Dr Antonio Di LoriaDr Antonio Di Loria

Poliencefalomalacia (PEM) dei Ruminanti

Aspetti Eziopatogenetici

Patologia metabolico-nutrizionale che colpisce sporadicamente i bovini e gli ovini, sebbene

segnalata anche in altri ruminanti

nota come

“necrosi della corteccia cerebrale”

il termine deriva da: polio: materia grigia encefalo: cervello malacia: reammollimento

in senso letterale può essere definita:

Rammollimento della Materia Grigia Cerebrale

Caratterizzata dalla presenza di focolai di rammollimento della corteccia

cerebrale, necrosi neuronale in assenza di cellule infiammatorie, che determina

l’insorgenza di una sintomatologia neurologica variabile

• sono colpiti animali giovani (allevamenti intensivi con alimentazione a base di concentrati)

• la malattia è ben nota nel bufalo mediterraneo ed è indicata dagli allevatori con il termine di ”male feruto”

• nel bovino e nel bufalo si osserva principalmente nel periodo compreso tra la tarda estate e la fine dell’autunno

• nei piccoli ruminanti invece la massima incidenza si verifica durante i mesi invernali

• fino agli anni ’60 l’eziologia dell’affezione era riferita soltanto ad una carenza di tiamina o Vit. B1

• attualmente è considerata una patologia plurifattoriale

E’ stato osservato che la PEM può essere associata a:

diete con alti livelli di solfati associate ad inadeguato apporto dietetico di rame (Cu), molibdeno (Mo), zinco (Zn), ferro (Fe),

cobalto (Co), selenio (Se)

assunzione di vegetali contenenti sostanze tossiche/o antimetaboliti con particolare tropismo per il SNC

Fattori predisponenti:

clima

errata gestione aziendale

diete con elevati contenuti di carboidrati facilmente fermentescibili (concentrati), povere in fibra e carenti di vitamine e/o minerali

Tali diete fanno si che nei vitelli la PEM assuma il carattere di una tecnopatia tipica

degli allevamenti a carattere intensivo

Storicamente la PEM è stata sempre associata ad una condizione di

ipovitaminosi B1, la cui produzione endogena viene assicurata dai batteri

cellulosolitici del rumine

La tiamina viene fosforilata a livello epatico dando origine alla tiamina

pirofostato o difostato (TPP), forma biologicamente attiva (80 %), ed a

quella trifosfato (TTP) e monofosfato (TMP)

• la tiamina svolge un ruolo fondamentale, in qualità di coenzima, nell’ambito del metabolismo glucidico

• la decarbossilazione ossidativa del’acido piruvico con formazione di acetil-coenzima A, che entra a far parte del ciclo di Krebs, è catalizzata dalla piruvico-deidrogenasi, il cui coenzima è rapprentato dalla Vit. B1

• un’altra importante via della demolizione del glucosio è rappresentata dal ciclo dei pentosi, che porta alla sintesi di zuccheri a cinque atomi di carbonio

• questa via metabolica richiede l’intervento di una transchetolasi, il cui coenzima è rappresentato dalla tiamina

la carenza di tiamina blocca due fondamentali tappe del metabolismo

glucidico:

• ciclo di Krebs

• ciclo dei pentosi

Una razione ricca di glucidi facilmente fermentescibili (concentrati) può alterare

lo sviluppo della flora endoruminale e determinare lo sviluppo di batteri

aminolitici, che sono consumatori di vitamine del gruppo B, con conseguente

loro possibile deficit

• tali diete a livello ruminale possono selezionare alcuni microrganismi in grado di sintetizzare enzimi ad attività antivitaminica (tiaminasi)

• sono state individuate 2 tiaminasi che agiscono con meccanismo biochimico differente:

• tipo 1: Bacillus thyaminoliticus e Clostriduium sporogenes

• tipo 2: Bacills aneurinoliticus

• piante ricche in tiaminasi:• Pteridium aquilinum• Pteridium esculentum• Equisetum arvense

oltre alla tiaminasi contengono altri principi tossici ed un elevato contenuto in zolfo !

le farine di pesce contaminate con funghi del genere Acrospeira spp. possono

contenere elevate quantità di tiaminasi

• alcuni farmaci, come l’amprolium, sono

in grado di antagonizzare la Vit B1,

determinando una carenza secondaria

(bufalo indiano !)

