Hepatotoxicity in sheep and goats caused by experimental feeding with foxtail millet (Setaria italica)

Document Type: Nutrition - Hygiene

Authors

1 Department of Animal Health Management, School of Veterinary Medicine, Shiraz University, Shiraz, Iran

2 Department of Animal Sciences, Agriculture Faculty, Birjand University, Birjand, Iran

3 Department of Animal Sciences, Agriculture Faculty, Birjand University, Birjand, Iran.

4 Department of Agronomy, Agriculture Faculty, Birjand University, Birjand, Iran

5 Department of Clinical Sciences, School of Veterinary Medicine, Sharekord University, Shahrekord, Iran

Abstract

Background: Some species of grass cause poisoning and hepatogenous photosensitization in animals. OBJECTIVES: Feeding trials were conducted in sheep and goats to evaluate the hepatotoxic effects of Setaria italica (S. italica). METHODS: Twelve indigenous male sheep and goats were used in this study. The animals were kept outdoors against prevailing climatic conditions. They were fed with S. italica freely for 50 days. Some biochemical factors associated with liver function, such as total bilirubin (TBIL), direct bilirubin (BC), aspartate amino transferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), gamma  glutamyltransferase (GGT) activities, blood urea nitrogen (BUN), total protein (TP), and albumin (ALB), were measured on day 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, and 49 of the experiment. On the 50th day, the animals were sacrificed and necropsied,  then the gall bladder and livers were removed for pathological study. Blood samples on day 0 (prior to feeding with S. italica) were set as the control group.                 RESULTS: Three sheep and 3 goats showed signs of intoxication, including facial edema, mucus hyperemia, runny nose, lacrimation, and icterus. Post-mortem examination revealed varying degrees of generalized icterus, degeneration, necrosis and cell swelling of hepatocytes, formation of acidophilic bodies, and mild hyperplasia in biliary ducts. CONCLUSIONS: Clinical signs, laboratory findings, and necropsy findings, support the potential of S. italica in the induction of hepatotoxicity and secondary photosensitivity in sheep and goats.
 
 

Keywords


Article Title [Persian]

سمیت کبدی ناشی از تغذیه تجربی با ارزن دم روباهی (Setaria italica) در گوسفند و بز

Authors [Persian]

  • آرش امیدی 1
  • فاطمه ایزدی یزدان آبادی 2
  • یوکابد اسماعیل پور 3
  • محمد علی بهدانی 4
  • محمدرضا اصلانی 5
1 گروه مدیریت بهداشت، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شیراز، شیراز، ایران
2 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
3 گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
4 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
5 گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
Abstract [Persian]

زمینه مطالعه:  برخی گونه‌های علوفه ای موجب مسمومیت و حساسیت به نور با منشأ کبدی در نشخوارکنندگان می‌شوند. هدف: اثرات سمیت کبدی گیاه ارزن دم روباهی (S. italica) با تغذیه آن در گوسفند و بز مورد ارزیابی قرار گرفت. روش کار: دوازده گوسفند و بز بومی در این آزمایش استفاده شدند. حیوانات در محیط بیرون و در معرض آب و هوا و بدون محافظ نگهداری شدند و به مدت 50 روز از ارزن دم روباهی تغذیه شدند. برخی فاکتورهای بیوشیمیایی مرتبط با عملکرد کبد شامل بیلی روبین تام (TBIL)، بیلی روبین مستقیم (BC)، آسپارتات آمینوترانسفراز (AST)، آلانین آمینو ترانسفراز (ALT)، آلکالین فسفاتاز (ALP)، گاماگلوتامیل ترانسفراز (GGT)، نیتروژن اوره خون (BUN)، پروتئین تام (TP) و آلبومین در روزهای صفر، 7، 14، 21، 28، 35، 42 و 49 آزمایش اندازه گیری شد. در روز 50، حیوانات ذبح و کالبدگشایی شدند. سپس کبد و کیسه صفرا برای مطالعات پاتولوژی خارج شدند. نمونه‌های خون روز صفر (پیش از تغذیه با ارزن دم روباهی)، به عنوان گروه شاهد در نظر گرفته شد. نتایج: سه گوسفند و سه بز علائم مسمومیت شامل ادم صورت، پرخونی مخاطی، آبریزش از چشم و بینی و زردی را نشان دادند. نتایج کالبد گشایی حاکی از درجات متفاوتی از زردی سرتاسری، دژنراسیون، نکروز و تورم هپاتوسیت‌ها، تشکیل اجسام اسیدوفیل و‌هایپرپلازی ملایم در مجاری صفراوی بود.  نتیجه‌گیری‌نهایی: علائم بالینی، یافته‌های آزمایشگاهی و کالبدگشایی،  از پتانسیل گیاه ارزن دم روباهی برای القای مسمومیت کبدی و حساسیت به نور ثانویه در گوسفندان و بزها حمایت می‌کند.

Keywords [Persian]

  • بز
  • ضایعات کبدی
  • ارزن دم روباهی (S. italica)
  • گوسفند
Ajala, O.O., Oyeyemi, M.O., Oke, A.O., Alakpa, C.O. (2000) Hematological and biochemical Parameters in West African dwarf (WAD) bucks fed diets containing Milletia Thonningii. Afr J Biomed Res. 3: 121- 124.

Minervino, A.H., Júnior, R.A.B., Rodrigues, F.A., Ferreira, R.N., Reis, L.F., Headley, S.A.,  Ortolani, E.L. (2010) Hepatogenous photosensitization associated with liver copper accumulation in buffalos. Res Vet Sci. 88: 519-522.

