Hoefbevangenheid door giftige resestenties in grassen

Dr. Renate U. Vanselow.

“Economie “ heeft een prijs

De economisch belangrijkste grassoorten in de veehouderij over de hele wereld zijn de zogenaamde Festuca-Lolium-complex grassen (CRAVEN & SCHARDL Not date). Hiertoe behoren Engels raaigras (Lolium perenne) en Italiaans raaigras (Festuca multoflorum), beemdlangbloem (Festuca pratensis) en rietzwekgras (festuca arundinacea). Deze grassen zijn van nature zo nauw aan elkaar verwant dat ze ook zonder toedoen van de mens hybriden voortbrengen. Daarom worden de breedbladerige zwenkgrassen sinds kort ook tot de raaigrassen gerekend (Lolium pratensis, Lolium arundinaceum) De grassen van dit complex leven vaak in symbiose met schimmels van het geslacht Neotyphodium (REINHOLZ 2000).
Deze schimmels behoren tot de familie van de moederkorenschimmel (Lenuweit et al. 2002), maar in tegenstelling to deze bijzonder giftige parasieten leven de schimmels in de weidegrassen als symbionten, volledig verborgen binnen het plantenlichaam tussen de cellen van de plant (Paul 2000) Daarom worden ze “endofyten” genoemd, van endo: Grieks voor binnen, en phyton: Grieks voor plant. Ze zijn niet zichtbaar met het blote oog en hun aanwezigheid kan alleen in een laboratorium worden vastgesteld.

Tientallen jaren lang werden resistente grassen geteeld zonder dat men zich eigenlijk bewust was van de aanwezigheid van deze endofyte sympionten of begreep hoe ze functioneerden (Hopkins ET AL. 2007, Ball ET AL. No Date).Tegenwoordig weten we dat het aan de symbionten te danken is dat deze grassen bestand zijn tegen ongunstige weersomstandigheden (vorst, droogte, overstromingen), overbegrazing, tekort aan voedingstoffen of parasieten (Hopkins ET AT. 2007). De economische buitengewoon interessante resistenties (Hopkins ET AL. 2007, Lenuweit ET AL. 2002, Paul 2000, US Patente 1998, 2004 en 2006) hebben zoals alles een prijs (Reinholz 2000): de door de schimmels geproduceerde substanties die het gras resistent maken, zijn ten dele erg giftig voor grazers. Vooral paarden reageren bijzonder gevoelig (Duringer 2007a,b, Reed 1999a)

Vergiftiging door gras.

De endofytische schimmels in de grassen produceren een grote verscheidenheid aan giftige stoffen waarvan de samenstelling heel strek kan variëren al naar gelang de genetische opbouw van schimmel en gras en de omgevingsfactoren die er op inwerken (Reinholz 2000) Dit is de reden waarom de symptomen van deze vergiftiging zo sterk kunnen verschillen (Thompson ET AL. 2001).
Een vorm van zwenkgrasvergiftiging die tot uiting komt in de hoeven is wat in het Duits “Wiedegraslahmheit” (Letterlijk vertaald: “weidegraskreupel”) wordt genoemt en in het engels wordt aangeduid met “tall fescue “lameness” of “fescue foot”. Deze aandoening kan waarschijnlijk op de eerste plaats toegeschreven worden aan het gif ergovaline (Duringer 2007 A,B Yoder & Fournier 2002) dat zowel in besmet rietzwenkgras als in engels raaigras kan voorkomen (Reinholz 2000) en in voeders (kuilvoer, hooi grasmeelpellets) die deze grassen bevatten (parsons & Bohnert 2003, Roberts ET AL. 2002). Omdat in engels raaigras meestal het gif lolitrem B overheerst (Hovermale, J.T. & A.M. Craig 2001) dan tot raaigraskramp (“ryegrass staggers”) leidt voordat sympyomen van zwenkgrasvergiftiging merkbaar worden (Reinholz 2000), wordt vaak betoogd dat men geen rekening hoeft te houden met zwenkgrasvergiftiging zolang er geen neurotoxisch effect bij vee (o.a. trillen, wankelen, verlamming van het spijsverteringsstelsel) wordt vastgesteld. Het is echter al lang bekent dat Engels raaigras in elk jaargetijde (afhankelijk van de stressfactoren) een hoog percentage ergovaline kan bevattten (Bohnert & Merrill 2006). Bovendienhebbenzelfs de kleinste hoeveelheden van deze giffen een effect op de stofwisseling (Reed 1999b). in het voorjaar en de herfts voor perioden van aanhoudende droogte, bij vorst en tijdens een plotselinge temperatuurdaling in de winter (Reinholz 2000). Voorzichtigheid is ook geboden in de eerste dagen van regen na een langdurige droogteperiode (Cooper & Collier no date) want dan schijnen de gifgehaltes bijzonder hoog te kunnen worden. Overmatige stikstofbemesting kan ook tot extreme gifgehaltes leiden (Thompson ET AL. 2001)
Ergovaline heeft een vaatvernauwend effect (Abney ET AL. 2007). Typische symtomen van een degelijke vergiftigen bij runderen zijn kreupelheid, gezwollen ledematen, ontsteking van de kroonrand (Kennington 2003), hoefbevangenheid (Yoder & Fourier 2002) die kan leiden tot het verlies van de hoornschoen (Friesen 2006, Parson & Bohnert 2003, Yoder & fournier 2002) en het onvermogen om in de lente de wintervacht te wisselen (Hoveland 2005). Al in 1995 konden Rohrbach ET AL een statistisch verband aantonen tussen hoefbevangenheid bij het paard en het gerbuik van rietzwenkgras als voedergras. Dit verband is ondertussen algemeen bekend (Bayer Equine Connection, No date).

