animals of G2. Some of the animals in groups G1 and G3 presented with lung edema. One pig in G3 had yellowish-brown areas in the ventral horns of the cervical intumescences of the spinal cord. The most important histological changes were present in the ventral horns of the cervical and lumbar intumescences of the spinal cord. In one animal, changes were present in the brainstem and mesencephalon. The initial lesion was a perivascular and astrocyte edema that progressing to lysis and death of astrocytes and neurons. In the chronic stage of the lesions, there were extensive areas of liquefaction necrosis with perivascular lymphocytic and histiocytic infiltration and occasional eosinophils. It seems that disruption of the blood-brain barrier due to astrocyte edema is the most likely mechanism of CNS lesion.

RESUMO: A partir de um caso de intoxicação iatrogênica por selenito de sódio injetável em suíno verificaram-se alguns aspectos patogenéticos não esclarecidos, o que ensejou o estudo experimental. Selenito de sódio foi administrado pelas vias oral e parenteral a 13 suínos, subdivididos em três grupos (G1, G2 e G3). Os grupos G1 e G3 receberam selenito de sódio por via intra-muscular (IM); (G1 - fórmula comercial e G3 - selenito de sódio misturado à água destilada, em diversas dosagens) e o grupo G2, por via oral (VO), misturado à ração. Quadros de evolução aguda e subaguda foram observados em todos os grupos, embora o início dos sintomas tenha sido mais lento no grupo G2. Um único porco (do grupo G1), que havia recebido a dose mais alta, apresentou evolução superaguda. Apatia, anorexia, dispneia, vômito, tremores musculares, déficit proprioceptivo, ataxia e paresia dos membros posteriores com progressão para os anteriores e evolução para tetraplegia foram observados. Os achados de necropsia foram diferentes entre os animais que receberam o selenito de sódio injetável (IM - G1 e G3) e oral (G2). Havia moderada atrofia hepática em alguns animais do G2. Parte dos animais dos grupos G1 e G3 apresentaram edema pulmonar. Em um suíno (G3) notaram-se áreas marrom-amareladas nos cornos ventrais da intumescência cervical. As alterações histológicas mais importantes ocorreram nos cornos ventrais do H medular das intumescências cervical e lombar. Em um animal, as alterações envolviam o tronco cerebral e o mesencéfalo. Inicialmente, a lesão caracterizava-se por edema perivascular e astrocitário que progredia para lise e necrose de astrócitos e neurônios. O estágio crônico das lesões caracterizava-se por extensas áreas de necrose liquefativa e infiltração perivascular linfocítica e histiocítica, com raros eosinófilos. Sugere-se que a ruptura da barreira hematoencefálica por edema astrocitário seja o mecanismo mais provável da lesão no SNC.

Experimental and iatrogenic poisoning by sodium selenite in pigs / Intoxicação iatrogênica e experimental por selenito de sódio em suínos

Following a case of iatrogenic selenium poisoning in a young pig, an experimental study was carry out. Sodium selenite was orally and parenterally administered to 13 pigs that were subdivided into three groups (G1, G2 and G3). The animals in groups G1 and G3 received sodium selenite intramuscularly (IM), G1 received a comercial formula, and G3 received sodium selenite mixed with distilled water at different dosages, and those in group G2 were fed commercial sodium selenite. Acute and subacute poisoning was observed in both groups, although the onset of clinical signs was slower in group G2. Only one pig (in group G1) that had received the highest dose showed a peracute course. Apathy, anorexia, dyspnea, vomiting, muscular tremors, proprioceptive deficit, ataxia and paresis of the hind limbs progressing to the front limbs evolving to tetraplegia were observed. Postmortem findings differed whether the animals received the injected (G1 and G3) or oral (G2) sodium selenite. The liver was moderately atrophic in some animals of G2. Some of the animals in groups G1 and G3 presented with lung edema. One pig in G3 had yellowish-brown areas in the ventral horns of the cervical intumescences of the spinal cord. The most important histological changes were present in the ventral horns of the cervical and lumbar intumescences of the spinal cord. In one animal, changes were present in the brainstem and mesencephalon. The initial lesion was a perivascular and astrocyte edema that progressing to lysis and death of astrocytes and neurons. In the chronic stage of the lesions, there were extensive areas of liquefaction necrosis with perivascular lymphocytic and histiocytic infiltration and occasional eosinophils. It seems that disruption of the blood-brain barrier due to astrocyte edema is the most likely mechanism of CNS lesion.(AU)

