DSM in Animal Nutrition & Health
Puutos
K-vitamiinin puutoksen tärkein kliininen oire kaikilla eläinlajeilla on heikentynyt veren hyytyminen (Griminger, 1984b). Muita kliinisiä oireita ovat alhaiset plasman protrombiiniarvot, pidentynyt hyytymisaika ja verenvuoto. Vakavimmillaan K-vitamiinin puute aiheuttaa ihonalaisia ja sisäisiä verenvuotoja, jotka voivat johtaa kuolemaan. Rumenin mikro-organismit syntetisoivat suuria määriä K-vitamiinia, ja puutos havaitaan vain aineenvaihdunnan antagonistin, kuten homeapilasta (Melilotus officinalis; M. alba) saatavan dikumarolin, läsnä ollessa. Dikumaroli on sieni-metaboliitti, jota tuotetaan Yhdysvaltojen pohjoisilla tasangoilla ja Kanadassa yleisesti esiintyvän makeaapilan heinän substraateista. Tuoreen kulta-apilan kumariinit eivät ole aktiivisia, koska ne ovat sitoutuneet glykosideihin. Ne aktivoituvat, kun makea apila kuivataan väärin (Vermeer, 1984). Tämä tila, jota kutsutaan ”makeaapilamyrkytykseksi” tai ”hemorragiseksi makeaapilataudiksi”, on aiheuttanut suuren määrän eläinten kuolemia. Vaurioituneet eläimet voivat kuolla verenvuotoon pienen vamman jälkeen tai jopa näennäisesti spontaaniin verenvuotoon. Dikumaroli kulkeutuu tiineillä eläimillä istukan läpi, ja vastasyntyneet eläimet voivat sairastua heti syntymän jälkeen. Kaikkien tutkittujen eläinlajien on osoitettu olevan alttiita, mutta myrkytystapaukset ovat koskeneet pääasiassa nautoja ja hyvin vähäisessä määrin lampaita. K-vitamiinin vastaista myrkyllisyyttä on havaittu lampailla, joille on syötetty Ferula communis brevifolia -jauhetta (Tligui et al., 1994), ja naudoilla, joille on syötetty makeaa kevätlinnun (Anthoxanthum odoratum) heinää (Pritchard et al., 1983). Matalan kumariinipitoisuuden omaavaa makea apilalajiketta (Melilotus dentata) on saatavilla rehuksi.Dikumarolimyrkytyksen kliiniset oireet liittyvät veren hyytymishäiriön aiheuttamiin verenvuotoihin. Kliinisen taudin ensiesiintyminen vaihtelee suuresti ja riippuu suurelta osin syötetyn makeaapilan dikumarolipitoisuudesta ja eläimen iästä. Jos ravinnon dikumarolipitoisuus on alhainen tai vaihteleva, eläimet voivat syödä rehua kuukausia ennen kuin taudin merkkejä ilmenee. Vasikoilla tehdyssä kokeessa dikumarolimyrkytys saatiin aikaan syöttämällä luonnostaan pilaantunutta makeaapilan heinää, joka sisälsi dikumarolia vähintään 90 mg/kg (40,8 mg/lb) (Alstad ym., 1985). K-vitamiinin puutteen kliinisten oireiden kehittyminen näissä vasikoissa kesti vähintään kolme viikkoa. Kaliforniassa sattunut lypsykarjan makeaapilamyrkytystapaus (Puschner ym., 1998) johtui makeaapilasäilörehun ruokinnasta, joka sisälsi homeen aiheuttamaa dikumarolia. Oireita olivat ihonalainen verenvuoto, verenvuoto sukuelimistä, heikkous ja kuolema. Muita raportoituja oireita ovat ihonalainen