Search

A large number of dairy cows in Ukrainian farms suffer from subclinical mastitis, which leads to significant economic losses in agriculture. Conditioned upon the lack of clinical manifestations it is difficult to detect, in particular, explained by insufficient information about the microbial composition of milk. The ban on the use of antibiotics for productive animals is forcing new safe and effective remedies. The aim of the study was to determine the therapeutic effect of Bacillus megaterium NCH 55 in subclinical mastitis of Holstein cows. Research materials – milk of cows with subclinical mastitis, isolates of microorganisms and B. megaterium NCH 55. Methods used: California test for mastitis; microscopic test to count the total number of somatic cells by the method of Prescott and Britt; bacterial method for the study of microorganisms; polymerase chain reaction to determine Mycoplasma spp. in milk; spectrophotometry; method VI Brillis to determine the adhesive properties of Bacillus megaterium NCH 55; determination of antagonistic properties of B. megaterium by diffusion into agar wells; the method of flow cytometry using the device “SomaCount Flow Cytometer”; physiological. The experiment was conducted in dairy farms of the North-Eastern region of Ukraine: LLC agrofirm “Lan”, LLC agrofirm “Vorozhbalatinvest”, LLC agrofirm “Vladana” in the period February-August 2021. Isolates of S. aureus, S. agalactiae, E. coli enterohemorrhagic, E. coli, Candida, E. fecalis, S. epidermidis and Mycoplasma spp. were detected in milk samples from cows with subclinical mastitis. Microscopic studies have shown that Bacillus megaterium NCH 55 are white gram-positive rods that have low adhesive properties and form spores. The greatest antagonism of B. megaterium is shown in relation to bacterial isolates in concentration of 1×109, CFU/g. In 70% of cows that reached a productivity of more than 30 kg/day on the 30th day of research, milk parameters such as the number of somatic cells (CSC ≤400 thousand/cm3) and the number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms (kMAFANM) (≤100 thousand CFU/cm3) corresponded to the class “Extra”. The recovery time of animals with subclinical mastitis depended on the degree of damage to the breast and individual characteristics of the organism. Cows that did not reach a productivity of 30 kg/day continued treatment individually. The number of somatic cells in the milk of cows was ≤500 thousand/cm3 and kMAFAnM ≤200 thousand CF/cm3. Велика кількість дійних корів у господарствах України страждає на субклінічний мастит, що призводить до значних економічних втрат у сільському господарстві. Через відсутність клінічних проявів його складно виявляти, зокрема, і через недостатню інформацію про мікробний склад молока. Заборона на використання антибіотиків для продуктивних тварин примушує до пошуку нових безпечних ефективних засобів. Метою дослідження було визначення лікувального ефекту Bacillus megaterium NCH 55 за субклінічного маститу корів породи голштин. Матеріали дослідження – молоко корів за субклінічного маститу, ізоляти мікроорганізмів та В. megaterium NCH 55. Використані методи: каліфорнійській тест на мастит; мікроскопічний тест для підрахунку загальної кількості соматичних клітин методом Прескотта і Бритта; бактеріальний метод для дослідження мікроорганізмів; полімеразна ланцюгова реакція для визначення Mycoplasma spp. в молоці; спектрофотометрію; методом В.І. Бриліса для визначення адгезивних властивостей Bacillus megaterium NCH 55; визначення антагоністичних властивостей В. megaterium методом дифузії в агарові лунки; метод проточної цитометрії за допомогою приладу «SomaCount Flow Cytome-ter»; фізіологічний. Експеримент проводився у молочних господарствах Північно-східного регіону України: ТОВ агрофірма «Лан», ТОВ агрофірма «Ворожбалатінвест», ТОВ агрофірма «Владана» у період лютийсерпень 2021 року. У зразках молока корів хворих на субклінічну форму маститу були виявлені ізоляти: S. aureus, S. Agalactiae, E. coli ентерогеморагічна, E. coli, Candida, E. fecalis, S. Epidermidis та Mycoplasma spp. Мікроскопічними дослідженнями встановлено, що Bacillus megaterium NCH 55 являють собою білі грампозитивні палички, які мають низькі адгезивні властивості та утворюють спори. Найбільший антогонізм В. megaterium проявляє стосовно бактеріальних ізолятів у концентрації 1×109 , КУО/г. У 70 % корів, які на 30 добу досліджень досягли продуктивності понад 30 кг/добу показники молока такі як кількість соматичних клітин (КСК ≤400 тис./см3) та кількість мезофільнихаеробних і факультативно-анаеробних мікроорганізмів (кМАФАнМ) (≤100 тис.КУО/см3) відповідали класу «Екстра». Термін одужання тварин хворих на субклінічний мастит залежав від ступеня ураження молочної залози та індивідуальних особливостей організму. 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.

