Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Mastitis, inflammation in the udder tissue, caused by S. aureus is a big problem in dairy cattle production. It causes suffering for the cow and curing or replacing the infected cow is costly for the farmer. It is known that beef cattle also suffer from mastitis caused by S. aureus. The aseptical methods commonly used to diagnose mastitis in most cases require several milk samples from the same udder quarter. A method where only one sample is necessary would be useful, especially in beef cattle production where handling and milking the animal is difficult. Research has shown that S. aureus can change shape into microabscesses, entering the inside of the secretory cell. In this shape it is hidden from the immune system. A high dose of oxytocin could break the secretory cell wall, were the microabscesses are hidden, to shed them in to the milk. The objective of this study was to evaluate if the milk ejecting hormone oxytocin could be used to detect subclinical mastitis caused by Staphylococcus aureus (S. aureus).
In this trial 14 cows of the breed Swedish red and white were used. Ten produced milk with a somatic cell count (SCC) higher than 250 000 cells per ml milk (HSCC). A control group of four cows producing milk with a SCC lower than 50 000 cells per ml milk (LSCC) were also included. During the trial milkings samples were taken aseptically for bacteriological examination of premilk and postmilk. Premilk samples were taken for SCC analysis. Also composite milk samples for analysis of SCC and composition of fat, protein and lactose were taken during the milking. During the trial the cows were each given a single intramuscular injection with 100 international units of oxytocin.
It was found that the oxytocin injection (OI) resulted in a higher (p<0.0001) amount of milk fat in the milking that followed direct after the injection, compared with all of the other milkings. The OI is known for increasing the amount of residual milk, which has a higher percent of fat. The third milking after the OI, the percent of fat was decreased (p<0.01) compared with all of the other milkings. The amount of protein was higher (p<0.001) at second milking after the OI. At this milking all the cows had a higher (p<0.0001) SCC value and a lower (p<0.0001) percent of lactose. The OI opens up the gap in the tight junctions, which separates the blood from the milk, more somatic cells from the blood can therefore enter the milk and the lactose can move in to the blood.
The HSCC cows had a higher amount of somatic cells than the LSCC group throughout the whole trial period. The two groups both had a SCC peak at the second milking after the OI. Looking at the HSCC cow’s udders it was revealed that almost all of the extreme SCC values after the OI came from an udder quarter that had a bacterial infection. There is no result from the bacterial samples that gives support to the theory that a high dose of oxytocin would shed out S. aureus that would not be shedded out otherwise. In order to really evaluate the theory behind this trial it would be necessary to look at larger number of cows and also collect aseptic milk samples before the trial starts to be able to select cows with a high SCC that does not have any detected udder pathogen.

Syftet med det här arbetet var att utvärdera om mjölknedsläppningshormonet oxytocin skulle kunna användas som ett diagnostiskt verktyg för att upptäcka subkliniska mastiter som har orsakats av juverpatogenen Staphylococcus aureus (S. aureus). Juver inflammation, mastit, är ett stort problem för mjölkkoproduktionen. Korna som drabbas av mastiten lider, då det är smärtsamt för djuret, men det är också kostsamt för lantbrukaren då denne får en lägre produktion mjölk från den drabbade kon samt att det blir en utgift att behandla eller ersätta den drabbade kon. Det har framkommit att även köttraskor drabbas av mastiter orsakade av S. aureus. I nuläget används en antiseptisk metod för att diagnostisera mastiten. Denna metod kräver oftast att flera mjölkprover tas, då ett negativt prov kan vara falskt negativt. Då det oftast är väldigt svårt och riskfyllt att ta juverprover från köttraskor behövs en provtagningsmetod där bara ett prov behövs för att säkert kunna ställa en diagnos. Forskning har visat att S. aureus kan ändra skepnad och kapsla in sig i s.k. microabscesses. Dessa små kapslar kan inte detekteras av immunförsvaret och är ofta inträngda innanför de sekretoriska cellernas cellväggar. En stor dos av oxytocin skulle kunna öppna upp de sekretoriska cellernas cellväggar och microabscesserna skulle då följa med mjölken ut vid en mjölkning.
Till det här försöket användes 14 kor av rasen svenskt röd och vit boskap (SRB). Tio av dem hade ett celltal som var högre än 250 000 celler per ml mjölk (HSCC). Fyra av dem hade ett celltal som var lägre än 50 000 celler per ml (LSCC), de användes som en kontrollgrupp. Under försöket togs det antispetiska mjölkprover för bakterieanalys på för- och residualmjölken vid mjölkningarna. Det togs även förmjölksprover för att mäta celltalet och ett samlat mjölkprov från hela mjölkningen för att mäta celltalen och mjölkens sammansättning av fett, protein och laktos. Under försöket blev korna injicerade vid ett tillfälle med 100 internationella enheter av oxytocin intramuskulärt.
Resultatet visar att oxytocininjektionen (OI) ledde till en högre (p<0.0001) andel fett i mjölken från mjölkningen som följde direkt efter OI, jämfört med alla andra mjölkningar. Det är sedan tidigare känt att OI leder till en större mängd residualmjölk än vad som annars är normalt, residualmjölken i sin tur har alltid en högre andel fett än annan mjölk. Den tredje mjölkningen efter OI hade en lägre (p<0.01) andel fett än mjölken vid de övriga mjölkningarna. Mängden protein var högre (p<0.001) vid den andra mjölkningen efter OI. Vid detta mjölkningstillfälle var även celltalet högre (p<0.0001) och laktosen lägre (p<0.0001), jämfört med de andra mjölkningstillfällena. En anledning till detta är att OI öppnar upp de s.k. thight junctions, semipermeabla membran som skiljer blod och mjölk i de sekretoriska cellerna. Fler somatiska celler än normalt kan då ta sig från blodet till mjölken och laktosen går från mjölken till blodet.
Korna i HSCC-gruppen hade ett högre celltal genom hela försöket jämfört med korna i LSCC-gruppen. Båda grupperna hade celltalstoppar vid den andra mjölkningen efter OI. Vissa av korna i HSCC-gruppen hade juverdelar med extremt högt celltal efter OI, denna höjning går i de flesta av fallen att koppla till att den juverdelen hade någon form av juverpatogen. Det finns inget resultat i denna studie som ger stöd åt teorin att en hög dos av oxytocin kan göra så att S. aureus som har suttit inkapslat kommer att följa med mjölken ut vid mjölkning. För att verkligen kunna utvärdera den teori som ligger till grund för detta försök är det nödvändigt att använda en större grupp kor än vad som gjordes till detta försök, samt även att ta flera antispetiska mjölkprover innan försöket startar så bara de kor som har ett högt celltal men ingen annan juverpatogen i juvret används.