Mastitis induced by staphylococcus aureus in dairy bubalines and bovines

Avaliações da imunidade inata, do quadro clínico, da composição e produção de leite foram realizadas em vacas e búfalas submetidas à infecção intramamária por Staphylococcus aureus (SBP 09/10). Foram utilizadas 20 fêmeas primíparas, com um a dois meses de lactação, sendo 12 da espécie bubalina (raça Murrah) e 08 da espécie bovina (Holandês x Zebu), ordenhadas uma vez ao dia e com bezerro ao pé. As fêmeas foram mantidas a pasto, com água ad libitum e suplementadas com sal mineral e concentrado comercial. Os animais estavam livres de alterações clínicas e infecções nas glândulas mamárias. O experimento foi realizado em duas etapas, pré (Dia 1 a D3) e pós-inoculação (D4 a D14 e 30º dia pós-inoculação). No D3 foi realizada a inoculação intramamária de aproximadamente 1,0 x 103 UFC de S. aureus na glândula anterior esquerda (AE) e de salina esterilizada 0,85% na glândula anterior direita (AD). Nos dois períodos foram coletadas as seguintes amostras e realizados os seguintes exames e avaliações: coleta de leite para cultura; testes de caneca telada e California Mastitis Test (CMT); ordenha das glândulas inoculadas e não inoculadas para pesagem do leite, verificação da contagem de células somáticas (CCS) e avaliação da composição (lactose, proteínas totais, gordura, extrato seco total – EST e extrato seco desengordurado – ESD); coleta de leite para mensuração da citocina interleucina-1beta (IL-1β); avaliação da resposta sistêmica à inflamação através da aferição da temperatura retal, verificação do apetite e alteração na produção de leite e avaliação da resposta localizada à inflamação, através da aparência/consistência da glândula, CCS e características da secreção láctea. O processo inflamatório foi induzido na glândula AE de todos os animais. Foi observada migração mais rápida de células de defesa para a glândula mamária das búfalas e contagem máxima de células somáticas (CS) semelhante (p>0,05) entre as duas espécies, porém em momentos distintos. Ao final do experimento, o leite da ordenha completa das búfalas apresentava níveis fisiológicos de CS, diferente do leite da ordenha completa das vacas. Foi detectada alteração (p<0,05) nos teores de lactose e ESD, que apresentaram correlação negativa (p<0,05) com a CCS. Todos os animais desenvolveram mastite clínica superaguda. A bactéria foi recuperada de todas as glândulas inoculadas com o patógeno, sem diferença significativa no percentual de isolamento e no Log10 de UFC/mL de leite bovino e bubalino até o 11º dia pós-inoculação (D14). Diferença (p<0,001) foi verificada no 30º dia pós-inoculação, com recuperação da bactéria em 50% das vacas e 8,3% das búfalas. Reação ao CMT foi observada nas 24h pós-inoculação, de forma mais intensa nas búfalas, com 75% e 37,5% das reações positivas com intensidade 3+, respectivamente, em búfalas e vacas (p<0,05). Onze dias pós-inoculação, 100% das vacas e 50% das búfalas encontravam-se reagentes a esse teste. A CCS avaliada por método eletrônico e o CMT apresentaram resultados semelhantes, sendo que as búfalas reagiram mais intensamente que as vacas logo após a inoculação e apresentaram diminuição evidente da contagem ao final do experimento. As contagens eletrônicas de CS e o CMT revelaram correlação com a cultura bacteriana (p<0,001). Algumas alterações visuais no leite e na aparência/consistência da glândula foram verificadas nas primeiras 24h. Estes dois parâmetros foram mais intensos e persistentes nas vacas, que adicionalmente apresentaram lesão ulcerativa na glândula desafiada (25%). Diminuição de produção e alteração no apetite foram evidenciados já nas primeiras 24h pós-inoculação. Houve uma redução média de produção de leite de 37,33% nas búfalas e 47,17% nas vacas. Ao final do experimento observou-se um número maior de vacas (62,5% contra 25% das búfalas) com queda superior a 61% da produção inicial de leite (p<0,05). A elevação da temperatura retal foi verificada nas duas espécies, sendo que 100% das vacas e 91,6% das búfalas alcançaram temperaturas superiores à 39,6ºC. Os parâmetros da resposta local à inflamação e da resposta sistêmica à inflamação, utilizados para avaliar a severidade da mastite foram classificados em escores. A média dos escores foi mais elevada na espécie bovina (p<0,05). Ao longo do período de observação, verificou-se uma capacidade superior das búfalas em alcançar o status sanitário adequado, chegando, ao final do experimento, com os parâmetros avaliados mais próximos dos fisiológicos. A inoculação intramamária de S. aureus provocou elevação nas concentrações de IL-1β nas espécies bovina e bubalina. A evolução da concentração da citocina foi diferente para as duas espécies (p<0,05). As búfalas apresentaram uma elevação mais rápida e as vacas alcançaram uma concentração 1,57 vezes maior. O pico da concentração nas búfalas, ocorreu nas primeira 48h, com 0,413 ng de IL-1β por mililitro de leite. As vacas apresentaram um aumento menos expressivo nas 24h pós-inoculação e alcançaram a concentração máxima nas 72h pós-inoculação (1,061 ng/mL). Na espécie bovina houve correlação (p<0,05) entre a concentração da IL-1β no leite, CCS, resposta localizada à inflamação e temperatura retal. As espécies bovina e bubalina alcançaram contagens máximas semelhantes (p>0,05) de CS/mL de leite, porém com concentrações médias diferentes (p<0,05) de IL-1β/mL de leite, 1,061 ng/mL e 0,120 ng/mL, respectivamente. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTEvaluations of innate immunity, clinical picture, milk composition and production were peformed in cows and buffaloes submitted to intramammary infection by Staphylococcus aureus (SBP 09/10). It was used 20 primiparous females between one to two months of lactation, being 12 bubalines (Murrah breed) and 08 bovines (Holstein x Zebu), milked once a day and with calf at foot. The females were kept on pasture with ad libitum water and supplemented with mineral salt and commercial concentrate. The animals were free of clinical alterations and infections in the mammary glands. The experiment was conducted in two stages, pre (Day 1 to D3) and post inoculation (D4 to D14 and day 30 post inoculation). On D3 it was carried out the intramammary inoculation of approximately 1,0 x 10³ UFC of S. aureus into the left anterior gland (AE) and sterile 0.85% saline solution into the right anterior gland (AD). In both periods the following samples were collected and the following tests and evaluations were performed: milk collection for culture; strip cup tests and California Mastitis Test (CMT); milking of the inoculated and non-inoculated glands for milk weighing, verification of somatic cell count (CCS) and composition assessment (lactose, total proteins, fat, total solids - EST and nonfat solids - ESD); milk collection to measure interleukin-1beta cytokine (IL-1β); evaluation of systemic response to inflammation by measurement of rectal temperature, verification of appetite and alteration in milk production, and assessment of localized response to inflammation by the gland appearance/consistency, CCS and features of the milk secretion. Inflammatory process was induced in AE gland of all animals. It was observed a faster migration of immune cells into the mammary gland of buffaloes and similar (p>0.05) maximum somatic cell count (CS) between the two species, but at different times. At the end of the experiment, buffalo complete milking showed physiological levels of CS, different from cow complete milking. Alteration was observed (p<0.05) in levels of lactose and ESD, which were negatively correlated (p<0.05) to CCS. All animals developed hyperacute clinical mastitis. The bacteria was recovered from all the glands inoculated with the pathogen, with no significant difference in the isolation percentage and UFC/mL Log10 of bovine and bubaline milk until day 11 post inoculation (D14). Difference (p<0.001) was observed at day 30 post inoculation, with recovery of the bacteria in 50% of cows and 8.3% of buffaloes. The CMT reaction was observed in 24h post inoculation more intensely in buffaloes with 75% and 37.5% of positive reactions with 3+ intensity, respectively, in buffaloes and cows (p<0.05). Eleven days post inoculation 100% of cows and 50% of buffaloes were reagents to this test. The CCS by electronic method presented a similar result to that detected by CMT, with buffaloes reacting more intensely post inoculation and evident decreased counting at the end of the experiment. The CCS by electronic method and CMT revealed correlation with the bacterial culture (p<0.001). Some visual alterations in milk and in appearance/consistency of the gland were observed in the first 24h. These two parameters were more intense and persistent in cows, which additionally showed ulcerative lesions in the challenged gland (25%). Decreased production and appetite alterations were seen just within the first 24h post inoculation. There was a milk production average reduction of 37.33% in buffaloes and 47.17% in cows. At the end of the experiment there was a greater number of cows (62.5% versus 25% of buffaloes) with a drop superior to 61% of the initial milk production (p<0.05). The increase in rectal temperature was observed in both species, with 100% of cows and 91.6% of buffaloes reaching temperatures higher than 39.6°C. The parameters of local response to inflammation and systemic response to inflammation, used to evaluate the severity of mastitis were classified by scores. The mean score was higher in the bovine species (p<0.05). Throughout the observation period, there was a higher capacity of buffaloes in reaching the appropriate sanitary status, getting parameters closer to physiological ones at the end of the experiment. The intramammary S. aureus inoculation caused an increase in IL-1β concentrations of bovines and bubalines. The evolution of the cytokine concentration was different between the two species (p<0.05). Buffaloes showed a faster rise and cows reached an 1.57 fold higher concentration. The buffaloes concentration peak occurred in 48h with 0.413 ng of IL-1β per milliliter of milk. The cows showed a less expressive increase in 24h post inoculation and reached a maximum concentration in 72h post inoculation (1.061 ng/mL). In bovine there was correlation (p<0.05) among the milk IL-1β concentration, CCS, localized response to inflammation and rectal temperature. The bovine and bubaline species reached similar maximum countings (p>0.05) of milk CS/mL, but with different mean concentrations (p