Для секреции молока высокого качества в больших количествах коровы должны иметь здоровое вымя. Наиболее важным заболеванием, поражающим вымя, являются маститы. Некоторые сравнивают маститы с вошедшим в поговорку айсбергом, поскольку многие маститы скрыты от глаз и проявляются в субклинических формах. Скотовод не видит признаков болезни и опрометчиво может продолжать использовать животное, пока возрастающие симптомы болезни не насторожат его.
Высокое бактериальное число, которое иногда сопровождает инфекции молочных желез, увеличивает затраты и, следовательно, увеличивает экономический ущерб, наносимый молочному скотоводству, который должен предпринять терапевтические меры для производства молока с количеством бактерий в нем, приемлемым по существующим правилам контроля качества. Острый мастит довольно часто вызывает полную потерю секреторной способности одной или более четвертей вымени («слепые» четверти) и может даже стать причиной гибели животного.
Слово «мастит» происходит из греческих слов mastos и itis. Следовательно, мастит крупного рогатого скота - это воспаление молочной железы.
Причины мастита
Основной причиной является бактериальная инфекция, но в отличие от многих других заболеваний маститы имеют несколько этиологических факторов. Наиболее важными бактериями-возбудителями мастита являются Streptococcus agalactiae и Staphylococcus aureus. Меньшее значение имеют Streptococcus uberis, Streptococcus dysgalactlae, Pseudomonas aeruginosa и коли-бактерии (Escherichia coll, Enterobacter и Klebsiella), а также еще около 20 других четко отличающихся видов бактерий и несколько видов актиномицетов.
Инфицирующие вымя микроорганизмы почти всегда попадают в молочную железу через просвет соскового канала. Механизм проникновения микроорганизмов в вымя все еще остается предметом споров. Некоторые исследователи полагают, что микроорганизмы прорастают в 10-15-миллиметровом пространстве от основания соскового канала по направлению к розетке Фурстенбурга и сосковых цистерн. Другие же считают, что для внедрения микроорганизмов важна разность давления, которая может создаться при доении, если молоко поступает обратно к соску (из-за неплотно пригнанной сосковой резины). Английские исследователи разработали доильный стакан, в котором есть клапан, помещающийся под концом соска, предотвращающий обратный ток молока.
При передаивании (холостое доение) низкое давление (частичный вакуум) в доильном аппарате может распространяться на молочную железу. В таком случае после снятия доильных стаканов более высокое давление окружающей атмосферы может способствовать попаданию в вымя микроорганизмов, поскольку разность давления уравнивается воздухом, попадающим в соски извне.
Corynebacteria относятся к тому же роду, что и бактерии дифтерита, и часто обнаруживаются в свежевыдоенном молоке. Исследователи установили, что микроорганизмы Corynebacterium bovis обитают почти исключительно в сосковом канале, так как они имеют специфические потребности в питательных веществах, что служит, по-видимому, причиной хорошей приспособленности их для обитания в узком протоке. Физиологическое значение коринебактерий спорно, но установлено, что из инфицированных ими четвертей выделяется с молоком несколько больше лейкоцитов. В одном исследовании, проведенном на 250 коровах, было установлено, что четверти вымени, инфицированные С. bovis, были не менее восприимчивы к заражению обычными вызывающими мастит бактериями, чем неинфицированные четверти у той же коровы. Указывает ли это на повышенную резистентность четвертей вымени, являющихся обиталищем С. bovis, или на пониженную способность других микрорганизмов-пришельцев к прохождению через сосковый канал, остается тайной.
Оказавшись за сосковым барьером, микроорганизмы размножаются в тканях нижней части вымени. Они могут распространяться медленно, захватывая только нижние части вымени в первые несколько месяцев. Более вирулентные микроорганизмы распространяются быстро по всей четверти, а неполное выдаивание способствует увеличению скорости их распространения. Молоко может служить средой для роста и носителем (распространителем) инфекции.
Не являются редкостью и «стерильные» маститы, то есть наличие клинических симптомов болезни при отрицательной реакции на микроорганизм-возбудитель. В научно-производственном опыте, проведенном в девяти товарных молочных стадах с помощью Калифорнийского маститного теста (КМТ), было установлено, что в 5% образцов молока из четвертей вымени с ярко выраженными клиническими признаками мастита типичные патогены отсутствовали. Фагоцитарная активность лейкоцитов вымени и молока после отбора проб является вероятной причиной многих отрицательных результатов на маститный тест. Другие возможные причины отрицательной реакции включают: 1) неблагоприятные условия для роста патогенных микроорганизмов, 2) антибиотики, попадающие в молоко, и 3) воспаления, вызванные физическими или химическими агентами (в этом случае молоко действительно стерильное).
Лейкоциты в молоке остаются жизнеспособными в течение нескольких часов после дойки. Если в 1 мл молока содержится 4 млн. лейкоцитов, то число бактерий в молоке, содержащем 170000 микробных тел на 1 мл, снижается на 50% при выдерживании его при 4° С в течение 12 ч. Пробы, которые проявляют сильную положительную реакцию на КМТ, обычно содержат несколько миллионов лейкоцитов в 1 мл.
Если число бактерий в молоке значительно понижено вследствие фагоцитоза, инфекция может и не обнаруживаться обычными бактериологическими тестами, в которых используются пробы лишь по 0,001-0,01 мл. В некоторых случаях роль этиологического фактора играют бактерии необычных видов, вирусы или промежуточные формы. Такие микроорганизмы трудно выявить, или же обычными диагностическими методами они могут быть не распознаны.