verenvuoto ja hyytyminen rintakehässä, kaulassa ja lonkissa, jäykkyys ja ontuminen, tympeä, veltto käytös ja kalpeat limakalvot. Dikumarolin on raportoitu aiheuttavan lisääntymiskyvyttömyyttä, kun sitä syötetään alle kliinisesti myrkyllisinä pitoisuuksina. Dikumarolimyrkytys voidaan kumota antamalla K-vitamiinia. Parenteraalinen K1-vitamiini oli tehokas hoito vasikoille annoksilla 1,1, 2,2 ja 3,3 mg painokiloa kohti (0,5, 1 ja 1,5 mg kiloa kohti). Muut tutkijat ovat raportoineet, että K1-vitamiini-injektiot olivat tehokkaita karjan makeaapilamyrkytyksen hoidossa, mutta K3-vitamiini-injektiot (menadioni) eivät (Casper ym., 1989). Pritchard ym. (1983) raportoivat, että suuret suun kautta annettavat K1-vitamiiniannokset olivat tehokkaita karjan makeaapilamyrkytyksen hoidossa, mutta että K3-vitamiini antoi vähemmän johdonmukaisia tuloksia protrombiiniajan suhteen. Tämä saattaa heijastaa dikumoraalin suurempaa antagonismia menadionia vastaan. Toinen yleinen syy K-vitamiinin aiheuttamaan K-vitamiinin puutteeseen eläinlääketieteessä on eläinten tahaton myrkytys varfariinilla (synteettinen kumariini, jota käytetään jyrsijöiden myrkkyinä). Ensimmäiset kliiniset oireet voivat olla jäykkyyttä ja ontumista, jotka johtuvat verenvuodosta lihaksiin ja niveliin. Hematoomia, epistaksia tai ruoansulatuskanavan verenvuotoa voidaan havaita. Kuolema voi ilmaantua äkillisesti ilman alustavia merkkejä taudista, ja se johtuu spontaanista massiivisesta verenvuodosta tai loukkaantumisen, leikkauksen tai synnytyksen jälkeisestä verenvuodosta. DeHoogh (1989) raportoi, että kaksi mahdollista varhaista alkion kuolemaa tapahtui ja yksi lehmä abortoi makea apilamyrkytyksen vuoksi.
Hyytymisaikaa tai protrombiiniaikaa on käytetty K-vitamiinitilanteen arviointiin, ja sitä pidetään melko hyvänä K-vitamiinin puutteen mittarina. Hyytymisajan pidentyminen ilman maksasairautta viittaa K-vitamiinin puutteeseen. K-vitamiinin puutetta voidaan selventää tarkemmin tiettyjen K-vitamiinista riippuvaisten tekijöiden määrityksillä tai nopealla vasteella K-vitamiinin antamiseen. Nykyisin K-vitamiinin statusta arvioidaan mittaamalla yhden tai useamman K-vitamiinista riippuvaisen hyytymistekijän, protrombiinin (tekijä II), tekijän VII, tekijän IX tai tekijän X pitoisuus plasmassa (Suttie, 1991). Viime aikoina plasman osteokalsiinia on ehdotettu herkimmäksi K-vitamiinistatuksen indeksiksi eläimillä ja ihmisillä (Vermeer ym., 1995).
Kokeellisesti aiheutetussa dikumarolimyrkytyksessä, ”hemorragisessa makeaapilataudissa”, Alstad ym. (1985) raportoivat, että normaali protrombiiniaika on 20 sekuntia tai vähemmän. K-vitamiinin puutokselle oli ominaista, että protrombiiniaika oli yli 40-60 sekuntia, ja vakavassa puutoksessa protrombiiniaika voi olla jopa 5-6 minuuttia.
