Acta Veterinaria Scandinavica, 2006; 48(1): 16-16 (más artículos en esta revista)

De hierro y de hierro y manganeso en relación forraje islandés ovejas de las explotaciones: relación con la tembladera

BioMed Central
KB Gudmundsdóttir (kbg@internet.is) [1], S Sigurdarson (sigsig@hi.is) [1], J Kristinsson (jakobk@hi.is) [2], T Eiríksson (tryggvie@lbhi.is) [3 ], T Jóhannesson (dr.thorkell @ simnet.is) [2]
[1] Oficina Veterinaria Jefe de la Sección de Enfermedades de los Animales. Instituto de Patología Experimental de la Universidad de Islandia, Keldur, 112 Reykjavík, Islandia
[2] Instituto de Farmacia, Farmacología y Toxicología del Departamento de Farmacología y Toxicología de la Universidad de Islandia, Hofsvallagata 53, 107 Reykjavik, Islandia
[3] Departamento de animales y la tierra, la Universidad Agrícola de Islandia, Keldnaholt, 112 Reykjavík, Islandia

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Resumen

Este estudio se realizó con el fin de examinar si existía alguna relación entre las cantidades de hierro en forraje y la aparición esporádica de la tembladera observada en ciertas partes de Islandia. Como el hierro y el manganeso son consideradas antagónicas a las plantas, el cálculo de la Fe / Mn ratios se incluyó también al usar los resultados de Mn determinación anterior realizado en las mismas muestras. Forraje muestras (n = 170) de las cosechas de verano 2001-2003, se obtuvieron de 47 explotaciones de hierro y manganeso análisis. Las granjas fueron divididos en cuatro categorías: 1. Tembladera libre de tembladera en las explotaciones de zonas libres (n = 9); 2. Tembladera libre de tembladera en las explotaciones de zonas afectadas (n = 17), 3. Tembladera propensos a las explotaciones agrícolas (anteriormente afectados por la tembladera, restocked granjas) (n = 12), 4. tembladera de las explotaciones afectadas (n = 9). Las granjas en las categorías 1 y 2 son denominados colectivamente "tembladera libre de las explotaciones agrarias. La media de concentración de hierro en muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas fue significativamente más alta que en las muestras de forraje en las granjas de otras categorías de la tembladera (P = 0,001). La media de Fe / Mn proporción de forraje en la tembladera de las explotaciones afectadas fue significativamente superior al de la tembladera de forraje libre de tembladera y propensos a las granjas (P <0,001). Los resultados indican predominio relativo de hierro más manganeso en el forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas, en comparación a las explotaciones agrícolas en las demás categorías. Por lo tanto el conocimiento profundo de hierro, junto con el manganeso, en el suelo y la vegetación en las explotaciones de ovino podría ser un pivote en los estudios esporádicos en la tembladera.

Fondo

La proteína prión (PrP) naturalmente ocurre en la mayoría de órganos. Se cree que tienen un papel en el metabolismo del cobre y, posiblemente, también en defensa oxidativo y las funciones del sistema nervioso central. La proteína está presente tanto en un libre y una forma glicosilada, vinculado a las membranas celulares. En enfermedades priónicas (también llamado encefalopatías espongiformes transmisibles (EET)), la proteína del prión en una toma patológico, misfolded forma (a menudo llamada PrP sc), dando lugar a deposiciones de los agregados extracelulares y degeneración espongiforme (vacuolización) en el cerebro. Las EET son siempre letales. Como el nombre lo implica, una característica distintiva de las EET es su transmisibilidad entre personas de la misma especie, o incluso entre individuos de diferentes especies [1 - 4].

Tembladera en ovinos y caprinos es una de las más conocidas las EET. Tembladera en ovinos ha sido durante décadas una de las más costosas enfermedades en el ganado islandés [5]. A pesar de sacrificio sanitario y medidas preventivas sistémicas, la enfermedad aún se producen casos esporádicos en las explotaciones de ovino en Islandia de cada año, especialmente en las explotaciones agrícolas en unas pocas áreas en el sur, norte y oriental del país [6]. Esta ocurrencia esporádica de la tembladera puede indicar un factor ambiental o factores que pueden ser predisponentes para el desarrollo clínico de la tembladera, de influir en la transformación de PrP a PrP sc, o de otro tipo que influyen en la patogénesis de la enfermedad [2]. Los importes de los elementos traza en la alimentación podría representar esos factores. Jóhannesson et al. [6] encontró que las muestras de forraje libre de tembladera en las explotaciones que figuran Islandia, por término medio, un número significativamente mayor de manganeso que las muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas, pero ninguna diferencia puede encontrarse entre la concentración de cobre en muestras de forraje de explotaciones de ovino de las diferentes categorías de la tembladera (véase definición más abajo). En otro estudio de estos autores encontraron que el selenio, aunque en general, se baja en islandés forraje, no difieren en cantidad entre las muestras de forraje libre de tembladera, la tembladera o propensas a la tembladera de las explotaciones afectadas [7]. Tampoco fue ninguna diferencia significativa se encuentra en la cantidad de molibdeno (o de azufre) en el forraje, entre explotaciones de diferentes categorías de la tembladera [8].

