Клініко-експериментальне обґрунтування лікування корів за субклінічного маститу

Abstract

У дисертаційному дослідженні розроблена та запропонована схема застосування альтернативного методу лікування субклінічного маститу у корів на основі пробіотичного штаму Bacillus megaterium NCH 55 з використанням комплексного підходу. Вперше експериментально доведена терапевтична ефективність застосування пробіотику при субклінічному маститі, встановлений позитивний вплив на мікробіота шлунково-кишкового тракту та відновлення молочної продуктивності; визначено етіологію виникнення субклінічного маститу в корів у господарствах, встановлено основних збудників маститу; досліджені властивості штаму Bacillus megaterium NCH 55 для можливості його застосування для тварин. За результатами проведених досліджень встановлено, що штам Bacillus megaterium NCH 55 є авірулентним непатогенним мікроорганізмом, що належить до I групи ризику: «відсутній або дуже низький індивідуальний і суспільний ризик» ЛД50 рег os>8×109, ЛД50 >1×109. Мікроорганізми цієї групи ризику дозволені МОЗ України до використання у виробництві. Дослідження проведені для депонування культури як первинна санітарно-гігієнічна оцінка штаму. Протимікробну активність Bacillus megaterium NCH 55 визначали за класичним методом відтермінованого антагонізму. Встановлено, що тестові штами мікроорганізмів P. aeruginosa ATCC 15442, S. aureus ATCC 6538, E. сoli К12 NCTC 10538, S. typhymurium ATCC 29630, Candida albicans АТСС були чутливі до B. megaterium NCH 55. У роботі також визначали антагоністичні властивості пробіотичного штаму Bacillus megaterium стосовно мікроорганізмів-ізолятів, отриманих у молочних господарствах від корів, хворих на субклінічний мастит. Встановлено, що у розведенні 1×109, КУО/г В. megaterium NCH 55 проявляв максимальні антагоністичні властивості у вигляді зони затримки росту відносно всіх виділених ізолятів збудників маститу: S. agalactiae – на 12,2 %; S aureus – на 10,5 %; S. epidermidis – на 16,3 %; E. fecalis – на 19,6 %; E. coli – на 8,9 %; Candida – на 22,62 %. Мікроскопічними дослідженнями встановлено, що бактерії B. megaterium NCH 55 мають вигляд гладких, дещо зігнутих грам позитивних паличок, які здатні утворювати ендоспори; використовують лактозу та глюкозу як джерела вуглецю; не ферментують індол, рамнозу, арабінозу, сорбіт, але здатні утворювати сечовину, виробляють ферменти мальтазу, целюлазу, амілазу. Індекс адгезійності еритроцитів (ІАЕ) складав 2,00,11, що відповідно до класифікації Бріліс вважається показником низької адгезії. Середній показник адгезії (СПА) складав 1,700,09 при коефіцієнті участі еритроцитів в адгезійному процесі (КУЕ) – 84,252,53. Для дослідження чистоти культури В. megaterium NCH 55 визначали її антибіотикорезистентність. У результаті проведених досліджень встановлено, що культура В. megaterium NCH 55 має високу чутливість до препаратів: хлорамфеніколу, фраміцетину, стрептоміцину, лінкоміцину, окситетрацикліну, канаміцину, рифампіцину, та ванкоміцину; низьку чутливість – до оксaциліну, поліміксину, пеніциліну, бацитрацину, гентаміцину, ампіциліну; не чутлива – до метіциліну та бензилпеніциліну. В умовах виробництва встановлено, що у тваринницькому приміщенні взимку відносна вологість перевищує максимально допустиму межу на 16,36 %. На фоні збільшення вологості в приміщенні також показник мікробної забрудненості перевищував допустимі межі восени – на 8,69 %, взимку – на 25,21 % та влітку на 14,61 %. Недотримання санітарних норм сприяє виникненню маститу. Для визначення зазначених ризиків у подальших дослідженнях проводили моніторинг збудників маститу. Експериментально встановлено, що основними збудниками субклінічного маститу у дослідних господарствах були S. agalactiae (20 %), S. aureus (17 %), S. epidermidis (15 %), E. fecalis (12 %), E. coli (10 %), Mycoplasma spp. (8 %), гриби Candida (7 %) та асоційована мікрофлора (11 %). Доведено, що в першу лактацію у молоці корів спостерігали збільшення кількості соматичних клітин (КСК) на сьому добу захворювання порівняно до початку хвороби на 87,4 %; на десяту – 143,0%; на п’ятнадцяту –17,0 % відповідно. У корів другої лактації також прослідковується тенденція збільшення запалення вим’я на сьому добу – 78,2 %; на десяту –142 %; на п’ятнадцяту – 8,0 % відповідно. Дослідженнями було встановлено, що КСК позитивно корелюється із патогенністю збудника маститу та кМАФАнМ. Захворюваність на мастит у корів тісно пов’язана з шлунково-кишковим трактом, тому в роботі визначали вплив Bacillus megaterium на систему травлення. В дозі 15,0 г на тварину B. megaterium (1×109 КУО/г) сприяв збільшенню кількості Lactobacillus spp. на 10,0 % та