Archiwum

Robert Szulc
Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Oddział w Poznaniu

Produkcja mleka w najwyższej klasie czystości wymaga spełnienia przez hodowców określonych warunków. Jednym z najbardziej kosztownych schorzeń i chorób u krów to zapalenie gruczołu mlekowego – czyli mastitis. Istnieje wiele czynników mogących wywołać to schorzenie. W poniższym artykule przedstawione zostało zagadnienie dotyczące wpływu wysokich temperatur na wystąpienie mastitis.

W Polsce produkuje się rocznie ok. 10-11 mld litrów mleka. Na jakość i ilość pozyskiwanego surowca, ale też zdrowie i kondycję krów mają wpływ głównie trzy podstawowe czynniki:

• cechy genetyczne krów,
• środowisko,
• czynnik antropologiczny – człowiek.

Wpływ cech genetycznych to przede wszystkim podatność na choroby, mleczność, szybkość oddawania mleka. Czynniki wynikające z bezpośredniej działalności człowieka, to szczególnie zapewnienie odpowiedniej bazy paszowej, utrzymanie mikroklimatu, stanu budynków inwentarskich, opieka weterynaryjna. O jakości mleka świadczy liczba bakterii i komórek somatycznych w nim zawarta. Bakterie są to jednokomórkowe organizmy rozwijające się zarówno w środowisku zewnętrznym jak i w organizmie zwierząt. Mogą powodować stany zapalenie wymion, kwaśnienie mleka i szybsze psucie się wyrobów mleczarskich. Natomiast komórki somatyczne są to elementy komórkowe i pochodzą z organizmu krowy. Stanowią je przede wszystkim komórki zużytego nabłonka tkanki gruczołowej wymienia oraz leukocytów – białych ciałek krwi. Wzrost liczby komórek somatycznych zawartych w mleku świadczy o stanie zapalnym i może prowadzić do pogorszenia jakości mleka. Zgodnie z normami dopuszczalną ilością bakterii w 1 ml surowego mleka pozwalającego zaliczyć do klasy ekstra jest liczba 100 000 bakterii. Natomiast w kwestii komórek somatycznych ich liczba nie powinna przekraczać 400 000/ml.

Gdzie i jak powstaje mleko?

U krów gruczoł mlekowy może zajmować różne położenie i przyjmować różne kształty oraz wielkość. Wymię krowy ma budowę symetryczną, a poszczególne jego połowy przegrodzone są błoną łącznotkankową. Wymię jest także podzielone poprzecznie na połowy przednie i tylne. W związku z tym wyróżnia się cztery odrębne i niezależnie funkcjonujące fizjologicznie ćwiartki, zakończone strzykami. Każda ćwiartka działa niezależnie od sąsiadujących gruczołów i wydziela mleko o różnym składzie, odmiennych cechach oraz różnej ilości. Każdy gruczoł mlekowy składa się z gęstej sieci zrazów i zrazików, tworzących gąbczasty, pęcherzykowo-rurkowy miąższ gruczołowy zakończony pęcherzykami. Z kolei pęcherzyki są wyścielone warstwą komórek mlekotwórczych, tworzących nabłonek mlekotwórczy (Rys. 1). Mleko powstaje w komórkach mlekotwórczych, będących głównymi elementami gruczołów mlekowych. Cechą charakterystyczną tej części gruczołu jest możliwość odbierania z krwi substancji, z których następnie drogą złożonych procesów fizjologicznych tworzone jest mleko. Powstawanie mleka jest procesem nie tylko opartym na filtracji niezbędnych składników bezpośrednio z krwi, ale również efektem skomplikowanych procesów syntezy większości składników organicznych takich jak m.in. laktozy, tłuszczu mlekowego, kazeiny, kwasu cytrynowego. Wymienione związki stanowią ok. 92% składu mleka. Natomiast pozostałe składniki takie jak witaminy, sole mineralne i enzymy pochodzą z krwi, lecz także i one podlegają pewnym przemianom biochemicznym. Białka natomiast powstają zarówno w wyniku przenikania bezpośredniego z krwi jak również syntezy poszczególnych składników. W tym miejscu warto wspomnieć, że do wytworzenia 1 litra mleka przez wymię krowy przepłynąć musi przez nie około 400 litrów krwi. Wielkość i pojemność wymienia krowy zależy od jej rasy, wieku zwierząt. U krów o wydajności mlecznej ok. 20 litrów/dzień, pojemność wymienia wynosi około 8 litrów. Lecz z uwagi na dużą elastyczność tkanki łącznej, pojemność wymienia może się jeszcze znacznie zwiększać.