• l’amprolium, simile strutturalmente alla

tiamina, tende ad occupare i siti

recettoriali della stessa, bloccandone

l’azione (specie nei tessuti nervosi)

• le lesioni nervose sono praticamente indistinguibili da quelle che

si riscontrano in corso di PEM spontanea

• questa forma di malattia spesso viene indicata come:

“Encefalopatia da Avvelenamento da Amprolium”

la carenza di tiamina può essere dovuta anche ad un ridotto assorbimento a

causa di processi patologici a carico dei prestomaci e/o dell’intestino

indipendentemente dalla causa, la carenza di Vit. B1 determina una

alterazione del metabolismo dei glucidi con

ridotta produzione di ATP ed aumento dell’acido piruvico e dell’acido lattico

• a livello di tessuto nervoso tali modificazioni determinano a carico delle membrane neuronali uno squilibrio degli scambi ionici con conseguente ritenzione di sodio

• ne deriva un incremento della quota idrica a livello extracellulare e la formazione di edema

• il processo evolve con l’aumento della pressione intracranica e la formazione di focolai necrotici diffusi

la carenza di tiamina potrebbe influire sul

metabolismo di alcuni neurotrasmettitori

(acetilcolina)

la PEM è associata anche ad un eccesso di zolfo nella dieta o meglio ad un aumento della quantità di solfuri a livello ruminale

Funzioni dello zolfo nell’organismo

E’ un’importante fonte minerale per i microrganismi ruminali

• entra a far parte: della struttura del collagene di alcuni catalizzatori del metabilismo vitaminico dell’insulina dell’emoglobina di alcune vitamine (tiamina e biotina) di alcuni aminoacidi essenziali (metionina, cisteina, cistina e

taurina)

Alcuni vegetali contengono elevate quantità di zolfo:

Pteridium aquilinum Pteridium esculentum Equisetum arvense Cirsium arvense Chenopodium spp. Kochia scoparia Cereali Canna da zucchero (melassa) Crucifere

potenzialmente pericolose sono anche le piante coltivate su terreni fertilizzati con zolfo o le falde

acquifere ricche di tale minerale…

maggiore incidenza della PEM durante il periodo estivo

A livello ruminale i microrganismi in grado di utilizzare lo zolfo si dividono in:

Solfato-riduttori assimilatori (Bacteroides spp., Butyrivibrio spp., Lachnospira spp.): riducono lo zolfo e lo impiegano per la sintesi di aminoacidi

Solfato-riduttori dissimilatori (Desulfivibrio desulfuricans, Desulfotomaculum ruminis): utilizzano lo zolfo come accettore di elettroni e sintetizzano solfuri come prodotto finale

Una dieta ricca in solfati e di carboidrati di pronto utilizzo, con acidificazione dell’ambiente

ruminale, determina un aumento della capacità riduttiva dei batteri dissimilatori,

con incremento della produzione di solfuri e riduzione dei batteri cellulosolitici produttori di

tiamina

Il destino dello zolfo a livello ruminale è condizionato dal pH

pH basico: composti solforati allo stato liquido

pH acido: solfuro di idrogeno (H2S) allo stato gassoso

l’H2S viene eliminato attraverso l’H2S viene eliminato attraverso l’eruttazione o l’aria espirata l’eruttazione o l’aria espirata

con azione irritante sulle prime vie respiratoriecon azione irritante sulle prime vie respiratorie

• le elevate quantità di H2S interferiscono con la respirazione cellulare, bloccando l’attività del citocromo C ossidasi

il blocco della respirazione cellulare conduce a mancata sintesi di ATP, con conseguente carenza di energia disponibile soprattutto a livello di SNC e comparsa di necrosi diffusa

