Seven species of marine phytoplankters assigned to different taxonomic divisions were tested for toxic responses to two different molecular species of selenium known to be prevalent in seawater, selenite and selenate. Selenate proved to be more toxic than selenite, although severe toxicity was only observed at high concentrations (10⁻² and 10⁻³ M) of both selenate and selenite. At these concentrations, growth was completely or severely inhibited in most species tested. In some of the species that remained viable, both the percentage of motile cells and their swimming speed were drastically reduced. Scanning electron microscopy revealed that, under these circumstances, Dunaliella tertiolecta cells possessed much shorter flagella compared to the controls, while those that became non-motile lacked flagella altogether. Despite these striking alterations in both growth and morphology, cells of Amphidinium carterae, Dunaliella tertiolecta and Pavlova lutheri showed, after prolonged exposures, signs of adaptation to high selenium concentrations. Lower concentrations of selenium were generally non-toxic and frequently even stimulatory to growth. These observations suggest that for meaningful inferences on selenium toxicity both the concentration range and the length of the studies must be considered and the potential for adaptation to high selenium concentrations taken into consideration. The main ultrastructural and physiological changes in cells of Dunaliella tertiolecta, Pavlova lutheri and Amphidinium carterae treated with selenite or selenate involved the cell coat, mitochondria, chloroplasts as well as the respiratory and photosynthetic rates. Other changes were observed in the nucleus, lipids, vacuoles, nitrogen and carbon contents, but these showed greater variability among the microalgae studied. The major alterations suggested that energy transducing systems were severely affected by selenium toxicity. These led to significant decreases or even elimination of storage products which were indicative of severe shortage in energy and produced major reductions in growth. These occurred later upon exposure to the toxicant and coincided with the loss of cell coat material, suggesting that the shedding of cell surface material might play a major role in the detoxification and adaptation of the microalgae to toxic concentrations of selenium. / Science, Faculty of / Botany, Department of / Graduate

Dois surtos de intoxicação por selênio em suínos que ocorreram no estado do Paraná são descritos. Foram acometidos leitões em fase de creche, 16 de um lote de 100 com 27 dias de idade (surto 1) e 350 de 2285 com 22 dias de idade (surto2) apresentaram poliomielomalácia simétrica focal. Animais que sobreviveram aos surtos desenvolveram lesões de casco características de intoxicação crônica por selênio. Os sinais clínicos iniciaram após 6 dias e 30 horas da introdução da ração com alto teor de selênio nos surtos 1 e 2, respectivamente. O surgimento dos sinais foi abrupto, os animais começavam com andar cambaleante, evoluiam para paralisia dos membros pélvicos e progrediam para paralisia dos membros torácicos e tetraparesia. Os animais do surto 1 não tinham alterações de comportamento e mantinham estado de alerta e animais do surto 2 apresentaram quadros de depressão. Macroscopicamente, observaram-se focos circulares amarelados com áreas deprimidas mais escura, em alguns animais, restritas ao corno ventral da substância cinzenta (H medular) em intumescências cervical e lombar. Microscopicamente, essas áreas corresponderam à malácia da substância cinzenta, caracterizada por microcavitações, perda neuronal, cromatólise, neuronofagia, infiltrado de células Gitter, microgliose, astrócitos de Alzheimer tipo II e proliferação de células endoteliais evidenciadas na imuno-histoquímica (IHQ) para fator de von Willebrand. 9Continua) No segundo surto, dois animais apresentaram vacuolização difusa do citoplasma de neurônios. Em um animal, Astrócitos gemistocíticos foram observados. Na IHQ para Proteína Ácida Glial Fibrilar (GFAP), obteve-se marcação positiva na maioria dos animais e, na IHQ para Proteína S-100, obteve-se marcação em alguns casos. Além dessas alterações medulares, foram encontrados, em dois animais lesões de polioencefalomalácia em porções do tronco encefálico. Fragmentos de fígado de oito animais e ração de ambos os surtos foram encaminhados para dosagem de selênio. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm (surto 2) e em amostras de fígado teve dosagens superiores a 3,34 ppm. No surto 2, foi realizada uma visita onde seis suínos foram eutanasiados para monitoramento de níveis hepáticos de selênio, sendo dois animais controles e quatro sobreviventes do surto. Quarenta e dois dias após a retirada da ração, os níveis de selênio foram inferiores ao controle e ao nível considerado em quadros de intoxicação (3 ppm). / Two outbreaks of selenium poisoning occurred in pigs in Cruzeiro do Iguaçu and Dois Vizinhos, both of the located in Paraná State. The affected pigs were in the post-weaning period, 16 out of 100 were 27 days of age (outbreak 1) and 350 out of 2285 were 22 days of age (outbreak 2). Affected animals showed signs of focal symmetrical poliomyelomalacia. Surviving pigs developed lesions in hoof, which are characteristic of chronic poisoning by selenium. Clinical signs were observed 6 days and 30 hours after the introduction of the feed with high selenium content in outbreaks 1 and 2, respectively. The appearance of the signs was abrupt, beginning with gait and progressing to paralysis of rear limbs and the forelimbs, or tetraparesis. Animals of outbreak 1 were alert and had no behaviors changes and animals of outbreak 2 showed depression. Macroscopically, in some animals there were yellow circular focus with dark areas, restricted to the ventral horn of the gray matter of spinal cord in cervical and lumbar intumescence. Microscopically, these areas corresponded to gray substance malacia characterized by microcavitation, neuronal loss, chromatolysis, Gitter cell infiltrate, neuronophagia, microgliosis, Alzheimer type II astrocytes and proliferation of endothelial cells, which were labeled by immunohistochemistry (IHC) for von Willebrand factor. In the second outbreak, two animals showed a diffuse cytoplasm vacuolization of the neurons. Gemistocytic astrocytes were observed in one animal. In most affected pigs, positive in test for glial fibrillary acid protein (GFAP) was observed, but only in some cases, there was positive anti-S-100 IHC. In addition these spinal cord changes were seen polioencephalomalacia in portions of the brainstem in two animals. Liver samples from eight animals and feed samples from both outbreaks were referred to determine selenium concentration. Selenium dosages in feed samples were 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2) and in liver samples were above 3.34 ppm. Additions six animals were euthanized for monitoring hepatic levels of selenium, two were control animals and four were survivors of the second outbreak. 42 days after the withdrawal of the diet, selenium levels were lower than in internal control and the level seen in intoxication outbreaks (3 ppm).

Dois surtos de intoxicação por selênio em suínos que ocorreram no estado do Paraná são descritos. Foram acometidos leitões em fase de creche, 16 de um lote de 100 com 27 dias de idade (surto 1) e 350 de 2285 com 22 dias de idade (surto2) apresentaram poliomielomalácia simétrica focal. Animais que sobreviveram aos surtos desenvolveram lesões de casco características de intoxicação crônica por selênio. Os sinais clínicos iniciaram após 6 dias e 30 horas da introdução da ração com alto teor de selênio nos surtos 1 e 2, respectivamente. O surgimento dos sinais foi abrupto, os animais começavam com andar cambaleante, evoluiam para paralisia dos membros pélvicos e progrediam para paralisia dos membros torácicos e tetraparesia. Os animais do surto 1 não tinham alterações de comportamento e mantinham estado de alerta e animais do surto 2 apresentaram quadros de depressão. Macroscopicamente, observaram-se focos circulares amarelados com áreas deprimidas mais escura, em alguns animais, restritas ao corno ventral da substância cinzenta (H medular) em intumescências cervical e lombar. Microscopicamente, essas áreas corresponderam à malácia da substância cinzenta, caracterizada por microcavitações, perda neuronal, cromatólise, neuronofagia, infiltrado de células Gitter, microgliose, astrócitos de Alzheimer tipo II e proliferação de células endoteliais evidenciadas na imuno-histoquímica (IHQ) para fator de von Willebrand. 9Continua) No segundo surto, dois animais apresentaram vacuolização difusa do citoplasma de neurônios. Em um animal, Astrócitos gemistocíticos foram observados. Na IHQ para Proteína Ácida Glial Fibrilar (GFAP), obteve-se marcação positiva na maioria dos animais e, na IHQ para Proteína S-100, obteve-se marcação em alguns casos. Além dessas alterações medulares, foram encontrados, em dois animais lesões de polioencefalomalácia em porções do tronco encefálico. Fragmentos de fígado de oito animais e ração de ambos os surtos foram encaminhados para dosagem de selênio. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm (surto 2) e em amostras de fígado teve dosagens superiores a 3,34 ppm. No surto 2, foi realizada uma visita onde seis suínos foram eutanasiados para monitoramento de níveis hepáticos de selênio, sendo dois animais controles e quatro sobreviventes do surto. Quarenta e dois dias após a retirada da ração, os níveis de selênio foram inferiores ao controle e ao nível considerado em quadros de intoxicação (3 ppm). / Two outbreaks of selenium poisoning occurred in pigs in Cruzeiro do Iguaçu and Dois Vizinhos, both of the located in Paraná State. The affected pigs were in the post-weaning period, 16 out of 100 were 27 days of age (outbreak 1) and 350 out of 2285 were 22 days of age (outbreak 2). Affected animals showed signs of focal symmetrical poliomyelomalacia. Surviving pigs developed lesions in hoof, which are characteristic of chronic poisoning by selenium. Clinical signs were observed 6 days and 30 hours after the introduction of the feed with high selenium content in outbreaks 1 and 2, respectively. The appearance of the signs was abrupt, beginning with gait and progressing to paralysis of rear limbs and the forelimbs, or tetraparesis. Animals of outbreak 1 were alert and had no behaviors changes and animals of outbreak 2 showed depression. Macroscopically, in some animals there were yellow circular focus with dark areas, restricted to the ventral horn of the gray matter of spinal cord in cervical and lumbar intumescence. Microscopically, these areas corresponded to gray substance malacia characterized by microcavitation, neuronal loss, chromatolysis, Gitter cell infiltrate, neuronophagia, microgliosis, Alzheimer type II astrocytes and proliferation of endothelial cells, which were labeled by immunohistochemistry (IHC) for von Willebrand factor. In the second outbreak, two animals showed a diffuse cytoplasm vacuolization of the neurons. Gemistocytic astrocytes were observed in one animal. In most affected pigs, positive in test for glial fibrillary acid protein (GFAP) was observed, but only in some cases, there was positive anti-S-100 IHC. In addition these spinal cord changes were seen polioencephalomalacia in portions of the brainstem in two animals. Liver samples from eight animals and feed samples from both outbreaks were referred to determine selenium concentration. Selenium dosages in feed samples were 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2) and in liver samples were above 3.34 ppm. Additions six animals were euthanized for monitoring hepatic levels of selenium, two were control animals and four were survivors of the second outbreak. 42 days after the withdrawal of the diet, selenium levels were lower than in internal control and the level seen in intoxication outbreaks (3 ppm).

São descritas alterações macroscópicas e microscópicas em cascos de suínos em fase de creche, intoxicados por selênio. Os suínos apresentaram poliomielomalácia simétrica focal e lesões de casco, que inicialmente eram caracterizados por uma linha avermelhada na borda coronária que evoluiu nos suínos sobreviventes aos surtos, para desprendimento dos cascos. Os sinais clínicos iniciaram após seis dias (surto 1) e 30 horas (surto 2) da introdução da ração com alto teor de selênio. O surgimento dos sinais foi abrupto, caracterizado por andar cambaleante, com evolução para paralisia dos membros pélvicos e posteriormente tetraparesia. Durante a necropsia, nove suínos apresentaram lesões nos cascos, que variavam desde uma linha distal da borda coronária, nos casos iniciais, até uma linha enegrecida próxima a ponta dos cascos, nos suínos que sobreviveram. Microscopicamente, os achados variavam de leve desprendimento do epitélio laminar da derme, em casos iniciais, até ulceração do epitélio e infiltrado inflamatório acentuado, composto por neutrófilos íntegros e degenerados e alguns linfócitos, além de hemorragia, material vegetal aderido a superfície e miríades bacterianas, em casos avançados. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm de selênio (surto 2) e em amostras de fígado foram encontradas dosagens superiores a 3,34 ppm (variando de 3,34 até 10 ppm). No surto 2, após 44 dias da retirada da ração, foi realizada eutanásia de seis suínos para monitoramento de níveis hepáticos de selênio (dois suínos controles e quatro sobreviventes ao surto) e todos apresentavam níveis normais de selênio no fígado e na musculatura esquelética. / Are described macroscopic and microscopic alterations on the hoofs of the pigs that was in postweaning period, poisoned by selenium. The pigs had focal symmetrical poliomielomalcia and lesions on the hoof, which were initially characterized by a reddish line on the coronary band that evolved in the survivors pigs of the outbreaks for detachment from hooves. Clinical signs were observed six days (outbreak 1) and 30 h (outbreak 2) after the introduction of feed with high concentrations of selenium. The appearance of the signs was suddenly, characterized by incoordination, progressing to paralysis of the hind limbs and later tetraparesis. During the necropsy, nine swine with lesions on the hoof, which varied from a line distal of coronary band, in early cases, until next blackened tip line on the hooves, in the pigs that survived. Microscopic findings varying from mild detachment of the laminar epithelium with the dermis, in early cases, with ulceration of the epithelium and a prominent inflammatory infiltrate, composed of intact and degenerate neutrophils and some lymphocytes, and hemorrhage, fibrous material adhered to the surface and bacterial myriads. In samples of feed, was detected 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2), and liver samples were found at dosages higher than 3.34 ppm (range from 3.34 to 10 ppm). In outbreak 2, 44 days after the removal of the diet, was performed the euthanasia of six pigs to monitor levels of selenium liver (two controls and four surviving pigs to the outbreak) and all had normal levels of selenium in the liver and skeletal muscles.

São descritas alterações macroscópicas e microscópicas em cascos de suínos em fase de creche, intoxicados por selênio. Os suínos apresentaram poliomielomalácia simétrica focal e lesões de casco, que inicialmente eram caracterizados por uma linha avermelhada na borda coronária que evoluiu nos suínos sobreviventes aos surtos, para desprendimento dos cascos. Os sinais clínicos iniciaram após seis dias (surto 1) e 30 horas (surto 2) da introdução da ração com alto teor de selênio. O surgimento dos sinais foi abrupto, caracterizado por andar cambaleante, com evolução para paralisia dos membros pélvicos e posteriormente tetraparesia. Durante a necropsia, nove suínos apresentaram lesões nos cascos, que variavam desde uma linha distal da borda coronária, nos casos iniciais, até uma linha enegrecida próxima a ponta dos cascos, nos suínos que sobreviveram. Microscopicamente, os achados variavam de leve desprendimento do epitélio laminar da derme, em casos iniciais, até ulceração do epitélio e infiltrado inflamatório acentuado, composto por neutrófilos íntegros e degenerados e alguns linfócitos, além de hemorragia, material vegetal aderido a superfície e miríades bacterianas, em casos avançados. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm de selênio (surto 2) e em amostras de fígado foram encontradas dosagens superiores a 3,34 ppm (variando de 3,34 até 10 ppm). No surto 2, após 44 dias da retirada da ração, foi realizada eutanásia de seis suínos para monitoramento de níveis hepáticos de selênio (dois suínos controles e quatro sobreviventes ao surto) e todos apresentavam níveis normais de selênio no fígado e na musculatura esquelética. / Are described macroscopic and microscopic alterations on the hoofs of the pigs that was in postweaning period, poisoned by selenium. The pigs had focal symmetrical poliomielomalcia and lesions on the hoof, which were initially characterized by a reddish line on the coronary band that evolved in the survivors pigs of the outbreaks for detachment from hooves. Clinical signs were observed six days (outbreak 1) and 30 h (outbreak 2) after the introduction of feed with high concentrations of selenium. The appearance of the signs was suddenly, characterized by incoordination, progressing to paralysis of the hind limbs and later tetraparesis. During the necropsy, nine swine with lesions on the hoof, which varied from a line distal of coronary band, in early cases, until next blackened tip line on the hooves, in the pigs that survived. Microscopic findings varying from mild detachment of the laminar epithelium with the dermis, in early cases, with ulceration of the epithelium and a prominent inflammatory infiltrate, composed of intact and degenerate neutrophils and some lymphocytes, and hemorrhage, fibrous material adhered to the surface and bacterial myriads. In samples of feed, was detected 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2), and liver samples were found at dosages higher than 3.34 ppm (range from 3.34 to 10 ppm). In outbreak 2, 44 days after the removal of the diet, was performed the euthanasia of six pigs to monitor levels of selenium liver (two controls and four surviving pigs to the outbreak) and all had normal levels of selenium in the liver and skeletal muscles.