Przyczyny mastitits

Zapalenie wymienia (mastitis) – jest to zaburzenie czynnościowe gruczołu mlekowego, przebiegające pod wpływem drobnoustrojów, które przedostały się do organizmu. Jest to przewlekły, utajony lub ostry stan zapalny gruczołu mlekowego zwierząt. Powoduje różnorodne zmiany jakościowe w mleku, przede wszystkim obniżające jego przydatność technologiczną. Najbardziej zdecydowane zmiany to wzrost liczby komórek somatycznych (leukocytów, erytrocytów, całych lub zniszczonych komórek nabłonka pęcherzyków, przewodów i zatok mlecznych), których ilość w 1 cm3. mleka normalnego nie przekracza 500 tys., a w stanie ostrego zapalenia wymienia wynosić może nawet kilkadziesiąt milionów. W mleku mastitisowym wzrasta też udział (z 20 do 80%) leukocytów w ogólnej liczbie komórek somatycznych. Drugą grupę zmian w mleku stanowi wzrost stężenia jonów chlorkowych. Normalne mleko zawiera do 0,15% chloru. Występuje on w postaci chlorków: potasowego, sodowego i wapniowego. Sole te, głównie chlorek sodowy, stanowią wraz z laktozą o ciśnieniu osmotycznym mleka. Istnieje kilka rodzajów zakażenia:

• zapalenie podkliniczne i podostre, nie wykazujące ogólnych objawów; w tej sytuacji mamy do czynienia z nieznacznym obniżeniem produkcji mlecznej oraz podwyższeniem liczby komórek somatycznych i bakterii w mleku;
• zapalenie ostre, przejawiające się już dość znacznym obniżeniem produkcji mleka, pojawiają się miejscowe zmiany zapalne wymienia oraz zmiany organoleptyczne mleka; wymię często jest zaczerwienione i obrzmiałe;
• zapalenie wymienia przewlekłe, występuje bez ogólnych objawów klinicznych, pojawiają się jedynie zmiany morfologiczne i chemiczne mleka oraz obniżenie produkcji mleka.

Zalegające i nie wydojone do końca mleko jest pożywką dla drobnoustrojów i może prowadzić do zapalenia wymienia, ale również prowadzi do zasuszania krowy. Rozpoczęcie właściwego doju zanim krowa nabierze pełnej gotowości do szybkiego oddania mleka oraz wykonywanie tzw. „pustodoju” także może prowadzić do zapalenia wymienia. Organizm krowy posiada dwa mechanizmy obronne: odporność wrodzoną, która jest uwarunkowana dziedzicznie i odporność nabytą, którą zaliczamy do obrony ogólnej i miejscowej gruczołu mlekowego. Podstawową rolę w obronie gruczołu mlekowego przed zakażeniem spełniają humoralne i komórkowe czynniki układu immunologicznego zawarte między innymi w mleku oraz tkankach gruczołu mlekowego. Aktywność tych mechanizmów obronnych jest najniższa w okresie okołoporodowym (tj. na 3 tyg. przed porodem i 3 tyg. po porodzie) i dotyczy to zarówno odporności ogólnej, jak i miejscowej gruczołu mlekowego. Do zakażenia (infekcji) gruczołu mlekowego dochodzi najczęściej w wyniku przedostania się drobnoustrojów chorobotwórczych przez kanał strzykowy. Od kilkunastu ostatnich lat zachodzą ciągłe pozytywne zmiany w środowisku życia zwierząt, ich utrzymaniu, żywieniu, higienie, sposobie i jakości pozyskiwania, przechowywania i transporcie mleka. Nieodpowiednio wysoka temperatura – prowadząca do stresu cieplnego – może także prowadzić do zapalenia wymienia i problemów z sekrecją mleka.