Adriano [9], ha descrito una bioquímica antagonismo entre el hierro y el manganeso en las plantas y Jóhannesson et al. [6], como se ha mencionado, que se encuentra significativamente más altas cantidades de manganeso en el forraje de la tembladera en ovinos libres de explotaciones agrícolas en las explotaciones agrícolas que en las demás categorías. El objetivo principal del presente estudio fue estudiar si la mayor cantidad de manganeso que ser correspondida por cantidades menores de hierro, o, alternativamente, menor cantidad de manganeso de mayores cantidades de hierro, en el forraje del ganado ovino en las explotaciones agrícolas en las tres categorías de la tembladera.

Materiales y métodos
Categorías de las explotaciones agrícolas y la recogida de muestras de forraje

Un total de 170 muestras de forraje, desde el verano de cosechas 2001, 2002 y 2003, en su mayoría de ensilado en balas redondas (contenido de materia seca 30-70%), pero también algunas muestras de heno (contenido de materia seca ≥ 80%), se obtuvieron de 47 explotaciones de ovejas, para el análisis de concentración de hierro. Las muestras fueron recolectadas de los campos de cultivo de origen, y de preferencia de las antiguas y, más recientemente, las parcelas cultivadas, respectivamente, tal como está descrita anteriormente por Jóhannesson et al. [6]. Alrededor de las tres diferentes muestras de forraje (dos a cinco) han sido recogidos en cada granja. En general, el forraje muestras consistieron principalmente de las siguientes especies de hierba: Kentucky bluegrass (Poa pratensis), rojo festuca (Festuca rubra), tufted hairgrass (deschampsia caespitosa) y bentgrass (Agrostis especies). Timothy (Pleum pratense) se encontraba en unos muestras, sobre todo, más recientemente, de campos cultivados. Anual bluegrass (Poa annua) no era infrecuente en las muestras procedentes de los campos de mayor edad.

Las granjas fueron divididos en cuatro categorías de acuerdo a la tembladera estado: 1. Tembladera libre de tembladera en las explotaciones de zonas libres: nueve granjas en los condados o partes de los condados donde la tembladera nunca ha sido registrada. 2. Tembladera libre de tembladera en las explotaciones de zonas afectadas: Diecisiete tembladera explotaciones agrícolas en las que nunca se ha diagnosticado o con anterioridad a 1960 y luego restocked con ovejas sanas, pero situada en los condados o partes de los condados afectados por la tembladera. 3. Tembladera propensos a las explotaciones: Doce fincas afectadas por la tembladera después de 1980 y después restocked con ovejas sanas, de conformidad con las regulaciones gubernamentales. 4. Tembladera de las explotaciones afectadas: Nueve granjas donde se le diagnosticó la tembladera durante el periodo de investigación (2001-2004). Las granjas en las categorías 1 y 2 son denominados colectivamente "tembladera libre de las explotaciones agrarias. La ubicación de las explotaciones se muestra en una publicación anterior [6].

Preparación de muestras y el análisis de hierro

La preparación de las muestras de forraje y el análisis de hierro se llevó a cabo según lo descrito para el cobre y el manganeso de Jóhannesson et al. [6]. En primer lugar, las muestras se secaron a 65 ° C en un horno de aire forzado durante 48 horas. Ellos fueron luego se estabilizaron a temperatura ambiente y molido en un molino de martillo para pasar una pantalla de 1 mm. Las muestras fueron molidos tras lo cual se pesarán para el análisis y el hierro para estimar contenido de materia seca. Las muestras fueron digeridas por ahora la ebullición se concentró en HNO 3 (Merck, Suprapur, Merck KGaA, Darmstadt, Alemania) analizaron la noche a la mañana y de hierro por el PCI espectrometría de emisión óptica utilizando Spectroflame D secuencial instrumento (Spectra, Instrumentación Analítica, Kieve, Alemania).

Tres de análisis se tomaron muestras de forraje de cada muestra. Individual intracomunitario muestra resultados no difieren en más de ± 5%. La concentración de hierro (media de las mediciones de tres muestras de análisis) se expresa como mg kg -1 de materia seca. Las hojas de álamo (material de referencia certificado NCS CC 73350, China Nacional Centro de Análisis del Hierro y el Acero, China, suministrado de LGC Promochem, Borås, Suecia) se han aplicado como una norma externa.

