Degenerative axonopathy associated with copper deficiency in pigs

The epidemiological, clinic and morphological (pathological and ultrastructural) aspects of four outbreaks of copper deficiency affecting 21- to 90-day-old pigs in the Northeast region of Brazil are reported. Clinical signs began with paraparesis and ataxia and progressed to flaccid or spastic paralysis of the pelvic and thoracic limbs, followed by sternal and/or lateral recumbence. In addition, some animals showed dog-sitting position and intention tremors. The clinical manifestation period was 5-20 days. Significant gross lesions were not observed; however, microscopically, symmetrical degeneration of the white matter with ballooned myelin sheaths containing occasional macrophages was observed, mainly in the spinal cord. Two pigs presented with necrosis ad loss of Purkinje cells and ectopic Purkinje cells in the granular layer and cerebellar white matter. A ultrastructural analysis showed different degrees of damage of myelinated axons in the spinal segments, including an absence of the axoplasm structures with only axonal residues remaining. The myelin sheaths were degenerated and often collapsed into the space previously occupied by the axon. These results suggest that myelin degeneration is secondary to the axonal lesion. Finally, the concentration of copper in the liver was determined using atomic absorption spectrophotometry and was found to be low (ranging from 2.2 to 10.8 ppm). In conclusion, in the Brazilian semiarid region, Cu deficiency occurs in 21 to 90-day-old pigs that ingested different types of waste in their food. RESUMO: São relatados os achados epidemiológicos, clínicos e morfológicos (patológicos e ultraestruturais) de quatro surtos de deficiência de cobre em suínos afetados entre 21 e 90 dias de idade na região Nordeste do Brasil. Os sinais clínicos iniciaram com paraparesia e ataxia, que progrediu a paralisia flácida ou espástica dos membros pélvicos e torácicos, seguido de decúbito esternal e/ou lateral. Além disso, alguns animais apresentaram posição de cão sentado e tremores de intenção. O período de manifestação clínica variou de 5-20 dias. Não foram observadas lesões macroscópicas significativas; no entanto, microscopicamente, foi observada degeneração simétrica da substância branca com fragmentação das bainhas de mielina, contendo ocasionais macrófagos, principalmente na medula espinal. Dois suínos apresentaram necrose e perda de células de Purkinje e células de Purkinje ectópicos na camada granular da substância branca cerebelar. A análise ultraestrutural mostrou diferentes graus de lesões em axônios mielinizados em segmentos da medula espinhal, incluindo o desaparecimento de estruturas do axoplasma, restando apenas restos axonais. A bainha de mielina encontrava-se degenerada e muitas vezes, colapsada dentro do espaço previamente ocupado pelo axônio. Esses resultados sugerem que a degeneração da mielina é secundária à lesão axonal. Finalmente, a concentração do cobre no fígado foi determinada usando espectrometria de absorção atômica e revelou baixos valores (variando de 2,2-10,8ppm). Conclui-se que na região semiárida do Brasil ocorre deficiência de cobre em suínos de 21 a 90 dias de idade alimentados com diferentes tipos de resíduos.