Weiße Muskelkrankheit bei Fohlen: Fokus auf Selengehalt im Boden. Eine Fallserie

Diese Fallserie zeigt, dass Massenvernichtungswaffen bei Fohlen in den Niederlanden eine relevante Krankheit sind und dass dem Se-Status des Bodens sowie dem pH-Wert des Bodens und dem Gehalt an organischer Substanz in jeder geografischen Region, in der ein Se-Mangel bekannt ist, mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. In der Tat ist es wichtig, dass die Se-Befruchtung die richtige Aufmerksamkeit erhält. In den meisten Böden ist Se in sehr geringen Konzentrationen vorhanden, manchmal sogar unter 0.2 mg/kg. Selbst wenn die Gesamtkonzentrationen im Boden ausreichend erscheinen, können die Bodenbedingungen so sein, dass die Bioverfügbarkeit von Se so gering ist, dass es zu einer sehr geringen Aufnahme in Pflanzen führt, was letztendlich zu Mangelproblemen bei Tieren führen kann. Ein Problem, das sich in Zukunft höchstwahrscheinlich mit zunehmender Prävalenz manifestieren wird . Siehe Fig. 1 & 2 für einen Überblick über die Beziehung zwischen Bodentypen und Se-Verfügbarkeit in den Niederlanden (Abb. 1) und Belgien (Abbildung 2) und beachten Sie die wichtigen Unterschiede zwischen total Se (Abb. 1, Tafel a) und maximal verfügbarer Se (Fig. 1, tafel b) Inhalt im Oberboden.

Wichtig zu beachten: In sauren und neutralen Böden ist die Verfügbarkeit von Se unterdrückt, da Se hauptsächlich als Selenit vorliegt, das fixiert und als Eisen-Selenit hochunlöslich sein kann (Abbildung 4). Se kann auch organische Komplexe bilden, die Pflanzen im Allgemeinen nicht zur Verfügung stehen. Se kann in Böden in einer Reihe von Oxidationsstufen auftreten, abhängig vom Redoxpotential des Bodens, dem pH-Wert des Bodens, mikrobiologischen Effekten und dem Vorhandensein anderer Ionen wie Phosphat und Sulfat, die häufig Düngemitteln zugesetzt werden . Selenat (SeO4 2-), die ultimative oxidierte Form, die auch von Pflanzen aufgenommen wird (hohe Bioverfügbarkeit), tritt nur unter gut belüfteten alkalischen Bedingungen auf . Selenat ist jedoch auch die mobilste Form, daher neigt es dazu, leicht aus gut durchlässigen Böden auszulaugen, die wiederum extrem niedrig im Se-Gehalt werden können. Wenn Se in der weniger mobilen Selenitform auftritt, die für saure oder neutrale Böden typisch ist, wird seine Verfügbarkeit häufig durch Absorptionsprozesse wie die Bindung von Selenit an Oxide, organische Stoffe und Tone oder die Ausfällung als das unlösliche Eisen (III) -Selenit in Gegenwart von Eisen (Fe) behindert. Se kann auch organische Komplexe bilden, die Pflanzen im Allgemeinen nicht zur Verfügung stehen und die aus dem Boden auslaugen können. In sehr feuchten, chemisch reduzierten Böden wie einigen Torf- und Lehmböden liegt Se meist in unlöslichen und damit nicht verfügbaren reduzierten Formen (elementar oder als Selenide oder Sulfide) vor. Jüngste Untersuchungen zur Se-Speziation an 80 niederländischen Bodenstandorten, die sowohl Grasland als auch Ackerland abdecken und alle wichtigen Bodentypen in den Niederlanden abdecken, zeigen, dass der größte Teil des Se (durchschnittlich 80%) in organischer Form vorliegt, während die anorganische Form hauptsächlich Selenit ist . Der insgesamt niedrige Se-Gehalt in niederländischen Böden in Kombination mit der chemischen Speziation von Se kann in vielen Gebieten der Niederlande zu einer sehr geringen Bioverfügbarkeit von Se führen. Und das scheint ein allgemeiner Trend zu sein, auch in anderen Ländern.

