Лонгриды 31 августа 2020 Г. 07:27,

Исследование Особенности имунной защиты тканей молочной железы коров

«Мастит молочных коров: проблема, далеко не решённая»: под этим заголовком в январе прошлого года была опубликована статья итальянского ученого, доктора Алессандро Фантини, в которой, освещалась ситуация с заболеваемостью коров субклиническим маститом и его место среди проблем в молочной промышленности Италии. «Эксперт Молоко» перевел результаты исследования.

Мастит, клинический или субклинический, представляет собой заболевание с огромным отрицательным экономическим воздействием, поскольку это заболевание приводит к увеличению количества выбракованных и выбывших из стада продуктивных животных, значительно снижается качество молока и ограничивается возможность использования такого сырья в молочном производстве и переработке.

Продуктивность больных маститом коров снижается, создаётся необходимость широкого использования антибиотиков, что в свою очередь повышает риск очень серьёзного явления - антибиотикорезистентности.

Общепринятые методы лечения мастита у дойных коров на самом деле мало способствуют устойчивости к антибиотикам. Применение мазей с интрамаммарными антибиотиками для лечения мастита у дойных коров составляет менее 0,5% от общего потребления антибиотиков сельскохозяйственными животными, выращиваемыми в Европе (EU31; это согласно 9-му отчету ESVAC Европейского агентства по лекарственным средствам, опубликованному 15 октября. 2019 г. и который относится к 2017 г.).

Несмотря на эти «утешительные» данные, необходимость отказа от метафилактических практик в разведении, таких как систематическое введение антибиотиков (BDCT), подтверждается, и это справедливо, также в законодательном контексте, предпочитая вместо этого селективную терапию (SDCT), то есть введение антибиотиков только коровам, у которых инфицировано вымя или у которых был клинический или субклинический мастит во время последней лактации.
Однако недооценка проблемы мастита и «поверхностное» внедрение SDCT может привести к возрождению этого серьёзного заболевания.

В разведении так называемых «пищевых животных», то есть животных, которые производят пищу для людей, будущее имеет профилактика.

Профилактику можно разделить на прямую и косвенную.

В косвенной имеются ввиду правила гигиены, такие как употребление качественной питьевой воды, борьба с насекомыми, особенно с мухами - потенциальными биологическими переносчиками болезнетворной микрофлоры, соблюдение правил биологической защиты предприятия недопущение проникновения посторонних людей, диких животных и ограждение ферм . В последние месяцы все мы экспериментировали с некоторыми аспектами косвенной профилактики, такими как мытье рук и социальное дистанцирование. Что касается непрямой профилактики, существует множество хорошо известных правил гигиены, которые необходимо соблюдать, чтобы предотвратить попадание бактерий и водорослей, таких как Prototheca, в вымя и вызвать мастит.
Все те конкретные меры, которые принимаются для борьбы с конкретным патогеном или группами патогенов, относятся к прямой профилактике. Важный пример прямой профилактики - вакцинация.

На сегодняшний день разработаны и успешно применяются схемы вакцинопрофилактики против некоторых патогенов вызывающих мастит, таких как Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Streptococcus uberis.

Роль, которую играет сбалансированное кормление и правильный уход за животными, обеспечивая оптимальное функционирование защитных систем вымени, очень интересна и многообещающа. Чтобы разобраться в этой теме, необходимо сделать краткое резюме о физиологических процессах происходящих в вымени коровы :

Для «командования» закрытием и открытием соска, есть гладкая мышца. В физиологическом цикле коровы, например, в послеродовой период, бывают моменты, когда метаболические заболевания, такие как гипокальциемический и гипомагниемический синдром и патологический отёк молочной железы, могут изменить функциональность сфинктера соска, что облегчает проникновение микроорганизмов в вымя из окружающей среды. Профилактика этих двух метаболических заболеваний, вызванных дисбалансом обмена макроэлементов, явно помогает ограничить новые инфекции вымени в послеродовом периоде и, следовательно, ранний мастит в период лактации.
Концентрация кальция в крови в послеродовом периоде, как правило, очень низкая из-за выработки молозива и молока после родов. Гипокальциемия, даже субклиническая, предполагает неизбежное снижение концентрации ионизированного кальция (Ca2 +) в клетках иммунной системы, что снижает их функциональность. По этим двум причинам, чтобы усилить функциональность сфинктера сосков и стимулировать врождённую или клеточно-опосредованную иммунную систему, следует проверять кальциемию в послеродовом периоде и в течение 2-3 недель после этого. Канал соска выстлан кератином восковой консистенции, образованным многослойным плоским эпителием, присутствующим в самом канале. Кератин представляет собой физический барьер для проникновения микробов, но внутри него также находятся молекулы с антимикробной активностью, такие как миристиновая кислота, пальмитолеиновая кислота и линолевая кислота. Катионные белки кератина могут электростатически связываться с микроорганизмами, делая их более чувствительными к осмотическому давлению. Сбалансированный рацион кормления , при нынешнем уровне знаний, не может существенно повлиять на количество и функциональность кератина, но может помочь основным защитным системам вымени, присутствующим в молоке, от цистерны соска до альвеол молочной железы.

