HABILITATIONSSCHRIFT

 


Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – University of Veterinary Medicine Hannover – Foundation / Library

 

Volker Krömker

 

Zur Bedeutung des Zitzenkanals in der Ätiologie und Prophylaxe der Mastitis beim Rind

Relevance of the teat canal regarding aetiology and prophylaxis of bovine mastitis

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-h2649

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Habilitationsschrift, 2010

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/h_kroemker14.pdf

Zusammenfassung

In der vorliegenden Habilitationsschrift werden verschiedene Untersuchungen zur Bedeutung des Zitzenkanals in der Mastitisätiologie und der Mastitisprophylaxe vorgelegt. In einem einleitenden Review wurde die Bedeutung des Zitzenkanals der Milchdrüse des Rindes als wesentliche Infektionspforte für Mastitiden dargestellt. Zu den verschiedenen Aspekten der Rolle des Zitzenkanals in der Mastitisätiologie und –prophylaxe wurden verschiedene ätiologische, diagnostische, prophylaktische und therapeutische Untersuchungen durchgeführt und in weiteren sechs Publikationen dargestellt. Nach Entwicklung einer Methode zur qualitativen und quantitativen Bestimmung der bakteriellen Zitzenkanalflora wurde im Rahmen einer bundesweiten Prävalenzstudie die Besiedlungsdichte von 1358 Zitzenkanälen klinisch eutergesunder Milchdrüsenviertel mit pathogenen Mikroorganismen (S. aureus, Sc. uberis, Enterokokken und coliforme Mikroorganismen) bestimmt. Die Daten zeigen, dass eine Kolonisation des Zitzenkanals in 84,5 % aller Fälle vorkommt, Besiedlungsdichten des Zitzenkanals von mehr als 6 x 106 KbE erreicht werden und dass die Besiedlungsdichten des Zitzenkanals mit denen der Zitzenhaut korrelieren. Die erheblichen Unterschiede in den Besiedlungsdichten weisen auf Möglichkeiten der Beeinflussung im Rahmen des Managements hin. Weiterhin zeigen sich insbesondere zwischen den Häufigkeiten verschiedener  umweltassoziierter Mikroorganismen im Zitzenkanal Korrelationen, woraus abgeleitet werden kann, dass die Mechanismen, die zur Kolonisation des Zitzenkanals führen, für unterschiedliche umweltassoziierte Mikroorganismenarten ähnlich sind.

In Studie 3 wurde die Bedeutung des Zitzenkanalverschlusses durch einen Keratinpfropf vor der ersten Abkalbung für die Eutergesundheitsentwicklung von Färsen im Rahmen einer Longitudinalstudie untersucht. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass bereits Wochen vor der Abkalbung offene Zitzenkanäle auftreten und dies einen wesentlichen Risikofaktor für die Entstehung von Mastitiden darstellt.

Die Bedeutung des physikalischen Verschlusses des Zitzenkanals für die Entstehung von Neuinfektionen bei Kühen in der Trockenperiode wurde in Studie 4 in zwei Feldversuchen zum Einsatz des internen Zitzenversieglers OrbeSeal® (Pfizer Tiergesundheit) untersucht. Dabei wurde der Effekt des Teat sealers auch im Split-udder-Design an vollständig eutergesunden Tieren  ermittelt. Es wurde eine um 2/3 verringerte Neuinfektionsrate in der Trockenperiode der mit OrbeSeal® geschützten Viertel im Vergleich zu den unbehandelten Nachbarvierteln festgestellt. Somit konnte gezeigt werden, dass die Applikation von OrbeSeal® zum Trockenstellen die Neuinfektionsrate von Milchdrüsenvierteln in der Trockenperiode signifikant senken kann, ohne eine vollständige Verhinderung von Neuinfektionen zu erreichen.

In einer weiteren Querschnittsstudie (5) wurde der Frage nachgegangen, welche tier- und insbesondere viertelindividuellen morphologischen Merkmale und Haltungsbedingungen indirekt auf den Zitzenkanal und damit auf die Mastitisprävalenz am Auktionstag erstlaktierender Milchkühe Einfluss nehmen. So konnte ermittelt werden, dass juveniles Besaugen, Zitzen mit einer Länge unter 35 mm und Zitzen mit einem Durchmesser < 18 mm sowie Euterödeme am Tag der Auktion mit intramammären Infektionen assoziiert waren. All diese Variablen stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit der Öffnung des Zitzenkanals, da juveniles Besaugen den Keratinpropf entfernt, kurze Zitzen kurze Zitzenkanäle mit kurzen Infektionswegen aufweisen und Euterödeme zur Aufdehnung des Zitzenkanals führen können.

