CC BY
33
HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy
BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMeHi C.3. I^M^Koro
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
ISSN 2518-7554 print ISSN 2518-1327 online
doi: 10.15421/nvlvet8322 http://nvlvet.com.ua/
UDC 636.237.21.082.251:619:618
Distribution of main pathogens of mastitis in cows on dairy farms in the western region of Ukraine
Yu.V. Horiuk1, M.D. Kukhtyn2, Yu.B. Perkiy3, V.V. Horiuk1
1State Agrarian and Engineering University in Podilya, Kamianets-Podilskyi, Khmelnytskyi region, Ukraine
2 Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, Ukraine
3Ternopil research station of the Institute of veterinary medicine NAAS, Ternopil, Ukraine
Article info
Received 25.01.2018 Received in revised form 28.02.2018 Accepted 05.03.2018
State Agrarian and Engineering University in Podilya, Schevchenko Str., 13, Kamianets-Podilskyi, Khmelnytskyi region, 32300, Ukraine.
Tel.: +38-097-661-79-64. E-mail: goruky@ukr.net
Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Department of Food Technologies, Ruska Str., 56, Ternopil, 46001, Ukraine.
E-mail: kuchtyn@yandex ua
Ternopil research station of the Institute of veterinary medicine NAAS, Trolleybusna Str., 12, Ternopil, 46027, Ukraine.
Horiuk, Yu.V., Kukhtyn, M.D., Perkiy, Yu.B., & Horiuk, V.V. (2018). Distribution of main pathogens of mastitis in cows on dairy farms in the western region of Ukraine. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 20(83), 115-119. doi: 10.15421/nvlvet8322
Despite many years of struggle and development of highly effective treatment schemes, mastitis remains the most common disease of dairy herds in all countries of the world. Pathogenic microorganisms are the main cause of mastitis. The purpose of studies was to determine the distribution of main pathogens of mastitis in cows on dairy farms in the western region of Ukraine. Experimental studies were conducted in laboratories of Ternopil Experimental Station of the Institute of Veterinary Medicine of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine, State Agrarian and Engineering University in Podilya and on farms of Ternopil, Khmelnytskyi, Chernivtsi and Lviv regions. Diagnostics of mastitis in cows, sampling of secretion of the mammary gland, their delivery to the laboratory and microbiological studies were carried out in accordance with generally accepted methods. Cows were considered to have mastitis with excretion of pathogens from secretion of the mammary gland (coagulase-positive staphylococci, S. agalactiae, S. dysgalactiae, S. uberis and E. coli). It has been established that in the period of lactation from secretion of ill quarter of cow's udder, bacteria of the genus Streptococcus (47.7%) and Staphylococcus (45.5%) are most often isolated, indicating their main etiological role in the emergence of subclinical mastitis. During interlactation period, subclinical mastitis of cows of streptococcal etiology is diagnosed 2.4 times (P < 0.01) more often than staphylococci and 62.5% respectively. Also, in lactation and interlactation periods, there was subclinical mastitis of mixed etiology (streptococci, staphylococci, coliforms), respectively, in 6.8 and 8.3% of cases. Studies of species composition of microflora of secretion of cow's udder at subclinical mastitis of staphylococcal etiology have shown that coagulase-positive staphylococci, identified by us as S. aureus subsp. aureus, dominated on dairy farms. In subclinical mastitis of streptococcal etiology during the lactation period, bacteria of the species S. agalactiae and S. dysgalactiae, to a lesser extent S. uberis (5,2%), are isolated in the same number of samples of udder secretion (47.40%). During interlactation period, pathogens S. agalactiae at subclinical mastitis of streptococcal etiology are isolated from secretion of cows 1.3 times less, S. dysgalactiae - 1.2 times, and bacteria of the species S. uberis - 4.4 times more than in lactation period (P < 0.01). These findings of studies confirm the importance of monitoring the state of health of the breast of cows during lactation and interlactation periods for conduction of effective preventive and curative measures.
Key words: mastitis, pathogens of mastitis, interlactation period, lactation period.