A partir de um caso de intoxicação iatrogênica por selenito de sódio injetável em suíno verificaram-se alguns aspectos patogenéticos não esclarecidos, o que ensejou o estudo experimental. Selenito de sódio foi administrado pelas vias oral e parenteral a 13 suínos, subdivididos em três grupos (G1, G2 e G3). Os grupos G1 e G3 receberam selenito de sódio por via intra-muscular (IM); (G1 - fórmula comercial e G3 - selenito de sódio misturado à água destilada, em diversas dosagens) e o grupo G2, por via oral (VO), misturado à ração. Quadros de evolução aguda e subaguda foram observados em todos os grupos, embora o início dos sintomas tenha sido mais lento no grupo G2. Um único porco (do grupo G1), que havia recebido a dose mais alta, apresentou evolução superaguda. Apatia, anorexia, dispneia, vômito, tremores musculares, déficit proprioceptivo, ataxia e paresia dos membros posteriores com progressão para os anteriores e evolução para tetraplegia foram observados. Os achados de necropsia foram diferentes entre os animais que receberam o selenito de sódio injetável (IM - G1 e G3) e oral (G2). Havia moderada atrofia hepática em alguns animais do G2. Parte dos animais dos grupos G1 e G3 apresentaram edema pulmonar. Em um suíno (G3) notaram-se áreas marrom-amareladas nos cornos ventrais da intumescência cervical. As alterações histológicas mais importantes ocorreram nos cornos ventrais do "H" medular das intumescências cervical e lombar. Em um animal, as alterações envolviam o tronco cerebral e o mesencéfalo. Inicialmente, a lesão caracterizava-se por edema perivascular e astrocitário que progredia para lise e necrose de astrócitos e neurônios. O estágio crônico das lesões caracterizava-se por extensas áreas de necrose liquefativa e infiltração perivascular linfocítica e histiocítica, com raros eosinófilos. Sugere-se que a ruptura da barreira hematoencefálica por edema astrocitário seja o mecanismo mais provável da lesão no SNC.(AU)

Experimental and iatrogenic poisoning by sodium selenite in pigs / Intoxicação iatrogênica e experimental por selenito de sódio em suínos

Following a case of iatrogenic selenium poisoning in a young pig, an experimental study was carry out. Sodium selenite was orally and parenterally administered to 13 pigs that were subdivided into three groups (G1, G2 and G3). The animals in groups G1 and G3 received sodium selenite intramuscularly (IM), G1 received a comercial formula, and G3 received sodium selenite mixed with distilled water at different dosages, and those in group G2 were fed commercial sodium selenite. Acute and subacute poisoning was observed in both groups, although the onset of clinical signs was slower in group G2. Only one pig (in group G1) that had received the highest dose showed a peracute course. Apathy, anorexia, dyspnea, vomiting, muscular tremors, proprioceptive deficit, ataxia and paresis of the hind limbs progressing to the front limbs evolving to tetraplegia were observed. Postmortem findings differed whether the animals received the injected (G1 and G3) or oral (G2) sodium selenite. The liver was moderately atrophic in some animals of G2. Some of the animals in groups G1 and G3 presented with lung edema. One pig in G3 had yellowish-brown areas in the ventral horns of the cervical intumescences of the spinal cord. The most important histological changes were present in the ventral horns of the cervical and lumbar intumescences of the spinal cord. In one animal, changes were present in the brainstem and mesencephalon. The initial lesion was a perivascular and astrocyte edema that progressing to lysis and death of astrocytes and neurons. In the chronic stage of the lesions, there were extensive areas of liquefaction necrosis with perivascular lymphocytic and histiocytic infiltration and occasional eosinophils. It seems that disruption of the blood-brain barrier due to astrocyte edema is the most likely mechanism of CNS lesion.(AU)