Лейкоцитоз, инфильтрация лейкоцитов из крови в молочную железу, может быть вызван физической травмой вымени или химическими агентами даже при отсутствии микроорганизмов. Такое воспаление, однако, длится недолго, и у коров проявляются только незначительные признаки инфекции, если поврежденные ткани остаются стерильными.
Характерные признаки маститов
Поскольку маститы вызываются многими микроорганизмами, течение болезни так же, как и методы борьбы с ней, различны.
Инфекция Streptococcus agalactiae
Единственным патогеном, использующим молочную железу в качестве своего основного местообитания, является S. agalactiae (если С. bovis не рассматривать патогенным микроорганизмом). Этот облигатный паразит вымени в естественной среде (организме коровы) выживает лишь в течение ограниченного периода времени. Поэтому, если есть возможность ликвидации инфекции в молочных железах и если проводится правильная дезинфекция оборудования, инвентаря и помещений, то от патогена в стаде можно избавиться. К счастью, ликвидации этой инфекции способствуют два других фактора: 1) S. agalactiae легко поддается лечению антибиотиками, так как редко распространяется на ткани, а живет в синусах и протоках молочной железы; 2) эффективным средством борьбы с патогеном является пенициллин G, к которому S. agalactiae, по-видимому, не резистентен.
Система ликвидации мастита, вызванного S. agalactiae, включает отбор образцов из всех четвертей вымени и бактериологическое тестирование с последующей терапией, обычно пенициллином G, каждой четверти, пораженной микроорганизмом. Любое животное, считающееся низкопродуктивным или не реагирующее на лечение, должно быть выбраковано и отправлено на убой. Необходимо также тщательно вымыть и продезинфицировать доильный зал, помещения для содержания коров и доильное оборудование.
Поскольку возможно, что не все очаги инфекции будут уничтожены, должна быть проведена вторая серия бактериологических тестов. Коров, которые оставались инфицированными, необходимо лечить или же выбраковывать. Эти тесты и повторное лечение или выбраковка должны быть продолжены до тех пор, пока в стаде не останется ни одной инфицированной коровы, если ставится задача создать стадо, свободное от S. agalactiae.
Если инфекции S. agalactiae приобретает хроническую форму, железы обычно становятся фибринозными и атрофируются. Пораженные таким образом четверти вымени обычно становятся непродуктивными, даже если инфекция проходит. Некоторые особенности эксплуатации коров также влияют на течение и остроту болезни (например, неполное выдаивание и нерегулярное доение). При доении уменьшается численность бактерий в железе и удаляется среда для роста бактерий - молоко, которое служит также переносчиком и распространителем токсических веществ.
Отмечены случаи отела первотелок, которые были уже инфицированы S. agalactiae. Была установлена причина: молочные телята сосали друг друга после выпойки им молока от инфицированных коров. Попадание этих бактерий в желудочно-кишечный тракт не является безвредным, поэтому если телятам выпаивать такое молоко, они должны помещаться в изолированных клетках с целью предупреждения распространения инфекции.
Инфекция Staphulococcus aureus
Подобно стрептококкам микроорганизмы этого рода имеют почти правильную сферическую форму, но они способны делиться более чем в одном направлении и поэтому редко образуют цепочки, как стрептококки. В отношении маститов они отличаются от стрептококков другими важными свойствами: 1) поражают ткани, 2) некоторые из них живут и растут вне организма животного и 3) часто вырабатывают пенициллазу - фермент, который разрушает пенициллин G. Такие микроорганизмы более устойчивы к пенициллину.
Стафилококки вырабатывают токсины, которые разрушают эпителиальные клетки, и выделяют вещества, привлекающие лейкоциты из крови к месту повреждения. Этот участок может инфильтрироваться также плазмой крови. Часто компоненты плазмы (особенно фибрин), лейкоциты и бактерии образуют сгустки, блокирующие иногда протоки, через которые в норме движется молоко. Пораженные альвеолы подвергаются инволюции. Если стафилококки остаются жизнеспособными, воспалительная реакция распространяется дальше и могут образоваться абсцессы в фибринозных тканях, окружающих инфицированный участок (таким путем Природа ограничивает инфекцию). Стафилококки могут распространиться на другие части железы из этой точки. Только после ликвидации инфекции естественным путем или терапевтическими мерами в последующие лактации железа достигнет нормального уровня молочной продуктивности. Лейкоциты поглощают стафилококки и часто переваривают их. Этот процесс называется фагоцитозом. Однако некоторые стафилококки вырабатывают защитные вещества, которые позволяют им выжить и даже расти после гибели лейкоцита. Стафилококки, которые вырабатывают коагулазу, по всей вероятности, противостоят ферментам лейкоцитов.
По болезнетворной способности стафилококки значительно различаются. Альфа-токсин, вырабатываемый некоторыми из них, является сильнейшим сосудорасширяющим средством. Это вещество вызывает развитие гангренозной формы стафилококкового мастита. Альфа-токсин образует светлую зону гемолиза в коровьем или овечьем кровяном агаре. Наиболее часто вырабатываемый стафилококками гемолизин - это бета-токсин. Он оказывает наименьшее раздражающее действие на ткани молочной железы. Под воздействием этого гемолизина эритроциты крови коров или овец темнеют. Некоторые стафилококки вырабатывают дельта-лизин или эпсилон-лизин, который меняет эритроциты. В большинстве случаев клинический стафилококковый мастит вызывается коагулаза-положительными штаммами. Эти микроорганизмы способны коагулировать сыворотку крови кролика или человека. Более легкая форма воспаления вызывается инфекцией коагулаза-отрицательными стафилококками, которые не вырабатывают истинных токсинов. Эти микроорганизмы, называемые Staphyllococcus epidermidis, находятся на кожном покрове коров и часто обнаруживаются в молоке в течение первой лактации.