Защита вымени коровы посредством иммунных процессов осуществляется двумя основными способами:

Гуморальная защита (приобретённый иммунитет) или иммуноглобулины (IgG1, IgG2, IgA и IgM), вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на специфические распознаваемые антигены, также определяемые как гуморальная иммунная система. В дополнение к антителам к гуморальным защитным механизмам также относятся лактоферрин, комплемент, лизоцим, фермент лактопероксидаза и цитокины.

Лактоферрин - это белок, продуцируемый эпителиальными клетками молочной железы и лейкоцитами, который связывает свободное железо (ионы) в молоке, предотвращая рост бактерий, которые в нем нуждаются, таких как Echerichia coli и Klebsiella pneumoniae.
Система комплемента включает белки, присутствующие в молоке и сыворотке, которые могут иметь важное влияние как для приобретённого, так и для врождённого иммунитета и которые синтезируются гепатоцитами, моноцитами и макрофагами. Эти белки участвуют в лизисе бактерий, опсонизации и привлечении фагоцитов.

важный бактерицидный белок молока.

Лактопероксидаза - представляет собой фермент, который в присутствии тиоцианата и перекиси водорода оказывает бактерицидное действие на грамотрицательные и грамположительные микроорганизмы. В частности, Streptococcus uberis очень чувствителен к этому ферменту.

группа включает интерлейкины, колониестимулирующие факторы (CSF), интерфероны (IFN) и факторы некроза опухоли (TNF). Цитокины обладают замечательными иммуномодулирующими свойствами.

Антибактериальный
фактор ( мг/л) Вымя с маститом
(SCC < 300.000/мл) Здоровое вымя
(SCC > 500.000/мл) Лактоферрин 130,0 256,0 Лактопероксидаза 14,8 18,3 Лизоцим 0,1 0,4 Иммуноглобулины 1100 2900 IgG₁ 700 1700 IgG₂ 100 450 IgM 120 350 IgA 100 250

Сбалансированное кормление и определённый уход за животными частично влияет на гуморальную защиту, за исключением иммуноглобулинов, за счёт действия на В-лимфоциты.

Врождённая или клеточно-опосредованная иммунная защита (клеточный иммунитет) - это комплекс защитных систем, к которым относятся макрофаги, нейтрофилы, В и Т-лимфоциты и естественные клетки-киллеры.
- это клетки, которые в большом количестве присутствуют в молоке здорового вымени и оказывают важное и постоянное действие по распознаванию и поглощению чужеродных веществ и микроорганизмов и разрушая их за счет производства реактивных молекул кислорода (АФК), это называется «респираторный взрыв». Кроме того, макрофаги, производя вещества с хемотаксической активностью, отзывают нейтрофилы из крови в случае массивной микробной атаки. Даже если нейтрофилы правильно вызваны хемотаксическими молекулами, продуцируемыми макрофагами, они могут столкнуться с серьёзными трудностями при пересечении эндотелия сосудов и попадании в альвеолы молочных желёз. Важна роль селектинов, белков адгезии, которые опосредуют процесс адгезии лейкоцитов к эндотелиальным стенкам, тем самым облегчая их прохождение в ткани, требующие их вмешательства.

Нейтрофилы - присутствуют в маститном молоке в больших количествах, они поглощают и уничтожают патогенные микроорганизмы по механизму, очень похожему на механизм макрофагов. Есть два типа лимфоцитов: В-лимфоциты, которые имеют функцию производства антител и, следовательно, являются важными элементами гуморального или приобретённого иммунитета; и Т-лимфоциты, которые выполняют гораздо более сложные функции.

В послеродовый период молочные коровы, а также другие жвачные животные находятся в «патофизиологическом» иммунодепрессивном состоянии, которое, однако, может перерасти в патологическое состояние.
Причин патологического состояния новотельных коров может быть много:

стресс из-за многочисленных групповых изменений,
отрицательный энергетический и белковый баланс,
повышение концентрации кетоновых тел в крови,
окислительный стресс из-за относительного дефицита антиоксидантов
глубокая гормональная перестройка,

Все эти факторы затрудняют работу иммунной системы.