Поширення основних збудниюв маститу Kopie на молочних фермах захвдного регтну Украши
Ю.В. Горюк1, М.Д. Кухтин 2, Ю.Б. Перкш3 , ВВ. Горюк1
Подшъсъкий державний аграрно-технЫний утверситет, м. Кам 'янецъ-Подшъсъкий, Украша 2Тернотлъсъшй нацюналъний техмчний ушверситет iменi I. Пулюя, м. Тернотль, Украта 3Тернотлъсъка до^дна станщя 1нституту ветеринарно'1 медицини, м. Тернотль, Украша
Незважаючи на 6asamopi4Hy боротьбу та розробку високоефективних л^вальних схем, мастит залишаеться найпоширет-шим захворюванням молочного стада у ecix крагнах cei-ту. Основною причиною виникнення маститу е патогенн мтрооргатзми. Метою до^джень було визначити поширення основних збуднитв маститу корiв на молочних фермах захiдного регюну Украгни. Експериментальт до^дження проводили в лабораторiях Терноптьськог до^дног станцИ 1нституту ветеринарног медицини НААН, Подтьському державному аграрно-техтчному унiверситетi та господарствах Терноптьськог, Хмельницьког, Чертвецьког та Львiвськог областей. Дiагностику маститу корiв, вiдбiр проб секрету молочног залози, доставку гх в лабораторт та мтробю-логiчнi до^дження проводили згiдно з загальноприйнятими методиками. Корiв вважали хворими на мастит при видтенш збуднитв з секрету молочног залози (коагулазопозитивн стафтококи, S. agalactiae, S. dysgalactiae, S. uberis та E. coli). Встановлено, що у перюд лактацп iз секрету хворих чверток винен корiв найчастше видтяються бактерп роду Streptococcus (47,7%) та Staphylococcus (45,5%), що свiдчить про гх головну етiологiчну роль у виникненж суб^мчного маститу. У перюд сухостою субк-лiнiчний мастит корiв стрептококовог етюлогп дiагностуеться у 2,4 раза (Р < 0,01) частше тж стафтококовог i вiдповiдно становить 62,5% випадтв. Також у перюд лактацп та сухостою спостеркали наявтсть суб^жчного маститу змшаног етюлогп (стрептококи, стафтококи, колiформи) вiдповiдно в 6,8 i 8,3% випадтв. До^дження видового складу мтрофлори секрету вишен корiв при суб^жчному маститi стафтококовог етюлогИ показали, що на молочних фермах домтував коагулазопозитив-ний стафтокок, iдентифiкований нами як S. aureus subsp. aureus. При суб^жчному маститi стрептококовог етюлогп у перюд лактацп в однаковт кiлькостi проб секрету вимеж (47,4%%) видтяються бактерп виду S. agalactiae i S. dysgalactiae, в меншш мiрi S. uberis (5,2%). У перюд сухостою збудники S. agalactiae при субклiнiчному маститi стрептококовог етюлогп видтяються з проб секрету корiв у 1,3 раза менше, S. dysgalactiae - у 1,2 раза, а бактерп виду S. uberis - у 4,4 раза бтьше, нж у перюд лактацп (Р < 0,01). Дан результати до^джень тдтверджують важливють контролю стану здоров'я молочног залози корiв у перюд сухостою та лактацп для проведення ефективних профтактичних i лквальних заходiв.
Ключовi слова: мастит, збудники маститiв, сухостйний перюд, лактацтний перюд.
Вступ
Незважаючи на 6araropi4Hy боротьбу та розробку високоефективних лшувальних схем, мастит залишаеться найпоширетшим захворюванням молочного стада у вах кранах свгту (Blum et al., 2017; Vak-катаИ et al., 2017). Запальт процеси в молочнш зало-зi значно впливають на зниження яшсних показнишв молока та його безпечтсть (Rahman et al., 2009; Ku-khtyn et al., 2016). Якщо у збiрномy молот е домшки маститного, у ньому погано розвиваються молочно-ки^ бактерп, воно стае непридатним для виготов-лення молочних продукпв. Таке молоко е джерелом поширення патогенних мiкрооргaнiзмiв та гх токситв (Kukhtyn et al., 2017).
