PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

ABSTRACT.- Dobereiner J., Outra I.S., Rosa I.V. & Blobel H. 2000. "Cara inchada" of cattle, na infectious, apparently soil antibiotics-dependant periodontitis in Brazil.["Cara inchada" dos bovinos, uma periodontite infecciosa, aparentemente desencadeada por antibióticos do solo] Pesquisa Veterinária Brasileira 20(2):47-64. Projeto Sànidade Animal Embrapa/UFRRJ, Km 47, Seropédica, Rio de Janeiro 23851-970, Brazil. The objective of this review on the investigation of "cara inchada" in cattle (CI), pursued over the last 30 years, was to elucidate the pathogenicity of the disease and come to proper conclusions on its etiology. CI has been widely considered to be of nutritional origin, caused primarily by mineral deficiency or imbalance. However, the disease consists of a rapidly progressive periodontitis, affecting the periodontal tissues at the levei of the premolars and molars during the period of tooth eruption generally starting in young calves. The disease led to great economic losses for farmers in central-western Brazil, after the occupation of new land for cattle raising in the 1960s and 1970s. The lateral enlargement of the maxillary bonés of affected calves gave the disease the popμlar name of "cara inchada"; i.e., swollen or enlarged face. The enlargement was found to be due to a chronic ossifying periostitis resulting from the purulent alveolitis of CI. Black-pigmented non-saccharolytic Bacterdides melaninogenicus, always together with Actinomyces (Corynebacterium) pyogenes, were isolated in large numbers from the periodontal lesions. B. melaninogenicus could be isolated in small numbers also from the marginal gingiva of a few healthy calves maintained on Cl-free farms. "In vitro"-assays showed that streptomycin and actinomycin, as well as the supernatants of cultivates of actinomycetes from soils of CI-prone farms, applíed in subinhibitory concentrations to the bacteria tested, enhanced significantly (up to 10 times) the adherence of the black-pigmented B.melaninogenicus to epithelial cells of the bovine gingiva. The antibiotics are apparently produced in large quantities by the increased number of soil actinomycetes, including the genus Strej,tomyces, that develop when soil microflora are modified by cultivating virgin forest or "Cerrado" (tree-savanna) for the first time for cattle grazing. The epidemiology of CI now provides strong evidence that the ingestion with the forage of such antibiotics could possihly be an important determinant factor for the onset and devêiopment of this infectious periodontitis. The antibiotic enhanced adherence of B.melaninogenicus to the sulcus-epithelium of the marginal gingiva, is thought to allow it to colonize, form a plaque and become pathogenic. There is experimental evidence thatthis determinant factor for the development of the periodontitis is present also in the milk of the mothers of CI diseased calves. It has been shown that the bacteria isolated from the periodontal CI-lesions produce enzymes and endotoxins capable of destroying the periodontal tissues. The epidemiology of CI, with its decline in incidence and its disappearance after several years, could be explained by the fact that the former equilibrium of the nitcroflora of tti.e once undisturbed virgin soil has been reached again and that the number of antibiotic producing actinomycetes has been anew reduced. By this reasoning and ali the data available, CI should be considered as a multifactorial infectious disease, caused primarily by the anaerobic black-pigmented non-saccharolytic Bacteroides melaninogenicus, always together with the micro-anaerobic Actinomyces pyogenes. Accordingly, the onset and development of the infectious periodontitis is apparently determined by ingestion with the forage of subinhibitory concentrations of antibiotics produced in recently cultivated virgin soils. This hypothesis is supported by the recent observation of renewed outbreaks of CI-periodontitis in former Cl-prone areas, followingfresh cultivation after many years. The infectious nature of CI is confirmed by triais in which virginiamycin was used efficiently for the oral treatment of CI-diseased cattle. Previously it has been shown, that spiramycin and virginiamycin, used as additives in mineral supplements, prevented CIperiodontitis.

• "Cara inchada" cattle periodontitis Bacteroides melaninogenicus determinant factor soil antibiotics streptomycin actinomycin bovinos periodontite fator desencadeante antibióticos do solo estreptomicina actinomicina.