In Studie 6 wurde der Einfluss von Hyperkeratosen der Zitzenspitzen auf die mikrobielle Besiedlung des Zitzenkanals untersucht. Mithilfe des Split-udder-Designs konnte festgestellt werden, dass im Gegensatz zu den bisherigen Annahmen umweltassoziierte Mikroorganismen im Zitzenkanal mit dem Hyperkeratosegrad assoziiert sind. Somit ist ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Mikroorganismendichte insbesondere von Mastitiserregern im Zitzenkanal beschrieben.

Die letzte Studie im Cross-over Design (7) diente zur Untersuchung des Einflusses einer alkalisierenden Einstreu auf die Besiedlung der Zitzenhaut und der Zitzenkanäle mit Staphylokokken, Sc. uberis, E. coli und anderen coliformen Mikroorganismen.

Dabei wurde eine Assoziation zwischen dem Einstreumaterial und der Besiedlung der Zitzenkanäle mit coliformen Mikroorganismen gefunden. Die Anzahl von S. aureus war nicht mit dem verwendeten Einstreumaterial assoziiert. Insgesamt zeigte die Arbeit, dass durch eine alkalisierte Einstreu auf der Basis von Sägespänen die Anzahl von Umwelterregern auf der Zitzenhaut und im Zitzenkanal signifikant reduziert werden kann.

 

Summary

The present professorial dissertation contains various surveys regarding the significance of the teat canal for the mastitis aetiology and mastitis prevention. An introductory review (study no. 1) stresses the importance of the teat canal of the bovine udder as main gate of entrance for mastitis pathogens. In order to add to the knowledge of the relevance of the teat canal, several aetiological, diagnostic, prophylactic and therapeutic trials were conducted and published in another six papers. After developing a method to assess the bacterial flora of the teat canal in quality and quantity, the density of colonization by pathogenic micro organisms (i.e. S. aureus, Sc. uberis, enterococci, coliforms) in n = 1,358 quarters (clinically free of mastitis) was determined in a nation-wide prevalence study (study no. 2). The results showed that teat canals become colonized in 84.5 % of cases, that densities of more than 6 x 106 cfu may occur and that colonization densities of the teat canal correlate with those of the teat skin. Marked differences between densities suggest the possibility to take influence via management practices. Besides, colonization densities inside the teat canal correlate more frequently among environmental micro organisms. Thus it is hypothesized that the mechanisms that lead to a colonization of the teat canal are similar for environmental pathogens, even though these me be different. Designed as a longitudinal study, contribution no. 3 studied the significance of the teat sealing with a keratin-based plug before 1st calving with regard to the development of the udder health of primiparous cows. This is the first report on the fact that teat canals open weeks before calving; this is considered a major risk for the development of mastitis. Study no. 4 contains two file trials that focus on the physical closure of the teat canal and the new infection rate by evaluating the application of an internal teat sealant OrbeSeal® (Pfizer). This included a split-udder design with completely udder-healthy animals. New infection rate during dry period in quarters treated with the teat sealant was reduced to one third of that of untreated (neighbouring) quarters. Therefore it could be demonstrated that applying OrbeSeal® may lead to a significant reduction of the new infection rate during dry period, although mastitis could not be avoided completely. Another cross-sectional study (no. 5) attended the question which animal-related and, especially, quarter-related morphological characteristics and housing conditions could influence the teat canal indirectly, and, with that, the prevalence of mastitis in primiparous dairy cows on the day auf auction. Results demonstrated that juvenile inter-sucking, teats shorter than 35 mm and thinner than a diameter of 18 mm were associated with mastitis just like the presence of udder oedema was. All these variables were connected with the opening of the teat canal, as juvenile inert-sucking eliminates the keratin plug, short teats resp. teat canals reduce the way the pathogens have to take and oedemas may lead to openings of the teat canal. Study no. 6 refers to the influence of teat tip hyperkeratosis on the microbial colonization of the teat canal. Using a split-udder design it was seen that, contrary to what had been known before, the occurrence of environmental pathogens inside the teat canal is associated with the degree of hyperkeratinisation. With that, a fundamental factor of influence on the density of microbes (particularly that of pathogens) inside the teat canal was identified. The last study (no. 7), a cross-over design, was performed to evaluate the influence of alkalinized bedding material on the teat skin and teat canal colonization by staphylococci, Sc. uberis, E. coli and other coliforms. While the bedding material used in this survey was associated with the colonization by coliform pathogens, this association was not given in the case of S. aureus.  The paper revealed that the type and amount of environmental pathogens may be reduced significantly on teat skin and teat canal by using alkalinized bedding based on wood shavings.

 

keywords

Zitzenkanal, Mastitis, Rind, Teat canal, mastitis, cattle

kb

631