Gronkowce koagulazoujemne jako czynnik etiologiczny zapalenia wymienia u krów

Zapalenie gruczołu mlekowego jest chorobą wieloczynnikową, której postać oraz nasilenie objawów towarzyszących zależne są w dużej mierze od chorobotwórczości patogenu, ale także od predyspozycji organizmu krowy oraz działania czynników środowiskowych. Największy odsetek drobnoustrojów wyizolowanych z mleka krów chorych na mastitis stanowią bakterie, wśród których dominującą rolę odgrywają drobnoustroje z rodzaju Staphylococcus sp. Przez wiele lat o chorobotwórczości gronkowców decydowała zaledwie jedna cecha, tj. zdolność wytwarzania koagulazy (coagulase-positive staphylococci, CPS – chorobotwórcze oraz coagulase-negative staphylococci, CNS – niechorobotwórcze). Do chwili obecnej Staphylococcus aureus jest jednym z najbardziej zakaźnych czynników etiologicznych zapalenia wymienia i powoduje poważne straty w stadzie krów mlecznych. Należy jednak podkreślić, że wprowadzenie 5-punktowego planu w zarządzaniu stadem pozwoliło wyeliminować znaczący odsetek drobnoustrojów zakaźnych, w tym gronkowca złocistego. W obecnej chwili największy problem w hodowli krów mlecznych stanowią drobnoustroje środowiskowe.

Z badań własnych oraz danych literaturowych wynika, że dominującymi czynnikami etiologicznymi izolowanymi z mleka krów chorych na mastitis stały się szeroko rozpowszechnione w środowisku naturalnym gronkowce koagulazoujemne (CNS), zaliczane obecnie do grupy non-aureus staphylococci (NAS). Rola tych drobnoustrojów w wywoływaniu zakażeń i zapaleń wymion nie tylko krów, ale także owiec i kóz, w ciągu ostatnich lat wyraźnie wzrosła.

Czynnik etiologiczny

Bakterie z rodzaju Staphylococcus sp. charakteryzowane są jako Gram-dodatnie ziarniaki, które nie wykazują ruchu i nie tworzą endospor. Rosną w warunkach tlenowych w środowisku obojętnym lub lekko zasadowym. Na podłożu agarowym z dodatkiem krwi baraniej po 24 godzinach inkubacji w temperaturze 37°C tworzą białe, biało-kremowe lub zabarwione na żółto, jednorodne, okrągłe kolonie o regularnym brzegu i gładkiej powierzchni (ryc. 1). Większość gatunków gronkowców dobrze toleruje obecność w środowisku wzrostu do 15-proc. NaCl oraz 40-proc. żółci (ryc. 2). W preparatach z hodowli tworzą skupiska w kształcie winnych gron. Większość gatunków z rodzaju Staphylococcus sp. to saprofity wchodzące w skład fizjologicznej flory skóry i błon śluzowych ludzi oraz zwierząt. Badania przeprowadzone u ludzi wskazują, że kolonizacja tych drobnoustrojów u noworodków następuje w ciągu 2 godzin od porodu. Proces ten jest korzystny, ponieważ obecność Staphylococcus epidermidis wraz z innymi saprofitycznymi bakteriami przyczynia się do utrzymania właściwego pH skóry.

Patogeneza zapalenia wymienia

Zakażenia bakteryjne, w tym gronkowcowe, rozpoczynają się na powierzchni skóry i błon śluzowych mających bezpośredni kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Pierwszą linię obrony przeciwbakteryjnej stanowią wydzielina na powierzchni błon śluzowych, zawierająca wiele czynników o działaniu bakteriobójczym (lizozym, enzymy proteolityczne, immunoglobuliny głównie IgA) oraz ruch rzęsek nabłonka. Również złuszczanie się nabłonka i przepływ mleka w trakcie udoju znacznie redukują liczbę bakterii znajdujących się na ścianie kanału strzykowego oraz w jego ujściu. W odpowiedzi na możliwość mechanicznego usunięcia gronkowce wykształciły zdolność adhezji do tkanek. Przyleganie tych patogenów do nabłonka jest możliwe dzięki powierzchownym adhezynom należącym do rodziny białek MSCRAMM (microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules), które wiążą się ze składnikami zewnątrzkomórkowej macierzy komórek organizmu gospodarza.

Inwazyjność CNS determinuje także ich zdolność do namnażania się na powierzchni, do której przylegają. W procesie tym powstaje kompleks złożony z komórek macierzystych gronkowca oraz przylegających do nich kolejnych warstw komórek potomnych zespolonych ze sobą za pomocą wydzielanych przez bakterie substancji śluzowych. Biofilm bakteryjny umożliwia przetrwanie CNS w gruczole mlekowym, w którym ma miejsce stały przepływ mleka, a jednocześnie stanowi barierę ochronną przed działaniem niekorzystnych dla nich czynników, takich jak: fagocytoza, opsonizacja przez przeciwciała czy też dostęp antybiotyków. Badania wskazują, że gronkowce zlokalizowane w obrębie agregatu komórkowego mogą być nawet 1000 razy bardziej odporne na stosowane preparaty terapeutyczne w porównaniu do wolnych komórek tych samych szczepów. Wynika to głównie z małej dostępności leku do bakterii, braku możliwości jego dyfuzji w obrębie kompleksu ściśle przylegających komórek, ale także ze zmniejszonej aktywności metabolicznej gronkowców.

Możliwość przetrwania CNS w obrębie biofilmu sprawia, że niejednokrotnie są to zakażenia przetrwałe. Utrzymujące się w wymieniu zakażenie gronkowcami koagulazoujemnymi przez okres całej laktacji wykazał zespół Taponena. Próby mleka do badania bakteriologicznego oraz oceny liczby komórek somatycznych pobierano od 82 krów systematycznie od momentu porodu co 4 tygodnie, aż do końca laktacji. Infekcje CNS wykryto w 19,2% z 328 ćwiartek wymienia poddanych badaniu. Ponadto znacznie więcej infekcji stwierdzono tuż po porodzie (25%) niż pod koniec laktacji (15,9%). Infekcje stale utrzymujące się stwierdzono w 29, zaś przemijające w 34 ćwiartkach wymienia. Większość z nich miało charakter podkliniczny, sporadycznie tylko występowały łagodne objawy ogólnoustrojowe.