Основною причиною виникнення маститу е патогент мжрооргатзми (Tenhagen et al., 2006; Taponen et al., 2017). Етюлопчний спектр збуднишв маститу дуже широкий. Вщомо понад 140 видiв i пiдвидiв потенцшних патогетв, яш можуть викликати запа-лення молочно! залози. Найбшьш поширеними збуд-никами е: патогент стрептококи, Staphylococcus aureus, деяш види коагулазонегативних стафшокошв (CNS), Escherichia coli та iншi (Ruegg et al., 2015; Martins et al., 2017). Ц бактери здатт виробляти стшшсть до антимжробних препарапв. При цьому вони стають практично нечутливими для бшьшосп антибютишв. Шсля неефективного л^вання там корови часто стають безсимптомними нолями антибютикорезисте-нтних штaмiв бактерш (Tenhagen et al., 2006; Botrel et al., 2010).
Розповсюдження патогенних мiкрооргaнiзмiв, яю викликають мастит, може вiдрiзнятися в рiзних краГ-нах, регюнах та навиъ стадах (Grohn et al., 2004; Lago et al., 2011; Sharma et al., 2017). У розвинутих краГнах проводиться реестратя та облш етюлогш маститу та ветеринарних процедур на ю^в чи стада в загальнш система Проте в Укра!т дана шформатя вiдсyтня або рееструеться лише на рiвнi стада. Тому визначення етюлопчно! ролi розвитку маститу в корiв мае важли-ве значення для ефективного л^вання та контролю даного захворювання.
Мета до^дження. Метою дослщжень було визначити поширення основних збуднишв маститу кор1в на молочних фермах захщного регюну Укра!ни.
Матерiал i методи дослвджень
Експериментальт дослвдження проводили в лабораториях Тернотльсько! дослвдно! станци 1нституту ветеринарно! медицини НААН, Под1льському державному аграрно-техтчному утверситеп та господарствах Тернотльсько!, Хмельницько!, Чертвецько! та Льв1всько! областей.
Диагностику маститу кор1в, в1дб1р проб молока i секрету молочно! залози, доставку !х в лабораторiю та мiкробiологiчнi дослвдження проводили зпдно з загальноприйнятими методиками. Корiв вважали хворими на мастит при видшент збудник1в з секрету молочно! залози (коагулазопозитивт стафшококи, S. agalactiae, S. dysgalactiae, S. uberis та E. coli). Для видшення мiкроорганiзмiв проводили посiви проб на середови-ща: стафiлококiв - BD Baird-Parker Agar (HiMedia, Iндiя); колiформних бактерiй - агар Ендо (Фармактив, Укра!на), стрептокок1в - Streptococcus Selection Agar (HiMedia, Iндiя). Культивування проводили за темпе-ратури 37 °С, результати оцiнювали через 24-48 годин. 1дентифжатю чистих культур проводили за морфолопчними, тинкторiальними, культуральними, бiохiмiчними властивостями, як1 описанi у визначни-ку бактерiй Бердж1 (Vos et al., 2011).
Результати та Тх обговорення
Результати дослiджень поширення маститу у рiзнi фiзiологiчнi перюди корiв наведено в табл. 1.
Як видно з табл. 1, кшьшсть субклшчних маститiв у перюд сухостою дiагностувалася у 1,6 раза (Р < 0,01) частiше, нгж у перiод лактацп. Це пов'язано з тим, що у сухостшний перюд мало уваги звертають на стан здоров'я вимет корiв. Практично не прово-дяться дiагностичнi дослвдження на мастит перед запуском корiв, на 10-15 день сухостiйного перюду та за 10-15 днiв до родiв.
У перюд лактаци i3 секрету хворих чверток вимеш кор1в найчаслше видiлялися бактерй' роду Streptococcus (47,7%) та Staphylococcus (45,5%), що сввдчить про 1хню головну eтiологiчну роль у виник-
нeннi субклiнiчного маститу. У перюд сухостою суб-клшчний мастит корiв стрептококово!' eтiологiï дiаг-ностувався у 2,4 раза (Р < 0,001) частiшe, нiж стафшо-коково!' i вiдповiдно становив 62,5% випадшв.