A partir de um caso de intoxicação iatrogênica por selenito de sódio injetável em suíno verificaram-se alguns aspectos patogenéticos não esclarecidos, o que ensejou o estudo experimental. Selenito de sódio foi administrado pelas vias oral e parenteral a 13 suínos, subdivididos em três grupos (G1, G2 e G3). Os grupos G1 e G3 receberam selenito de sódio por via intra-muscular (IM); (G1 - fórmula comercial e G3 - selenito de sódio misturado à água destilada, em diversas dosagens) e o grupo G2, por via oral (VO), misturado à ração. Quadros de evolução aguda e subaguda foram observados em todos os grupos, embora o início dos sintomas tenha sido mais lento no grupo G2. Um único porco (do grupo G1), que havia recebido a dose mais alta, apresentou evolução superaguda. Apatia, anorexia, dispneia, vômito, tremores musculares, déficit proprioceptivo, ataxia e paresia dos membros posteriores com progressão para os anteriores e evolução para tetraplegia foram observados. Os achados de necropsia foram diferentes entre os animais que receberam o selenito de sódio injetável (IM - G1 e G3) e oral (G2). Havia moderada atrofia hepática em alguns animais do G2. Parte dos animais dos grupos G1 e G3 apresentaram edema pulmonar. Em um suíno (G3) notaram-se áreas marrom-amareladas nos cornos ventrais da intumescência cervical. As alterações histológicas mais importantes ocorreram nos cornos ventrais do "H" medular das intumescências cervical e lombar. Em um animal, as alterações envolviam o tronco cerebral e o mesencéfalo. Inicialmente, a lesão caracterizava-se por edema perivascular e astrocitário que progredia para lise e necrose de astrócitos e neurônios. O estágio crônico das lesões caracterizava-se por extensas áreas de necrose liquefativa e infiltração perivascular linfocítica e histiocítica, com raros eosinófilos. Sugere-se que a ruptura da barreira hematoencefálica por edema astrocitário seja o mecanismo mais provável da lesão no SNC.(AU)

Pathogenesis of Senecavirus A: integration of the blood brain barrier in newborn piglets with the epidemic transient neonatal losses syndrome.

Senecavirus A (SVA), família Picornaviridae, é o agente etiológico de uma doença vesicular clinicamente indistinguível das outras doenças vesiculares dos suínos, destacando-se a febre aftosa, doença animal de maior importância epidemiológica mundial. O SVA é o agente etiológico de duas síndromes, acometendo suínos de diferentes idades: Doença Vesicular Idiopática Suína (PIVD) e Perdas Neonatais Epidêmicas Transientes (ETNL). O objetivo desse estudo foi descrever os achados macroscópicos, histopatológicos, imuno-histoquímicos (IHQ) e ultra-estruturais associados a infecção natural por SVA e determinar o possível tropismo do vírus em diferentes tecidos de leitões neonatos do Sul e Suldeste do Brasil. Foram realizadas autopsias de 54 leitões com sinais clínicos associados a ETNL. Destes, (80%; 43/54) leitões foram positivos na IHQ e confirmados na transcrição reversa seguida de reação em cadeia da polimerase (RT-PCR) para SVA. A maioria (81%; 35/43) dos leitões que morreram por ETNL tinham entre 2-6 dias de idade. As lesões macroscópicas mais frequentes durante as autopsias foram fezes líquidas (91%; 39/43), hemorragias petequiais renais (79%; 34/43), pneumonia intersticial (77%; 33/43), lesão ulcerativa na banda coronária (35%; 15/43), edema de mesocólon (32%; 14/43), vesículas no focinho (30%; 13/43) e linfadenopatia (28%; 12/43). Na histopatologia foi observado degeneração balonosa do urotélio da bexiga (100%; 43/43), pelve urinária (95%; 41/43), enterite atrófica (93%; 40/43), meningoencefalite não supurativa e plexo coroidite (7%; 3/43). A imunomarcação positiva ao SVA foi observada no endotélio e células epiteliais do plexo coroide (CP) e nos tecidos epiteliais de todos os órgãos avaliados, exceto, nos tecidos pulmonar e linfoide. A microscopia eletrônica de transmissão revelou degeneração hidrópica dos enterócitos apicais do intestino delgado, degeneração hidrópica, apoptose e necrose do endotélio dos capilares fenestrados e ependimócitos do CP associados a partículas virais intralesionais compatível com SVA. Este estudo demonstrou que o SVA é um vírus epiteliotrópico, apresentando imunomarcação positiva para o epitélio de transição da pelve renal, ureter e vesícula urinária, endotélio dos capilares do CP cerebral, no epitélio da língua e nos enterócitos apicais do intestino delgado. Esses resultados demonstram que a degeneração balonosa observada em diferentes tecidos/órgãos foram causadas pelo SVA e sugerem que os sinais neurológicos observados em alguns leitões foram decorrentes da meningoencefalite não supurativa induzida pelo SVA. Além disso, os resultados iniciais sugerem que o SVA pode atuar como um enterovírus, produzindo uma doença entérica inicial com posterior disseminação neurológica.