Aslani, M.R., Movassaghi, A.R., Mohri, M., Ebrahim-pour, V., Mohebi, A.N. (2004) Experimental Tribulus terrestris poisoning in goats. Small Rumin Res. 51: 261-267.

Aslani,  M.R., Movassaghi, A.R., Mohri, M., Pedram, M., Abavisani, A.  (2003) Experimental Tribulus terrestris poisoning in sheep: clinical, laboratory and pathological findings. Vet Res Commun. 27: 53-62.

Badiei, K., Mostaghni, K., Nazifi, S., KhodakaramTafti, A., Ghane, M., Momeni, S.A. (2009) Experimental Panicum miliaceum poisoning in sheep. Small Rumin Res. 82: 99-104.

Brum, K.B., Haraguchi, M., Lemos, R.A.A., Riet-Correa, F., Fioravanti, M.C.S. (2007) Crystal-associated cholangiopathy in sheep grazing brachiaria decumbens containing the saponin protodioscin. Pesquisa Vet Brasil. 27: 39-42.

Chapman, S.E., Hostutler, R.A. (2013) A laboratory diagnostic approach to hepatobiliary disease in small animals. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 43: 1209–1225.

De Oliveira, C.H., Barbosa, J.D., Oliveira, C.M., Bastianetto, E., Melo, M.M., Haraguchi, M., Freitas, L.G., Silvapost, M.X., Leite, R.C. (2013) Hepatic photosensitization in buffaloes intoxicated by Brachiaria decumbens in Minas Gerais state, brazil. Toxicon. 73: 121–129.

Kazemi arbat, H. (2005) Grain Morphology and Anatomy. Volume ll. First printing, Tabriz University Press. Tehran, Iran (In Persian).

Kellerman, T.S., Coetzer, J.A.W., Naudé, T.W,  Botha, C.J. (2005) Plant Poisonings and Mycotoxycosis. Oxford University Press, Cape Town, South Africa.

Kiran, S., Bhutta, A.M.M., Khan, B.A.A., Durrani, S., Ali Mand Iqbal, F. (2012) Effect of age and gender on some blood biochemical parameters of apparently healthy small ruminants from southern Punjab in Pakistan. Asian Pac J Trop Biomed. 2: 304–306.

Knight, A.P., Walter, R.G. (2001) A Guide to Plant Poisoning of Animals in North America. Chapter4: Plants Affecting the Skin and Liver. Teton New Media Press. Jackson, WY, USA.

Lee, S.T., Stegelmeier, B.L., Gardner, D.R. (2001) The isolation and identification of steroidal sapogenins in Switch grass. J Nat Toxins. 10: 273- 283.

Liu, X., Jones, M.K., Zhao, Z., Liu, G., O’Connell, T.C. (2012) The earliest evidence of millet as a staple crop: New light on Neolithic food ways in North China. Am J Phys Anthropol. 149: 283-290.

Mann, D.V. (2013) Assessment of liver function. In: Hilar Cholangiocarcinoma. Lau, W. Y. (ed.). Springer, Dordercht, Netherlands. p. 75-89.

Mendonça, F.S., Camargo, L.M., Freitas, S.H., Dória, R.G.S., Baratella- Evêncio, L., Evêncio- Neto, J. (2008) Aspectosclínicos e patológicos de um surto de fotossensibilização hepatógenaemovinospelaingestão de Brachiaria decumbens (Graminae) no município de Cuiabá, Mato Grosso. Ciênc Anim  Bras. (Abstract in English). 9: 1034-1041.

Nazifi, S., Ghane, M., Fazeli, M., GhafariN, Azizi, S., Mansourian, M. (2009) Proso millet (Panicum miliaceum) poisoning in Iranian fat-tailed sheep. Comp Clin Pathol. 18: 249-253.

Obitsu, T., Kamiya, M., Kamiya, Y., Tanaka, M., Sugino, T., Taniguchi, K. (2011) Effects of high ambient temperature on urea-nitrogen recycling in lactating dairy cows. J Anim Sci. 82: 531–536.

Quinn, J.C., Kessell, A., Weston, L.A. (2014) Secondary plant products causing photosensitization in grazing herbivores: Their structure, activity and regulation. Int J Mol Sci. 15: 1441-1465.

Riet-Correa, F., Haraguchi, M., Dantas, A.F.M., Burakovas, A.G., Yokosuka, A., Mimaki, Y., Medeiros, R.M.T., de Matos, P.F. (2009) Sheep poisoning by Panicum dichotomiflorum in northeastern Brazil. Pesquisa Vet Brasil. 29: 94-98.

Saturnino, K.C., Marian, T.N., Barbosa-Ferreira, M., Brum, K., Fernandes, C.E.S., Lemos, R.A.A. (2010) Intoxicação experimental for Brachiaria decumbense movinosconfinados. Pesqusia Vet Brasil.  (Abstract in English). 30: 195-202.

Sticova, E., Jirsa, M. (2013) New insights in bilirubin metabolism and their clinical implications. World J Gastroenterol. 19: 6398–6407.

Teixeira, C., Franco, E., Oliveira, P.A., Colaço, B., Gama, A., Carrola, J. A., Pires, C.A., Colaço, A., Pires, M.J. (2013) Effects of nebivolol on liver fibrosis induced by bile duct ligation in Wistar rats. In VIVO. 27: 635–640.

Thomas, L. (1998) Clinical Laboratory Diagnostics. (1st ed.) TH- books veragsgesellschaft. Frankfurt, Germany.