Die Anwesenheit von Sulfat (SO4 2−) (in bestimmten Düngemitteln vorhanden) hemmt die Aufnahme von Se durch Pflanzen und hat eine größere Wirkung auf das bevorzugte Selenat als auf Selenit. Es wurde angenommen, dass ein hoher Gehalt an Phosphor im Boden die Se−Aufnahme durch Pflanzen erhöhen sollte, da das Phosphat (PO4 3-) -Ion leicht in Böden adsorbiert werden kann und Selenit von Fixierungsstellen verdrängen kann. Eine kürzlich in den Niederlanden durchgeführte Studie zeigt jedoch, dass sowohl SO4 2− als auch PO4 3 − sich auch negativ auf die Se-Aufnahme durch Pflanzen auswirken können . Einen sehr vollständigen Überblick über den Se-Mangel und die Toxizität bei Tieren sowie die Rolle des Se-Gehalts von Boden und Pflanzen geben Fordyce et al. .

Es ist klar, dass viele Faktoren die Bioverfügbarkeit von Se beeinflussen, und daher ist das richtige Management in Bezug auf die Se-Supplementierung eine ziemliche Herausforderung. Dennoch gibt es einige Tipps, die helfen können, die Implementierung eines effektiven Nahrungsergänzungsmanagements zu unterstützen.

Bei Pferden muss der Fokus auf den Se-Status der Mutter gerichtet werden, da der Se-Status des neugeborenen Fohlens von der Plazentapassage und damit vom Se-Status der Mutter während der Trächtigkeit abhängt. Die Muttermilch ist Se-arm und gilt nicht als wichtige Se-Quelle für das Fohlen . Dies unterstreicht die Bedeutung der Bodenanalyse für Weidewiesen, für Weiden mit Raufutterproduktion und für Parzellen, die für die Futterpflanzenproduktion bestimmt sind, sowie für die Analyse von Raufutter, das an Zuchtstuten verfüttert wird. Böden müssen strategisch bewirtschaftet werden, um einen optimalen Fruchtbarkeitsstatus für mindestens pH-Wert, organische Substanz und Phosphatgehalt zu erreichen, was wiederum eine angemessene Se-Aufnahme durch die Pflanzen stimuliert. Abbildung 1 (Tafel a) zeigt die gesamte Se-Konzentration im Oberboden in den Niederlanden, gemessen mit ICP-MS nach HF-Zerstörung, und zum Vergleich ist in Tafel B die potenziell reaktive („verfügbare“) Se-Konzentration in Proben im Oberboden (0-20 cm) dargestellt . Der Vergleich der beiden Karten zeigt deutlich, dass nur ein Teil des in niederländischen Böden vorhandenen Se tatsächlich für die Aufnahme durch Pflanzen verfügbar ist und dass die maximal verfügbaren Mengen in einem großen Teil des Landes für gesunde Se-Werte in Kulturen zu niedrig sind. Ein ähnlicher Trend ist in Belgien zu beobachten, wie in Abb. 2. Tafel a zeigt die Karte mit den sauren extrahierbaren Gehalten von Se im Oberboden (0-6 cm) von 117 Weiden in Flandern (Belgien) zwischen 2007 und 2015, gemessen mit ICP-MS nach Extraktion mit HNO3-HCl (1: 3). Beide Zahlen zeigen deutlich, dass sowohl in Flandern als auch in den Niederlanden der Se-Gehalt des Oberbodens in den meisten Fällen um die Hintergrundwerte von 0,2 bis 0,5 ppm liegt, wie auch von De Temmerman et al. .