Inizialmente l’organismo tenta di eliminare l’H2S in eccesso aumentando la

frequenza degli atti respiratori, tuttavia l’H2S tende a paralizzare i centri del

respiro aggravandone la sintomatologia

Inoltre i solfuri assorbiti inibiscono l’azione di altri enzimi importanti per la sintesi di ATP e per gli effetti anti-ossidativi (superossido-

dismutasi e glutatione-perossidasi)

• questi enzimi svolgono una importante attività antiossidante nei confronti dei radicali liberi

• in particolare la glutatione-perossidasi (la cui sintesi è favorita dal Selenio) contribuisce all’azione antiossidante della Vit. E a livello di membrana cellulare

Elevate concentrazioni di H2S possono favorire l’azione dei radicali liberi a livello di tessuto nervoso, data l’alta

concentrazione di lipidi in esso presente

il deficit energetico e la maggiore sensibilità ai danni ossidativi delle cellule nervose sono sufficienti a

determinare un danno neurale di tipo necrotico

Diete carenti in rame, zinco, molibdeno e ferro sembrano

essere coinvolte nella patogenesi delle forme di PEM zolfo-indotte

tali elementi formano dei composti insolubili tali elementi formano dei composti insolubili con l’Hcon l’H22S riducendone la biodisponibilità S riducendone la biodisponibilità

e la conseguente tossicitàe la conseguente tossicità

Il solfuro endoruminale favorisce l’effetto antagonista del molibdeno sul rame

• Il solfuro lega il molibdeno formando tiomolibdeno, composto insolubile che impedisce l’assorbimento di rame

carenza di rame

Polioencefalomalacia dei Ruminanti

Aspetti Clinico-Diagnostici e Terapeutici

sono colpiti vitelli e vitelloni da carne, gli ovini, occasionalmente i ruminanti selvatici,

mentre raramente si osserva nei bovini adulti

• Nei bovini sono colpiti animali tra i 6 -18 mesi (maggiore incidenza 9-12 mesi)

• Negli ovini la malattia si manifesta intorno ai 2-7 mesi

• Nei caprini si rileva un range più ampio: 2 mesi-3 anni

• Nel bufalo mediterraneo la patologia si manifesta in animali giovani (6-20 mesi)

• la PEM è descritta anche in animali adulti con manifestazioni cliniche meno gravi e spesso con guarigione spontanea

• Non esiste predisposizione di sesso e di razza

Nei bovini rappresenta una tecnopatia tipica degli allevamenti intensivi

• L’incidenza nel bufalo può variare tra il 4 ed il 10 %, con indice di mortalità compreso tra il 20-60 %

• Negli ovini è intorno al 10 %, con mortalità compresa tra l’1-10 %

• Nei bovini è intorno al 25 %, con mortalità compresa tra il 25-50 %

In relazione alla genesi plurifattoriale la PEM presenta indici di morbilità e mortalità

molto variabili !!

Rilievi Clinici

I FASE

Anoressia/disoressia

Difficoltà nella prensione degli alimenti

Difficoltà nella deambulazione

Rilievi Clinici

II FASE

Stato di ipereccitabilità con ansia e reazioni abnormi agli stimoli esterni

Crisi convulsive tonico-cloniche periodiche della durata di 2 minuti (l’animale cade a terra in decubito laterale con arti rigidi ed estesi)

Rilievi Clinici

III FASE

DepressioneAdinamia e letargiaDecubito laterale con posizione di opistotono o pleurostotonoIpermetria ed incrocio degli artiMovimenti di anteropulsione/o retropulsioneMovimenti di maneggio

Rilievi Clinici

Scomparsa riflesso della minaccia

Riflesso pupillare e palpebrale conservati

Cecità (edema papillare)

Nistagmo

Sguardo fisso nel vuoto

Strabismo (coinvolgimento nervo trocleare)