Zapobieganie mastitis

Wymiona i strzyki stanowią niezwykle ważne narządy u bydła mlecznego. W związku z tym zapewnienie higieny i prawidłowe przeprowadzenie doju odgrywa tak ważną rolę. O jakości mleka mówi się przede wszystkim w aspekcie drobnoutrojów i ilości komórek somatycznych. Warto przypomnieć, że bakterie są to jednokomórkowe organizmy rozwijające się zarówno w środowisku zewnętrznym jak i w organizmie zwierząt. Mogą powodować stany zapalenie wymion, kwaśnienie mleka. Natomiast komórki somatyczne są to elementy komórkowe i pochodzą z organizmu krowy. Stanowią je przede wszystkim komórki zużytego nabłonka tkanki gruczołowej wymienia oraz leukocytów – białych ciałek krwi. Wzrost liczby komórek somatycznych zawartych w mleku świadczy o stanie zapalnym i może prowadzić do pogorszenia jakości mleka. Zgodnie z normami dopuszczalną ilością bakterii w 1 ml surowego mleka pozwalającego zaliczyć do klasy ekstra jest liczba 100 000 bakterii. Natomiast w kwestii komórek somatycznych ich liczba nie powinna przekraczać 400 000/ml.
Krowa słysząc znajome dźwięki związane z przygotowaniem do doju, widząc dojarza, wydziela oksytocynę, która trafiając z krwią do wymienia umożliwia prawidłowe oddanie mleka, to oprócz tego powinno się przeprowadzić stymulację ręczną. Stymulacja powinna być wykonana przez około 0,5-1 min., czystą, ciepłą szmatką lub podobnym materiałem zwilżonym wodą z dodatkiem płynu dezynfekującego. Pamiętać należy, aby dla zachowania higieny poprzez nieprzenoszenie bakterii z jednej krowy na inną, stosować dla każdej krowy oddzielne ściereczki. Ważnym elementem jest osuszanie każdego strzyka.

Otwarty kanał strzykowy w chwili masażu i mycia wymienia oraz zamykający się około 30 min. po zakończeniu doju, umożliwia wtargnięcie bakterii do wnętrza strzyków mogąc prowadzić do mastitis. Do najważniejszych bakterii chorobotwórczych zalicza się m.in.: Streptococcus uberis, Streptococcus agalactiae, Streptococcus discalactiae.
W przypadku wykrycia mastitis hodowca musi zwrócić się do lekarza weterynarii, który podejmie działania doraźne przy pomocy antybiotyków. Jedna wizyta weterynarza nie wystarczy, ponieważ właściwe leczenie może być podjęte wyłącznie na podstawie laboratoryjnych testów biologicznych. Wskażą one rodzaj bakterii i ustalą najbardziej skuteczny lek i dawkę zwalczającą patogen, który wywołał chorobę. O takie badanie laboratoryjne nie jest trudno. Wykona je odpłatnie każde laboratorium szpitalne (ok. 40-50 zł).
Podanie antybiotyku na chybił-trafił często prowadzi do powikłań grzybiczych, bardzo trudnych do wyleczenia, jeżeli nie niemożliwych.
To jeszcze nie koniec leczenia. W okresie laktacji nie jest możliwe pełne wyleczenie mastitis. Leki koniecznie należy podać także w okresie zasuszenia [Z. M. Kowalski].


Sposoby na wykrywanie mastitis

Do najpopularniejszych obecnie metod wykrywania stanów zapalnych mastitis zalicza się przede wszystkim:

• płyn diagnostyczny Mastirapid,
• próba Whiteside’a,
• badanie zawartości chlorków,
• metoda pomiaru oporności.