Senecavirus A (SVA), Picornaviridae family, is the aetiological agent of a vesicular disease that is clinically indistinguishable from the other known vesicular diseases of the pigs, highlighting the foot-and-mouth disease, an animal disease of foremost epidemiological importance worldwide. SVA is the aetiological agent of two syndromes affecting different age groups of swine: Porcine Idiopathic Vesicular Disease (PIVD) and Epidemic Transient Neonatal Losses (ETNL). The objective of this study were to describe the gross, histopathological, immunohistochemical (IHC) and ultrastructural findings associated with natural infection by SVA, and to determine the possible tropism of the virus for different tissues of newborn piglets from Brazil. Autopsies of 54 piglets with clinical signs associated with ETNL were done. Of these, 80% (43/54) piglets contained the antigens of SVA IHC and SVA RNA was identified by Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) for SVA. Most (81%; 35/43) of the piglets that died of ETNL were between 2-6 days of age. The most frequent macroscopic lesions during autopsy were liquid faeces (91%; 39/43), renal petechial haemorrhages (79%; 34/43), interstitial pneumonia (77%; 33/43), ulcerative lesions at the coronary band (35%; 15/43), oedema of the mesocolon (32%; 14/43), vesicles at the snout (30%; 13/43) and lymphadenopathy (28%; 12/43). Histopathology revealed ballooning degeneration of the urothelium of the bladder (100%; 43/43), urinary pelvis (95%, 41/43), atrophic enteritis (93%, 40/43), and nonsuppurative meningoencephalitis and plexus choroiditis (7%; 3/43). Positive immunostaining for SVA was observed at the endothelium and epithelial of the choroid plexus (CP) of the brain and in epithelial tissues of all organs evaluated, except in the lungs and lymphoid tissues. Transmission electron microscopy demonstrated hydropic degeneration of superficial enterocytes of the small intestine, hydropic degeneration, apoptosis, and endothelial necrosis of fenestrated capillaries and ependymocytes of the CP associated with intralesional viral particles consistent with SVA. This study has demonstrated that SVA is an epitheliotropic virus, has positive immunoreactivity for the transitional epithelium of the renal pelvis, ureter, urinary bladder, and with endothelial identification of viral antigens in the capillaries of the cerebral CP, tongue epithelium, and the superficial enterocytes of the small intestine. These results demonstrated that the ballooning degeneration observed in different tissue/organs were caused by SVA and suggest that the neurological signs observed in some piglets were due to SVA-induced nonsuppurative meningoencephalitis. In addition, initial results suggest that SVA may act as an enterovirus, producing an initial enteric disease with subsequent neurological dissemination.

Doença de depósito lisossomal induzida pelo consumo de Ipomoea verbascoidea (Convolvulaceae) em caprinos no semiárido de Pernambuco / Lysosomal storage disease induced by the consumption of Ipomoea verbascoidea (Convolvulaceae) in goats at northeastern Brazil

The aim of this paper was to reproduce the poisoning of Ipomoea verbascoidea in goats and describe the epidemiological, clinical and pathological aspects of spontaneous poisoning by this plant in Pernambuco. For this, we studied the epidemiology of the disease in seven municipalities in the semiarid region of the State. Three spontaneously poisoned goats were examined and then euthanized and necropsied (Group I). To reproduce the disease, the dried leaves of I. verbascoidea containing 0.02% swainsonine were supplied at doses of 4g/kg (0.8mg swainsonine/kg) to two groups of three animals. The goats in Group II received daily doses of the plant during 40 days and were euthanized on the 41st day of the experiment. Goats from Group III received daily doses of the plant during 55 days and were euthanized on the 120th day of the experiment. Other three goats constituted the control group (Group IV). In experimental groups, the brain lesions were evaluated by histopathology; additionally the cerebellar lesions were evaluated by morphometry, by measuring the molecular layer thickness, the number of Purkinje cells and the area of the cell bodies of these cells. The main clinical signs and microscopic lesions in goats poisoned were similar to those reported by swainsonine containing plants. In goats of GII and GIII, the first nervous signs were observed between 22th and 29th days; clinically, the disease developed by these animals was similar to the spontaneous cases. The goats of GIII did not recover from the neurologic signs. These results show that the consumption of the plant by 26-28 days after observation of the first clinical signs is enough to cause irreversible damage. By morphometric analysis, the molecular layer of the cerebellum of the goats of Group I and III were thinner than those of goats in the control group, and Purkinje neurons were atrophic. It is suggested that these changes are responsible for the neurological picture observed in goats that stop eating the plant and have sequelae of poisoning.(AU)