Wenn der Se-Gehalt im Boden niedriger als 0 ist.6 ppm Es besteht ein eindeutiges Risiko für einen mangelhaften Se-Gehalt im Gras oder Raufutter, das auf diesen Böden erzeugt wird, und eine unzureichende Se-Aufnahme durch Tiere, die auf diesen Böden leben und Futterpflanzen erhalten, die auf diesen Böden geerntet werden. Ein ausgeglichener Bodenfruchtbarkeitsstatus stimuliert die Se-Aufnahme durch die Kultur, und um diesen ausgeglichenen Fruchtbarkeitsstatus zu erreichen, sind ein nahezu neutraler pH-Wert sowie ein hoher Phosphatgehalt des Bodens vorteilhaft. Abbildung 2, Tafeln a, b und c zeigen den Bodenfruchtbarkeitsstatus von 117 Weiden, die vom Bodendienst Belgiens auf Anfrage der flämischen Landwirte analysiert wurden. Der Zustand der Bodenfruchtbarkeit wird in 7 Klassen eingeteilt: sehr niedrig, niedrig, eher niedrig, normal (Zielwert), ziemlich hoch, hoch und sehr hoch. In den meisten Weiden liegt der pH-Wert innerhalb des Zielwertes oder sogar alkalischer, was die Se-Verfügbarkeit zusammen mit dem eher geringen Gehalt an organischer Substanz erhöht. Etwa 16,5% der Weiden haben einen Phosphatgehalt innerhalb des Zielwertes und 58,8% über dem Zielwert, was die Se-Aufnahme durch die Kultur stimuliert. Dennoch haben einige Regionen einen niedrigen Se-Gehalt (Panel A). In Fällen, in denen die Bodenanalyse einen Se-Inhalt <0 ergibt.6 ppm, Se-Düngung wird empfohlen, zusammen mit einer Korrektur des pH-Wertes des Bodens, falls erforderlich. Für Grünland wird eine Düngung von 2-4 g Se / ha für jeden Grasschnitt mit maximal 10 g Se / ha / Jahr empfohlen , ein Düngungsgrad, der in vielen Ländern, einschließlich der Niederlande, zu finden ist . Die Wirkung der Se-Düngung kann durch Follow-up-Analyse des Se-Gehalts im Gras oder Raufutter bewertet werden, da Se bei übermäßiger Supplementierung potenziell toxisch sein kann, entweder durch die Kulturpflanzen oder durch Auswaschung in Grund- und Oberflächengewässer (da die mobile Selenatform hauptsächlich zur Supplementierung verwendet wird). In Finnland und einigen anderen Ländern hat sich die Se-Düngung als wirksam erwiesen, um den Se-Gehalt in Kulturpflanzen, Tieren und Menschen zu erhöhen .

Mögliche Eingriffe in die Bodenbewirtschaftung betreffen vor allem die Wahl des Düngers. Einige Steinphosphatdünger sind reich an Se, und in den meisten Ländern, in denen Se als Ergänzung zu Düngemitteln zugelassen ist, können Landwirte alle Arten von Düngemitteln mit Se-Zusatz kaufen. Sobald die Se-Düngung angewendet wurde, sollte eine ordnungsgemäße Nachverfolgung des resultierenden Se-Bodens und des Pflanzengehalts durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob eine zusätzliche orale Supplementierung des Viehbestands erforderlich ist. Die orale Supplementierung kann erreicht werden, indem Top-Dressings auf das Futter aufgebracht werden, mit Se angereicherte Konzentrate bereitgestellt werden oder indem die Tiere mit Se-angereicherten Lecksteinen versorgt werden (obwohl der letztere Ansatz zur Folge hat, dass die Aufnahme stark von der individuellen Leckpräferenz des Pferdes abhängt). Sowohl anorganische Se (Selenit) als auch organische Se (Se-angereicherte Hefen) Ergänzungen können verwendet werden, um den Se-Status zu erhöhen. Organisches Se scheint jedoch eine höhere Verdaulichkeit zu haben und aufgrund höherer Selenomethioninspiegel wirksamer zu sein, um das Gesamtplasma-Se zu erhöhen . Proteine, die mit Selenomethionin inkorporiert sind, könnten als zukünftige Se-Reserve dienen und erklären, warum die GSH-Px-Aktivität nach dem Entzug eines organischen Se-Supplements im Vergleich zu einem anorganischen Se-Supplement länger erhöht bleibt .