Prowadzenie weryfikacji jakości mleka z użyciem płynu diagnostycznego Mastirapid – w której obecny w płynie Mastirapid detergent – laurylosiarczan sodowy reaguje z DNA leukocytów, co powoduje pojawienie się skłaczenia (przy niższej liczbie leukocytów) lub zgęstnienie i ześluzowacenie próbki (przy wysokim poziomie leukocytów). Drugi składnik płynu – purpura bromokrezolowa zmienia swe zabarwienie w zależności od pH mleka. Z kolei w próbie Whiteside’a stwierdza się czy mleko ma podwyższoną liczbę komórek somatycznych a jeśli tak, to w środowisku silnie zasadowym ulega ścięciu wywołanemu przez jądra leukocytów, białko leukocytów i fibrynogen. Następna metoda jest to oznaczenie zawartości chlorków – czyli miareczkowanie odbiałczonej próbki mleka roztworem azotanu srebra wobec chromianu potasowego jako wskaźnika. Wreszcie metoda pomiaru oporności, polega na pomiarze oporu elektrycznego w mleku. Wiadomo bowiem, że zmianom zapalnym towarzyszy wzrost ilości soli w mleku, co powoduje zmianę jego oporności. Zasadę tę uważa się jako najpewniejszy test.


Wysoka temperatura – stres cieplny

Do niezwykle ważnych czynników mających decydujące znaczenie w zapewnieniu i utrzymaniu dobrostanu zwierząt należy mikroklimat w oborze. Pod tym pojęciem rozumie się zespół warunków klimatycznych, występujących lub wytwarzanych na określonej niewielkiej przestrzeni lub w pomieszczeniu. Zależy przede wszystkim od: budynku (wielkość, typ), obsady zwierząt i warunków zewnętrznych. W związku z faktem, iż człowiek nie ma wpływu na czynniki zewnętrzne pogodowe i klimatyczne, natomiast ma znaczny wpływ na kształtowanie wybranych czynników mikroklimatycznych pod względem budynku inwentarskiego poprzez m.in. odpowiedni typ obory, wielkość, ustawienie budynku względem stron świata oraz odpowiednią obsadę i rozmieszczenie grup technologicznych wewnątrz niego.

Trzeba wyraźnie zaznaczyć, iż krowy mleczne bardzo dobrze znoszą różne warunki mikroklimatyczne. A zwłaszcza jeśli mamy do czynienia z chowem wolnostanowiskowym. Zasługą bezpośrednią jest tu przede wszystkim fakt, iż krowy posiadają bardzo korzystny system termoregulacji ciała. Zwierzęta te potrafią znosić temepratury w przedziale -10bC do +25°C bez większego uszczerbku na zdrowiu. Jednak niezwykle ważnym faktem jest to, aby zapewnić krowom zaciszne, zadaszone miejsce bez przeciągów i zabezpieczające je oraz ściółkę przez zawilgoceniem w przypadku deszczu lub śniegu. Wiadomo także, że bydło o wiele korzystniej znosi temperatury niższe od przeciętnych i zalecanych, niż te wyższe. W okresie panowania temperatur poniżej -10°C ma miejsce zwiększony pobór paszy – co jest uzasadnione koniecznością zwiększania produkcji energii na ogrzanie organizmu oraz – co jest tak samo zrozumiałe – rozrost okrywy włosowej stanowiącej naturalną warstwę izolacyjną. Tu warto dodać, że osobniki dorosłe dobrze znoszą temperatury poniżej zera, pod warunkiem jednak, że powietrze jest suche, a w oborze nie występują przeciągi. Natomiast w sytuacji gdy temperatura przekracza poziom +25°C, następuje sytuacja zgoła odwrotna – zmniejszenie poboru paszy, w związku z tym zmniejsza się wydajność mleczna oraz co jest również w pełni zrozumiałe obserwuje się wolniejszy przyrost masy zwierząt. Mniejsza wydajność mleczna wynika przede wszystkim z faktu zaburzeń fizjologicznych krów podczas produkcji mleka, której przyczyną jest właśnie zbyt wysoka temperatura otoczenia. Najgorsza sytuacja występuje wówczas, gdy przy wysokiej temperaturze otoczenia – również jest wysoka wilgotność powietrza (>80%) w połączeniu z małą wymianą powietrza. Wysoko wydajne zwięrzęta mają problemy z oddaniem nadmiaru energii cieplnej do otoczenia. Taką sytuację fachowo określa się pojęciem stresu cieplnego.
Objawami fizycznymi stresu cieplnego jest przede wszystkim ospałość krów i zmniejszenie aktywności ruchowej. Zwierzęta wyraźnie poszukują cienia i świeżego powietrza. Pierwszymi podstawowymi objawami stresu cieplnego jest charakterystyczne dyszenie zwierząt (ponad 60 oddechów na minutę) oraz ślinienie się. Przy wilgotności ponad 80% parowanie z powierzchni ciała zwierzęcia jest niemożliwe, a koniecznym jest zapewnienie większej ilości ściółki. Także w sytuacji poniżej 50% zwierzęta odczuwają dokuczliwy dyskomfort. W tej sytuacji pomocną okazuje się ściółkowy system utrzymania zwierząt. Większa ilość suchej ściółki – odgrywa rolę wchłaniania potu zwierząt i wilgoci z otoczenia.
Literatura podaje, że u krów narażonych na stres cieplny obniżeniu ulega poziom progesteronu i estradiolu we krwi, w efekcie czas trwania rui skraca się nawet poniżej 8 godzin. Należy także zaznaczyć, że wysokie temperatury wpływają również bardzo negatywnie na rozród. Stres cieplny w znaczący sposób zmniejsza przepływ krwi w macicy, skraca okres rui, pogarsza jakość komórek jajowych oraz zaburza prawidłowy rozwój zarodków.