Lisääntymiseen liittyviä näkökohtia
Sikäli kuin luonnollisista K-vitamiinin lähteistä (esim, vihreitä lehtikasveja) on riittävästi ravinnossa ja (tai) bakteerisynteesi pötsissä ja suolistossa pysyy toimivana, lisäravinnoksi annettava K-vitamiini ei ole tarpeen puutteen ehkäisemiseksi (Perry ym., 1968). Dikumarolin lisäksi muita K-vitamiinin antagonisteja ovat tietyt sulfonamidi-antibiootit, mykotoksiinit (T-2-toksiini) ja varfariini. Äkillinen tai vakava muutos pötsin tai suolen mikrofloorassa voi johtaa erinomaisen K-vitamiinin lähteen menettämiseen. K-vitamiinilisä on perusteltua, kun valko- tai kelta-apila on pääasiallinen rehunlähde. Marks (1975) havaitsi, että yleisin syy K-vitamiinin puutteeseen eläinlääketieteellisessä käytännössä on kotieläinten tahaton myrkytys varfariinilla. K-vitamiinilisästä voi olla apua mykotoksiinien, erityisesti T-2-toksiinin, aiheuttaman K-vitamiinin puutteen korjaamisessa. K-vitamiiniantagonistit lisäävät karjan K-vitamiinin tarvetta. Ruokinnan K-vitamiinipitoisuuksia säädettäessä tarvitaan asianmukainen varmuusmarginaali, jotta estetään puutos ja mahdollistetaan optimaalinen suorituskyky. K-vitamiinin antagonisteja ovat esimerkiksi tietyt antibiootit ja sulfa-lääkkeet. Sulfonamidit ja huonon spektrin antibioottilääkkeet voivat käytännössä steriloida suolen luumenin (McDowell, 2000). Mykotoksiinit, kuten aflatoksiini, ovat homeiden tuottamia myrkyllisiä aineita. Täydentävästä K-vitamiinista voi olla apua aflatoksiininoosin K-vitamiinin puutteen korjaamisessa. Nelson ja Norris (1961) osoittivat, että 0,1-prosenttisen sulfakvinoxaliinin lisääminen lisäannokseen lisäsi poikasen K-vitamiinin tarpeen neljä- tai seitsenkertaiseksi. Muuttamalla suoliston mikroflooraa menetetään erinomainen K-vitamiinin lähde. Luonnossa esiintyvien K-vitamiinin lähteiden säilyvyys on heikko. Vesiliukoisten menadionisuolojen stabiilisuus on kuitenkin tyydyttävä monivitamiinivalmisteissa, joissa ei ole hivenaineita (Frye, 1978). Emäksiset pH-olosuhteet nopeuttavat menadionisuolojen tuhoutumista. Näin ollen liukoisia tai niukkaliukoisia emäksisiä kivennäisaineita ei pitäisi sisällyttää menadionia sisältäviin monivitamiiniseoksiin. MSB- tai MSBC-muodossa oleva K-vitamiini on hyvin herkkä kosteudelle ja hivenaineille, herkkä valolle ja emäksiselle pH:lle ja kohtalaisen herkkä pelkistymiselle ja happamalle pH:lle. Koliinikloridi on erityisen tuhoisaa K-vitamiinille, sillä MSBC:n ja MPB:n keskimääräinen kuukausittainen hävikki on 34-38 prosenttia, kun niitä säilytetään koliinia sisältävässä vitamiiniesiseoksessa. Lämpö, kosteus ja hivenaineet lisäävät menadionisuolojen tuhoutumisnopeutta sekä pelletöidyissä että puristetuissa rehuissa (Hoffmann-La Roche, 1981). Näistä syistä suositellaan suurempia määriä K-vitamiinia esiseoksissa, jotka sisältävät suuria määriä koliinikloridia ja tiettyjä hivenaineita, erityisesti silloin, kun esiseoksia viedään tai varastoidaan pitkään (Schneider, 1986).
Vitamiinien turvallisuus
K-vitamiiniperheen myrkylliset vaikutukset ilmenevät pääasiassa hematologisina ja verenkiertohäiriöinä. Sen lisäksi, että esiintyy lajivaihtelua, on havaittu syvällisiä eroja eri K-vitamiiniyhdisteiden kyvyssä herättää toksinen vaste (Barash, 1978). K-vitamiinin luonnossa esiintyvät muodot, fylloquinoni ja menakinoni, eivät ole myrkyllisiä hyvin suurina annoksina. Synteettiset menadioniyhdisteet ovat kuitenkin aiheuttaneet myrkyllisiä vaikutuksia, kun niitä on syötetty ihmisille, kaneille, koirille ja hiirille liian suuria määriä. Menadionin myrkyllinen määrä ravinnossa on vähintään 1 000 kertaa suurempi kuin ravinnon tarve (NRC, 1987). Menadioniyhdisteitä voidaan turvallisesti käyttää pieninä pitoisuuksina puutostilan kehittymisen estämiseksi, mutta niitä ei pitäisi käyttää verenvuototilan hoitoon. Menadionin tai sen johdannaisten parenteraalinen LD50-arvo on joillakin eläinlajeilla 200-500 mg painokiloa kohti, ja annosten 2-8 mg painokiloa kohti on raportoitu olevan hevosille tappavia. Tällaisia tietoja ei ole saatavilla märehtijöistä (NRC, 1989).