Techniques for prevention and control of poisoning by sodium monofluoroacetate (MFA)-containing plants in ruminants / Técnicas para prevenção e controle da intoxicação em ruminantes por plantas que contém monofluoroacetato de sódio

Monofluoroacetate (MFA)-containing plants cause sudden death associated with exercise in ruminants, and are responsible for significant losses in Brazilian livestock, estimated at 500,000 bovine deaths annually. Most of the times, the control and treatment of this type of poisoning are not efficient, because disease evolution is superacute, usually causing the death of the animal. Due to the difficulty in controlling this intoxication, several studies have suggested alternatives to prevent it, mainly by making animals resistant to the MFA present in these plants or by avoiding their consumption. This literature review addresses the techniques used experimentally to control the poisoning of ruminants by plants containing MFA. The first studies carried out in Brazil demonstrated that goats and sheep that continuously receive non-toxic doses of plant containing MFA show greater resistance to poisoning than untreated animals, and that this resistance can be transmitted by ruminal fluid transfaunation, suggesting that poisoning occurs due to the presence of bacteria that hydrolyze MFA in the rumen. Based on this hypothesis, several MFA-hydrolyzing bacteria were isolated (Enterococcus faecalis, Bacillus sp., Paenibacillus sp., Burkholderia sp., Cupriavidus sp., Staphylococcus sp., Ancylobacter sp., Ralstonia sp., Stenotrophomonas sp., Pigmentiphaga kullae, and Ancylobacter dichloromethanicus). When some of these bacteria were administered intraruminally, they provided the animal with a different level of protection against poisoning. However, it was observed that protection is gradually lost when the bacterium administration is interrupted. Consequently, to obtain more efficient protection, these bacteria should be administered continuously, probably in the form of probiotics. In another assay, MFA was administered to sheep at non-toxic doses to test the hypothesis that this substance could induce the multiplication of bacteria that hydrolyze it in the rumen. There was no increase in resistance to poisoning after administration of MFA; however, no signs of poisoning were observed when animals received trifluoroacetate and no clinical signs were verified when they were challenged with toxic doses of MFA; in contrast, all control animals presented clinical signs. These results suggest that trifluoroacetate induces the proliferation of MFA-degrading bacteria, and can be used in intoxication prophylaxis. The conditioned food aversion technique, using lithium chloride, has been successfully used experimentally to prevent ruminants from ingesting plants that contain MFA. Another alternative tested was the spraying of Amorimia septentrionalis with the endophytic bacterium Herbaspirillum seropedicae, which degrades MFA, resulting in decreased concentration of this compound in the plants. In conclusion, several experimental techniques have been proved efficient in the control and prophylaxis of MFA-containing plant poisoning; however, none of these techniques are available commercially. Further experiments, mainly in the field, should be carried out to adapt some of these techniques to the conditions of extensive breeding in the numerous areas where MFA-containing plants occur.(AU)