Разумеется, борьба со стафилококковыми маститами в какой-то степени труднее, чем с инфекцией S. agalactiae. Однако меры борьбы аналогичны. Цепь инфекции можно прервать между инфицированными и неинфицированными коровами. Однако имеются разногласия по поводу того, как это осуществить.
Хотя стафилококки распространены повсеместно, штаммы, которые вызывают острый мастит, поражают человека и свободно живут на поверхности тела животных, но встречаются реже, чем коагулаза-отрицательные и продуцирующие бета-токсин типы. Это указывает на необходимость прекращения перекрестной инфекции от коровы к корове (от железы к железе). Некоторые специалисты рекомендуют: 1) проведение бактериологического тестирования для выявления инфицированных коров и изоляция их для последующей терапии; 2) дезинфекцию стаканов, доильных машин и кожи сосков после каждого доения и 3) лечение инфицированных желез в сухостойный период.
Недавно стали много внимания уделять дезинфекции сосков после доения и лечению в сухостойный период всех четвертей вымени всех коров. В исследованиях, проведенных в национальном научно-исследовательском институте по молочному делу в Рединге, Англия, и университете штата Нью-Йорк, получены веские доказательства, что этих двух мероприятий достаточно, чтобы уменьшить инфекции, в том числе стафилококковой природы, до низкого уровня.
Несомненно, локализация стрептококков внутри тканей и выработка некоторыми штаммами пенициллиназы приводит к тому, что многие случаи инфекции не поддаются лечению. Исследования, проведенные на опытной станции горных районов Штата Северная Каролина, показали, что при отрицательных результатах на Калифорнийский маститный тест (КМТ) эффективность лечения четвертей, инфицированных стафилококками, составила 68%, а при положительной реакции с баллами KMT 1, 2 и 3 она соответственно равнялась 67, 28 и 13%. Инфицированные животные, не поддающиеся лечению антибиотиками, должны быть проданы на мясо.
Инфекции другими стрептококками
Термином Nonagalactiae Streptococci обозначают стрептококки, которые могут поражать молочную железу и отличаются от S. agalactiae. Основными микроорганизмами этой группы являются S. uberis и S. dysgalactiae. S. uberis распространен в среде обитания коров и на поверхности вымени, особенно если в стаде есть внутривыменные инфекции. Создается впечатление, что микробы обосновываются там, где можно воспользоваться восприимчивостью вымени. Хотя инфекции такого типа в целом не считаются контагиозными, они служат основной причиной клинических маститов в некоторых стадах. В одном стаде наблюдали несколько миллионов бактериальных тел на 1 мл и более 30% четвертей вымени 25 коров давали визуально ненормальное молоко из-за инфекции S. uberis.
По источнику и характеру поражения (умеренное воспаление) в нормальных условиях S. dysgalactiae аналогичен S. uberis.
Другие типы маститных инфекций
Молочная железа может стать средой для роста многих других микроорганизмов: бактерий, грибов, микоплазм, риккетсий и вирусов. Лишь некоторые из микроорганизмов обнаруживаются в молочных железах настолько часто, чтобы быть упомянутыми здесь.
Коли-бактерии (Escherichia, Enterobacter и Klebsiella) являются причиной отдельных случаев маститов. Эти микроорганизмы могут вызвать: 1) умеренный клинический мастит продолжительностью несколько дней, от которого коровы выздоравливают спонтанно; 2) хронический мастит; 3) острый мастит, включая системную инфекцию, которая может привести к смерти животного. Степень остроты болезни зависит от вирулентности микроорганизма и резистентности коровы. Колиформные микроорганизмы являются обычными обитателями кишечного тракта человека и животных, а микроорганизмы рода Enterobacter часто встречаются на растениях. Таким образом, животные находятся в тесном контакте с этими бактериями и могут иметь значительные количества естественных антител по отношению к ним. Недавно предпринята попытка связать инфекции Klebsiella pneumoniae с использованием опилок в качестве подстилки. Pseudomonas aeruginosa обычно называют бациллами сине-зеленого гноя (синегнойной палочкой), поскольку они вырабатывают водорастворимый сине-зеленый пигмент, и его присутствие привлекает лейкоциты к месту инфекции, что приводит к образованию гноя.
Инфекция может упорно длиться или спонтанно исчезать. Острая инфекция характеризуется внезапным началом, высокой температурой тела и бурной реакцией организма коровы. Микроорганизм устойчив к обычно используемым антибиотикам; для лечения некоторых коров эффективным оказывается применение полимиксина В и неомицина.
Другие инфекционные микроорганизмы включают Bacillus cereus, Clostridium perfringens, Brucella abortus, Carynebacterium pyogenes, Leptospira pomona, Listeria monocytogenes, Mycobacterium bovls (туберкулезная палочка), Nocardia asteroides, Pasteurella multoclda и гриб Cryptococcus neoformans (дрожжи).
Восприимчивость к инфекции
Коровы различаются по чувствительности к прониканию микроорганизмов и реакции на микроорганизмы - инфекционный процесс. Даже у одного и того же животного четверти вымени могут различаться по реакции на инфекцию. Коровы с отвисшим выменем чаще заболевают маститом, особенно если дно вымени опускается ниже скакательного сустава. Такие железы чаще подвергаются физическим повреждениям (травмам).
