Wiele badań naukowych wiąże przypadki zapalenia wymienia u krów mlecznych z gorszymi wynikami w rozrodzie. U krów po przechorowaniu mastitis obserwowano zaburzenia w cyklu rujowym, brak owulacji, patologie pęcherzyków jajnikowych, wczesną zamieralność zarodków i poronienia. Dlaczego tak się dzieje i w jaki sposób mastitis prowadzi do niższej płodności?
Liczne kłopoty przez mastitis
Efektywność rozrodu jest jednym z najważniejszych wyznaczników opłacalności w branży mleczarskiej. W ostatnich dziesięcioleciach na całym świecie obserwuje się jednak spadek wskaźników wydajności reprodukcyjnej bydła. Wśród wielu przyczyn tego zjawiska, do najbardziej znanych należą powikłania i choroby występujące w obrębie układu rozrodczego w okresie okołoporodowym i poporodowym.
Mniej oczywistym schorzeniem, które na wiele sposobów może prowadzić do obniżenia płodności u krów mlecznych jest zapalenie wymienia, a więc mastitis. Podkliniczne i kliniczne postacie mastitis są powszechnie spotykane w stadach bydła i wiążą się już z i tak poważnymi stratami finansowymi przez zmniejszanie produkcji mleka i obniżanie jego jakości.
Naukowcy w licznych badaniach wykazali, że mogą wpływać również na obniżenie efektywności rozrodu krów – mastitis powiązano ze spadkiem wskaźnika zapładnialności, zmniejszeniem liczby ciąż w stadzie, zaburzeniami w cyklu rujowym, wczesną zamieralnością zarodków i poronieniami.
Dopiero niedawno zaczęto rozumieć, dlaczego tak się dzieje i jakie niekorzystne procesy prowadzące do obniżenia płodności w organizmie krowy są skutkiem mastitis.
Jakie mechanizmy mogą stać za obniżeniem płodności?
Problem w tym, że większość danych wiążących mastitis z obniżeniem płodności opiera się tylko na korelacji – badania kliniczne, w kontrolowanych warunkach, nad tym tematem są wciąż nieliczne. Przyniosły jednak wiele ciekawych wniosków, którym poniżej się przyglądamy.
Sugerują one, że słabsze wyniki reprodukcyjne u krów dotkniętych zapaleniem wymienia mogą być spowodowane zaburzeniami hormonalnymi, zakłóceniami rozwoju pęcherzyków jajnikowych oraz niekorzystnym środowiskiem macicy do rozwoju zarodków.
Związek pomiędzy mastitis, a tymi zjawiskami nie zawsze jest prosty. Przykładowo wiadomo, że stany zapalne zachodzące bezpośrednio w macicy mogą powodować problemy z implantacją zarodków lub powodować ich wczesną zamieralność.
Zapalenia położone w innych narządach, poza drogami rodnymi, nie powinny mieć jednak aż tak silnego wpływu na przeżywalność zarodków. Obserwacje terenowe pokazują mimo wszystko, że stan zapalny w wymieniu może mieć takie skutki, prawdopodobnie zależy to jednak od rodzaju patogenu powodującego mastitis oraz wieku zwierzęcia.
Fałszywi przyjaciele: cytokiny
W jednym z badań stwierdzono, że mastitis może zmniejszać przeżycie embrionu przez powodowanie nagłego „wybuchu” czynników pobudzających zapalenie w całym organizmie – tzw. cytokin. W normalnej sytuacji są to korzystne czynniki, dzięki którym zwierzę jest w stanie zwalczyć różne infekcje. Ale niestety mogą wpływać bardzo negatywnie na rozród.
Zwiększają one temperaturę ciała zwierzęcia (wywołują gorączkę) co negatywnie wpływa na rozwój zarodka. Poza tym mogą zaburzać dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych i zmieniać funkcje macicy.
Podwyższony poziom cytokin w mleku i we krwi potwierdzono w badaniach u krów z mastitis na tle bakterii E. coli. Wśród badanych cytokin znajdował się tzw. czynnik TNF-α, nazywany „czynnikiem martwicy nowotworów”. Jest to czynnik powodujący w organizmie śmierć „obcych” komórek – zmienionych przez patogeny lub nowotworowych.
