Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Johanna Beate Lücking

Die Bedeutung der Trockenperiode für die Eutergesundheit und Maßnahmen zur Verringerung der Neuinfektionsrate der Milchdrüse von Kühen und Färsen

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110711

title (eng.)

The importance of the dry period for udder health, and measures for reduction of the new infection rate of the mammary gland of cows and heifers

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/lueckingj_ws17.pdf

abstract (deutsch)

Störungen der Eutergesundheit spielen eine fundamentale Rolle in der Milchviehwirtschaft. Sie beeinflussen die Tiergesundheit, verkürzen die Nutzungsdauer des Milchrindes, wirken sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit eines Milchviehbetriebes aus und erhöhen den Arzneimittelverbrauch in der Nutztierhaltung.

Nicht nur in der Laktation werden die Weichen für eine solide Eutergesundheit gestellt, sondern auch in der Zeit vor der ersten Abkalbung sowie während des Trockenstehens. Diese beiden Phasen zeichnen sich durch eine hohe Anfälligkeit für Neuinfektionen der Milchdrüse aus. Die Trockenperiode bietet auf der einen Seite zwar eine bedeutsame Chance zur Elimination bestehender Euterinfektionen, auf der anderen Seite ist aber das Risiko für eine Neuinfektion zu Beginn und zum Ende der Trockenperiode besonders groß. Diese Neuinfektionen bleiben in der Regel während des Trockenstehens symptomlos, sind aber verantwortlich für einen großen Teil der klinischen Mastitisfälle in den ersten Wochen der Laktation. Ebenso sind viele Euterviertel von Erstkalbenden bereits mit Mastitiserregern infiziert. Dies wirkt sich negativ auf die Entwicklung der Milchdrüse, die Milchproduktion, die Eutergesundheit sowie das Merzungsrisiko aus.

Sowohl zur Therapie als auch zur Prophylaxe von Mastitiden werden antibiotische Präparate eingesetzt. Sie machen einen beträchtlichen Teil der insgesamt beim Rind eingesetzten Antibiotikamenge aus. Im Zuge des wachsenden öffentlichen Interesses an einer Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes in der Nutztierhaltung und aufgrund zu erwartender stärkerer Einschränkungen desselben durch das Arzneimittelgesetz war es das Ziel dieser Arbeit, die Wirksamkeit hemmstofffreier Prophylaxemaßnahmen zur Vermeidung von Neuinfektionen der bovinen Milchdrüse zu evaluieren.

Zunächst wurde in einem Literaturreview das große Potential der Trockenperiode zur Verbesserung der Eutergesundheit und zur Verringerung des Antibiotikaeinsatzes herausgestellt. Es wurden Studien verglichen zur Inzidenz von Neuinfektionen in der Trockenperiode, zu ihrer Bedeutung für die Eutergesundheit in der Laktation, ihrer Ätiologie, Pathogenese und Prophylaxe. An erster Stelle sollte immer die Optimierung der Haltungsbedingungen, des Managements und der Fütterung stehen. Ergänzend können antibiotische Trockenstellpräparate, Zitzenversiegler und alternative Prophylaxemaßnahmen zum Einsatz kommen.

In der ersten Feldstudie wurde der Effekt eines externen Zitzenversieglers auf die Eutergesundheit von 130 Färsen und 93 Kühen eines Milchviehbetriebes mit hoher Färsenmastitisrate und hoher Neuinfektionsrate in der Trockenperiode untersucht. Der externe Zitzenversiegler, der die Zitzenkanalöffnung mit einem Polyurethanmaterial bedeckte, wurde durchschnittlich 4,4 Tage (Färsen) bzw. 2,8 Tage (Kühe) vor der Abkalbung an der vorderen linken und der hinteren rechten Zitze angebracht (split-udder Design). Viertelgemelksproben aller Euterviertel aus der ersten und zweiten Woche nach der Kalbung wurden bakteriologisch untersucht und die klinischen Mastitisfälle der ersten hundert Laktationstage eines jeden Versuchstieres wurden dokumentiert.

Verglichen mit den unbehandelten Vierteln (2,9 % infizierte Euterviertel) waren die behandelten Euterviertel signifikant häufiger infiziert (5,8 %). Koagulase-negative Staphylokokken wurden am häufigsten nachgewiesen (4,0 % der behandelten und 2,5 % der unbehandelten Euterviertel). Die Raten klinischer Mastitisfälle in den ersten hundert Laktationstagen unterschieden sich bei behandelten und unbehandelten Eutervierteln nicht signifikant. Weitere Untersuchungen sind erforderlich um die Bedingungen für mikrobielles Wachstum unter dem externen Zitzenversiegler zu klären.

