Možnosti stanovení a eradikace mastitid v chovu dojeného skotu

Josefína Vodová

Bachelor's thesis

Determination possibilities and eradication of mastitis in dairy cattle

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá mastitidou (zánětem mléčné žlázy), způsoby léčby a prevencí tohoto onemocnění. Mastitida skotu, která je v chovech dojnic rozšířeným problémem, vzniká v důsledku nesčetných příčin primárně vyvolaných mikrobiálními původci, ale významně ovlivněných genetickými predispozicemi, podmínkami prostředí a způsoby chovu. Genetická výbava dojnic hraje zásadní roli v jejich náchylnosti k mastitidě, přičemž pozornost je soustředěna na výběr zvířat odolných vůči infekci prostřednictvím identifikace genů a markerů rezistence. Faktory prostředí, jako jsou nevhodné podmínky ustájení, špatné větrání a vysoká koncentrace zvířat, přispívají k šíření patogenů způsobujících mastitidu. Nedostatky ve výživě prohlubují imunosupresi během laktace, což dále zvyšuje náchylnost k infekcím. Další problém představují teplotní výkyvy způsobené změnou klimatu, neboť vyšší teploty podporují růst bakterií způsobujících mastitidy. Pro snížení výskytu a dopadu mastitid ve stádech dojnic jsou zásadní strategická opatření, včetně zlepšení hygieny na farmách, protokolů biologické bezpečnosti a genetické selekce. Včasné odhalení zánětu mléčné žlázy vzhledem k jeho různým příčinám je stále velmi obtížné. Šlechtění na vyšší produkci mléka zvyšuje riziko mastitidy, přičemž ovlivňuje kvalitu mléka, užitkovost krav a používání antimikrobiálních látek. Sledování počtu somatických buněk je zásadní stejně jako snížení používání antibiotik v boji proti rostoucímu problému antimikrobiální rezistence. Technologie biosenzorů nabízejí automatickou detekci mastitidy během dojení, zatímco infračervená termografie pomáhá včasnému odhalení zánětu a podporuje hodnocení zdraví vemene. Celkově jsou komplexní strategie prevence, včasného odhalení a kontroly nezbytné pro udržení kvality mléka, dobrých životních podmínek dojných krav a ekonomické rentability. Patogeny Escherichia coli, Streptococcus uberis a Staphylococcus aureus přispívají ke složitému charakteru mastitid, zároveň účinnost kontrolních opatření určuje prostředí a zdroj nákazy. Klinické a subklinické formy představují diagnostický problém, přičemž subklinické případy jsou častější a obtížněji zjistitelné. K detekci napomáhají různé testy, včetně NK testu (California mastitis test CMT), WMT (Wisconsin Mastitis test) a počítání somatických buněk v 1 mililitru mléka (SCC), ačkoli novější metody, jako je izotermická amplifikace zprostředkovaná smyčkou LAMP (amplifikace DNA v izotermických podmínkách s vyšší specifitou a rychlostí než polymerase chain reaction zkratky PCR), jsou slibné pro rychlou diagnostiku na farmách. Navzdory problémům pokrok v diagnostických technologiích dává naději na zlepšení řízení a kontroly mastitid v chovech dojnic. Neantibiotické strategie, jako jsou probiotika, bakteriociny a rostlinné extrakty, vykazují účinnost v boji proti původcům mastitidy. Bakteriociny, například nisin, vykazují antimikrobiální aktivitu, zatímco rostlinné extrakty a esenciální oleje mají antibakteriální a protizánětlivé vlastnosti. Bakteriofágy se zaměřují na specifické bakteriální kmeny, kdežto anorganické nanočástice vykazují antimikrobiální účinky. Mezenchymální kmenové buňky a extracelulární vezikuly přispívají k regeneraci tkání, snižují počet somatických buněk a míru zánětu. Další přístupy zahrnují látky uvolňující oxid dusnatý, vakcíny a terapii protilátkami, které dohromady nabízejí mnohostranný přístup k léčbě a prevenci mastitidy. Etno-veterinární přípravky, jako jsou bylinné léky, nabývají na popularitě pro své antibakteriální a antivirové vlastnosti. Imunoterapie prokázala účinnost v bo

Abstract:

ji proti mastitidě a v některých případech předčila antibiotika. Doplňkové terapie, například terapie rázovou vlnou a laserová terapie, nabízejí další možnosti. Terapie rázovou vlnou dokonce vykazuje potenciál pro obnovení dojivosti bez nutnosti vyřazení mléka z tržní produkce. Přestože antibiotická terapie hraje v prevenci klinických mastitid významnou roli, ekonomické dopady přetrvávají a zemědělci je často podceňují. Toto mnohostranné onemocnění poukazuje na důležitost holistického přístupu k hospodaření, který by mohl zmírnit jeho negativní ekonomický dopad a zhoršení kvality životních podmínek dojného skotu.