Digrignamento dei denti e trisma mandibolare

Nelle pecore non si osserva nistagmo

Nelle capre la malattia esordisce con sintomi di ipereccitabilità neuro –muscolare (grave opistotono, rigidità dei mm estensori degli arti), nistagmo e cecità

Nel bufalo mediterraneo la sintomatologia è sovrapponibile a quella del bovino, ma il decorso sembra essere più breve

l

la malattia in Campania è stata segnalata in una la malattia in Campania è stata segnalata in una azienda agrozootecnicaazienda agrozootecnica

della piana del Sele della piana del Sele (Ciaramella e coll., 1999)(Ciaramella e coll., 1999)

lesioni della corteccia cerebrale in genere lesioni della corteccia cerebrale in genere occipitale e parietale. Aree di necrosi con occipitale e parietale. Aree di necrosi con

emorragie perivascolari e neoformazione di emorragie perivascolari e neoformazione di capillari. Segni di edema diffusocapillari. Segni di edema diffuso

Esami di Laboratorio

riduzione della transchetolasi eritrocitaria (v.n.: 40-60 μl/ml)

riduzione della tiamina (< 50 nmol/l; v.n.: 75-185 nmol/l)

aumento dell’acido piruvico (fino a 1.5-5.0 mg/dl; v.n.: 0.5-1.0 mg/dl)

aumento dell’acido lattico (> 20 mg/dl; v.n.: 6-12 mg/dl)

Esame del liquido Ruminale

• pH acido

• > batteri aminolitici e lattobacilli

• < batteri cellulsolitici

Esame del liquido cefalo-rachidiano

• Proteine normali o leggermente aumentate (40-60 mg/dl)

• Numero delle cellule normali (< 5 per mm3) o poco modificato

Analisi dei gas ruminali

Il riscontro di valori elevati di solfuro d’idrogeno nel rumine o di solfuri nel liquido

ruminale può essere indicativo di PEM causata da eccesso di composti dello zolfo

nella dieta

Negli animali con PEM valori 100 volte superiori al normale !!!

Determinazione delle tiaminasi

È possibile valutare le tiaminasi fecali e ruminali, che risultano considerevolmente

aumentate in corso di PEM

Diagnosi Differenziale

• Tossiemia gravidica

• tetania da ipomagnesiemia

• ipovitaminosi A

• intossicazione da piombo (saturnismo)

• listeriosi

• Scrapie

• morbo di Aujeszky

Terapia

idrossicloruro di tiamina: 10 mg/kg E.V.

ogni tre ore per 5 volte

lievito di birra (0.5-1g/Kg)

Se la terapia viene prontamente istituita si può avere la guarigione nel giro di 24 ore !!!

carenza di tiamina:

Terapia

Crisi Convulsive

Tranquillanti

• Barbiturici (fenobarbital: 5g/die) • Benzodiazepine (diazepam: 0.4 mg/Kg e.v.)

Terapia

Edema Cerebrale

mannitolo: 1-3 g/kg E.V.

Terapia

Acidosi Ruminale

bicarbonatio di sodio per os (50g/ql)

Nelle forme di PEM che riconoscono come eziologia un eccesso di solfati non esiste un

trattamento specifico

terapia di supporto

individuare ed eliminare le fonti di solfati

Profilassi

• Dieta equilibrata con giusto apporto di fibra grezza (che stimola le secrezioni salivari ed i movimenti ruminali), di vitamine e minerali

• Valutare apporto di tiamina, zolfo e metalli pesanti con la dieta

• Individuare fonti occulte di zolfo nell’allevamento (acqua di abbeverata !!)

Profilassi

I fabbisogni di tiamina a scopo preventivo non sono stati ancora definiti con precisione, ma

si considera una dose di 3 mg/Kg di alimento, sia nei bovini che negli ovi-caprini

Profilassi

somministrare tiamina: 50 mg/kg di

mangime per 21 gg, quindi ridurre a 20 mg/kg

somministrare 500 mg di tiamina IM 3 volte alla settimana in vitelli a 6 mesi di età per 6 settimane

Grazie

per l’attenzione