Dois surtos de intoxicação por selênio em suínos que ocorreram no estado do Paraná são descritos. Foram acometidos leitões em fase de creche, 16 de um lote de 100 com 27 dias de idade (surto 1) e 350 de 2285 com 22 dias de idade (surto2) apresentaram poliomielomalácia simétrica focal. Animais que sobreviveram aos surtos desenvolveram lesões de casco características de intoxicação crônica por selênio. Os sinais clínicos iniciaram após 6 dias e 30 horas da introdução da ração com alto teor de selênio nos surtos 1 e 2, respectivamente. O surgimento dos sinais foi abrupto, os animais começavam com andar cambaleante, evoluiam para paralisia dos membros pélvicos e progrediam para paralisia dos membros torácicos e tetraparesia. Os animais do surto 1 não tinham alterações de comportamento e mantinham estado de alerta e animais do surto 2 apresentaram quadros de depressão. Macroscopicamente, observaram-se focos circulares amarelados com áreas deprimidas mais escura, em alguns animais, restritas ao corno ventral da substância cinzenta (H medular) em intumescências cervical e lombar. Microscopicamente, essas áreas corresponderam à malácia da substância cinzenta, caracterizada por microcavitações, perda neuronal, cromatólise, neuronofagia, infiltrado de células Gitter, microgliose, astrócitos de Alzheimer tipo II e proliferação de células endoteliais evidenciadas na imuno-histoquímica (IHQ) para fator de von Willebrand. 9Continua) No segundo surto, dois animais apresentaram vacuolização difusa do citoplasma de neurônios. Em um animal, Astrócitos gemistocíticos foram observados. Na IHQ para Proteína Ácida Glial Fibrilar (GFAP), obteve-se marcação positiva na maioria dos animais e, na IHQ para Proteína S-100, obteve-se marcação em alguns casos. Além dessas alterações medulares, foram encontrados, em dois animais lesões de polioencefalomalácia em porções do tronco encefálico. Fragmentos de fígado de oito animais e ração de ambos os surtos foram encaminhados para dosagem de selênio. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm (surto 2) e em amostras de fígado teve dosagens superiores a 3,34 ppm. No surto 2, foi realizada uma visita onde seis suínos foram eutanasiados para monitoramento de níveis hepáticos de selênio, sendo dois animais controles e quatro sobreviventes do surto. Quarenta e dois dias após a retirada da ração, os níveis de selênio foram inferiores ao controle e ao nível considerado em quadros de intoxicação (3 ppm). / Two outbreaks of selenium poisoning occurred in pigs in Cruzeiro do Iguaçu and Dois Vizinhos, both of the located in Paraná State. The affected pigs were in the post-weaning period, 16 out of 100 were 27 days of age (outbreak 1) and 350 out of 2285 were 22 days of age (outbreak 2). Affected animals showed signs of focal symmetrical poliomyelomalacia. Surviving pigs developed lesions in hoof, which are characteristic of chronic poisoning by selenium. Clinical signs were observed 6 days and 30 hours after the introduction of the feed with high selenium content in outbreaks 1 and 2, respectively. The appearance of the signs was abrupt, beginning with gait and progressing to paralysis of rear limbs and the forelimbs, or tetraparesis. Animals of outbreak 1 were alert and had no behaviors changes and animals of outbreak 2 showed depression. Macroscopically, in some animals there were yellow circular focus with dark areas, restricted to the ventral horn of the gray matter of spinal cord in cervical and lumbar intumescence. Microscopically, these areas corresponded to gray substance malacia characterized by microcavitation, neuronal loss, chromatolysis, Gitter cell infiltrate, neuronophagia, microgliosis, Alzheimer type II astrocytes and proliferation of endothelial cells, which were labeled by immunohistochemistry (IHC) for von Willebrand factor. In the second outbreak, two animals showed a diffuse cytoplasm vacuolization of the neurons. Gemistocytic astrocytes were observed in one animal. In most affected pigs, positive in test for glial fibrillary acid protein (GFAP) was observed, but only in some cases, there was positive anti-S-100 IHC. In addition these spinal cord changes were seen polioencephalomalacia in portions of the brainstem in two animals. Liver samples from eight animals and feed samples from both outbreaks were referred to determine selenium concentration. Selenium dosages in feed samples were 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2) and in liver samples were above 3.34 ppm. Additions six animals were euthanized for monitoring hepatic levels of selenium, two were control animals and four were survivors of the second outbreak. 42 days after the withdrawal of the diet, selenium levels were lower than in internal control and the level seen in intoxication outbreaks (3 ppm).