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Dobereiner J., Outra I.S., Rosa I.V. & Blobel H. 2000. "Cara inchada" of cattle, na infectious, apparently soil antibiotics-dependant periodontitis in Brazil.["Cara inchada" dos bovinos, uma periodontite infecciosa, aparentemente desencadeada por antibióticos do solo] Pesquisa Veterinária Brasileira 20(2):47-64. Projeto Sànidade Animal Embrapa/UFRRJ, Km 47, Seropédica, Rio de Janeiro 23851-970, Brazil. O objetivo desta revisão das pesquisas sobre a "cara inchada" dos bovinos (CI), realizadas no decorrer dos últimos 30 anos, é de elucidar melhor a sua etiologia. A CI geralmente tem sido considerada de origem nutricional, causada primariamente por deficiência ou desequilíbrio mineral. A doença caracteriza-se por uma periodontite rapidamente progressiva, que afeta os tecidos peridentários a nível dos premolares e molares no período de erupção dos dentes e que se inicia geralmente em bezerros jovens. A doença causou grandes perdas econômicas aos pecuaristas da Região Centro-Oeste do Brasil, nas décadas de 1960 e 1970, com a ocupação de novas terras para criação de gado. O frequente abaulamento lateral dos ossos maxilares nos bezerros, que deu à doença o nome popular de "cara inchada", foi demonstrado ser conseqüente à periostite crônica ossificante resultante da alveolite purulenta da CI. Das lesões peridentárias foi isolado, em grande número, Bacteroides melaninogenicus, sempre junto com Actinomyces (Corynebacterium) pyogenes. Bactérias classificadas como pertencentes ao grupo sacarolítico e não-sacarolítico dos pigmentados de negro Bacteroides melaninogenicus e Bacteroides spp também foram isoladas, em pequeno número, de bovinos jovens sadios de· fazendas CI-negativas. Ensaios "in vitro" mostraram que os antibióticos estreptomicina e actinomicina, bem como os sobrenadantes de cultivos de actinomicetos do solo de fazendas CI-positivas, aplicadas nas bactérias ensaiadas em concentrações subinibidoras, aumentaram significativamente (até 10 vezes) a aderência de B.melaninogenicus a células epiteliais da gengiva bovina. Esses antibióticos são produzidos no solo em consequência de um aumento do número de actinomicetos, incluindo os do gênero Streptomyces, quando há modificação de sua microbiota em áreas previamente ocupadas por mata virgem ou vegetação natural de Cerrado, que foram cultivadas pela primeira vez na formação de pastagem para o gado. Em face da epidemiologia da CI, há fortes evidências de que. a ingestão desses antibióticos pelos bovinos, junto com a forrageira, seja importante fator desencadeante para o desenvolvimento da periodontite. Através do aumento da aderência de B. melaninogenicus ao epitélio da gengiva marginal, em face da ingestão dos antibióticos pelos animais, as bactérias conseguem colonizar, formar a placa bacteriana e tornarse patogênicas. Há evidência de que o fator desencadeante (aparentemente, os antibióticos) esteja também presente no leite de vacas-mães de bezerros afetados pela CI. Foi demonstrado que as bactérias envolvidas na periodontite produzem enzimas e endotoxinas capazes de ação destrutiva sobre os tecidos peridentários. A epidemiologia da CI, com a diminuição de sua incidência e o seu desaparecimento no decorrer dos anos, pode ser explicada pelo fato de que o prévio equílibrio da microbiota no solo virgem foi alcançado novamente e a produção dos antibióticos se reduziu. Desta maneira, a CI deve ser considerada como uma periodontite infecciosa multifatorial, causada sobretudo por bactérias anaeróbias pertencentes ao grupo Bacteroides melaninogenicus e, ao que tudo indica, desencadeada pela ingestão contínua, com a forrageira, de concentrações subinibidoras de antibióticos de solos recentememente cultivados. Esta hipótese é reforçada pela observação recente de novos surtos de CI, em áreas anteriormente positivas para a doença, em consequência da reforma de pastagens e capineiras após muitos anos. A natureza infecciosa da Cl-periodontite foi confirmada através de experimento, em que virginiamicina mostrou-se eficaz no tratamento oral de bovinos afetados pela doença. Os antibióticos espiramicina e virginiamicina, usados como aditivos em suplementos minerais no campo, mostraram-se eficientes na prevenção da CI.