Таблиця 1
Поширення субктшчного маститу в р1зн1 ф1з1олог1чн1 перюди кор1в на молочних фермах захвдного регюну Укра'ни, М ± m, n = 210
Ф1з1олог1чний Виявлено кор1в Кшьюсть хворих Наявшсть патогенних м1кроорган1зм1в у хворих перюд кор1в_хворих на мастит, %_чверток, %_чвертках_
Лактацшний перюд
Сухостшний перюд
24,6 ± 2,5
38,5 ± 3,8*
47,7 ± 3,6 45,5 ± 1,9 6,8 ± 0,4 62,5 ± 3,3** 26,2 ± 2,4
8,3 ± 2,1
3,0 ± 0,25
Streptococcus spp. Staphylococcus spp. Streptococcus spp. + Staphylococcus spp. Streptococcus spp. Staphylococcus spp. Streptococcus spp., Staphylococcus spp.+ Kom^opMm 6aKTepii
_Kogi$opMHi 6aKTepii_
Примтки: * - Р < 0,01 - стосовно до лактацшного перюду; ** ■ перюд сухостою
Р < 0,001 - стосовно до маститу стафшококово! етюлоги у
Також у перюд лактаци та сухостою спостертали наявшсть субктшчного маститу змшано!' етюлоги (стрептококк, стафшококи, кол1формн1 бактерй) в1д-повщно в 6,8 i 8,3% випадшв. Кол1формш бактерй, яш були видшеш i3 секрету вимеш сухостшних кор1в при субктшчному маститi, в асоцiацiях з шшими збудни-ками та в монокультурi у 3,0% випадк1в (колiформний мастит) були прeдставлeнi E. coli.
Результати дослвджень видового складу мшрофло-ри секрету вимeнi корiв при субклшчному маститi стафiлококовоï eтiологiï у перюд лактаци наведено в табл. 2.
.3k BugHO 3 Ta6g. 2, Ha mojohhhx ^epMax goMiHyBaB Koaryga3ono3HTHBHHH cra$ig0K0K, igeHTH^iKOBaHHÜ HaMH ax S. aureus subsp. aureus. BgacHe, цe toh Bug, 3khh HaMH BH3HanaBca ax S. aureus var. bovis. Mh BBa-®aeMO 3a noTpi6He Big3HaHHTH TaKy oco6guBicTb: S. aureus subsp. aureus e ochobhhm 36ygHHKOM CTa$i-g0K0K0B0r0 MacTHTy. Цe mgTBepg^yeTbca thm, ^o cepeg nga3M0K0arygroroHHx cra$ig0K0KiB, axi Bugiga-guca 3 ypa^eHHx MacTHTOM HBepTOK, go Bugy S. aureus subsp. aureus BigHocugoca 93,3% Kygbiyp. Taxa ® 3a-KOHOMipHicTb cnocTepiranaca cepeg nga3M0K0arygroro-hhx CTa^inOKOKiB, axi BHgigaguca i3 mxipu giüoK xbo-pux HBepTOK.
Таблиця 2
Видовий склад коагулазопозитивних стафiлококiв, як1 видшеш в1д корiв хворих на мастит, %, M ± m, n = 296
Коагулазопозитивнi стафiлококи, вид1леш з
Bugu cTa^moKOKiB секрету вимеш шюри дiйок
хворi чвертки здоровi чвертки хворi чвертки здоровi чвертки
S. aureus subsp. aureus 93,3 ± 2,01 81,6 ± 2,33* 92,2 ± 2,55 87,5 ± 1,82
S. hyicus 2,9 ± 0,41 10,5 ± 0,94* 0,9 ± 0,01 8,7 ± 0,70**
S. intermedius 0,9 ± 0,02 2,6 ± 0,36* 1,7 ± 0,12 1,25 ± 0,05*
He igeHTH^iKOBam KyjBTypu 2,9 ± 0,035 5,2 ± 0,98** 5,1 ± 0,51 2,25 ± 0,36**
Примтки: * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01 - стосовно до хворих кор1в
Кшьшсть бактерш S. aureus subsp. aureus у секрет здорових чверток зменшувалася у 1,1 раза (Р < 0,01), в1дпов1дно спостeрiгали збiльшeння кшькосп мжроо-рганiзмiв S. hyicus у 3,6 раза (Р < 0,05) та S. intermedius - у 2,9 раза (Р < 0,01). Аналопчна ситу-ацiя спостeрiгалася з вмютом даних мiкроорганiзмiв на шкiрi дiйок хворих на мастит корiв.