Jak zapobiegać takiej sytuacji?

Podstawowymi sposobami zapobiegania stresowi cieplnemu jest zwiększona wentylacja (poprzez zwiększenie wydajności wentylatorów lub większe otwory wlotowe) oraz większa prędkość powietrza. Tabela 1 przedstawia wartości wymaganych ilości powietrza koniecznych do wymiany w określonych porach roku i w zależności od wieku zwierząt. Trzeba wiedzieć, że większość współcześnie utrzymywanych krów mlecznych cechuje się wysoką wydajnością mleczną, a co się z tym wiąże, intensywniejszą przemianą materii. To z kolei pociąga za sobą skutki w postaci produkowanych i emitowanych z organizmu znacznych ilości pary wodnej i ciepła. Uwzględniając obsadę zwierząt w oborze, wysoką temperaturę na zewnątrz budynku, należy uświadomić sobie, jak ogromne ilości powietrza należy wymienić w ciągu 1h przypadającą na 1 SD. Ponadto na uwagę zasługuje konieczność skorygowania izolacji budynku chroniącej przed słońcem oraz zmniejszenie obsady zwierząt lub też skrócenie czasu przebywania na obszarze zagęszczonym.
Kolejnym ważnym czynnikiem kształtującym mikroklimat wewnątrz budynku jest ruch i prędkość powietrza. Szczególnie w ciepłej porze roku zwiększenie prędkości powietrza korzystnie działa z uwagi na wzmożone chłodzenie powierzchni ciała zwierząt. Jak podaje literatura przyrost prędkości powietrza o 1 m/sek odpowiada spadkowi temperatury o 1,5-2°C w przypadku zwierząt o długiej okrywie włosowej (30 mm) i 3-4°C dla zwierząt z okrywą krótką.
Dlatego też szczególnie ważne w tym okresie, w celu poprawy dobrostanu, jest zastosowanie wentylatorów, zraszaczy, zacienionych wybiegów, a przede wszystkim zapewnienie krowom swobodnego dostępu do wody dobrej jakości. Jest to czynnik niezwykle ważny. Bezwarunkowo należy zapewnić duże ilości świeżej wody pitnej (także w okresie wypasania!). Skuteczną metodą na poprawienie mikroklimatu wewnątrz budynku inwentarskiego jest rozpylanie bezpośrednio nad zwierzętami wody poprzez specjalne zainstalowanie zraszaczy. Rozpylana woda zwiększa względną wilgotność powietrza, która obniża się wraz ze wzrostem temperatury. Poza tym dodatkowo chłodzi zwierzęta. Zraszacze – będące zazwyczaj typu niskociśnieniowego – można zainstalować w poczekalni przy wejściu do dojarni lub przy wyjściu z niej, albo też przy drzwiach i bramach, którymi zwierzęta wchodzą lub wychodzą z budynku. Jednak trzeba pamiętać o umiarkowanym sterowaniu poziomem wilgotności wewnątrz budynku. Bowiem zbyt wysoka wilgotność w budynku niekorzystnie wpływa na trwałość wyposażenia oraz samego budynku i jego poszczególnych elementów konstrukcyjnych, jednocześnie skracając jego trwałość i zwiększając koszty utrzymania.
W przypadku chowu wolnostanowiskowego krowy mogą swobodnie w dowolnej chwili wyjść na okólnik i korzystać z warunków pogodowych. Krótkotrwałe działanie deszczu i słońca jest zabiegiem niezwykle korzystnym. Pozwala on obmyć skórę i sierść, usuwając jednocześnie zabrudzenia i mikroorganizmy.