Сосковый канал является барьером против инфекции, и коровы в течение первой лактации более резистентны к маститам. С возрастом наблюдается возрастание восприимчивости, и это дает основание предполагать, что у более старых коров сосковый канал становится менее эффективным барьером. Исследователи из национальной ветеринарной лаборатории в Эймсе, штат Айова, нашли поразительную корреляцию между высокой тенденцией к инфекции и диаметром соскового канала.
Раны и травмы кончика соска зачастую предрасполагают железу к инфекции, вероятно, вследствие того, что проток закрывается при этом не полностью. Кератиноподобный материал внутри соскового канала представляет салообразную массу, состоящую из дегенерирующих клеток и липидных веществ. Отслаивающиеся клетки запечатывают канал, а высокомолекулярные жирные кислоты липидов являются бактериостатичными к Streptococcus agalactiae. Передаивание (холостое доение) может травмировать канал.
Коровы легкодойкие, по-видимому, чаще заболевают маститами, что еще раз указывает на важное значение защитного естественного барьера - закрытого протока соска. Исследованием, проведенным на первотелках, установлено, что при максимальной скорости молокоотдачи, равной 1,09 кг/мин, частота инфекции составила 10%, когда же максимальная скорость молокоотдачи достигает 3,08 кг/мин, поражаемость составила 67%.
На многие указанные выше факторы оказывает влияние генотип коровы. Однако селекция на устойчивость к маститам (кроме отбора по форме вымени) в настоящее время не рекомендуется.
Факторы окружающей среды, влияющие на частоту маститов у коров
Очевидно, что корова подвергается маститной инфекции прямо пропорционально степени распространенности маститных патогенов в окружающей среде. Вероятность инфекции возрастает, если среда оказывает стрессовое воздействие, например, при плохом кормлении, травмах и низких температурах. В нескольких небольших исследованиях указывалось на роль фитоэстрогенов из бобовых в увеличении случаев клинического мастита. Для снижения частоты случаев физических травм рекомендуется содержание животных в индивидуальных стойлах, а при беспривязном содержании должны быть устроены боксы. В условиях холодного климата помещения должны быть построены с таким расчетом, чтобы предохранить животных от сквозняков и простуд.
Доильные аппараты и процесс доения рассматриваются в тесной связи с обсеменением вымени патогенными микроорганизмами. Твердо установлено, что бактерии попадают из инфицированных желез на поверхность вымени других животных непосредственно через доильные стаканы. Однако высказывания относительно того, что доильные машины внедряют бактерии в сосковый канал, неубедительны. Имеются веские доказательства, что чрезмерные колебания вакуума и растягивание соска изнутри избытком воздуха усиливают воспаление и способствуют прониканию инфекций, особенно Staphylococcus aureus.
Инфицированные четверти вымени реагируют на раздражение при машинном доении более сильным воспалением. Английские исследователи доили одну половину вымени каждой из 84 коров аппаратом с литой грубой сосковой резиной, а другую половину - более эластичной резиной с небольшим диаметром. Частота мастита в двух группах соответственно составила 12,7 и 5,5%, и разница была статистически достоверной. По проценту новых инфекций, частоте эрозий соска и количеству лейкоцитов в неинфицированных железах при доении двумя типами вакуума разницы не было.
Имеется тесная связь между здоровьем вымени животных и прибыльностью молочного хозяйства. Маститы наносят молочному скотоводству США ущерба больше, чем любое другое заболевание крупного рогатого скота. Скотоводы зачастую не подозревают о случаях субклинического мастита, и неинформированность такого рода снижает эффективность управления производством.
Маститы вызываются многими видами микроорганизмов, что осложняет профилактику, лечение и проведение мер борьбы с ними. Большинство случаев заболеваний вымени обусловлено бактериями двух родов: Streptococcus и Staphylococcus. В пределах этих родов имеются многочисленные виды и штаммы, способные вызвать маститы.
Мастит - это микробное заражение вымени и воспаление его тканей. Продукты воспаления, главным образом лейкоциты, являются основными компонентами, выявляемыми в тестах при диагностике маститов. В тестах на подтверждение аномального состояния молока проводится подсчет количества соматических клеток, в том числе лейкоцитов.
Сосковый канал является главным барьером против бактерий. В ответ на внедрение и распространение микробов вымя коровы инфильтрируется антителами и фагоцитами. Для усиления защитного потенциала организма и ускорения выработки антител против специфических микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности создаются специальные вакцины. Однако сведений об успешном применении вакцин против маститов в товарных стадах нет.
Ключевым моментом в борьбе с маститами является их предупреждение, которое зависит от уменьшения возможности контакта инфекционных бактерий с молочной железой, увеличения силы иммунной реакции организма и предотвращения физических травм.
Обычно наиболее эффективно лечение антибиотиками, назначаемыми в виде внутривыменных вливаний. Чаще всего применяют смесь пенициллина G и стрептомицина, но эффективны также многие другие антимикробные средства. Лечение, проводимое в сухостойный период, имеет преимущества (процент случаев выздоровлений при этом выше, отсутствуют потери продукции и снижается риск попадания в молоко, получаемое на ферме, антибиотиков).
В ходе болезни количество бактерий в молоке увеличивается, но фагоцитоз микробов лейкоцитами молока оказывает на этот процесс тормозящее действие даже после того, как молоко выдоено и охлаждено.
