Отравление хозяйственных животных селеном (селеноз)

У хозяйственных животных довольно часто отмечается дисбаланс селена. Острое или хроническое отравление селеном (селеноз) иногда развивается в результате передозировки кормовых добавок; хронический селеноз также может возникать в районах с высокой биологической доступностью селена в почве. Острый селеноз у лошадей и жвачных связан с быстрым сердечно-сосудистым коллапсом, у свиней может вызывать полиомиеломаляцию. Хронический селеноз связан с выпадением шерсти, в т.ч. из гривы и хвоста, деформациями копыт, снижением репродуктивных показателей. Лечение острого или хронического отравления селеном обычно малоэффективно, таким образом, ключевую роль играет профилактика.

Селен — это металлоидный элемент (атомный номер 34), необходимый микроэлемент для животных. Потребности в нем большинства видов варьируют в диапазоне от 0,1 до 0,38 мг/кг кормов рациона. Селен встречается в природе в четырех формах: селениды (–2), элементарный селен (0), селениты (+4) и селенаты (+6). Селенаты и селениты могут превращаться в селениды в биологических системах. Биологические формы селена – селенсодержащие аминокислоты селеноцистеин и селенометионин. Растения поглощают этот элемент из почвы. Концентрация и биодоступность селена в почвах заметно различаются в разных регионах. 

Заболевания, вызванные дефицитом селена, распространены более широко, чем селеноз. Селен является неотъемлемой частью многочисленных ферментов и белков, включая глутатионпероксидазу, которая предотвращает окислительное повреждение структур клеток, а также некоторых ферментов, участвующих в гомеостазе гормонов щитовидной железы. Дефицит селена способствует алиментарной миопатии, или беломышечной болезни, поражающей преимущественно молодняк, а также гепатозу у свиней, экссудативному диатезу у цыплят. У человека при нехватке элемента развивается форма кардиомиопатии, известная как болезнь Кешана.

Неврологическое заболевание КРС, для которого характерны слепота и нарушения при ходьбе, ранее приписывали отравлению селеном, однако оно, вероятно, вызывается полиоэнцефаломаляцией в результате отравления сульфатами.

Для жвачных максимальная норма содержания селена в кормах составляет 5 мкг/г, для рыбы — 2 мкг/г, а показатель для свиней находится между этими значениями. FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, США) требует, чтобы корма для животных содержали максимальную концентрацию селена 0,3 мкг/г. Отравление селеном обычно возникает в результате хронического потребления кормов с высоким его содержанием, однако отдельные острые случаи развиваются из-за неправильного использования специализированных добавок. Неправильный расчет нормы ввода или нарушения состава добавок – частая причина острого отравления. Разовая доза селена ≥1 мг/кг может быть связана с падежами.

Хронический селеноз связан со щелочными почвами в некоторых засушливых районах, где производятся корма с повышенным уровнем селена.

Некоторые кормовые и сорные растения в определенных условиях накапливают селен. Известно, что растения-индикаторы селена преимущественно растут на щелочных почвах в сухом климате. Они способны накапливать концентрации селена в несколько тысяч мкг/г. К этим видам-индикаторам относятся, например, многие виды астрагала (Astragalus spp.). Другие виды растений относят к факультативными индикаторам: для роста им не требуются условия с высоким содержанием селена, но на почвах с повышенным его уровнем они могут накапливать концентрации >50 мкг/г. Это Atriplex spp. (лебеда), Aster spp. (астры), Castilleja spp. (кастиллея), Grindelia spp. (гринделия). Некоторые распространенные культурные растения толерантны к селену и тоже могут его накапливать, в т.ч. люцерна, пшеница, ячмень. 

Исторически сложилось, что ирригационные и горнодобывающие мероприятия приводили к мобилизации водорастворимых селенатов и селенитов, что создавало локализованные высокие концентрации селена на водно-болотных угодьях и приводило к отравлению местных водоплавающих птиц. 

Некоторые бытовые предметы и средства содержат сравнительно высокий уровень селена (бытовая электроника, шампуни, тонеры для копировальных аппаратов).

Всасывание селена в пищеварительном тракте может достигать 98%, однако оно зависит от его формы и состава рациона. Селен может всасываться с помощью различных механизмов, включая пассивную диффузию селенитов, транспорт селенатов с помощью молекул-переносчиков, активный транспорт аминокислот селенометионина и селеноцистеина.

Селен в плазме крови связан с селенопротеином Р, альбумином и глутатионпероксидазой. В нормальных условиях самые высокие концентрации в тканях наблюдаются в почках и печени.

Гомеостаз селена регулируется путем выведения его с калом и мочой.

