Dynamika zmian wybranych makroelementów we krwi krów po zastosowaniu preparatów fosforowych w stanach klinicznej                            i subklinicznej hipofosfatemii.

ADAM STEC , ŁUKASZ KUREK, JACEK MOCHOL

Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych Zwierząt

Wydział Medycyny Weterynaryjnej AR

ul. Głęboka 30, 20 – 612 Lublin 

Streszczenie

              W pracy podjęto badania nad wpływem różnych rodzajów preparatów fosforanowych oraz dróg ich podania na kształtowanie się poziomów fosforu w krwi krów mlecznych. Doświadczenie przeprowadzono w latach 2002 – 2005. Zwierzęta z potwierdzoną klinicznie i laboratoryjnie hipofosfatemią, zostały podzielone na trzy grupy. W dwóch pierwszych grupach zastosowano preparaty rutynowo podawane w terapii hipofosfatemii (droga parenteralna), natomiast w grupie trzeciej specjalnie opracowaną mieszankę doustną. Poziom fosforu w momencie rozpoczęcia badań wyniósł w poszczególnych grupach od 1,09 do 1,24 mmol/l. Po podaniu preparatów nastąpił wyraźny wzrost poziomu fosforu, a najwyższą średnią wartość zanotowano u krów otrzymujących preparat doustny (2,16 mmol/l). Następnie obserwowano spadek wartości fosforu w krwi, który w momencie końcowym badań (48 godzina) wynosił odpowiednio w kolejnych grupach: 1,11; 1,32 i 1,72 mmol/l.

              Zaburzeniem metabolicznym, często towarzyszącym wielu schorzeniom lub warunkującym ich powstanie, szczególnie w okresie okołoporodowym, jest hipofosfatemia (1, 2, 5, 9, 14, 16, 17, 18, 22). Zmiany w poziomie fosforu w płynach ustrojowych notowane są najczęściej u krów wysokoprodukcyjnych w okresie porodu lub w szczytowym okresie laktacji. Przyczyną hipofosfatemii u krów mlecznych może być prosty niedobór tego makroelementu w dawce paszowej, notowany obecnie rzadziej, ze względu na stosowane pasze oraz dodatki mineralne zawierające duże ilości związków fosforanowych. Jednym z głównych uwarunkowań zaburzeń poziomu omawianego makroelementu w płynach ustrojowych jest jednak nieprawidłowa proporcja wapnia do fosforu w diecie, a także negatywny wpływ innych pierwiastków (np. magnezu) w stosowanych dawkach żywieniowych. Rozwój hipofosfatemii może być również warunkowany niską przyswajalnością stosowanych związków mineralnych w przewodzie pokarmowym przeżuwaczy, a także nadmierną ich ilością w dawce paszowej. Obie te sytuacje mogą powodować wystąpienie zaburzeń systemu hormonalnego warunkującego prawidłową homeostazę fosforu w organizmie wysokoprodukcyjnych krów mlecznych (1, 4, 11, 13, 15).

Innym negatywnym elementem przyczyniającym się do występowania hipofosfatemii jest podawanie dużych dawek preparatów zawierających w swoim składzie głównie jony wapnia i magnezu z niewielką ilością fosforu w trakcie procesu leczenia hipokalcemii klinicznej. Zbyt małe lub zbyt duże ilości poszczególnych składników mineralnych zawartych w stosowanych preparatach leczniczych, niedostosowane do aktualnych poziomów omawianych makroelementów w płynach ustrojowych chorujących krów mlecznych, poprzez mechanizmy hormonalne, mogą wtórnie prowadzić do występowania hipofosfatemii (1, 2, 6, 7, 8, 11).

              Brak pozytywnego oddziaływania leczniczego w przebiegu hipofosfatemii może być spowodowany wykorzystywaniem form fosforu, które nie przekształcają się w płynach ustrojowych w fosforany. Fosfor nieorganiczny w płynach ustrojowych występuje niemal wyłącznie w postaci anionów fosforanowych (PO4-). Do mało przyswajalnych form tego makroelementu należy zaliczyć związki fosforynowe, które poprawiają rozpuszczalność soli wapnia, lecz nie ulegają całkowitej metabolizacji do form efektywnie przyswajalnych przez organizmy przeżuwaczy (11, 15).

              W opinii własnej bardzo istotnym elementem wpływającym na utrzymywanie się prawidłowego poziomu fosforu w płynach ustrojowych w trakcie hipofosfatemii jest droga podania związków fosforanowych. Sygnalizowane komplikacje terapeutyczne w stanach tak zaawansowanej hipofosfatemii (zaleganie okołoporodowe), jak i hipokalcemii (porażenie porodowe), której towarzyszy hipofosfatemia, objawiające się trudnościami w przywróceniu zwierząt do stanu fizjologicznego lub utrzymaniu ich przy życiu, uwzględniają zasadniczo tylko drogę podawania parenteralnego, a nie możliwość podawania per os.