O objetivo deste trabalho foi reproduzir a intoxicação por Ipomoea verbascoidea em caprinos e descrever os aspectos epidemiológicos, clínicos e histopatológicos da intoxicação espontânea por essa planta no Estado de Pernambuco. Para isso, realizou-se o acompanhamento da epidemiologia da doença em sete municípios do semiárido pernambucano. Três caprinos espontaneamente intoxicados foram examinados e, em seguida eutanasiados e necropsiados (Grupo I). Para reproduzir experimentalmente a doença, as folhas secas de I. verbascoidea contendo 0,02% de swainsonina, foram fornecidas na dose de 4g/kg (0,8mg de swainsonina/kg) a dois grupos de três animais. Os caprinos do Grupo II receberam a planta diariamente por 40 dias e foram eutanasiados no 41º dia de experimento. Os caprinos do Grupo III receberam a planta diariamente por 55 dias e foram eutanasiados no 120º dia de experimento. Outros três caprinos constituíram o grupo controle (Grupo IV). Nos grupos experimentais, as lesões encefálicas foram avaliadas por histopatologia e adicionalmente avaliaram-se as lesões cerebelares por morfometria, mediante mensuração da espessura da camada molecular, do número de neurônios de Purkinje e da área dos corpos celulares dessas células. Os principais sinais clínicos e lesões microscópicas foram semelhantes aos previamente reportados em animais intoxicados por plantas que contem swainsonina. Nos caprinos do GII e GIII, os primeiros sinais clínicos foram observados entre o 22º e 29º dia de experimento; clinicamente a doença desenvolvida por esses animais foi semelhante aos casos espontâneos. Nenhum dos caprinos do GIII se recuperou dos sinais neurológicos. Esse resultado evidencia que o consumo da planta por 26-28 dias após a observação dos primeiros sinais clínicos é suficiente para provocar lesões irreversíveis. Pela análise morfométrica, a camada molecular do cerebelo dos caprinos do Grupo I e III eram mais delgadas que às dos caprinos do grupo controle, e os neurônios de Purkinje estavam atróficos. Sugere-se que essas alterações sejam responsáveis pelo quadro clínico neurológico observado nos caprinos que deixam de ingerir a planta e apresentam seqüelas da intoxicação.(AU)

Cortical necrosis and cerebral atrophy in calves experimentally infected with bovine herpesvirus type 5

Bovine encephalitis herpesvirus, or bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5), a member of the family Herpesviridae, subfamily Alphaherpesvirinae, is long recognized as the causative agent of bovine herpesvirus encephalitis. The disease caused by BoHV-5 is characterized by signs of nervous impairment, consequent to non-suppurative meningoencephalitis. Although bovine herpetic encephalitis is a rare event in herds from the Northern Hemisphere, BoHV-5 infections are an important cause of central nervous system disease in cattle in Brazil and Argentina. Recovery of animals from clinical illness has been documented before, both in naturally infected animals and experimentally infected individuals.[...]

Cortical necrosis and cerebral atrophy in calves experimentally infected with bovine herpesvirus type 5

Bovine encephalitis herpesvirus, or bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5), a member of the family Herpesviridae, subfamily Alphaherpesvirinae, is long recognized as the causative agent of bovine herpesvirus encephalitis. The disease caused by BoHV-5 is characterized by signs of nervous impairment, consequent to non-suppurative meningoencephalitis. Although bovine herpetic encephalitis is a rare event in herds from the Northern Hemisphere, BoHV-5 infections are an important cause of central nervous system disease in cattle in Brazil and Argentina. Recovery of animals from clinical illness has been documented before, both in naturally infected animals and experimentally infected individuals.[...](AU)