При субкgiнiчному маститi стрептококово!' етюлоги у перюд лактаци в однаковш кшькосп проб секрету вимеш (47,4%) видмлися бактерй' виду S. agalactiae i S. dysgalactiae, в меншш мiрi S. uberis (5,2%) (рис. 1). У перюд сухостою збудники S. agalactiae при субклшчному мастип стрептококо-
во!' етюлоги видigялися з проб секрету корiв у 1,3 раза менше (Р < 0,01), S. dysgalactiae - у 1,2 раза (Р < 0,05), а бактерй виду S. uberis - у 4,4 раза (Р < 0,001) бшьше, шж у перюд лактаци.
При проведенш досл1джень були виявлeнi госпо-дарства, де переважав один вид збудника, який спри-чинював субкgiнiчнi мастити - S. agalactiae або S. aureus i видмвся вщ 73,6 до 87,4% уах дослiджe-них проб.
Результати дослiджeнь наявностi стрептокошв у сeкрeтi молочно!' залози та на шкiрi дiйок вимeнi здо-рових корiв i хворих на субктшчну форму маститу в перюд лактаци наведено в табл. 3.
60 50
;з
й-40
ю 30
л
I 20
л
й 10 о
47,46 474
36,6
40,6
22,8
Лактащя Cyxociifi
Ф1зюлопчт перюди □ .V. agalactiae dysgalactiae ШS. uberis
Рис. 1. Видовий склад мжрофлори секрету вименi KopiB при субктшчному маститi стрептококово! етiологiï
Таблиця 3
Контамшащя молочноï залози та шшри дiйок корiв мiкроорганiзмами роду Streptococcus, M ± m, n = 120
Корови
Об'ект дослщження
Ктьюсть проб з вмютом стрептококш, %
Види стрептокоюв, яю вид1ляються
Здоров1
Хвор1 на мастит
секрет вимен1 шюра дшок
секрет вимеш шюра дшок
33,3 ± 4,2
100
26,6 ± 3,5
Str. alactoliticus, Str. intestinalis
S. agalactiae, S. dysgalactiae,
S. uberis S. agalactiae, S. dysgalactiae, S. uberis
Як видно з табл. 3, у кор1в, хворих на субклшчний мастит стрептококово! етюлогп у 26,6% кор1в шкра дшок вимеш була шфшована цими ж мжрооргашзма-ми. В здорових кор1в у жодному випадку патогенних стрептокок1в у вимеш та на шшр1 дшок видшено не було.
З вищенаведених результапв дослщжень видно, що хвор1 корови на стрептококовий i стафшококовий мастит е основним резервуаром i джерелом зараження здорового стада.
Отже, результати дослщжень пвдтверджують важ-ливiсть контролю стану здоров'я молочно! залози корiв для проведення ефективних профiлактичних i л^вальних протимаститних заходiв.
Висновки
Встановлено, що в перюд лактацп субклшчний мастит стрептококово! етюлогп дiагностуеться у 47,7% випадшв, стафiлококовоï - у 45,5% та змшано! етiологiï - у 6,8%, а в перюд сухостою ввдповвдно в 62,5; 26,2 i 8,3% випадшв.
Основним збудником стафшококового маститу е S. aureus subsp. aureus, який видмвся з уражених маститом чверток у 93,3%, а стрептококового -S. agalactiae i S. dysgalactiae, у 47,4%.
Перспективи подальших до^джень полягають у дослвдження патогенних властивостей збуднишв мас-типв корiв на молочних фермах захвдного регiону Украни.
References
Blum, S.E., Heller, E.D., Jacoby, S., Krifucks, O., & Leitner, G. (2017). Comparison of the immune responses associated with experimental bovine mastitis caused by different strains of Escherichia coli. Journal of Dairy Research. 84(2), 190-197. doi: 10.1017/S0022029917000206.