Wie bereits erwähnt, wird erwartet, dass Probleme im Zusammenhang mit einem Se-Mangel mit zunehmender Prävalenz auftreten. In der aktuell vorgestellten Fallserie waren die konsistentesten klinischen Symptome Muskelschwäche, unzureichender Saugreflex und Totgeburt, wie in der Literatur berichtet . Die klinische Biochemie zeigte stark erhöhte Serummuskelenzyme und niedrige GSH-pX-Werte. Es wurde keine direkte Messung der Blut-Se-Spiegel durchgeführt, jedoch haben mehrere Autoren die starke Korrelation zwischen Blut-Se- und GSH-pX-Spiegeln sowohl bei Fohlen als auch bei Pferden bestätigt . Die Differentialdiagnose für erhöhte Muskelenzyme bei Fohlen umfasst in utero Hypoxie (z. B. aufgrund von Pferde-Herpes-Virus, Placentitis), Dystokie (peripartale Asphyxie und Muskeltrauma) und erbliche Myopathien (typisch, aber nicht beschränkt auf Quarter Horses und verwandte Rassen) . Sowohl in utero Hypoxie als auch Dystokie sind typischerweise nicht mit dem extremen Anstieg der Muskelenzymspiegel in der aktuellen Fallreihe (>100-facher Anstieg über dem Referenzbereich, außer in Fall 3) in Verbindung mit niedrigen GSH-Px-Spiegeln assoziiert . In Bezug auf die erblichen Myopathien ist PSSM (Polysaccharidspeichermyopathie) typisch für erwachsene Pferde nach Beginn des Trainings . Nach unserem Kenntnisstand war das jüngste beschriebene Fohlen mit CPK-Erhöhungen aufgrund von PSSM 1 Monat alt und hatte noch keine klinischen Symptome . GBED (Glycogen Branching Enzyme Deficiency) ist in allen Fällen innerhalb der ersten zwei Monate nach der Geburt tödlich. Postmortale makroskopische und histologische Anzeichen sind ohne die Verwendung von PAS-Färbung begrenzt, was unseren Befunden in den beiden nicht überlebenden Fällen nicht entspricht .

Wichtig zu beachten ist, dass sowohl in dieser Studie als auch in anderen Fällen ein Se-Mangel in Massenvernichtungswaffen konsistenter vorhanden ist als ein Vit E-Mangel . Tatsächlich war in unserer Studie der Vitalstatus bei allen Fohlen außer einem mit Massenvernichtungswaffen normal. Dies galt auch für die jeweiligen Stuten, bei denen Vit E und GSH-pX bestimmt wurden. Es kann sein, dass ein Se-Mangel eher eine Muskelnekrose auslöst, während ein Vit E-Mangel eher mit einer Fettnekrose zusammenhängt .Schließlich war ein interessanter Befund in der aktuellen Studie die Tatsache, dass die richtige Se-Supplementierung unwirksam war, um Probleme bei einem Patienten zu lösen, bei dem früher eine Ragworth-Vergiftung diagnostiziert wurde. Hier wurden noch Fohlen geboren, die an Massenvernichtungswaffen litten, obwohl die Muttertiere über einen längeren Zeitraum mit Vit E und Se ergänzt wurden. Alle diese von Massenvernichtungswaffen betroffenen Fohlen wurden nach der Supplementierung von Stuten geboren, bei denen ein Jahr zuvor eine Ragwort-Vergiftung diagnostiziert worden war. Sie zeigten trotz Supplementierung immer noch einen unzureichenden Se-Status, wahrscheinlich aufgrund einer verminderten Leberfunktion, obwohl keine gestörten Blutleberenzyme mehr vorhanden waren. Die Ergebnisse in unserer Fallserie könnten eine gründlichere Nachverfolgung des Se-Status bei der Ergänzung von Se zu Se-defizienten Pferden mit Verdacht auf eine verminderte Leberfunktion rechtfertigen. Obwohl bisher keine Pferdestudie einen möglichen Zusammenhang zwischen einer verminderten Leberfunktion (aufgrund einer Ragwortvergiftung) und der Geburt von Se-abgereicherten Fohlen untersucht hat, ist in der Humanmedizin ein Zusammenhang zwischen Se-Mangel und Lebererkrankungen bekannt . Kürzlich haben Burk et al. haben gezeigt, dass bei Se-defizienten menschlichen Patienten mit Leberzirrhose der Selenomethionin-Metabolismus beeinträchtigt ist und daher organische Se (Selenomethionin) Supplementierung ist im Gegensatz zu anorganischem Se (Selenat), das die GSH-Px-Aktivität erhöht, nicht wirksam. In der aktuellen Fallserie wurde jedoch anorganisches Selen (Selenit) ergänzt, was auch die GSH-Px-Aktivität nicht erhöhen konnte. Es wäre interessant, in Zukunft zu prüfen, ob erhöhte Dosen von anorganischem Selen oder vielleicht eine andere Form von anorganischem Selen (Selenat anstelle von Selenit) in einer solchen Situation eine Lösung bieten können.