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

ABSTRACT

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)

RESUMO

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)