Диагностика маститов у коров
Наиболее старый способ выявления маститов - визуальное обследование молока и молочной железы. Скотоводы используют специальные кружки для исследования первых порций молока, сцеженных до надевания доильных стаканов на соски. Хотя этот способ является эффективным методом локализации клинического мастита, но он непригоден для распознавания воспаления.
Калифорнийский маститный тест (КМТ) более чувствителен к выявлению воспаленных четвертей вымени, чем сдаивание первых струек. В исследовании, проведенном в девяти стадах молочного скота одним из исследователей, 2629 четвертей в той или иной степени реагировали на КМТ. Лишь 189 из них (7,2%) имели аномальное молоко в кружке для сдаивания. Более того, тест сдаивания был положителен только в 19% из 836 случаев, в которых реакция КМТ была оценена как сильноположительная.
Проведение исследования с КМТ заключается в том, что равные количества молока и реагента (по 2 мл каждого) смешиваются в четырех чашечках на белой подставке. Количество образовавшегося осадка и (или) геля обычно пропорционально степени воспаления вымени. Реагент (3%-ный раствор алкиларилсульфоната, анионный детергент) с индикатором рН (бромкрезол пурпурный 1:10000) реагирует с ядерным веществом (дезоксирибонуклеиновой кислотой - ДНК) соматических клеток, находящихся в молоке. Соматические клетки разрушаются реагентом, выделяя ДНК. В маститном молоке преобладают полиморфноядерные лейкоциты, которые выполняют функцию основных фагоцитов при инфильтрации молочной железы в ответ на появление антигенных или токсических веществ, таких, как микроорганизм и их токсины.
КМТ можно рассматривать как скрининг-тест, используемый для выявления воспаления желез и при регулярном применении в течение нескольких месяцев, использовать для оценки ситуации по воспалительным заболеваниям в стаде. Имеется лишь общая корреляция между реактивностью к КМТ и способностью болезнетворных бактерий из молока к культивированию. Исследователи обнаружили, что 25-50% KMT-отрицательных проб были бактериологически положительны. Часто в таких пробах содержалось минимальное количество поддающихся выявлению бактерий, что давало основание предполагать наличие преходящей инфекции соскового канала или нижней части вымени. Те же исследователи не смогли обнаружить и выделить типичных патогенов в 5-18% проб, классифицированных как КМТ-2 и КМТ-3.
В большинстве случаев многие из этих отрицательных тестов обусловлены фагоцитозом и специфическими потребностями микроорганизмов в питании.
Небольшие модификации КМТ позволили разработать тест качества молока и Мичиганский маститный тест. Результаты этих тестов подобно КМТ зависят от субъективного суждения специалиста, проводящего исследования.
Популярный и объективный скрининг-тест для выявления аномального молока - Висконсинский маститный тест (ВМТ) - основан на тех же принципах, что и КМТ. В пластмассовых пробирках размером 12,5X125 мм реагент КМТ разбавляют в соотношении 1:1 водой и добавляют равное количество сборного молока (по 2 мл). Пробирки закрывают латунной крышкой с центральным отверстием диаметром 1,15 мм. Молоко и реагент осторожно перемешивают вращением. Затем пробирки опрокидывают, и через отверстие в стенке пробирки в нее поступает воздух. Вязкость некоторых образцов препятствует вытеканию смеси. Через 15 с пробирки поворачивают в нормальное положение и дают постоять 2-3 минут, с тем, чтобы жидкость стекла со стенок. Высота столбика жидкости в каждой пробирке изменяется в миллиметрах. Величина 20 мм указывает, что концентрация соматических клеток составляет 500-900 тыс. в 1 мл. Многие агентства по контролю за качеством молока подтверждают такие количества соматических клеток во всех образцах, которые имели высоту столбика жидкости 21 мм и выше. Контрольный предел для соматических клеток в сборном молоке составляет 1,5 млн. на 1 мл.
Реакции КМТ и ВМТ, а также реакции на аналогичные тесты ослабляются с увеличением длительности хранения молока, особенно если пробы хранят не на холоду (4°С). Вероятно, дезоксирибонуклеаза, фермент, вырабатываемый некоторыми бактериями, разрушает ДНК, которая является реагирующим компонентом соматических клеток.
ДНК может соединяться с реактивом Фельгена, образуя окрашенное вещество, количество которого пропорционально количеству соматических клеток в молоке. Согласно недавно разработанному способу применения этого теста, требуется отфильтровать 5 мл молока через мембранный фильтр, имеющий поры диаметром 3 мк. Фильтрация облегчается добавлением в молоко горячего (55° С) раствора тринитротолуола. ДНК экстрагируется из соматических клеток, обнаруженных на мембране, и количество его определяется спектрофотометрически после реакции с дифениламином. Величина показания спектрофотометра прямо зависит От количества соматических клеток в молоке.
Необходимо упомянуть еще о двух маститных тестах. Тест Уайт-сайда, предшественник КМТ, несложен и основан на наблюдении французского врача Альфреда Донна (1801-1878 гг.): отцентрифугированный из мочи гной реагирует с едким натром или едким калием, образуя вязкую, слизистую массу. В 1939 г. У. X. Уайтсайд применил эту реакцию для выявления гноя (соматических клеток) в молоке. Тест был модифицирован д-ром Дж. М. Мэрфи и его коллегами, так что реакцию можно было наблюдать в стеклянной чашечке, в которой 5 капель молока смешивали с 1 или 2 каплями 4%-ного раствора едкого натра. Появление вязкой массы, распадающейся на белые хлопья, указывает на мастит. В ходе реакции оседают как жир, так и соматические клетки.