In der zweiten Feldstudie wurde der Einfluss eines Zitzendippmittels auf Basis lebender Milchsäurebakterien auf die Eutergesundheit von 319 Färsen von fünf Betrieben mit hohen Färsenmastitisraten analysiert. Das Zitzendippmittel enthielt Lb. paracasei subsp. paracasei 1 (Isolat 78/37), Lb. plantarum (Isolat 118/37), Lb. rhamnosus ATCC 7469 und Lc. lactis subsp. lactis ATCC 11454. Beginnend zwei Wochen vor dem errechneten Abkalbetermin wurden einmal wöchentlich jeweils die vordere linke und die hintere rechte oder die vordere rechte und die hintere linke Zitze eines jeden Versuchstieres behandelt (split-udder Design). Durchschnittlich erfolgten 1,8 Anwendungen bevor das Tier kalbte. Nach dem Abkalben wurden in der ersten und zweiten Lakatationswoche Viertelgemelksproben aller Euterviertel mikrobiologisch untersucht und die klinischen Mastitisfälle der ersten 100 Laktationstage dokumentiert. Die meisten intramammären Infektionen wurden sowohl in behandelten als auch in unbehandelten Eutervierteln durch KNS verursacht. Zweimal oder öfter behandelte Euterviertel waren signifikant seltener von Infektionen mit major pathogens sowie von klinischen Mastitiden betroffen. Der optimale Zeitpunkt für den Beginn der Behandlung, ihre ideale Dauer und Frequenz sind noch zu ermitteln.

Die Resultate dieser Arbeit zeigen, dass es möglich ist, Neuinfektionen und klinische Mastitiden bei Milchkühen durch den Einsatz nichtantibiotischer Präparate im Zeitraum kurz vor der Abkalbung zu verringern. Produkte wie das Zitzendippmittel können anstelle von Antibiotika zur Neuinfektionsprophylaxe eingesetzt werden und die Anwendung von Antibiotika zur Mastitistherapie unnötig machen. So kann ein Beitrag zur Reduktion des Antibiotikaverbauchs in der Nutztierhaltung und zu einer nachhaltigen und ökonomischen Milchproduktion geleistet werden. 

abstract (englisch)

Impairments of udder health are a fundamental issue for dairy farming. They influence animal health, shorten the economic life of a dairy cow, effect the economic efficiency of a dairy farm negatively, and increase use of pharmaceuticals.

The course for solid udder health is not only set during lactation, but already before the first calving and during the dry period. These two periods are characterised by high susceptibility to new infections of the mammary gland. The dry period provides an opportunity to eliminate existing udder infections; however, the risk of new infections is particularly high at the beginning and at the end of this period. Whereas these new infections generally remain asymptomatic during the dry period, they are responsible for a large number of clinical mastitis cases in the first weeks of lactation. Likewise, udder quarters are often already infected at first calving, thus impacting negatively the development of the mammary gland, milk production, udder health, and risk of culling.

For therapy as well as for prevention of mastitis, antibiotics are used. They constitute a significant percentage of the total amount of antibiotics applied in dairy farming. Due to growing public interest to reduce antibiotic use in livestock farming, and with regard to increased official restrictions of the same, the aim of this dissertation was to evaluate the effectiveness of inhibitor-free measures for prevention of new infections of the bovine mammary gland.

First, the potential of the dry period for improvement of udder health and decrease of antibiotic usage was described in a literature review. Studies regarding the incidence of new infections in the dry period, their impact on udder health in lactation, their aetiology, pathogenesis, and prevention were compared. Optimising housing conditions, management, and feeding should always come first. In addition, antibiotic dry cow treatment, teat sealers, and alternative methods of prevention hold promise to contribute to improved udder health.

In the first field study, the effect of an external teat sealer on udder health of 130 heifers and 93 cows from a dairy farm with a high heifer mastitis rate and a high new infection rate in the dry period was investigated. The external teat sealer, which covered the teat canal orifice with polyurethane, was applied to front left and hind right teats (split udder design) of all study animals on average 4.4 days (heifers) and 2.8 days (cows) before calving. Quarter foremilk samples of all udder quarters were taken in the first and second week after calving and analysed microbiologically. Clinical mastitis cases in the first 100 days of lactation of all study animals were recorded.

Significantly more treated (5.8%) than untreated (2.9%) udder quarters were infected. Coagulase negative staphylococci were the predominant finding (identified in 4.0% of treated and 2.5% of untreated quarters). No significant effect on clinical mastitis in the first 100 days of lactation was observed. Further investigations are necessary to describe the dynamics of the microbial population under the external teat sealer.

In the second field study, the effect of a teat dip containing live lactic acid bacteria on udder health of 319 heifers from five dairy farms characterised by high heifer mastitis rates was analysed. The teat dip was composed of Lactobacillus paracasei subsp. paracasei 1 (Isolat 78/37), Lactobacillus plantarum (Isolat 118/37), Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 and Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454. Starting two weeks before the expected calving date, front left and hind right or front right and hind left teat (split udder design) of an animal were treated once a week. On average, 1.8 applications were administered before calving. In the first and second week after calving, quarter foremilk samples of all udder quarters were taken and analysed microbiologically. Clinical mastitis cases in the first 100 days of lactation of all study animals were recorded.

In treated as well as in untreated quarters, most intramammary infections were caused by coagulase negative staphylococci. In udder quarters treated at least twice, there were significantly less intramammary infections caused by major pathogens and less clinical mastitis cases. The ideal time for starting the treatment, its ideal duration and frequency should be the objective of further studies.

The results of this research demonstrate the possibility of reducing new infection rate and clinical mastitis in dairy cows and heifers by administration of non-antibiotic preparations shortly before calving. Products like the teat dip are able to prevent new intramammary infections, and therefore render antibiotics for mastitis treatment unnecessary. In this manner, this work to contributes to the reduction of antibiotic usage in livestock farming and to sustainable and economic milk production.

keywords

Eutergesundheit, Trockenperiode, Neuinfektionsrate

udder health, dry period, new infection rate 

kb

3.843