Diersoort Ergovaline (ppb) Lolitrem
Paard 300-500 Onbekend
Rund 400-750 1800-2000
Schaap 500-800 1800-2000
Tabel 1: Drempelwaarden van giffen ergovaline en lolitrem B voor verschillende weidedieren.
Ppb = parts per billion, dus 10-9 deeltjes wat overeenkomt met ng/g of µg/kg

Bewijs van vergiftiging
Via de hormoonhuishouding beeinvloeden de giffen de volledige stofwisseling en het immuunsysteem:

Hormoon Invloed van de zwenkgrasgiffen op de hormoonspiegel
Prolactine (merrie) Sterk verlaagd
Progesteron (merrie, pasgeboren veulen) Sterk verlaagd
Oestrogeen (merrie) Verhoogd
Cortisol (pasgeboren veulen) Verlaagd
Cortisol (rund) Verhoogd door ergotaminetartraat of ook wel verlaagd
Schildklierhormoon T3 (pasgeboren veulen) Verlaagd
ACTH (pasgeboren veulen) Verlaagd
Tab 2: Invloed van de giffen van rietzwenkgras op sommige hormonen
Bronnen: Cross ET AL. 1995, Browning ET AL 1998, Kennington 2003, Strickland ET AL. 2007, Thompson ET AL, 2001.

Prolactine wordt door ergovaline zo consistent, dat DeLorme ET AL (2007) voorstellen dit hormoon als bewijs te gebruiken dat er sprake is van vergiftiging. Lyserginezuur is een afvalproduct van elgotalkkaloïden en worden door paarden in de urine uitgescheiden (Schultz ET AL 2006, Strickland ET AL. 2007) De volgende tabel laat zien welke stoffen in welke substraten aantoonbaar zijn:

Subsantie Substraat
Lolitrem B Bloedserum/ -plasma
Lolitrem B Perirenaal vet
Ergovaline Ontlasting
Lyserginezuur Urine
Lolitremen, ergotalkaloïden Voer
Prolactine Bloedserum/ -plasma
Tabel 4: Substanties en de substraten waarin ze aantoonbaar zijn.
Bronnen: DeLorme ET AL. 2007, Duringer 2007a,b, Miyazaki ET AL. 2004, Schultz ET AL 2006, Strickland ET AL 2007, Stuedemann ET AL 1998.