Bifidobacterium на 12,0 % порівняно до контролю. Відбувалось незначне пригнічення умовно-патогенної мікрофлори. Збільшення дози B. megaterium (1×109 КУО/г) до 25,0 г на тварину мало позитивний вплив на мікробіоту шлунково-кишкового тракту. При цьому рівень корисної мікрофлори збільшувався за рахунок Lactobacillus spp. на 35,0 % та Bifidobacterium на 30,0 % порівняно до контролю. За результатами проведеного дослідження можна сказати, що максимальний позитивний виражений ефект на мікрофлору шлунково-кишкового тракту корів мало використання Bacillus megaterium (1×109 КУО/г) в дозі 35 г на тварину. При цьому кількість Lactobacillus spp. була більше на 67 % та Bifidobacterium на 58 % порівняно до контролю. Крім того зменшився рівень умовно-патогенної мікрофлори: Escherichia coli – на 45,0 %, Clostridium spp – 27,0 %, Enterobacteriaceae та Staphylococcus spp. –75,0 %, Candida – 80,0%, порівняно до контролю. Для встановлення впливу на організм тварин дослідного пробіотику в роботі визначали вплив пробіотика на метаболізм корів за субклінічного маститу. За результатами проведених досліджень встановлено, що рівень метаболітів у крові хворих корів по закінченню періоду лікування був менше за рахунок АСТ на 53,69 % та АЛТ на 51,33 %. Результати підтверджують відсутність токсичного впливу використаного пробіотику для лікування маститу у корів. Крім того, доводять, що використання B. megaterium (1×109 КУО/г) в дозі 35,0 г на тварину має лікувальний ефект на організм в цілому та зменшення запальних процесів у вимені корів. Підтвердженням цих результатів є показник кількості соматичних клітин (КСК), який по завершенню дослідження зменшується у 70 разів, порівняно до початку експерименту у хворих на субклінічний мастит корів, що відповідає ґатунку «Екстра». Був проведений дослід у виробничих умовах по визначенню впливу B. megaterium NCH 55 на молочну продуктивність корів. Коровам, хворим на субклінічний мастит, разом з концентрованими кормами задавали спори B. megaterium NCH 55 (1×109 КУО/г) в дозі 35,0 г на тварину протягом 30 діб. Під час проведення експерименту визначали якість отриманого молока та молочну продуктивність дослідних тварин. У корови UA8014876120 у червні місяці лактація була 14 кг/добу, кМАФАнМ 560 ×103 КУО/см3 та КСК 800 ×103 КУО/см3, що вказує на запалення вимені. У червні проводили лікування пробіотиком, при цьому продуктивність збільшилась на 85,7 %; зменшились кМАФАнМ – на 44,64 % та КСК – на 51,87 %. В серпні продуктивність корови збільшилась до 34 кг/добу, при цьому якісні показники молока відповідали ґатунку «Екстра». У тварини UA8010629706 на початку дослідження продуктивність складала 37 кг/добу, однак з березня по червень ці показники коливались від 21 до 28 кг/добу, що було пов’язано із зміною кормів і збільшенням кМАФАнМ на 250 % та КСК – на 152,94 %. Термін лікування у липні склав 30 діб. По завершенню експерименту в серпні молочна продуктивність сягала вже 35 кг/добу, якість молока відповідала ґатунку «Екстра». Корова UA8013283674 мала високу продуктивність з лютого по травень на рівні 35-37 кг/добу, однак при цьому погіршувалась якість молока. У червні місяці збільшились показники кМАФАнМ на 428,57 % та КСК – на 515 %, що вказує на розвиток субклінічного маститу. Після лікування на основі Bacillus megaterium продуктивність повернулась до початкових показників, якість молока відповідала ДСТУ 3662:2018. З лютого по червень продуктивність корови UA8013420982 була на рівні 14-15 кг/добу з поступовим погіршенням якості молока. Терапія пробіотиком у липні дозволила збільшити продуктивність на 86,6%; зменшився вміст кМАФАнМ на 61,19 % та КСК – на 125 %, порівняно до початку дослідження. Подібна картина розвитку субклінічного маститу спостерігалась у тварини UA6100439832. В результаті лікування на серпень показники продуктивності практично не відрізнялись від початкових; знизився рівень кМАФАнМ на 140 % та КСК – на 342,30 %. При цьому встановлено, що якість молока відповідала ґатунку «Перший». У корови UA8013283631 протягом березня та липня продуктивність коливалась на межі 20-25 кг/добу. Якість молока погіршилась у червні, після чого тварина отримала лікування пробіотиком. На момент завершення експерименту продуктивність збільшилась на 31,81 %, знизились кМАФАнМ – на 62,84 % та КСК – на 42,50 %, що відповідає ґатунку «Вищій». У тварини UA8012102570 виявлена низька продуктивність та якість молока. Тому у липні корові застосовували схему лікування на основі Bacillus megaterium. По завершенню експерименту в серпні продуктивність корови збільшилась на 75 %; зменшились кМАФАнМ – на 81,42 % та КСК – на 45,34 %, молоко згідно ДСТУ 3662:2018 відповідало