Проблеми із захворюванням на мастит дуже часто є результатом інфекцій, на які наражаються корови у сухостійний період. До 50% корів в стаді можуть мати субклінічні бактеріальні інфекції у вимені. Корови особливо вразливі до нових інфекцій, в наслідок яких розвивається мастит, упродовж перших двох тижнів сухостою, за два тижні до отелення та упродовж двох тижнів після отелення. За правильної обробки молочної залози тварин під час сухостійного періоду можна знизити внутрішньовим'яні інфекції на 20-60%. Основні методи зменшення кількості інфекцій сухостійного періоду є введення антибіотиків у вим'я, крім того введення у вим'я внутрішніх і покриття його зовнішніми штучними герметичними матеріалами для дійок. Для виявлення субклінічного маститу корів в кінці лактації перед запуском необхідно застосувати проби з мастидином, відстоювання або каліфорнійського молочного тесту De Laval. Хворих тварин треба лікувати, а потім проводити консервацію вимені. Консервація вимені при запуску є важливим елементом профілактики маститу. Причому одномоментний запуск є необхідною умовою підтримання низької кількості соматичних клітин у молоці., Problems with mastitis are often the result of infections that cows are exposed to during the dry season. Up to 50% of cows in the herd may have subclinical bacterial infections in the udder. Cows are particularly vulnerable to new infections that lead to mastitis during the first two weeks of dryness, two weeks before calving, and two weeks after calving. With proper treatment of the mammary gland of animals during the dry period, you can reduce intrauterine infections by 20-60%. The main methods of reducing the number of infections during the dry period is the introduction of antibiotics into the udder, in addition to the introduction into the udder of internal and covering it with external artificial sealed materials for teats. To detect subclinical mastitis in cows at the end of lactation before starting it is necessary to use tests with mastidine, settling or California milk test De Laval. Sick animals should be treated and then the udder preserved. Preservation of the udder at startup is an important element in the prevention of mastitis. Moreover, a one-time start is a necessary condition for maintaining a low number of somatic cells in milk.

Робота виконана на кафедрі мікробіології та імунології Навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка та в науково-дослідному департаменті ТОВ «Центр Ветеринарної Діагностики» Біотехнологічний процес харчової промисловості прагне забезпечити ринок якісними та цінними харчовими продуктами, що можуть бути отримані тільки з використанням молока високої якості. Заходи, що забезпечують належну якість молока: підтримка здоров’я молочної залози шляхом постійної профілактики хвороби вимені, визначення і виключення мікробіологічних та хімічних джерел забруднення. У дисертаційній роботі проаналізовано знання про механізми патогенезу та розвитку маститу. Виникнення нових штамів бактерій з мультирезистентністю до антибіотиків сприяє пошуку нових ефективних терапевтичних засобів для лікування. Отже, контроль збудників є обов’язковою умовою для профілактики та лікування маститу. Проведена оцінка розповсюдження бактеріальних ізолятів на фермах України дозволяє стверджувати, що поширення патогенних збудників зростає та потребує розв’язання актуальної проблеми. Запропоновано удосконалені біотехнологічні схеми діагностики контагіозного маститу у корів на фермах. Mastitis (inflammation of the mammary gland) in dairy cattle is a multifactorial disease, which still is a main cause of economic problems in the developed countries. The knowledge about the mechanisms of pathogenesis and development of mastitis is gradually expanding, and emergence of new multiresistant to antibiotics bacterial strains encourages the search for new effective therapeutic options for treatment. So, the control of the pathogens is a mandatory condition for the prevention and treatment of mastitis. Biotechnological process of the food industry craves to provide the market with quality and valuable food that can only be obtained by using high-quality milk.As for the milk quality, it is influenced by the following indicators: the number of somatic cells, the absence of pathogenic bacteria and inhibitors (residues of veterinary drugs, antibiotics, hormones, etc.), exogenous contamination. There are measures to ensure proper milk quality, such as: maintaining breast health by constantly preventing udder disease, identifying and eliminating microbiological and chemical sources of contamination. Many countries around the world are now paying close attention