El análisis estadístico

La concentración de hierro en las muestras de forraje, así como el hierro y el manganeso ratios no se distribuye normalmente, pero pasar la prueba de Kolmogorov-Smirnov para la normalidad después de la transformación de los valores logarítmicos. Una forma de análisis (ANOVA) fue utilizado para la comparación de los valores logarítmicos de las concentraciones de hierro, así como los valores logarítmicos del hierro y el manganeso ratios de forraje en las muestras de granjas en diferentes categorías. El Estudiantes-Newman-Keul de la prueba se utilizó para todas las comparaciones pairwise.

Resultados

La concentración de hierro en las muestras de forraje varió de 57 mg kg -1 a 1379 mg kg -1. En 14 de las muestras (aproximadamente el 8%) la concentración de hierro era inferior a 100 mg kg -1 y en tres de las muestras (aproximadamente el 1,7%) fue superior a 1000 mg kg -1. Se consideró que las tres muestras con concentración de hierro por encima de 1000 mg kg -1 fueron contaminados por el suelo, y estas muestras eran, por tanto, excluidas de su transformación. La media de concentración de hierro en el forraje de la tembladera de explotaciones libres (categorías 1 y 2 combinados) es 223 mg kg -1 (91 muestras). Tembladera en las granjas expuestos a la media de concentración de hierro fue 221 mg kg -1 (40 muestras), y la tembladera en las explotaciones afectadas por la concentración media de hierro fue 343 mg kg -1 (36 muestras). La media de concentración de hierro fue significativamente mayor en los forrajes de los afectados por la tembladera de las granjas de forraje en las explotaciones agrícolas de la tembladera otras categorías (P = 0,001) (Fig. 1]. La media de concentración de hierro en la tembladera de forraje libre de tembladera en las explotaciones de zonas libres fue 193 mg kg -1 (27 muestras), en comparación con el promedio de concentración de hierro de 236 mg kg -1 en la tembladera de forraje libre de tembladera en las explotaciones agrícolas - zonas afectadas (64 muestras). La diferencia entre estas dos categorías, sin embargo, no fue estadísticamente significativa (P> 0,05).

Mediante la utilización de los resultados de la determinación de manganeso de las mismas muestras de forraje [6], el hierro y el manganeso (Fe / Mn) se calcularon los coeficientes para las muestras de granjas de diferentes categorías de la tembladera. Estos cálculos muestran que el promedio de Fe / Mn proporción era de 1,50 en el forraje de la tembladera de explotaciones libres (categorías 1 y 2 combinados); 1,70 en el forraje de la tembladera propensos a las explotaciones agrícolas y forraje en 2,68 de la tembladera de las granjas afectadas. La media de Fe / Mn proporción de forraje en la tembladera de las explotaciones afectadas, pues, significativamente superior al de la tembladera de forraje libre de tembladera y propensos a las explotaciones agrícolas, y la diferencia fue altamente significativa (P <0,001) (Fig. 2]. En la tembladera de forraje libre de tembladera en las explotaciones de zonas libres de la media Fe / Mn proporción era de 1,09, mientras que la media Fe / Mn proporción era de 1,67 en la tembladera de forraje libre de tembladera en las explotaciones de las zonas afectadas. La diferencia, sin embargo, no fue estadísticamente significativa (P> 0,05).

Discusión

Las cantidades de hierro soluble en el suelo islandés se sabe son de alta [10]. La concentración de hierro en la hierba (y forraje de hierbas) en el país es consecuencia de altura. Las altas concentraciones de hierro soluble en el suelo en Islandia puede probablemente influyen en la absorción de otros elementos traza en las plantas, tales como manganeso, cobre, zinc y cobalto que, al igual que el hierro, son predominantemente absorbidos como cationes divalentes. Islandés forraje también se sabe que contienen cantidades bajas un poco de zinc y cobalto, aunque no se observaron diferencias entre los importes de estos oligoelementos en forrajes de las explotaciones agrícolas de diferentes categorías de la tembladera [11]. Esto, sin embargo, puede ser de importancia para el estado general de salud del ganado. Hay, sin embargo, en el momento actual no hay indicación de manganeso o deficiencia de cobre en la hierba o las ovejas de Islandia [6, 12]. Esto podría ser atribuido a los altos niveles de manganeso soluble y cobre en el suelo islandés [[10], Th. Gudmundsson, comunicación personal 2006]. En este contexto, es de interés de que los altos niveles de hierro encontrados en el forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas por la frontera niveles tóxicos de los metales para las plantas [13].

