Ionophore toxicity in chickens: A review of pathology and diagnosis

Summary

The ionophores (polyether compounds) have been the predominant means of chemical control of coccidiosis in the past 15 years because of the slow development of resistant strains to them relative to other anticoccidial drugs. However, the ionophores have a narrow range of safety, and it is sometimes difficult to ensure an even distribution of the drug throughout the feed. Diagnosis of toxicity is difficult because of the reversibility of clinical signs and the variability of pathological lesions ranging from none to non‐specific.

This paper reviews the known pathology of ionophore toxicity and the inadequacies of present diagnostic approaches. Analysis for ionophores in feed may be made by silica gel and high performance thin layer chromatography, but tissue analyses for toxic levels, a more specific diagnostic aid, are not commonly carried out. Limited studies suggest that residues in even severely intoxicated birds remain low. Diagnosis relies upon clinical signs of inco‐ordination, leg weakness, diarrhoea and depression, non‐specific histopathological lesions of myopathy and the presence of high levels of ionophores in the feed. If, however, toxicity is due to uneven distribution, feed samples may return false negative results. Current diagnostic criteria are, therefore, unsatisfactory and there is a clear need to investigate other diagnostic approaches.

Resume

La coccidiose est une maladie de grande importante pour l'industrie et la volaille en raison du taux élevé de morbidité, de mortalités potentielles et de pertes de poids. Les ionophores (composés polyether) sont une des moyens prééminents de contrôle de la maladie depuis une quinzaine d'années en raison du lent développement des souches résistantes comparées aux autres anticoccidiens. Cependant, les ionophores ont une marge d'innocuité étroite et il est quelquefois difficile d'assurer une distribution uniforme du produit dans l'aliment. Le diagnostic de toxicité est difficile en raison de la réversibilité des signes cliniques et la variabilité des lésions pathologiques qui peuvent être nulles à non spécifiques.

La publication fait la synthèse de la pathologie connue de la toxicité des ionophores et de l'inadéquation des approches diagnostiques actuelles. L'analyse des ionophores dans l'aliment peut être faite par Chromatographie sur gel de Silice et à haute performance en couches minces, mais les analyses des tissus pour des taux entraînant une toxicité qui apporterait une aide au diagnostic spécifique ne sont pas communément réalisées. Des études limitées suggèrent que les résidus, même dans des cas sévères d'intoxication, demeurent faibles. Le diagnostic repose sur les signes cliniques d'incoordination motrice, de faiblesse des pattes, de diarrhée et dépression, de lésions histopathologiques, de myopathie non spécifique et la présence de niveaux élevés d'ionophores dans l'aliment. Si, cependant, la toxicité est due à une distribution non uniforme, les échantillons d'aliment peuvent donner des résultats négatifs. Les critères de diagnostic courant sont en conséquence non satisfaisants et il apparaît nécessaire de rechercher d'autres approches de diagnostic.

Zusammenfassung

Die Kokzidiose ist wegen ihrer hohen Morbidität, der potentiellen Mortalitäten und der Gewichtsverluste eine für die Geflügelwirtschaft sehr bedenkliche Krankheit. Die Ionophore (Polyäther‐Verbindungen) sind während der letzten 15 Jahre die vorwiegenden chemischen Bekämpfungsmittel gewesen, weil sich gegen sie, im Vergleich zu anderen Medikamenten gegen Kokzidien, nur langsam eine Resistenz entwickelt. Die Ionophore haben jedoch nur einen sehr engen Verträglichkeitsbereich, und as ist manchmal schwierig, eine gleichmäßige Verteilung im gesamten Futter zu gewährleisten. Die Diagnose der Toxizität ist wegen der Reversibilität der klinishchen Symptome und der Variabilität der pathologischen Veränderungen, die auch unspezisch sein oder ganz fehlen können, schwierig.

Die vorliegende Arbeit bietet einen Überblick über die bekannte Pathologie der Toxizität der Ionophore und über die Unzulänglichkeiten der gegenwärtigen diagnostischen Verfahren. Die Futteranalyse auf den Gehalt an Ionophoren kann mittels Kieselsäuregel‐ und Dünnschichtchromatographie gemacht werden, aber Gewebsanalysen auf toxische Konzentrationen, als spezifischere Diagnosehilfe werden gewöhnlich nicht durchgeführt. Begrenzte Untersuchungen lassen darauf schließen, daß die Rückstände sogar bei Tieren mit starker Intoxikation gering bleiben. Die Diagnose stützt sich auf klinische Symptome wie Inkoordination, Beinschwäche, Durchfall und Trauern, unspezifische histopatho‐logische myopathische Veränderungen und auf das Vorhandensein hoher Ionophorkonzentrationen im Futter. Wenn jedoch die Toxizität auf einer ungleichmäßigen Verteilung im Futter beruht, können Futterproben falsch negative Ergebnisse liefern. Die derzeitigen diagnostischen Kriterien sind deshalb unbefriedigend, und es gibt einen offensichtlichen Bedarf für die Erforschung anderer diagnostischer Methoden.

Resumen

La coccidiosis es una enfermedad importante en la industria aviar debido a su elevada morbilidad asi como por sus efectos letales potenciales y la pérdida de peso que produce. Los ionöforos (compuestos poliéter) han sido las sustancias quîmicas más usadas en su control durante los ultimos 15 años debido a que el desarrollo de cepas de parásitos resistentes a los mismos es más lento que en otros fármacos anticoccidiôsicos. No obstante, los ionóforos tienen un margen estrecho de no toxicidad y algunas veces es diflcil conseguir una distribución homogénea del fármaco en el alimente El diagnóstico de la intoxicaeiön es diffeil debido a la reversibilidad de los signos clínicos y a la variabilidad de las lesiones patológicas que abarcan desde ninguna a inespecîficas.

Este artículo describe la patología conocida de la toxicidad de los ionóforos y la escasa eficacia de los métodos de diagnóstico actuales. El análisis de ionóforos en la alimentaeión puede ser realizado mediante silica gel y cromatografía en capa fina de alto rendimiento aunque un método de diagnóstico más específico como es el análisis de los niveles de ionóforos en los tejidos no se realiza comunmente. Estudios en un numero limitado de casos sugieren que los residuos, incluso en animales gravemente intoxicados, permanecen bajos. El diagnóstico se cimenta en signos clinicos del tipo de incoordinaeión, debilidad en las extremidades, diarrea y depresión, lesiones histopatológicas inespecíficas relacionadas con una miopatía y la presencia de niveles elevados de ionóforos en el alimento. No obstante, si la intoxicaeión se debe a una distribución irregular del alimento, las muestras obtenidas pueden dar lugar a un resultado negativo. Los criterios diagnösticos actuales son por tanto insatisfactorios y es necesario investigar nuevos métodos.