to the study of udder disease, its etiology and prevention. In this regard, the search for new measures to increase milk productivity and improve milk quality is relevant and has scientific and practical significance. The thesis is devoted to the identification of bacterial isolates taken from Ukrainian milk cows. The author analyzed the antibiotic sensitivity and antibiotic resistance of bacteria. For the first time in Ukraine, the use of lactate dehydrogenase for the initial detection of early subclinical infection has been proposed. The assessment of the spreading of bacterial isolates on farms in Ukraine suggests that the prevalence of pathogens is growing and this issue needs to be addressed. The study has shown that in case of subclinical infection of mammary gland 100 % of selected isolates are contagious mastitis pathogens. However, due to analyzed mastitis samples (clinical and subclinical forms) from different farms of Ukraine, it was found that 15 % of samples were positive for Staphylococcus aureus and 26 % of samples – for Streptococcus agalactiae, 59 % of samples contained non-contagious pathogens of mastitis. In addition, it is shown that most isolates of bacteria that cause mastitis are sensitive to amoxicillin + clavulanic acid and gentamicin – 93.5% of all samples. Contagious mastitis pathogens susceptible to Amoxicillin, Amoxicillin + Clavulanic acid, Gentamicin, Ampicillin, Lincomycin, Cloxacillin, Rifampicin, Bacitracin, Rifampicin, and Trimethoprim; resistant to Tylosin and Streptomycin. It is also illustrated that Streptococcusag agalactiae, Candida spp, Aspergilus spp have a 100 % effect compared to Escherichia coli 75 %, Staphylococcus aureus 70 % bactericidal effect after milking cows. The obtained data shows that for optimal results it is necessary to check the sensitivity of disinfectants before use. Having tested 20 samples of milk for the presence of genetic material Mycoplasma bovis was found in 10 of them which is a reason to talk about the spread of this disease in the country. The research findings illustrated that 2 out of 20 milk samples have low levels of the activity of the enzyme lactate dehydrogenase (LDH) and somatic cells of the level was 250,000 in 1 ml. and negative bacteriological test results, which may indicate the absence infection of mammary gland and physiological increase in the amount of SC in secretion. With increased activity of the LDH enzyme and the level of SC, which does not exceed 250,000 in 1 ml, in every single case either bacteria Streptococcus agalactiae or Staphylococcus aureus was isolated, indicating monoinfection. At the level of SC from 250,000 to 500,000 in 1 ml (4 out of 20 milk samples) both bacteria Streptococcus agalactiae and Staphylococcus aureus were isolated, which indicated a mixed infection. Using the flow cytometry, the following indicators were detected: Precipitate of SC necrotic cells in cows without mastitis are 24 % compared with 67 % in cows with mastitis. The number of apoptotic SC in cows without mastitis is 33 % compared with 12 % in cows with mastitis. As a result, we conclude that apoptosis is closely related to the function of neutrophils and macrophages and plays a key role in protecting against pathogens and the physiology of the inflammatory response. The novelty of the work is as follows for the first time, a scientific approach to monitoring udder health status of cows for subclinical inflammation has been improved. It is established that as a result of control of contagious pathogens on the farm the quality of cow's milk will improve. A determination of the enzyme lactate dehydrogenase as biomarkers of inflammation of the udder and reasonably complex combination of biological research methods for the determination of infectious agents in secret udder of cows. The genetic material of Mycoplasma bovis DNA was found on 10 farms of Ukraine from Mykolayiv, Poltava, Kharkiv, Kyiv regions, which gives grounds to draw a conclusion about the prevalence of the pathogen on the territory of Ukraine. it is possible to observe subclinical infection of the mammary gland of cows. Thus, as a result of a complex combination of biological research methods, a scientific approach to monitoring udder health status for the presence of subclinical inflammation on the farm is justified, which will help to qualitatively perform microbiological analysis of milk by dividing samples into groups. And in the group of animals. In order to identify contagious pathogens and provide an early diagnosis of subclinical mastitis, a scientific approach to diagnosis on farms in Ukraine has been proposed and developed.