Каталаза имеется в соматических клетках, но в свежем молоке с небольшим количеством бактерий ее нет, поэтому количество выделившегося в ходе реакции кислорода в контролируемых условиях является показателем количества имеющихся в молоке соматических клеток. Однако этот тест не столь надежен, как остальные, и не нашел широкого применения. Он наилучшим образом приспособлен для лабораторного исследования сборного молока.
Доказательство наличия воспалительного процесса в вымени еще не дает информации о причинах мастита. Инфекционные бактерии, которые вызывают мастит, обычно выявляются путем культивирования - посевом молока из отдельных четвертей вымени на кровяном агаре. Пробы должны быть взяты асептически (без контаминации) и исследованы в течение нескольких часов. Как правило, для посева образца на одной четвертой поверхности чашки с кровяным агаром используют проволочную петлю, захватывающую 0,01 мл молока. Чашки инкубируют в течение 24-48 ч при 37° С и наблюдают рост типичных бактериальных колоний, большинство которых обладает гемолитическими свойствами. Гемолиз - это лизис (растворение) эритроцитов, и о нем судят по мутности или прозрачности (в сопоставлении с неизменным состоянием по виду) в области, прилегающей к колонии. Национальный совет по маститам опубликовал методики по микробиологическому диагнозу этого заболевания.
Лечение маститов у коров
Когда у коровы имеются признаки острого воспаления вымени, сопровождающиеся лихорадкой и отсутствием аппетита, необходимо предпринять срочные меры лечения. Каждый час отсутствия квалифицированной ветеринарной помощи увеличивает риск потери функциональной (продуктивной) способности вымени или даже самой коровы. Таким животным обычно делают внутривыменные или внутримышечные инъекции антибиотиков широкого спектра действия.
Сухостойный период является наилучшим для лечения хронического мастита, поскольку: 1) введенные в вымя антибиотики остаются в высоких концентрациях дольше, так как они не разбавляются молоком и не удаляются при доении; 2) значительно снижается число случаев инфекции в сухостойный период; 3) поврежденные ткани могут восстановиться до отела; 4) в большинстве случаев молоко не загрязняется лекарственными средствами.
Частота инфекций в течение первых трех недель сухостойного периода в семь раз больше, чем в любой другой сравнимый период лактации, и в 35 раз выше, чем в оставшийся период до отела. В среднем у 25%. коров в течение сухостойного периода инфекция развивается по крайней мере один раз.
В препаратах, предназначенных для лечения коров от мастита в сухостойный период, рекомендуется использовать специальную желеобразную основу, которая способствует более длительной задержке в вымени антибиотиков в достаточно высоких концентрациях. Научные исследования показали на более высокую эффективность применения на сухостойных коровах 1000000 ИЕ пенициллина и 1 г дигидрострептомицина по сравнению с обычной дозой 100000 ИЕ пенициллина и 100 мг дигидрострептомицина (92 и 75% соответственно). Однако эти дозы намного превышают уровень, допускаемый государственными стандартами, рассчитанными так, чтобы в молоке не было антибиотиков. Синтетический пенициллин - бензатин клоксациллин с 3%-ным моностеаратом алюминия в минеральном масле в качестве основы сохраняется в вымени нелактирующей коровы в течение трех недель при концентрации 0,5-1,0 г. Сообщалось, что такие дозы подавляют 84% стафилококков в нелактирующих четвертях вымени.
Антибиотики находятся в молочной железе дольше, если их вводят на масляной основе, чем при назначении в водном растворе. В некоторых случаях в препарат добавляют также некоторые противовоспалительные средства.
Хотя нелактирующие инфицированные железы поддаются лечению более эффективно, инфекции Streptococcus agalactiae настолько высокочувствительны к пенициллину G, что на лактирующих железах можно получить высокую степень излечения при двух вливаниях по 100000 ед. каждая с 24-часовым интервалом. Однако для высокопродуктивных коров (10 кг или более молока в каждую дойку) рекомендуется осуществлять вливание после каждой дойки.
Парентеральная терапия в целом не нужна, если нет системных поражений, сопровождаемых отеками вымени, вызывающими блокирование его протоков. Для внутримышечных или внутривенных инъекций требуются более высокие дозы лекарств, поскольку в этом случае оно распределяется по всему телу. При вливаниях же лекарство остается главным образом в пределах молочной железы.
Терапия должна основываться на знаниях о виде инфицирующего микроорганизма и антимикробного лекарства, эффективного против него.
Испытание на чувствительность к таким лекарствам, однако, требует больших затрат средств и обычно для этого требуется 2-3 дня.
Поэтому в практике лечения клинических инфекций обычно используют препараты, которые были эффективны в прошлом, и лекарства, имеющие относительно широкий спектр действия.
Различные виды бактерий реагируют по-разному на различные антибиотики. Короче говоря, нет совершенных антибиотиков или их комбинаций и нет такого положения, когда лекарство действовало бы на все возможные патогены.
Испытание на чувствительность к антибиотику включает выделение чистой культуры, приготовление суспензии большого количества клеток в растворе, посев в чашки с кровяным агаром, помещение в чашки круглых пластинок фильтровальной бумаги, пропитанной определенным количеством имеющихся в наличии антибиотиков, инкубация чашки для стимулирования роста культуры и исследование чашек после инкубации на выявление зон ингибирования вокруг пластинок. Размер зон зависит от чувствительности микроорганизма к антибиотику, его концентрации и способности к диффузии, глубины агара, количества бактериальных клеток в среде и скорости их роста. Поэтому только при стандартизации этих и других условий размеры зон ингибирования роста являются показателем чувствительности микроорганизмов к изучаемым антибиотикам.