In de VS en in Aurstralie vindt men labaratoria die gespecialiseerd zijn in de analyse van ergovaline en lolitrem B (Duringer 2007a,b, Reed 1999b. In Europa wordt dit soort werk alleen door privélaboratoria gedaan. Lyserginezuur is een basiselement van LSD (afkorting van het duitse woordlysergsäurediäthylamid = lyserginezuurdiëthylamide). Het aantonen van de aanwezigheid van deze substantie zou geen probleem moeten zijn voor laboratoria die zich bezighouden met het opsporen van verdovende middelen. Lolitrem B blijft in het perirenale vet (buikvet rond de nieren) van geslachte runderen aantoonbaar tot een concentratie van 210 ppb (Miyazaki ET AL. 2004).

Preventieve maatregelen.
Het is natuurlijk beter om bij voorbaat het gifgehalte in het voeder te meten dan naderhand te bewijzen dat het dier vergiftigd is (Yoder & Fournier 2002. Bohnert & Merrill (2006) beschrijven hoe men statistisch correcte stalen uit hooi moeten nemen en waar men deze stalen heen kan sturen om geanalyseerd te worden.
In geval van groenvoer dat mogelijkerwijze gif bevat, moet men verhinderen dat de giffen vanuit de darm in de bloedbaan terecht komen (Stuedemann ET AL. 1998). Hiertoe gebruikt men gifbindmiddelen (bv. Gistwandbestanddelen, biergist, aluminiumsilscaat, bentoniet, clinoptiloliet, diatomaarde). Een overzicht wordt gegeven door Huwig ET AL. (2001) en Evens & Dawson (2007).

Ergotisme wordt in het algemaan met papaverine behandeld (Hapke 1975). In geval van drachtige merries is vooral Domperidon betrouwbaar gebleken om complicaties bij de geboorte en het zogen te verkomen (Cross ET AL, 1999). De exacte doses en de kosten voor de behandelijk werden berekend door resp. Cross ET AL (1999) en Jennings ET AL (No date).

Verklaring voor het trage onderzoek naar het verband.
Hoewel er al in 1898 werd geschreven over de aanwezigheid van endofytische schimmels in lolium zaden (Vogl 1898, geciteerd door Hesse 2002 en Hoveland 2005) duurde het vanwege geldgebrek, pech en menselijke inschattingsfouten nog heel lang voordat er een duidelijk verband werd aangetoond tussen deze schimmels en vergiftiging van weidedieren (Hoveland 2005). Alleen dankzij de grote volharding van sommige mensen, ten dele dwars tegen de bevelen in van superieuren die de zaak niet de moeite waard vonden, kwam er uiteindelijk een doorbraak tot stand (zie Hoveland 2005: The tall Fescue On-line Book). Afegzien daarvan wilden vele wetenschappers die hard in een andere richting hadden gezocht deze (te) eenvoudige oplossing aanvankelijk niet accepteren. Pas in de jaren ’70 kon het raadsel opgelost worden: men had te maken met goftige endofyten. Maar tot in de jaren ’80 van de afgelopen eeuw realiseerde men zich niet dat er een verband bestond met het telen van resistentie grassen. Pas in de jaren ’90 nadat men endofyten-vrije grassen begon te telen om ernstige vergiftigingen van weidendieren te vermijden (Reed 1999A,B, Seed & Feed 2000), nleek dat niet de grassen op zich resistent waren, maar dat de symbiose ,et de schimmel de resistentie teweegbracht..
Hoveland (2005) schrijft het volgende over de achtergronden van het onderozek naar de samenhang tussen de vergiftiging van dieren en endofytische giffen:

“J.K, underwood and co-workers in Tennessee noted with great insight that the animal signs were similar to those of engotism but they eliminated this possibility because there weren o ergot sclerotia (Claviceps purpurea) in tall fesceu seedheads (unpublished, 1954). Surprisingly, this clue was not followed up, perhaps because such unfavourable news might hinder sales of tall fescue seed grown by some producers (personal communication, H. A. Fribourg, as related to him by the late J.B. McLaren). Instead, research was concentrated on external plant fungi, plant alkaloids, toxins produced in the rumen, and anions during the 1950s-1970s (bush et al., 1979).’

Tijdschrift: “De Hoef” nr 137

Onder de titel: Hoefbevangenheid door giftige resestenties in grassen heb in het artikel wat in aanhaalde in dit topic geplaatst.
Mijn eerste 5 berichten daar zijn het complete artikel min de literatuurlijst.
Deze wil ik nog wel overnemen maar tis me nu even te veel werk.