São descritas alterações macroscópicas e microscópicas em cascos de suínos em fase de creche, intoxicados por selênio. Os suínos apresentaram poliomielomalácia simétrica focal e lesões de casco, que inicialmente eram caracterizados por uma linha avermelhada na borda coronária que evoluiu nos suínos sobreviventes aos surtos, para desprendimento dos cascos. Os sinais clínicos iniciaram após seis dias (surto 1) e 30 horas (surto 2) da introdução da ração com alto teor de selênio. O surgimento dos sinais foi abrupto, caracterizado por andar cambaleante, com evolução para paralisia dos membros pélvicos e posteriormente tetraparesia. Durante a necropsia, nove suínos apresentaram lesões nos cascos, que variavam desde uma linha distal da borda coronária, nos casos iniciais, até uma linha enegrecida próxima a ponta dos cascos, nos suínos que sobreviveram. Microscopicamente, os achados variavam de leve desprendimento do epitélio laminar da derme, em casos iniciais, até ulceração do epitélio e infiltrado inflamatório acentuado, composto por neutrófilos íntegros e degenerados e alguns linfócitos, além de hemorragia, material vegetal aderido a superfície e miríades bacterianas, em casos avançados. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm de selênio (surto 2) e em amostras de fígado foram encontradas dosagens superiores a 3,34 ppm (variando de 3,34 até 10 ppm). No surto 2, após 44 dias da retirada da ração, foi realizada eutanásia de seis suínos para monitoramento de níveis hepáticos de selênio (dois suínos controles e quatro sobreviventes ao surto) e todos apresentavam níveis normais de selênio no fígado e na musculatura esquelética. / Are described macroscopic and microscopic alterations on the hoofs of the pigs that was in postweaning period, poisoned by selenium. The pigs had focal symmetrical poliomielomalcia and lesions on the hoof, which were initially characterized by a reddish line on the coronary band that evolved in the survivors pigs of the outbreaks for detachment from hooves. Clinical signs were observed six days (outbreak 1) and 30 h (outbreak 2) after the introduction of feed with high concentrations of selenium. The appearance of the signs was suddenly, characterized by incoordination, progressing to paralysis of the hind limbs and later tetraparesis. During the necropsy, nine swine with lesions on the hoof, which varied from a line distal of coronary band, in early cases, until next blackened tip line on the hooves, in the pigs that survived. Microscopic findings varying from mild detachment of the laminar epithelium with the dermis, in early cases, with ulceration of the epithelium and a prominent inflammatory infiltrate, composed of intact and degenerate neutrophils and some lymphocytes, and hemorrhage, fibrous material adhered to the surface and bacterial myriads. In samples of feed, was detected 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2), and liver samples were found at dosages higher than 3.34 ppm (range from 3.34 to 10 ppm). In outbreak 2, 44 days after the removal of the diet, was performed the euthanasia of six pigs to monitor levels of selenium liver (two controls and four surviving pigs to the outbreak) and all had normal levels of selenium in the liver and skeletal muscles.