              Celem pracy było zbadanie dynamiki zmian poziomu fosforu, wapnia i magnezu u krów z potwierdzoną hipofosfatemią tak kliniczną, jak i subkliniczną w trakcie leczenia przypadków schorzeń metabolicznych, przy zastosowaniu parenteralnej i doustnej drogi podawania preparatów wieloskładnikowych zawierających  różne związki fosforu.

Materiał i metody

              Badania przeprowadzono w latach 2002 – 2005 na krowach rasy HF i mieszańcach rasy HF i ncb na łącznej liczbie 120 zwierząt, z których do badań dynamicznych, z potwierdzoną hipofosfatemią, wybrano 20 krów. Na podstawie wywiadu oraz badania klinicznego zwierzęta podzielono na 3 grupy. W dwóch grupach doświadczalnych zastosowano rutynowe preparaty podawane w terapii hipofosfatemii i hipocalcemii. W grupie pierwszej, drogą dożylną, podano złożony preparat zawierający w swoim składzie glicerynofosforan sodowy, glukonian wapnia oraz chlorek magnezu w ilościach odpowiednio 1,25; 47,5 i 15,0 g. W grupie drugiej, domięśniowo, podano preparat zawierający: oksybenzylofosinian sodowy oraz dwuwodny dwufosforan sodu odpowiednio w ilości: 3,125 i 0,225 g. W grupie trzeciej, która liczyła 8 krów, zwierzęta otrzymywały doustnie, opracowany preparat zawierający w swoim składzie podstawowym 200 g jednowodnego dwufosforanu sodu z 200 g glikolu propylenowego. U leczonych zwierząt w/w preparaty stanowiły jedyne źródło podawanego fosforu, poza ilością tego makroelementu zawartą w paszy, która we wszystkich gospodarstwach z których pochodziły krowy była bardzo zbliżona. Od każdej leczonej krowy przed podaniem preparatów, pobierano krew z żyły szyjnej powierzchniowej, a następnie między 0,5 a 1 godziną oraz w 3, 6, 12, 24 i 48 godzinie od podania związków fosforu. W trakcie całego okresu badań prowadzona była obserwacja kliniczna i wykonywane były okresowe badania fizykalne chorujących zwierząt.

              W pobranej krwi oznaczano poziom fosforu nieorganicznego w surowicy przy użyciu zestawu diagnostycznego i Spektrofotometru UV/VIS Marcel s 330 firmy Cormay oraz wapnia całkowitego i magnezu całkowitego metodą spektrofotometrii absorpcji atomowej przy użyciu aparatu PERKIN ELMER – 4100. 

              Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej przy użyciu programu komputerowego Statistica®  firmy Statsoft.

Wyniki i omówienie

              W toku prowadzonych obserwacji klinicznych stwierdzono u badanych krów mlecznych różny stopień apetytu i pragnienia od w miarę prawidłowego przez nieznacznie tylko zmniejszony aż do całkowitego braku. Zwierzęta charakteryzowały się z reguły średnim lub dobrym stanem utrzymania i odżywienia. Ciepłota, tętno i oddechy u większości krów mieściły się w granicach uznawanych norm. U kilku zwierząt stwierdzono jednak zmiany w układzie krążenia, w postaci różnego rodzaju i stopnia arytmii. Podstawowym objawem były zmiany w poruszaniu się zwierząt od nieznacznych kulawizn aż do niechęci w poruszaniu się. Część zwierząt miała trudności w podnoszeniu się, albo wstawała tylko na przednie kończyny. Pięć krów mimo prób podnoszenia przebywało w momencie rozpoczęcia leczenia tylko w pozycji leżącej.

              Poziom fosforu we wszystkich grupach zwierząt w momencie pobrania zerowego mieścił się między średnimi wartościami  1,09 a 1,24 mmol/l i był istotnie niższy w grupie trzeciej w stosunku do pozostałych dwóch grup (ryc. 1). We wszystkich grupach krów podanie preparatów spowodowało wzrost poziomu fosforu, a najwyższe średnie wartości zanotowane w badaniach to 1,54; 1,72 i 2,16 mmol/l odpowiednio w grupie I, II i III (ryc. 1). Od tego momentu poziom fosforu w surowicy krwi po podaniu drogą parenteralną ulegał powolnemu obniżeniu do wartości 1,32 mmol/l jaką zanotowano u krów otrzymujących oksybenzylofosinian sodowy i dwuwodny fosforan sodu. Największy spadek z jednoczesnym wystąpieniem wartości hipofosfatemicznych odnotowano u krów grupy pierwszej, które otrzymywały glicerynofosforan sodowy, glukonian wapnia oraz chlorek magnezu (ryc. 1). W tej grupie krów poziom fosforu od 12 godziny po podaniu do 48 godziny zawierał się między średnimi wartościami 1,19 a 1,11 mmol/l. U krów otrzymujących doustnie fosforan sodowy z

Ryc. 1 Poziomy fosforu w kolejnych pobraniach.