Другими критическими периодами для дойной коровы являются сухостойный период и первые недели лактации. В частности, у голштино-фризского скота пик продуктивности составляет около 80 дней, и в течение этих 11-12 недель после родов концентрация энергии и белка в рационе вряд ли будут удовлетворять потребности организма.

Негативный энергетический баланс у коров с высоким генетическим потенциалом часто начинается в дни, предшествующие отёлу, и продолжается с разной амплитудой почти до пика лактации. Болезни обмена веществ, преобладающие в переходной фазе, негативно влияют на иммунную систему. В частности, кетоновые тела, которые характеризуют кетоз, оказывают негативное действие на фагоцитоз и хемотаксис нейтрофилов, а также на продукцию цитокинов (в частности, TNF и IFN).

Производство молока у новотельных коров является основной метаболической функцией, по крайней мере, у таких пород, как голштино-фризская. Это означает, что на этой фазе производственного цикла питательные ресурсы, независимо от того, поступают ли они из корма или из внутренних запасов организма, используются в первую очередь выменем для синтеза молока. Объективно важные метаболические функции, такие как рост и размножение у коров с высоким генетическим потенциалом, становятся в таком случае вторичными, т.е. «активируемыми» только в том случае, если питательные вещества остаются в вымени.

При текущем уровне знаний неясно, имеет ли иммунная система такой же метаболический приоритет, как и вымя, но разумно предположить, что может иметь место некий вторичный дефицит питательных веществ. Энергетическая потребность лейкоцитов, и в частности лимфоцитов, довольно высока и приводит к потребности в глюкозе и аминокислотах, таких как глутамин, которые предпочтительно используются в глюконеогенезе

Было замечено, чтоотрицательный энергетический баланс вызывает подавление важных генов нейтрофилов, таких как те, которые определяют антигенную презентацию, «респираторный взрыв» и провоспалительные реакции (TNF-α и т. Д.).

Пропионат, в основном продуцируемый ферментацией крахмала в рубце, стимулирует высвобождение нейтрофильных гранул, содержащих лизоцим и лактоферрин, высвобождение кальция, хемотаксис и выработку супероксид-аниона. Пропионат жвачных животных вносит более 75% вклад в глюконеогенез, то есть в синтез глюкозы, которая является наиболее важным «топливом» для производства энергии (АТФ).

Повышение концентрации крахмала в рационах молочных коров, в перинатальный период и в первые недели лактации для увеличения выработки пропионовой кислоты в рубце имеет важное ограничение при ацидозе рубца.

Введение добавок, таких как пропиленгликоль, или молекул, таких как монензин, позволяет увеличить поступление пропионатов в организм коровы без отрицательного воздействия на pH рубца.

Глюкоза также накапливается в клетках иммунной системы в виде гликогена и в больших количествах используется для «респираторного взрыва».

У молочных коров аминокислоты, особенно глюконеогенетические, имеют фундаментальное значение для энергетического обмена.В частности, глутамин в больших количествах мобилизуется мышечной тканью в наиболее критических фазах отрицательного энергетического баланса и превращается в глутамат, который затем используется для синтеза мочевины, глюкозы и АТФ. Доказательством этого является тот факт, что коровы могут потерять более 15 кг мышечной ткани в течение первых двух недель лактации.

Помимо глутамина, важен также аргинин, который, по-видимому, играет ключевую роль в развитии В-лимфоцитов и способности Т-клеток. Неоценима роль антиоксидантов, таких как витамин A, бета-каротин, витамин E, цинк, медь, марганец и селен, в противодействии серьёзным патологическим процессам которые могут возникать втканях молочной железы, в результате окислительного стресса, то есть дисбалансаокисляющих молекул, таких как ROS, продуцируемых макрофагами и нейтрофилами во время «респираторного взрыва».

В заключение можно сделать вывод, что ведение послеродового периода у коров, направленное на минимизацию стресса и использование сбалансированных рационов, как основного, так и лечебного кормления, может значительно помочь корове не заболеть маститом и сохранить здоровую молочную железу, а значит и продуктивность. Усиление биобезопасности и гигиены, а также внедрение вакцинопрофилактики и лечебного кормления могут существенно способствовать снижению распространённости как клинического, так и субклинического мастита, а также снизить использование антибиотиков.

Партнерский материал