Abstract:

The bachelor thesis addresses the issue of mastitis (inflammation of the mammary gland), the various treatment methods currently available, and potential methods of prevention. Bovine mastitis is a prevalent problem in dairy cattle. It is caused by a combination of microbial and genetic factors, as well as environmental and husbandry-related conditions. The genetic predisposition of dairy cows plays a significant role in their susceptibility to mastitis. The focus of attention has been on the selection of animals resistant to infection through the identification of resistance genes and markers. Environmental factors contribute to the spread of mastitis pathogens, such as inadequate housing, poor ventilation and high animal concentration. Nutritional deficiencies exacerbate immunosuppression during lactation, which further increases susceptibility to infection. Temperature fluctuations caused by climate change are another problem. Higher temperatures favour the growth of mastitis-causing bacteria. To reduce the incidence and impact of mastitis in dairy herds, strategic measures such as improved farm hygiene, biosecurity protocols and genetic selection are essential. Due to its multiple causes, early detection of mastitis remains very difficult. Breeding for higher milk production increases the risk of mastitis, which has implications for milk quality, cow performance and antimicrobial use. To combat the growing problem of antimicrobial resistance, monitoring somatic cell counts is essential, as is reducing the use of antibiotics. Biosensor technologies offer the potential for automatic detection of mastitis during milking, while infrared thermography has the capacity to assist in the early detection of inflammation and the assessment of udder health. Overall, comprehensive prevention, early detection and control strategies are essential for the maintenance of milk quality, dairy cow welfare and economic profitability. The pathogens Escherichia coli, Streptococcus uberis and Staphylococcus aureus contribute to the complex nature of mastitis. The effectiveness of control measures depends on the environment and source of infection. The clinical and subclinical forms present a diagnostic challenge, with the subclinical cases being more prevalent and more difficult to detect. Various tests, including the NK test (California Mastitis Test CMT), WMT (Wisconsin Mastitis test) and somatic cell count (SCC) in 1 millilitre of milk, have aided the detection of these cases. However, newer methods such as loop-mediated isothermal amplification (LAMP) (amplification of DNA under isothermal conditions with greater specificity and speed than polymerase chain reaction, abbreviated as PCR) show promise for rapid on-farm diagnosis. Despite the challenges, advances in diagnostic technologies offer hope for improved dairy mastitis management and control. Non-antibiotic strategies such as probiotics, bacteriocins and plant extracts have proven effective in controlling mastitis pathogens. Bacteriocins, such as nisin, demonstrate antimicrobial activity, while plant extracts and essential oils exhibit antibacterial and anti-inflammatory properties. Inorganic nanoparticles exert antimicrobial effects, while bacteriophages target specific strains of bacteria. Mesenchymal stem cells and extracellular vesicles facilitate tissue regeneration, reducing somatic cell counts and inflammation. Other approaches include nitric oxide-releasing agents, vaccines and antibody therapy, which collectively provide a multifaceted approach to treating and preventing mastitis. The increasing popularity of ethnoveterinary preparations, such as herbal remedies, is due to their antibacterial and antiviral properties. Immunotherapy has proven effective against mastitis, in some cases surpassing antibiotics. Additional options are offered by complementary therapies such as shockwave therapy and laser therapy. Shockwave therapy even has the potential to restore milk yield without

Abstract:

the need for milk withdrawal. Although antibiotic therapy is important in preventing clinical mastitis, the economic impact remains and is often underestimated by farmers. This multifaceted disease serves to illustrate the importance of a holistic management approach in order to mitigate its negative economic impact and deteriorating dairy animal welfare.

Keywords

mastitidy, mléčná žláza, dojnice, zánět, hygiena, léčba, antibiotika, chov

Keywords

mastitis, mammary gland, dairy cow, inflammation, hygiene, treatment, antibiotics, animal husbandry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 30. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Jaromír Ducháček, Ph.D.
• Reader: Matúš Gašparík, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Animal Production