ґатунку «Екстра». У травні та червні у корови UA8013283670 зменшилась молоковіддача та погіршилась якість молока. По завершенню експерименту в серпні продуктивність збільшилась на 28 %, зменшились кМАФАнМ – на 29 % та КСК – на 47,61 %. У корови UA8014655883 в червні продуктивність була високою, але погіршилась якість молока. Продуктивність тварини виросла по закінченню експерименту на 18,75 %; при цьому кМАФАнМ зменшився на – 233,33 %; та КСК – на 124,35 %. З травня по червень у тварини UA8014703811 поступово зменшувалась молочна продуктивність, також збільшувалась кількість мікроорганізмів та соматичних клітин у молоці. Після лікування у корови зросла продуктивність на 20 %; зменшились кМАФАнМ – на 68,95 % та КСК – на 77,5 %. У ході проведення дослідження були помічені покращення загального стану тварин. У корів підвищився апетит та поступово збільшилась молоковіддача. Також по завершенню експерименту молочна продуктивність становила у 40 % корів – 34-35 кг/добу; у 30% – 30-32 кг/добу та 30 % – 25-29 кг/добу. У 70 % корів, які на 30 добу дослідження досягли продуктивності більше 30 кг/добу, показники молока такі як кількість соматичних клітин (КСК≤400 тис/см3) та кМАФАнМ (≤100 тис.КУО/см3) відповідали класу «Екстра». Коровам, які не досягли продуктивності 30 кг/добу продовжили лікування в індивідуальному порядку. При цьому у молоці корів кількість соматичних клітин була ≤500 тис/см3 та кМАФАнМ ≤200 тис.КУО/см3. Таке молоко придатне до споживання, але відповідає технічним умовам ґатунку «Вищий» або «Перший» і реалізується за нижчою вартістю. Вважаємо, що термін одужання тварин хворих на субклінічний мастит залежав від ступеня ураження молочної залози та індивідуальних особливостей організму. Дію пробіотичного препарату в організмі тварин прослідкувати достатньо складно, оскільки цей вплив багатовекторний. Дослідженнями встановлено, що пробіотики не обов’язково спрямовані тільки на відновлення мікробної спільноти, оскільки, наприклад, деякі види пробіотиків підвищують стійкість організму тварин до колонізації патогенами, а також на їхнє знищення. Bacillus megaterium найбільший за розміром із родини Bacillus. Bacillus megaterium, розмножуючись, створює специфічне середовище, покращує мікрофлору рубця. Крім того, Bacillus megaterium знищує патогенні мікроорганізми за рахунок продукції високоспецифічного протимікробного білку – мегацину. За результатами проведеного дослідження встановлено, що S. aureus був виділений у 22 % дослідних зразків молока корів хворих на субклінічний мастит. Соматичні клітини молока здорової корови представлені в основному епітеліальними клітинами, поодинокими сегментоядерними нейтрофілами, моноцитами та базофілами. У молоці хворих на субклінічний мастит корів спостерігається збільшення в десятки разів епітеліальних клітин, лімфоцитів, базофілів; нейтрофілів та моноцитів. Дослідженнями встановлено, що в процесі розвитку запалення вимені у молоці корів одночасно збільшується кількість соматичних клітин та мікроорганізмів і зменшується молоковіддача. Також продуктивність дослідних тварин зменшується у перехідний зимово-весняний період через зміну корму та кліматичних умов. Лікування хворих на субклінічний мастит корів пробіотичним штамом В. megaterium NCH 55 дало можливість збільшити продуктивність у 70,0 % тварин та поліпшити якість молока до ґатунку «Екстра». За результатами проведених досліджень була запропонована схема застосування В. megaterium NCH 55 для молочних корів для лікування та профілактики субклінічного маститу з використанням комплексного підходу. Дослідженнями доведено, що застосування Bacillus megaterium у дозі 15 г тваринам протягом 30 діб сприяло зменшенню мікрофлори в молоці на 18 % та кількості соматичних клітин на – 33,5 %, порівняно до початку лікування. Збільшенням дози Bacillus megaterium до 25 г корові відбувалось зменшення кМАФАнМ на 21,2 % та КСК на – 58,2 %, порівняно до початку дослідження. Повернення показників молока до класу екстра відбувалось при задаванні тваринам Bacillus megaterium у дозі 35 г протягом місяця. При цьому кількість мікрофлори у молоці зменшилась на 40,2 %, а кількість соматичних клітин на 87,9 %. Важливим результатом є ефективне лікування корів від субклінічного маститу без застосування антимікробних засобів, а також покращенням мікробіому. За результатами проведених досліджень розроблена схема застосування Bacillus megaterium NCH 55. Доведено, що згодовування B. megaterium у дозі 15 г тваринам призводило до зниження кМАФАнМ в молоці на 18,0 % та КСК – 33,5 %; у дозі 25 г кМАФАнМ на 21,2 % та КСК – 58,2 %, у дозі 35 г кМАФАнМ на 40,2 % та КСК – 87,9 %, молоко відповідало ґатунку «Екстра».