Необходимо помнить, что биологическая изменчивость является важным фактором. Отсюда вывод: при любой схеме лечения важно как проведение лабораторных анализов, так и практические ветеринарные мероприятия.
Профилактика маститов у коров
Стоимость рациональной программы профилактики маститов обычно во много раз дешевле, чем ущерб, наносимый болезнью, включая стоимость недополученной продукции (молока). В идеале всеобъемлющая программа профилактики и борьбы с маститами должна предусматривать создание бригады в составе скотовода (хозяина фермы или управляющего), ветеринарного врача, обслуживающего данное стадо, специалиста молокоперерабатывающего предприятия, оператора по машинному доению, инженера по сельскохозяйственным машинам и специалиста по внедрению научных достижений в молочное скотоводство. Однако на практике редко есть возможность одновременно привлечь всех этих специалистов.
Практикующий в стаде ветеринарный врач, по-видимому, будет единственным специалистом, способным наилучшим образом помочь скотоводу в борьбе с маститами при условии, если он обладает достаточным опытом в этой области. Вопросы профилактики маститов нашли отражение в опубликованной статье. К главным из них относятся: 1) применение скрининг-теста; 2) влияние факторов, среды, особенно зоогигиенических, и условий машинного доения; 3) системы доильных машин и оборудования; 4) выявление больных коров с пораженными четвертями вымени; 5) бактериология маститов; 6) анализ образцов молока из цистерн и других молочных емкостей на ферме и 7) лечение маститов.
Практические мероприятия по предупреждению маститов можно подразделить на три группы: 1) направленные на снижение частоты контактов организма с инфекционными микроорганизмами; 2) меры, оказывающие влияние на иммунный механизм хозяина, и 3) меры, направленные на снижение травматизма.
Снижение частоты контактов
Наиболее эффективным и экономичным способом снижения числа контактов с инфекционными бактериями является, по-видимому, применение бактерицидов для дезинфекции сосков после доения. Для этой цели успешно применяют йодофоры, гипохлорит и хлоргексидин. Иодофор, по существу, должен иметь рН 7. Обычно применяется концентрация 10000 ч/млн. Производные йодофора, изготовленные для использования в дезинфекции инвентаря и оборудования, могут вызвать раздражение кожи, потому что в них содержатся значительные количества фосфорной кислоты. Гипохлорит используется в концентрации примерно 4% (40000 ч/млн.).
Необходимо соблюдать меры предосторожности при использовании дезинфицирующих средств в холодную погоду. У коров, выходящих из доильного зала с раствором, стекающим с сосков, вымя застудится на холодном ветру при температуре воздуха - 7° С и ниже. (Добавление глицерина в дезинфектант понижает точку его замерзания.)
Другие практические меры, способствующие снижению перекрестной инфекции (то есть ее перенос от животного к животному или с вымени на вымя), включают: 1) доение в первую очередь свободных от инфекции коров, а инфицированных - в последнюю очередь; 2) изолирование животных, имеющих признаки клинического мастита; 3) дезинфекция или стерилизация доильных стаканов после дойки каждой коровы и 4) смена оператором резиновых или полиэтиленовых перчаток после доения каждой коровы.
Повышение эффективности иммунного механизма
Скотовод может оказывать влияние на иммунитет животного двумя путями: путем правильного кормления и содержания, поддерживая упитанность коров на должном уровне, и вакцинацией. Только здоровое, хорошо упитанное животное может противостоять инфекции при помощи собственных иммунных механизмов. Следовательно, хорошее кормление и предупреждение других болезней является важнейшим условием в профилактике маститов.
Вакцинация не оправдала возлагавшихся на нее надежд в предупреждении маститов. Хотя она и способствовала уменьшению остроты заболевания, вызванного гомологичным микроорганизмом (то есть микроорганизмом, из которого изготовлена вакцина), частота случаев возникновения новых инфекций практически не менялась. Решающим являются следующие проблемы: 1) выработка специфических антител к каждому потенциальному возбудителю (обычно активность антител по отношению к другим микроорганизмам, отличным от вызвавших их образование, весьма ограниченна) и 2) транспортировка достаточных количеств антител из крови в молоко.
Титр антител в молоке редко превышает 1:64 (разбавление одной части антител 63 частями разбавителя) безотносительно природы антигена, методов его введения, истории болезни хозяина и титра антител в крови. Только при воспалительных процессах вымени антитела выделяются в молоко в довольно больших количествах. Воспаленные ткани более проницаемы для компонентов крови, чем нормальные.
Стрептококки являются слабыми антигенами - у коров, вакцинированных ими, образуется небольшое количество антител. Стафилококки широко варьируют по типу, так что вакцина, созданная против одного типа, может и не вызывать образования антител против другого. Однако стафилококки содержат или вырабатывают самые разнообразные антигены, и в ответ на них организм коровы может выработать антитела, которые реагируют с токсинами, имеющими важное значение. Такие антитоксины неспецифичны по отношению к типу или штамму микроорганизма (то есть они нейтрализуют соответствующий токсин независимо от того, каким микроорганизмом он выработан) и могут уменьшить остроту стафилококковой инфекции. Но эти антитоксины никогда не предотвращают стафилококковую инфекцию и не защищают организм от новых инфекций.