Botrel, M.A., Haenni, M., Morignat, E., Sulpice, P., Madec, J.Y., & Calavas, D. (2010). Distribution and antimicrobial resistance of clinical and subclinical mastitis pathogens in dairy cows in Rhône-Alpes, France. Foodborne pathogens and disease. 7(5), 479487. doi: 10.1089/fpd.2009.0425.
Grohn, Y.T., Wilson, D.J., Gonzalez, R.N., Hertl, J.A., Schulte, H., Bennett, G., & Schukken, Y.H. (2004). Effect of pathogen-specific clinical mastitis on milk yield in dairy cows. Journal of dairy science, 87(10), 3358-3374. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(04)73472-4
Kukhtyn, M.D., Horyuk, Y.V., Horyuk, V.V., Yaroshen-ko, T.Y., Vichko, O.I., & Pokotylo, O.S. (2017). Biotype characterization of Staphylococcus aureus isolated from milk and dairy products of private production in the western regions of Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 8(3), 384-388. doi: 10.15421/021759.
Kukhtyn, M.D., Kovalenko, V.L., Horyuk, Y.V., Horyuk, V.V., & Stravskyy, Y.S. (2016). Bacterial biofilms formation of Cattle mastitis pathogens. Journal for veterinary medicine, biotechnology and biosafety. 2(4), 30-32.
Lago, A., Godden, S.M., Bey, R., Ruegg, P.L., & Leslie, K. (2011). The selective treatment of clinical mastitis
based on on-farm culture results: I. Effects on antibiotic use, milk withholding time, and short-term clinical and bacteriological outcomes. Journal of dairy science. 94(9), 4441-4456. doi: 10.3168/jds.2010-4046. Martins, C.M.M.R., Pinheiro, E.S.C., Gentilini, M., Be-navides, M.L., & Santos, M.V. (2017). Efficacy of a high free iodine barrier teat disinfectant for the prevention of naturally occurring new intramammary infections and clinical mastitis in dairy cows. Journal of Dairy Science. 100(5), 3930-3939. doi: 10.3168/jds.2016-11193. Rahman, M.A., Bhuiyan, M.M.U., Kamal, M.M., & Shamsuddin, M. (2009). Prevalence and risk factors of mastitis in dairy cows. Bangladesh Veterinarian. 26(2), 54-60. doi: 10.3329/bvet.v26i2.4951. Ruegg, P.L., Oliveira, L., Jin, W., & Okwumabua, O. (2015). Phenotypic antimicrobial susceptibility and occurrence of selected resistance genes in grampositive mastitis pathogens isolated from Wisconsin dairy cows. Journal of dairy science. 98(7), 45214534. doi: 10.3168/jds.2014-9137 Sharma, R., Ashutosh, M., Singh, P., Pandita, S., & Singh, M. (2017). Inflammatory Mediators and Hormonal Changes in Subclinical and Clinically Affected
Mastitis Cows. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 6(11), 620-627. doi: 10.20546/ijcmas.2017.611.074.
Taponen, S., Liski, E., Heikkila, A.M., & Pyorala, S. (2017). Factors associated with intramammary infection in dairy cows caused by coagulase-negative staphylococci, Staphylococcus aureus, Streptococcus uberis, Streptococcus dysgalactiae, Corynebacterium bovis, or Escherichia coli. Journal of Dairy Science. 100(1), 493-503.
Tenhagen, B.A., Koster, G., Wallmann, J., & Heuwieser, W. (2006). Prevalence of mastitis pathogens and their resistance against antimicrobial agents in dairy cows in Brandenburg, Germany. Journal of Dairy Science. 89(7), 2542-2551.
Vakkamaki, J., Taponen, S., Heikkila, A.M., & Pyorala, S. (2017). Bacteriological etiology and treatment of mastitis in Finnish dairy herds. Acta Veterinaria Scan-dinavica. 59(1), 33. doi: 10.1186/s13028-017-0301-4.
Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N.R., Ludwig, W., Rainey, F.A., & Whitman, W. (Eds.). (2011). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes (Vol. 3). Springer Science & Business Media.