Основной биологической функцией селена является его роль как части цитозольной антиоксидантной системы; однако многие клинические эффекты отравления селеном связаны с окислительным повреждением. Патофизиология селеноза остается предметом дискуссий, вероятно, при этом задействовано несколько механизмов. Предполагается следующее:

Хронический селеноз связан с аномалиями шерсти и копыт. У хозяйственных животных описаны алопеция и ломкость шерсти. В экспериментальных и полевых условиях у хозяйственных и диких водоплавающих птиц наблюдалась потеря перьев, особенно на голове, и выпадение когтей. Гистологические поражения кожи включают дегенерацию кератиноцитов и атрофию волосяных фолликулов. У копытных животных развиваются хромота и деформации копыт, возникают их поперечные трещины из-за накопления дефектного кератина. У производителей снижаются показатели воспроизводства. Селеноз у птицы связан со снижением выводимости и тератогенным действием на эмбрионы.

При остром селенозе некоторые животные погибают внезапно, без явных клинических признаков, другие быстро становятся истощенными и слабыми, иногда развивается кардиогенный шок. Отмечаются признаки боли в животе, обильное потоотделение у лошадей, рвота у свиней. Быстрое снижение артериального давления совпадает с увеличением частоты сердечных сокращений и дыхания. Обычно сообщается о “чесночном” запахе изо рта пораженных животных. Животные могут пасть от сердечно-сосудистого коллапса и отека легких в течение нескольких часов или дней после передозировки селена. У свиней с острым селенозом развивается восходящий паралич, прогрессирующий до тетраплегии, однако они остаются довольно активными и сохраняют аппетит. Такие парализованные свиньи обычно не выздоравливают.

У животных, получивших передозировку добавками селена, часто наблюдаются поражения сердца, заметны участки бледности миокарда, а также эпикардиальные и эндокардиальные петехии. У животных с хроническим селенозом возможен хронический некроз миокарда с участками фиброза. Отек легких является частым последствием повреждения миокарда. У лошадей описаны бледность скелетных мышц и кровоизлияния в них. Микроскопически очаги бледности и кровоизлияний поперечно-полосатых мышц соответствуют дегенерации и некрозу волокон. У свиней отмечают полиомиеломаляцию — дегенерацию серого вещества в передних рогах шейного и поясничного отделов спинного мозга.

Когда клинические признаки и выявленные на вскрытии поражения указывают на селеноз, окончательный диагноз основывается на оценке концентрации селена в сыворотке крови или цельной крови, тканях тела, кормах, добавках. В диагностике дефицита селена можно использовать оценку активности глутатионпероксидазы, но этот анализ менее полезен при выявлении отравления.

Анализы уровня селена в сыворотке и плазме крови отражают концентрацию селена, связанного с белками плазмы, которая может довольно быстро колебаться. Концентрация селена в цельной крови отражает уровень селена, связанного с белками плазмы, и селена, включенного в эритроциты. Продолжительность жизни эритроцитов варьирует у разных видов, но обычно составляет >100 дней; таким образом, содержание селена в цельной крови более стабильно с течением времени. Концентрации селена в крови и сыворотке увеличиваются сразу после его парентерального введения.

Кератин копытной стенки используется в качестве долгосрочного индикатора уровня селена. Однако его содержание меняется по мере роста копыта из-за различий в воздействии селена с течением времени, что требует тщательного отбора проб и осторожной интерпретации результатов анализа.

Обычно на вскрытии для оценки уровня селена отбирают пробы печени и почек. В норме концентрация селена в почках выше, чем в печени, однако при селенозе это соотношение может быть обратным. Уровень селена в печени быстро увеличивается после его парентерального введения.

Лечение и профилактика селеноза:

Специфического лечения селеноза в настоящее время не существует. Лечение продуктивных животных с тяжелым хроническим отравлением может оказаться экономически неэффективным.

Лечение хронического селеноза заключается в низкоселеновом высококачественном рационе, богатом протеином и имеющим сбалансированный минеральный состав. Полезен поддерживающий уход за копытами, включающий обезболивание и терапевтическую расчистку. 

Профилактика селеноза имеет ключевое значение. Для предотвращения дисбаланса селена важны использование качественных рационов со сбалансированным профилем микроэлементов, регулярная оценка рационов и проб биоматериала от животных на содержание селена, а также осторожное использование качественных кормовых добавок. В районах, где селена много и он имеет высокую биодоступность в почве, нужно проводить регулярный отбор проб кормов, организовать тщательное управление пастбищами и систему их ротации.

Поддерживающая терапия при остром сердечном коллапсе, как правило, неэффективна. Как острый, так и хронический селеноз имеет неблагоприятный прогноз.