Шалм, Кэрролл и Джейн перечисляют следующие недостатки вакцинации при стафилококковых инфекциях вымени: 1) для образования высокого титра антител требуется неоднократная вакцинация большими дозами антигена, в дальнейшем же этот титр сохраняется лишь в течение нескольких месяцев; 2) если не вводить поддерживающую дозу через 3-6 месяцев, непрерывной устойчивости ожидать нельзя; 3) вакцины специфичны по отношению к определенным штаммам и не создают достаточную защиту от гетерологичных штаммов; 4) циркулирующие в крови антитела не проходят через клеточный барьер в молоко из нормальной железы, и защиты от инфекции вакцинация не создает.
Аутогенные (выработанные без вмешательства извне) вакцины могут быть изготовлены из микроорганизмов, неоднократно выделенных у коров данного стада (эти вакцины используются только в данном стаде). Указанный способ имеет преимущество в том отношении, что создает антигены, специфичные для стада. Однако стоимость изготовления аутовакцины может быть высокой, а ее эффективность против микроорганизмов, имеющихся в стаде, низкой.
Вакцина - это либо бактерии, либо токсоид, либо их сочетание. Бактерины, по существу, представляют суспензию убитых микроорганизмов. Токсоиды изготовляются либо из токсических экстрактов клеток, либо из токсических продуктов, выделяемых клетками. Детоксикацию этих продуктов осуществляют формальдегидом или бета-пропиолактоном. Поливалентная вакцина содержит действующее начало более чем одного вида микроорганизмов.
Шалм, Кэрролл и Джейн пишут: «При грамотрицательных инфекциях (коли-формы и Pseudomonas aeruginosa) большинство коров, по-видимому, имеет значительный уровень антител, образование которых было стимулировано постоянным воздействием со стороны эндотоксического антигена этих микроорганизмов».
Предупреждение травматизма
Наиболее значительным стрессовым фактором для молочных желез, по-видимому, является доильная машина. Необходимо подчеркнуть важность правильного конструирования, монтажа, сбора и эксплуатации доильных машин. Чрезмерные колебания вакуума в конце соскового канала особенно нежелательны. Высокий вакуум, обусловленный конструктивными особенностями доильной машины или неправильной работой, может привести к отеку кончиков сосков и вывертыванию соскового канала.
В обоих случаях увеличивается вероятность инфекции. Передаивание (холостое доение) приводит к тому же, вызывая повреждение тканей на основании соска, особенно когда доильные стаканы наползают на вымя. Точно так же, просвет канала из молочной цистерны может быть закрытым, что препятствует поступлению молока из нее в сосковую цистерну. Это уменьшает возможность удаления молока из вымени и создает среду для роста попавших туда микроорганизмов.
Физические травмы (порезы и др.) служат воротами инфекции вблизи соскового канала. При ушибах облегчается доступ стафилококков в ткани, что дает начало новому инфекционному процессу.
В свете сказанного ясно, что скотовод должен создать животным такие условия содержания, при которых сводится к минимуму возможность порезов, ушибов и других травм молочных желез. Перегонять животных с места на место нужно спокойно и осторожно. Животных, находящихся в охоте, необходимо отделять.
Количество бактерий, связанных с маститами
Возрастает ли количество бактерий в молоке при инфекции молочной железы? Ответ, несомненно, будет положительным. Однако это не означает, что маститы в большинстве случаев являются причиной повышения количества бактерий даже в стадах с высоким процентом заболеваний вымени.
Количество бактерий в молоке из инфицированного вымени коров зависит от следующих переменных: 1) скорости роста развивающихся в вымени микроорганизмов; 2) устойчивости организма коровы - от уровня вырабатываемых фагоцитов и антител и 3) размеров вовлеченного в процесс участка секреторной ткани вымени.
Число бактерий в пораженном вымени не является статичным показателем. В одном исследовании, длившемся 7 недель, пробы молока на анализы брали по 3 раза в неделю и в каждой определяли количество бактерий в стандартной чашке Петри.
Существует широкая изменчивость числа бактерий по четвертям вымени у одной и той же коровы, даже если они и были инфицированы одним и тем же видом микроорганизмов.
Стафилококки не достигают по количеству столь высоких уровней, какими характеризуются стрептококки в случае хронических инфекций. Филпот никогда не находил стафилококков в концентрациях, превышающих 15000 микробных тел на 1 мл в пробах сборного молока качества А в штате Луизиана. Однако он сообщил, что в молоке одной коровы, инфицированной Streptococcus agalactiae, содержалось столько микроорганизмов, которых хватило бы для увеличения количества бактериальных тел в сборном молоке от стада с 10000 до 100000 в 1 мл и более.
При остром мастите бактерии быстро растут и до того, как организму «хозяина» удается мобилизовать свои защитные силы, показатель количества бактерий успевает возрасти до нескольких миллионов. Однако после начала миграции лейкоцитов в молочную железу начинается фагоцитоз, и количество микробов, как правило, снижается. Этим объясняется циклическое варьирование числа бактериальных тел в молоке из одной и той же инфицированной железы.
Количество бактерий имеет лишь общую связь с балльной оценкой степени тяжести маститного процесса, определяемой по Калифорнийскому маститному тесту (КМТ). Было исследовано 1080 проб, которые по количеству бактерий разделены на три группы. Лишь в 5% проб содержалось больше бактерий, чем в стандартном молоке качества А при сдаче его фермером.