W sytuacji, gdy jest go bardzo dużo w organizmie krowy, czynnik ten może „przypadkowo” powodować śmierć również komórek rozwijającego się zarodka. Negatywny wpływ czynnika TNF-α na rozwój zarodków u bydła potwierdzono w eksperymentach laboratoryjnych i terenowych.
Inny, niepotwierdzony jeszcze mechanizm prowadzący od mastitis do obniżenia płodności może opierać się na pobudzaniu przez cytokiny produkcji prostagalandyny PGF2α – a więc hormonu, który może spowodować przerwanie ciąży u bydła.
Mastitis, a zaburzenia hormonalne
Badacze uważają, że zapalenie wymienia może również powodować zaburzenie wydzielania kluczowych hormonów odpowiedzialnych za dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych, owulację i podtrzymanie ciąży.
W eksperymentach potwierdzono, że toksyny bakterii odpowiedzialnych za mastitis (np. E. coli) podawane zwierzętom w pobliżu rui prowadzą u krów do braku owulacji, jej opóźnienia lub powstawania patologicznych cyst na jajnikach.
Może być to wynikiem blokowania przez cytokiny działania hormonów oddziałujących na jajniki, w efekcie czego pęcherzyki jajnikowe nie dojrzewają i nie wytwarzają wystarczającej ilości estrogenu. Następstwem tego jest brak obserwowanej behawioralnej rui, brak owulacji i niepowodzenia prób inseminacji.
Wielu naukowców uważa, że również kortyzol – hormon stresu – wydzielany w dużej ilości w organizmie krowy w czasie mastitis wpływa na zaburzenie funkcji rozrodczych.
Które bakterie powodujące mastitis szkodzą najbardziej?
Naukowcy nie są zgodni co do tego, które formy mastitis mają najbardziej negatywny wpływ na funkcje rozrodcze u bydła mlecznego. W wielu badaniach stwierdzono, że mastitis na tle zarówno gram-dodatnich, jak i gram-ujemnych bakterii ma podoby wpływ na reprodukcję.
Wpływ bakterii może się jednak różnić czasem trwania. W jednym eksperymencie porównano wpływ na rozród bydła bakterii gram-ujemnych (E. coli) oraz gram-dodatnich (gronkowiec złocisty Staphylococcus aureus). Stwierdzono w nim, że wpływ bakterii E. coli na rozród jest natychmiastowy, jednak po wyleczeniu infekcji nie wpływa na kolejne cykle rujowe bydła. Mastitis wywołane przez Staphylococcus aureus może mieć za to niszczący wpływ na rozród przez długi okres już po przechorowaniu zapalenia wymienia.
Chociaż ogólnie uważa się, że kliniczne formy mastitis mają poważniejsze konsekwencje dla funkcji rozrodnych krów, negatywne efekty obserwowane były również dla podklinicznego mastitis. W jednym ze źródeł stwierdzono, że naturalnie występujące przewlekłe podkliniczne lub ostre kliniczne zapalenie gruczołu mlekowego skutkowało opóźnieniem owulacji. Było to związane z obniżeniem poziomu estrogenu u krów.
W jakim okresie mastitis ma największy wpływ na płodność?
Niektóre badania sugerują, że szczególnie mastitis występujące w okresie poporodowym - we wczesnej laktacji - może mieć negatywny wpływ na efektywność reprodukcyjną krów. Taki efekt nie jest jednak obserwowany w każdym stadzie.
Pewne źródło podaje, że w jednym ze stad krowy z mastitis, które wystąpiło w ciągu pierwszych 3 miesięcy po porodzie nie różniły się istotnie od klinicznie zdrowych krów pod względem parametrów rozrodu. Prawdopodobnie wiele zależy więc od sposobu zarządzania gospodarstwem, sprawnego monitoringu przypadków mastitis i szybkiego podejmowania profesjonalnego leczenia.
Konieczne są dalsze badania w tym temacie, zwłaszcza wskazujące na terapię mastitis najbardziej efektywną w ochronie zdolności rozrodczych krów.
Na podstawie:
Kumar, N., Manimaran, A., Kumaresan, A., Jeyakumar, S., Sreela, L., Mooventhan, P., & Sivaram, M. (2017). Mastitis effects on reproductive performance in dairy cattle: a review. Tropical animal health and production, 49(4), 663-673.