The purpose of the research – is to analyze modern methods and means of mastitis diagnosis for timely treatment of cows.Research methods. Comparative experimental studies of methods and means of diagnosing cows for mastitis. During comparative studies of different methods of diagnosing cows for mastitis, the standard method was adopted as the basic method - mastidin test and settling test.Research results. For the first time, the accuracy of establishing the subclinical form of mastitis in cows using seven different diagnostic methods, namely bacterial contamination of milk - 95%, mastidine test and settling test - 90%, mastitis detector MAS-D-TEC - 90%, electronic device MMS 3000 - 85%, «Alpha test» - 80%, electronic mastitis detector, company «Draminsky» - 75%, the number of somatic cells, using the drug «Mastoprim» - 65%.Conclusions. According to the results of large-scale studies, for the first time the accuracy of establishing the subclinical form of mastitis in cows using seven different diagnostic methods was determined. The modern American-made mastitis detector MAS-D-TEC, which was only recently introduced to the Ukrainian market, provides a high level of accuracy in detecting mastitis in cows, in fact 90%. In accordance with the «Rules of machine milking of cows» in economic conditions, the diagnosis of the entire dairy herd of cows should be carried out at least once a month. An acceptable level of mastitis in cows in the herd as a whole is not more than 15%. At this level of mastitis in cows, there is no significant impact on the quality of milk produced on the farm. The results of the first studies indicate a significant advantage and viability of modern electronic means of diagnosing subclinical mastitis in cows in comparison with traditional liquid methods., Цель исследований - анализ современных способов и средств диагностики мастита для своевременного лечения коров.Методы исследований. Сравнительные экспериментальные исследования способов и средств диагностики коров на заболевание маститом. Во время сравнительных исследований различных способов диагностики коров на заболевание маститом в качестве базового был принят стандартный способ - мастидиновый тест и проба отстаивания.Результаты исследований. Впервые определена точность установления субклинической формы мастита у коров при использовании семи различных способов диагностики, а именно бактериальное обсеменение молока – 95 %, мастидиновий тест и проба отстаивания – 90 %, детектор мастита MAS-D-TEC – 90 %, электронное устройство MMS 3000 – 85 %, «Альфа тест» – 80 %, электронный детектор мастита, фирмы «Draminsky» – 75 %, количество соматических клеток, с использованием препарата «Мастоприм» – 65 %.Выводы. По результатам проведенных масштабных исследований впервые определена точность установления субклинической формы мастита у коров при использовании семи различных способов диагностики. Современный детектор мастита американского производства MAS-D-TEC, который только недавно был представлен на рынке Украины, обеспечивает высокий уровень точности установления мастита у коров, а собственно 90 %. Согласно «Правил машинного доения коров» в хозяйственных условиях диагностику всего дойного стада коров нужно проводить не реже одного раза в месяц. Приемлемым уровнем заболевания коров маститом в целом по стаду есть такой, что не превышает 15 %. При таком уровне мастита у коров, не наблюдается существенного влияния на качество производимого молока на ферме. Результаты впервые проведенных исследований свидетельствуют о существенном преимуществе и перспективности современных электронных средств диагностики субклинических маститов у коров по сравнению с традиционными жидкостными способами., Мета досліджень – аналіз сучасних способів та засобів діагностики маститу для своєчасного лікування корів.Методи досліджень. Порівняльні експериментальні дослідження способів та засобів діагностики корів на захворювання маститом. Під час порівняльних досліджень різних способів діагностики корів на захворювання маститом за базовий був прийнятий стандартний спосіб – мастидиновий тест та проба відстоювання.Результати досліджень. Вперше визначена точність установлення субклінічної форми маститу у корів під час використання семи різних способів діагностики, а саме бактеріальне обсіменіння молока – 95 %, мастидиновий тест та проба відстоювання – 90 %, детектор маститу MAS-D-TEC – 90 %, електронний пристрій MMS 3000 – 85 %, «Альфа тест» – 80 %, електронний детектор маститу, фірми «Draminsky» – 75 %, кількість соматичних клітин, з використанням препарату «Мастоприм» – 65 %. Висновки. За результатами проведених масштабних досліджень вперше визначена точність установлення субклінічної форми маститу у корів під час використання семи різних способів діагностики. Сучасний детектор маститу американського виробництва MAS-D-TEC, який лише нещодавно був представлений на ринку України, забезпечує високий рівень точності установлення маститу у корів, а саме 90 %. Відповідно до «Правил машинного доїння корів» в господарських умовах діагностику всього дійного стада корів потрібно проводити щонайменше один раз на місяць. Прийнятним рівнем захворювання корів на мастит загалом по стаду є такий, що не перевищує 15 %. За такого рівня маститу у корів, не спостерігається істотного впливу на якість виробленого молока на фермі. Результати вперше проведених досліджень свідчать про суттєву перевагу і перспективність сучасних електронних засобів діагностики субклінічних маститів у корів порівняно з традиційними рідинними способами.