Legenda:

glikolem propylenowym (grupa III), poziom fosforu wykazywał tendencję wzrostowa do 24 godziny po podaniu, przyjmując wartość 1,72 mmol/l w ostatniej godzinie badań, co było istotnie wyższą wartością w stosunku do pobrania zerowego. Poziom fosforu tej grupy krów od 24 godziny badań był istotnie wyższy w stosunku do poziomów fosforu uzyskanych w surowicy krwi krów otrzymujących związki fosforu drogą parenteralną. Wyniki badań własnych wskazują na większą wartość drogi doustnej w uzupełnianiu poziomu tego makroelementu, przy zastosowaniu fosforanu sodowego, tak w leczeniu krów mlecznych z hipofosfatemią kliniczną, jak i subkliniczną. Względem Ya-hsin Cheng i wsp. (5) fosforan sodowy w ilości 30 g podawany drogą dożylną i 229 g podawany drogą doustną jest dobrym związkiem do uzupełniania niedoborów fosforu w organizmach krów mlecznych. Wymienieni autorzy stwierdzili również, że doustne podanie powoduje wydłużenie w czasie wzrostu stężenia fosforu w osoczu, a także wolniejszy spadek jego wartości, co potwierdzają wyraźnie badania własne (ryc. 1).

              Poziom wapnia surowicy krwi we wszystkich grupach krów w pierwszym okresie badań uległ wzrostowi, przyjmując wartości normatywne, nieco wyższe w stosunku do okresu wyjściowego (tab. 1). Szczególnie istotne statystycznie wyższe wartości odnotowano w 1 i 3 godzinie badań w grupie krów, które otrzymywały preparat wapniowo-fosforowy drogą dożylną. Należy jednak stwierdzić, że wysokie wartości Ca, przekraczające okresowo wartości normatywne (10, 16, 19, 21), występowały w krótkim okresie czasu. Po około 6 godzinach od momentu podania drogą parenteralną preparatów, poziom Ca w tych grupach krów uległ obniżeniu, przyjmując wartości zbliżone do okresu wyjściowego. W grupie trzeciej, gdzie  zastosowano per os preparat fosforowy zmiany w poziomie wapnia w surowicy krwi były nieco mniejsze lecz bardziej stabilne. Podaż dużych ilości wapnia, szczególnie drogą dożylną, jaka najczęściej występuje przy preparatach złożonych, którymi równocześnie chcemy wyrównać niskie poziomy fosforu, może doprowadzać do negatywnych zmian ogólnych, a szczególnie w układzie krążenia (3, 11, 15). Z badań własnych wynika, że bardziej bezpiecznym, ze względu  na kształtowanie się poziomów Ca, jest podawanie związków zawierających fosforany drogą domięśniową i doustną.

              Poziom magnezu w momencie rozpoczęcia podawania preparatów mieścił się w granicach uznawanych norm lub w niewielkim stopniu je przekraczał, przyjmując znacznie wyższe wartości u krów z nasiloną hipofosfatemią i hipocalcemii (1, 17, 19, 21). Zastosowanie preparatu wapniowo-fosforo-magnezowego, czy preparatu fosforowego drogą parenteralną, powodowało wzrost poziomu magnezu, do wartości hipermagnezemicznych w pierwszej godzinie badań w grupie pierwszej i górnych wartości norm między 3 a 6 godziną w grupie drugiej (tab. 1). W obu grupach zwierząt w następnych godzinach odnotowano spadek do wartości nieco niższych od wartości stwierdzonych przy rozpoczęciu badań. Odmiennie podanie doustne fosforanu sodowego z glikolem propylenowym, wywołało w pierwszym okresie spadek badanego wskaźnika, a następnie jego normalizację do wartości wyjściowych. W wielu przypadkach w trakcie powstających zaburzeń gospodarki fosforowej i wapniowej dochodzi równocześnie do istotnych zmian w poziomie magnezu w płynach ustrojowych, który poza często stwierdzanymi niskimi poziomami, przyjmować może wartości przekraczające górne granice norm fizjologicznych (1, 10, 12, 17, 20), co w wielu przypadkach może prowadzić do zaburzenia podstawowych funkcji życiowych organizmu, doprowadzają nawet do zejścia śmiertelnego (8, 12). Ograniczanie występowania, na tle hipermagnezemii, zmian w funkcjonowaniu układu nerwowego i krążenia, objawiających się głównie zaburzeniami świadomości, w postaci rozwijającej się śpiączki, wymagają stosowania terapii opartej, jak wynika z badań własnych, na preparatach nie zawierających w swoim składzie związków magnezu. Zastosowanie najczęściej złożonych preparatów, które stosuje się w celu niwelacji zmian hipofosfatemicznych i hipokalcemicznych może prowadzić do nieodwracalnych zmian klinicznych na tle nasilającej się hipermagnezemii. Jak wynika z badań własnych podaż doustna dwuwodnego fosforanu sodu z glikolem propylenowym, jako źródłem potencjalnej energii, w istotny sposób normalizuje gospodarkę fosforanową i wapniową, równocześnie nie powoduje znaczących negatywnych zmian w kształtowaniu się gospodarki magnezowej.

5

Tabela 1. Dynamika zmian poziomów badanych makroelementów w kolejnych pobraniach.