La media de concentración de hierro en muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas fue significativamente más alta que en las muestras de forraje en las granjas de otras categorías de la tembladera (Fig. 1]. Las muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas son relativamente pocas (36 en número), que es un número reducido para el análisis estadístico. Por otra parte, significa la concentración de hierro en muestras de forraje de la tembladera propensos a las explotaciones agrícolas, que eran de un número similar (40 muestras), también fue significativamente más baja que en las muestras de la tembladera de las explotaciones afectadas, e hizo de la misma manera no difieren significativamente la media de concentración de hierro en el forraje de la tembladera de explotaciones libres (categorías 1 y 2 combinados). La media de concentración de hierro en muestras de forraje libre de tembladera en las explotaciones tembladera zonas libres (sólo 27 muestras) fue mucho menor que en las muestras de forraje libre de tembladera en las explotaciones afectadas por la tembladera zonas (64 muestras). La diferencia, sin embargo, no fue significativa para el número de muestras incluidas en el estudio. Los resultados indicaron que de este modo la concentración de hierro en el forraje diferían entre explotaciones de diferentes categorías de la tembladera, y que la concentración es más alta en las muestras de forraje de la tembladera explotaciones agrícolas en las que estuvo presente durante el periodo de investigación.

Hemos determinado anteriormente que la concentración media de manganeso fue significativamente menor en las muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones agrícolas afectadas que en las muestras de forraje de la tembladera propensos a las explotaciones agrícolas y la tembladera de explotaciones libres (categorías 1 y 2 combinados) [6]. ¿Cómo podría afectar este acontecimiento clínico de la tembladera no se conoce. En la publicación anterior nos transmitió una idea de cómo grandes cantidades de manganeso, especialmente en el tracto gastrointestinal podría retrasar o impedir la entrada de los priones, las proteínas a través del epitelio de la mucosa, y que grandes cantidades de cobre podría tener un efecto contrario [6].

En este contexto, es de interés de que en las plantas, el manganeso y el hierro actúan como antagonistas de bioquímica y pueden competir entre sí en lo que respecta a la absorción de los suelos y la enzima vinculante [9, 13]. Según Adriano [9], la Fe / Mn ratio debería estar en el rango 1,5 - 2,5 en plantas sanas. Si esta relación es superior a 2,5, sugiere un pariente o overactivity dominio de hierro en comparación con manganeso, y si es inferior a 1,5 sugiere un pariente o overactivity dominio de más de hierro manganeso. La Fe / Mn ratios en el forraje en el presente estudio sugieren que en el forraje de la tembladera de las granjas afectadas de hierro puede ser más predominante de manganeso, en el forraje de la tembladera propensos a la tembladera y de explotaciones libres (categorías 1 y 2 combinados), los dos los metales se encuentran en equilibrio (Fig. 2], mientras que en la tembladera de forraje libre de tembladera en las explotaciones de zonas libres de manganeso pueden llegar a dominar más de hierro.

Los resultados presentados aquí indican que grandes cantidades de hierro en el forraje del ganado ovino podría de alguna manera la premisa de aparición de clínica a través de la tembladera inferior, aunque no son deficientes, los niveles de manganeso. Sea o no altas cantidades de hierro en el forraje podría de por sí, o por otros mecanismos, tienen tales efectos espera seguir investigando.

En conclusión, las muestras de forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas figuran un número significativamente mayor de hierro y manganeso significativamente menor que la de muestras de forraje libre de tembladera y la tembladera propensos a las explotaciones, lo que indica una relación de dominación de hierro más manganeso en el forraje de la tembladera de las explotaciones afectadas, en comparación a las explotaciones agrícolas en las demás categorías. Un estudio más detallado de hierro, junto con el manganeso, en el suelo y la vegetación en las explotaciones de ovino podría ser la clave para entender por qué es recurrente la tembladera diagnosticada en algunas granjas y, sin embargo, nunca se produce en determinadas explotaciones vecinas.

Agradecimientos

Este trabajo forma parte de la FATEPRIDE PROJECT (Contrato no QLK4-CT-2002-02723 Calidad de Vida del Programa Marco-K5). La investigación fue financiada en parte por el Ministerio de Agricultura y que se llevó a cabo en estrecha cooperación con el Jefe de Oficina Veterinaria de Islandia. Queremos expresar nuestro profundo agradecimiento a todos los agricultores y sus familias por los servicios prestados con nosotros durante la recogida de muestras en sus respectivas explotaciones, y el profesor Thorsteinn Gudmundsson, la Universidad Agrícola de Islandia, para un debate fructífero.