As plantas que contém monofluoroacetato (MFA) causam morte súbita associada ao exercício em ruminantes, e são responsáveis por grandes perdas na pecuária brasileira, estimadas em 500.000 mortes de bovinos anualmente. O controle e tratamento desse tipo de intoxicação, na maioria das vezes, não apresenta eficiência, visto que a evolução da doença é superaguda, e geralmente ocasiona a morte do animal. Devido à dificuldade no controle dessa intoxicação, diversos estudos sugerem alternativas para preveni-la, principalmente tornando os animais resistentes ao MFA presente nessas plantas ou evitando seu consumo. O objetivo do presente trabalho é fazer uma revisão bibliográfica das técnicas utilizadas experimentalmente para controlar a intoxicação de ruminantes por plantas que contém MFA. Nos primeiros trabalhos realizados no Brasil, foi determinado que caprinos e ovinos que recebem continuadamente doses não tóxicas de planta que contém MFA apresentam maior resistência a intoxicação que animais não tratados e que essa resistência pode ser transmitida por transfaunação de fluído ruminal, sugerindo que a mesma ocorre devido a presença de bactérias que hidrolisam MFA no rúmen. Com base nessa hipótese foram isoladas diversas bactérias que hidrolisam MFA (Enterococcus faecalis, Bacillus sp., Paenibacillus sp., Burkholderia sp., Cupriavidus sp., Staphylococcus sp., Ancylobactersp., Ralstoniasp., Stenotrophomonas sp., Pigmentiphaga kullae e Ancylobacter dichloromethanicus). Quando algumas dessas bactérias foram administradas intraruminalmente conferiram diferentes graus de proteção contra a intoxicação. No entanto foi observado que a proteção se perde gradualmente quando se deixa de administrar a(s) bactéria(s). Em consequência, para obter uma proteção mais eficiente essas bactérias deveriam ser administradas continuadamente, provavelmente na forma de probiótico. Em outro ensaio administrou-se MFA a ovinos em doses não tóxicas para testar a hipótese de que esta substância poderia induzir a multiplicação de bactérias que hidrolisam o mesmo no rúmen. Não houve um aumento da resistência a intoxicação após a administração de MFA; no entanto quando foi administrado trifluoroacetato, os animais não desenvolveram nenhum sinal de intoxicação e quando desafiados com doses tóxicas de MFA não apresentaram sinais clínicos, pelo contrário todos os animais controles apresentaram sinais clínicos. Esses resultados sugerem que o trifluoroacetato induz a proliferação de bactérias que degradam MFA e pode ser utilizado para a profilaxia da intoxicação. A técnica da aversão alimentar condicionada, utilizando cloreto de lítio, tem sido empregada experimentalmente, com sucesso, para evitar que ruminantes ingiram plantas que contém MFA. Outra alternativa testada foi a pulverização de Amorimia septentrionalis com a bactéria endofítica Herbaspirullum seropedicae, que degrada MFA, resultando na diminuição da concentração deste composto na planta. Conclui-se que há diversas técnicas que experimentalmente tem demonstrado eficiência no controle e profilaxia das intoxicações por plantas que contém MFA; no entanto, nenhuma dessas técnicas está disponível comercialmente. Futuros experimentos, principalmente, a campo, deverão ser realizados para adaptar alguma(s) dessas técnicas as condições de criação extensiva nas numerosas áreas onde ocorrem plantas que contém MFA.(AU)

Methods of inducing conditioned food aversion to Baccharis coridifolia (mio-mio) in cattle / Métodos de indução de aversão alimentar condicionada a Baccharis coridifolia (mio-mio) em bovinos

Three experiments were performed to determine the efficacy of various methods of averting naïve cattle to prevent Baccharis coridifolia poisoning: forced oral administration of 0.5g kg-1 body weight of fresh B. coridifolia; forced inhalation of the smoke from burning B. coridifolia and rubbing the plant on the animals' muzzles and mouths; and introducing the animals into paddocks with low invasion by B. coridifolia. Results demonstrated that cattle forced to ingest low doses become strongly averted if introduced into paddocks 23-26 hours after the aversion. In contrast, cattle introduced into the paddocks between 1-10 hours were not fully averted. Inhalation of B. coridifolia smoke, and rubbing the plant on the animals' muzzles and mouths were not efficient to induce an aversion. The introduction of cattle into paddocks with approximately 1% of B. coridifolia was efficient if the animals remained 5 months in the area, but not if they only remained for 60 hours, as cattle required sufficient time to learn to avoid the plant.

Foram realizados três experimentos para determinar a eficácia de vários métodos de aversão a Baccharis coridifolia em bovinos: administração oral forçada de 0,5g kg-1 de peso vivo de B. coridifolia fresca; inalação forçada da fumaça proveniente da queima de B. coridifolia e esfregação da planta no focinho e na boca dos animais; e introdução dos animais em pastagens com baixa infestação por B. coridifolia. Os resultados demonstraram que os animais forçados a ingerir pequenas doses tornaram-se fortemente avertidos, quando introduzidos nos piquetes entre 23 a 26 horas após a aversão. Entretanto, bovinos introduzidos nos piquetes após 1 a 10 horas não foram totalmente avertidos. Inalação da fumaça de B. coridifolia e esfregação da planta no focinho e boca dos animais não foram eficientes para produzir aversão. A introdução de bovinos em piquetes com aproximadamente 1% de B. coridifolia foi eficiente quando os animais permaneceram cinco meses na área, mas não quando ficaram apenas 60 horas, pois os bovinos precisam de tempo para aprender a evitar a planta.