У статті розглядаються дані щодо кількісного та видового складу соматичних клітин у молоці корів чорно-рябої породи. У основний період лактації кількість соматичних клітин у молоці становить до 100 тис. / см3. У випадках субклінічного маститу кількість соматичних клітин у секреті вимені збільшується до 30-35 мл / см3. Однак слід зазначити, що у разі субклінічного маститу їх кількість збільшується у тисячі разів. Таким чином, вивчаючи видовий склад соматичних клітин та морфологічну будову базофілів у молоці корів із субклінічним маститом, ми не виявили жодної залежності між їх кількістю, морфологічною структурою та періодом захворювання. Результати нашого дослідження показують, що патогенні стафілококи (Staphylococcus aureus) були причиною субклінічного маститу в 67-73% випадків. Streptococcus agalactiae викликав захворювання приблизно в 20% усіх випадків. Результати дослідження бактеріального забруднення шкіри вимені показали, що незалежно від віку тварини збудники субклінічного маститу завжди присутні на шкірі вимені. Основним носієм збудників субклінічного маститу від хворої тварини до здорової є гума доїльних чашок. В статье представлены данные о количественном и специфическом составе соматических клеток в молоке коров черно-пятнистой породы. В основной период лактации количество соматических клеток в молоке до 100 тыс / см3. При субклиническом мастите количество соматических клеток в секрете вымени увеличивается до 30-35 мл / см3. Однако следует отметить, что при субклиническом мастите их количество увеличивается в тысячи раз. Таким образом, изучая видовой состав соматических клеток и морфологическую структуру базофилов в молоке коров с субклиническим маститом, мы не обнаружили взаимосвязи между их количеством, морфологической структурой и периодом заболевания. Результаты нашего исследования показывают, что патогенные стафилококки (Staphylococcus aureus) были причиной субклинического мастита в 67-73% случаев. Streptococcus agalactiae вызывали заболевание примерно в 20% всех случаев. Результаты исследования бактериального заражения кожи вымени показали, что вне зависимости от возраста животных возбудители субклинического мастита всегда присутствуют на коже вымени. Основным переносчиком возбудителей субклинического мастита от больного животного к здоровому является резинка доильных стаканов. The article deals with the data on the quantitative and spe¬cies composition of somatic cells in milk of cows of Black spotted breed. In the main period of lactation, the number of somatic cells in milk is up to 100 ths/cm3. In cases of sub¬clinical mastitis, the somatic cell count in the udder secretion increases to 30-35 mL/cm3. However, it should be noted that in the case of subclinical mastitis their number increases in thousands times. Thus, studying the species composition of somatic cells and morphological structure of basophils in milk of cows with subclinical mastitis, we did not find any relationship between their number, morphological structure and period of disease. Results of our study show that patho¬genic staphylococci (Staphylococcus aureus) were the cause of subclinical mastitis in 67-73% of cases. Streptococcus agalactiae caused the disease in about 20% of all cases. The results of the study of bacterial contamination of the udder skin showed that regardless of the animal age, pathogens of subclinical mastitis are always present on the udder skin. The main carrier of the subclinical mastitis pathogens from the sick animal to the healthy one is the rubber of milking cups.

Виконано порівняльний аналіз частот зустрічальності еритроцитів з мікроядрами (ЕМЯ), лейкоцитів з мікроядрами (ЛМЯ), двоядерних лейкоцитів, апоптозних клітин та клітин, що діляться в мазках периферичної крові лабораторних мишей ліній ВАІВ/с, С57ВL/6 та двох груп великої рогатої худоби червоної польської породи із різних господарств Тернопільської області. Виявлена відсутність виражених відмінностей за частотами зустрічальності вивчених цитогенетичних аномалій в клітинах периферичної крові у двох видів ссавців, що на ряд відрізняються за тривалістю життя., Выполнен сравнительный анализ частот встречаемости эритроцитов с микроядрами (ЭМЯ), лейкоцитов с микроядрами (ЛМЯ), двуядерных лейкоцитов, апоптозных и делящихся клеток в мазках периферической крови лабораторных мышей линий BALB/c, C57BL/6 и двух групп крупного рогатого скота красной польской породы из разных хозяйств Тернопольской области. Выявлено отсутствие выраженных отличий по частотам встречаемости изученых цитогенетических аномалий в клетках периферической крови у двух видов млекопитающих, на порядок отличающихся по продолжительности жизни., The paper presents the comparative analysis of occurence of erythrocytes with the micronuclei (EMN), leukocytes with the micronuclei (LMN), two-nuclear leukocytes, apoptotic and dividing cells in smears ofperipheral blood of BALB/c and C57BL/6 lines of laboratory mice and two groups of Red Polish cattle from different farms of Ternopol’s region. The absence of marked differences in occurence of examined cytogenetic anomalies in peripheral blood cells of two mammal species which considerably differ as to their life duration was found.