Jednym z pomysłów na eliminację stresu cieplnego u krów jest użytkowanie mieszańców. Krzyżowanie ras bydła niewrażliwego na wysoką temperaturę z rasami krów wrażliwych (zarówno ras bydła mlecznego jaki mięsnego) jednak nie przyniosło oczekiwanych rezultatów. Przyczyn tych niepowodzeń dopatruje się w nie do końca określonej charakterystyce genetycznej ras bydła przeznaczonych i używanych przy krzyżowaniu. Mimo to zdaniem badaczy można będzie już w niedalekiej przyszłości modyfikować tak rasy bydła, aby uzyskać krzyżówki odporne na stres cieplny. Jednak głównym czynnikiem decydującym o sukcesie tego przedsięwzięcia z pewnością będzie daleko poznana technika krzyżowania oraz przede wszystkim identyfikacja genów zwierząt, odpowiedzialnych za wrażliwość na stres cieplny. Dowodem jest gen slick wykryty niedawno u rasy Sanepol zwiększający zdolności termoregulacyjne oraz warunkujące długość włosów u tej rasy bydła.
Warto też wiedzieć, że wysokie temperatury mogą powodować wzrost zawartości komórek somatycznych w mleku, która jest nieco wyższa niż w okresie zimowym. W większości stad dochodzi do wzrostu komórek somatycznych w mleku zbiorczym nawet o 100 tys./ml i więcej. Ze wzrostem komórek somatycznych należy się również liczyć w związku z występowaniem wszelkich stanów zapalnych w organizmie, np. racic, narządów rodnych. Krowy ze zwiększoną zawartością komórek somatycznych produkują mniej mleka, gorszej jakości.
W nieodpowiedniej temperaturze powietrza, zwierzęta będą w warunkach stresu, co może zmniejszyć, a przy ekstremalnym zimnie lub gorącu zatrzymać produkcję. Jak wiemy krowy są zwierzętami stałocieplnymi. W niekorzystnych warunkach mogą więc tracić zbyt dużo ciepła, bądź też, pomimo mechanizmu termoregulacyjnego, mieć problemy z jego oddawaniem. Przy przekroczeniu możliwości termoregulacyjnych może dojść do przegrzania organizmu, porażenia ośrodka termoregulacji, udaru cieplnego i śmierci termicznej. Hodowca, dążąc do ekonomiki produkcji, powinien stwarzać takie warunki termiczne, aby jak najmniejsza część energii wytwarzanej z paszy zamieniała się w bezużytecznie oddawane ciepło. W temperaturze ok. 30°C krowa wydala z potem ok. 30 dm3 wody.


Zakończenie

Wiadomo powszechnie, że około 30-50% bydła mlecznego w Polsce posiada wymię zakażone mastitis, ale tylko u 2-5% takich krów notuje się postacie kliniczne, a u pozostałych – zakażenia przebiegać mogą bezobjawowo, jako tzw. postacie podkliniczne. Finansowe szkody spowodowane tym schorzeniem są większe niż powodowane przez wszystkie inne choroby razem wzięte. Mówi się, że corocznie polscy producenci mleka tracą ponad 5 mln złotych. Chore krowy produkują o 20% mleka mniej. Warto więc zadbać o to, aby zminimalizować u krów możliwość wystąpienia stresu cieplnego.

Literatura dostępna u autora