Aversão alimentar condicionada para o controle da intoxicação por Ipomoea carnea subsp. fistulosa em caprinos / Conditioned food aversion for the control of poisoning by Ipomoea carnea subsp. fistulosa

A aversão alimentar condicionada é uma técnica que pode ser utilizada em animais para evitar a ingestão de plantas tóxicas. O presente estudo teve como objetivo testar a eficiência e durabilidade da aversão alimentar condicionada em caprinos para evitar o consumo de Ipomoea carnea subsp. fistulosa. Foram utilizados 14 caprinos jovens da raça Moxotó, que foram adaptados ao consumo da planta. Inicialmente foi administrada I. carnea subsp. fistulosa dessecada e triturada misturada à ração concentrada por 30 dias e, posteriormente, foi fornecida a planta verde por mais 10 dias. Para constatação da adaptação ao consumo da planta os caprinos foram colocados a pastar em um piquete de 510 m² onde tinha sido plantada I. carnea subsp. fistulosa em uma área de 30m² (10 plantas/m²). No 42º dia de experimento, após a constatação do consumo espontâneo os animais receberam a planta verde individualmente na baia por alguns minutos, e todos os animais que consumiam qualquer quantidade da planta foram tratados com uma solução de LiCl na dose 175mg por kg de peso vivo. Este procedimento repetiu-se por mais dois dias. Posteriormente, os caprinos foram divididos em dois grupos: Grupo 1 com seis animais, quatro deles avertidos e dois não avertidos (facilitadores); e o Grupo 2, com oito caprinos, todos avertidos. Para constatar a eficiência e duração da aversão e a influência de animais facilitadores na durabilidade da aversão, os caprinos foram colocados a pastar, em dias alternados, três dias por semana, durante duas horas, no piquete plantado com I. carnea subsp. fistulosa. Por 12 meses os animais foram monitorados durante o pastejo, identificando-se o consumo e a preferência dos animais pelas plantas presentes no piquete. No Grupo 1 tanto os caprinos avertidos quanto os não avertidos iniciaram a ingerir a planta em 1-6 semanas e gradualmente foram aumentando a planta consumida, mas nunca a ingeriram exclusivamente. Nenhum caprino do Grupo 2 iniciou a ingestão da planta durante os 12 meses de experimento. Após esse período a área do piquete destinada ao plantio de I. carnea subsp. fistulosa foi ampliada para 80m² e os animais foram novamente introduzidos, com tempo de pastejo na área aumentado para quatro horas durante cinco dias na semana. Nesta fase todos os caprinos do Grupo 1 ingeriram a planta em grande quantidade. Os caprinos do Grupo 2 iniciaram gradualmente a ingerir a planta e a aversão se extinguiu, em todos os animais, após dois meses. A concentração de swainsonina em I. carnea subsp. fistulosa foi de 0,052±0,05% (média±SD). Conclui-se que a aversão alimentar condicionada é eficiente para evitar a ingestão de I. carnea subsp. fistulosa. No entanto, a duração da mesma depende, entre outras coisas, da quantidade de planta presente na área de pastoreio e do tempo de exposição e se extingue rapidamente por facilitação social.

Conditioned food aversion is a technique that can be used to train livestock to avoid ingestion of poisonous plants. This study tested the efficacy and durability of conditioned food aversion to eliminate goat's consumption of Ipomoea carnea subsp. fistulosa. We used 14 young Moxotó goats, which were initially adapted to the consumption of the plant by offering dried I. carnea subsp. fistulosa with their concentrate diet for 30 days, and then subsequently providing green plant for another 10 days. To confirm the spontaneous consumption of the plant, the goats were allow to graze in a paddock of 510m² where I. carnea subsp. fistulosa had been planted in an area of 30m² (10 plants/m²). On day 42, 12 goats were offered fresh green plant individually in a pen for a few minutes, and after the consumption of any amount of the plant they were treated orally with a solution of LiCl at a dose 175mg per kg of body weight. This procedure was repeated for two more consecutive days. Thereafter, the goats were divided into two groups: Group 1 with four averted and two non-averted goats; and Group 2 with eight averted goats. To verify the efficacy and duration of aversion, both groups were introduced into the paddock with I. carnea subsp. fistulosa three days a week for two hours daily. In Group 1, with two non-averted and four averted goats, all animals started to ingest the plant after 1-6 weeks of grazing. They continually increased their consumption of the plant, but never consumed the plant exclusively. None of the goats of Group 2 goats started eating the plant during the 12 months of observation. After this period the area of the paddock planted with I. carnea subsp. fistulosa was expanded to 80 m² and grazing time was increased to four hours per day for five days a week. At this stage all the goats in Group 1 ingested the plant in large quantities. The goats from Group 2 gradually started to eat the plant and aversion was extinguished in all animals after two months. Swainsonine concentration of I. carnea subsp. fistulosa was 0.052±0.05% (mean ±SD). It was concluded that conditioned food aversion was effective in reducing goat consumption of I. carnea subsp. fistulosa, but the duration of aversion depends on the time of grazing and amount of plant available. However, the aversion was quickly extinguished by social facilitation when averted animals grazed with non-averted animals.

Aversão alimentar condicionada no controle de surtos de intoxicações por Ipomoea carnea subsp. fistulosa e Turbina cordata em caprinos / Conditioned food aversion to control outbreaks of poisoning by Ipomoea carnea subsp. fistulosa and Turbina cordata in goats

A aversão alimentar condicionada é uma técnica que pode ser utilizada em animais para evitar a ingestão de plantas tóxicas. A técnica foi utilizada em uma fazenda para controlar a intoxicação por Turbina cordata e em outra para Ipomoea carnea subsp. fistulosa. Os caprinos eram presos à noite, e na manhã do dia seguinte lhes era ofertada a planta verde, recém-colhida, por dez minutos. Os caprinos que ingerissem qualquer quantidade da planta eram identificados, pesados e tratados com LiCl na dose de 175mg/kg peso vivo através de sonda esofágica. No rebanho da fazenda na que havia T. cordata a técnica foi aplicada a cada dois meses durante o período em que a planta é encontrada. Durante todo o experimento, de dezembro de 2009 a abril de 2011 não ocorreu nenhum novo caso de intoxicação no rebanho e diminuiu gradualmente o número de animais avertidos e a quantidade de planta que ingeriam os mesmos durante o processo de aversão. Na fazenda na que ocorria intoxicação por I. carnea a maioria de rebanho foi avertido em dezembro de 2010, 15-20 dias antes do início das chuvas, e os animais não ingeriram a planta espontaneamente no campo até setembro-outubro de 2011, durante o período da seca, quando havia extrema carência de forragem e iniciaram a ingerir a planta no campo. Posteriormente, apesar de três tratamentos aversivos com 21 dias de intervalo, os animais continuaram a ingerir a planta e ocorreram casos clínicos. A técnica de aversão alimentar condicionada demonstrou ser eficiente e viável para o controle da intoxicação por T. cordata. Para a intoxicação por I. carnea a técnica impediu a ingestão da planta somente durante a época de chuvas, mas não durante a seca, quando há pouca disponibilidade de forragem. A diferença nos resultados com as duas plantas é, aparentemente, resultante das condições epidemiológicas diferentes nas que ocorrem as intoxicações. T. cordata desaparece durante a maior parte do período de seca. A planta rebrota e fica verde durante o fim de seca, quando diminui a oferta de forragem, por curto espaço de tempo, permanecendo verde durante a época de chuvas. I. carnea, por crescer próximas as fontes de água, em áreas húmidas, permanece verde durante todo o período da seca, quando é maior a escassez de forragem, favorecendo desta forma a ingestão da planta pelos animais.

Conditioned food aversion is used to train livestock to avoid the ingestion of toxic plants. This technique was used to control Turbina cordata poisoning in goats in one farm, and to control Ipomoea carnea subsp. fistulosa poisoning in another farm. The goats were penned at night and the next morning the green plants were offered for 10 minutes. Goats that ingested any amount of the plant were treated through a gastric tube with 175mg of LiCl/kg body weight. In the flock in which the poisoning by T. cordata was occurring, the goats were averted every two months during the period that the plant was found in the pastures. During the experiment, from December 2009 to April 2011, new cases of poisoning were not observed, and there was a progressive decrease in the number of goats that ingested the plant and were averted. In the farm where I. carnea poisoning was occurring, most of the goats were averted in December 2010, 15-20 days before the first rains. The goats of this flock did not ingest the plant spontaneously in the field until September-October 2011, when, due to the dry season, there was a severe forage shortage, and the goats started to ingest the plant in the field. Later, despite three aversive treatments with 21 days intervals, the goats continued to ingest the plant and some animals became poisoned. In conclusion, conditioned food aversion was effective in to control intoxication by T. cordata. The technique was also effective in conditioning goats to avoid consuming I. carnea during the rainy season, but not during the dry season, with low forage availability in the field. The differences in these results seem to be due to the epidemiology of both poisonings: T. cordata is senescent and unavailable during most of the dry period, and green biomass is typically available either at the very end of the dry season, for a short period of time, and during the rainy season when there is no shortage of forage. In contrast, I. carnea grows in wet areas near water sources, and stays green during the dry period when there is a lack of other forage.