Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Eutergesundheit von Ziegen sowie durchflusszytometrische Differenzierung capriner Milchzellen

Boulaaba, Annika

This study was aimed towards examining the relations among elevated cell counts, increased NAGase (N-acetyl-β-glucosaminidase) activity, altered electric conductivity values, and the occurrence of mastitis pathogens in goat milk. A further objective was the establishment of an effective method for a rapid differentiation of caprine milk cells by flow cytometry. In goat milk the technique of differential cell counts requires more work and dedication due to the presence of cytoplasmic particles (CP) for what it is not applied routinely. For this, 1263 udder halve samples from 174 goats from two organic and one conventional herd in Lower Saxony, as well as from the University of Veterinary Medicine Hanover and the Hanover Adventure Zoo (n = 130, 630, 479, 8, and 16, resp.) were drawn between January and December 2007 at two-week intervals, and between March and May 2008 at weekly intervals. Udder halves with no potential pathogens (n = 895) yielded low cell counts, i.e. 2.7 x 105 cells/ml. On the other hand, udder halves infected with Staphylococcus (S.) aureus resp. coagulase-negative Staphylococci (CNS) displayed significantly higher cell counts (1.78 x 106 cells/ml resp. 5.69 x 105 cells/ml; p < 0.001). The mean electrical conductivity in all samples (n = 1227) amounted to 6.33 ± 0.76 mS/cm, while mean NAGase activity in bacteriologically-negative halves (n = 890) was 2.31 nmol x ml -1 x min -1. Halves infected with major pathogens displayed significantly higher mean NAGase activities (4.96 nmol x ml -1 x min -1; p < 0.001). The average content of CP in n = 1000 samples was 42 ± 31 %, i.e. a geometrical mean of 1.09 x 105 CP/ml. Flow cytometry (quick method with the fluorescent dye SYTO®13) results showed that the cell count in pathogen-free udder halves comprised 79.18 ± 11.47 % PMN, with vital and necrotic portions of 65.37 ± 16.26 % and 13.81 ± 9.05 %, resp. The percentage of macrophages and lymphocytes amounted to mere 17.75 ± 10.22 % and 2.76 ± 3.58 %, resp. An average of 76.25 ± 13.59 % of all cells was vital. Judging the udder health in goats is a more complex task than it is in the bovine. Yet, by considering seasonal and hormonal influences, the quantification of the somatic cell count and of the NAGase activity may aid in the interpretation. In comparison to stains that have to be interpreted time-consuming by microscope, the rapid flow cytometry methods developed here are DNA-specific, permit an impartial evaluation of differential cell counts, and are most time-saving as results are available within 45 minutes. Thus, and since they consider the percentages of vital and necrotic cells alike, they are prone to launch new ways of assessing the udder health status of goats.

Ziel dieser Studie war einerseits die Ermittlung von Zusammenhängen zwischen dem Vorkommen eines hohen somatischen Zellgehaltes, gesteigerter N-acetyl-β-glucosaminidase (NAGase)-Aktivität, sowie veränderter elektrischer Leitfähigkeit und dem Vorkommen von euterpathogenen Keimen. Zum anderen sollte eine Methode zur schnellen durchflusszytometrischen Differenzierung capriner Milchzellen erarbeitet werden. Die Ermittlung von Milchzelldifferentialbildern ist aufgrund der in der Ziegenmilch vorhandenen zytoplasmatischen Partikel (ZP) sehr arbeits- und zeitaufwändig und wird daher routinemäßig nicht angewendet. Zu diesen Zwecken wurden von Januar 2007 bis Dezember 2007 in 14tägigen, und von März 2008 bis Mai 2008 in wöchentlichen Abständen 1263 Hälftengemelksproben von 174 Ziegen aus einem Demeter-, einem Bioland- und einem konventionell arbeitenden Betrieb in Niedersachsen, sowie der Tierärztlichen Hochschule Hannover und des Erlebnis-Zoos Hannover gewonnen (n = 130, 630, 479, 8, bzw. n = 16). Euterhälften, aus denen keine potentiell euterpathogenen Keime isoliert werden konnten (n = 895), wiesen mit 2,7 x 105 Zellen/ml einen niedrigen Mittelwert auf. Signifikant höhere Zellzahlen (p <0,0001) konnten hingegen in mit Staphylococcus (S.) aureus- bzw. mit koagulasenegativen Staphylokokken (KNS)-infizierten Euterhälften (1,78 x 106 Zellen/ml bzw. 5,69 x 105 Zellen/ml) festgestellt werden. Das Mittel der elektrischen Leitfähigkeit der Proben (n = 1227) lag bei 6,33 ± 0,76 mS/cm. Die NAGase-Aktivität aus bakteriologisch negativen Hälften (n = 890) betrug im Mittel 2,31 nmol x ml -1 x min -1. Euterhälften mit „major pathogens“ wiesen mit durchschnittlich 4,96 nmol x ml -1 x min -1 signifikant höhere Werte auf (p < 0,001). Durchschnittlich konnten 42 ± 31 % ZP in den Proben (n = 1000) ermittelt werden, im geometrischen Mittel 1,09 x 105 ZP/ml. Aus Euterhälften ohne nachweisbaren bakteriologischen Befund wurden durchschnittlich 79,18 ± 11,47 % PMN, davon 65,37 ± 16,26 % vitale und 13,81 ± 9,05 % tote PMN nachgewiesen (Durchflusszytometrische Schnellmethode mit dem Fluoreszenzfarbstoff SYTO®13). Die Anteile an Makrophagen und Lymphozyten lagen mit 17,75 ± 10,22 % bzw. 2,76 ± 3,58 % wesentlich niedriger. Mit KNS infizierte Euterhälften enthielten signifikant höhere Anteile an PMN und niedrigere Gehalte an Makrophagen und Lymphozyten. Vitale Zellen konnten im Mittel zu 76,25 ± 13,59 % nachgewiesen werden. Die Beurteilung des Eutergesundheitsstatus von Ziegen ist komplexer als bei Kühen. Jedoch können unter Berücksichtigung jahreszeitlich und hormonell bedingter Schwankungen die Bestimmung des Gehaltes an somatischen Zellen und die NAGase-Aktivität zur Interpretation herangezogen werden. Die entwickelten durchflusszytometrischen Schnellmethoden sind DNA-spezifisch, erlauben eine objektive Beurteilung von Differentialzellbildern und bieten einen großen Zeitvorteil (das Ergebnis liegt in ca. 45 min vor) im Gegensatz zu den aufwändigen mikroskopisch auszuwertenden Färbetechniken. Damit können sie, unter besonderer Berücksichtigung der Anteile vitaler und nekrotischer Zellen, neue Möglichkeiten in der Beurteilung der Eutergesundheit von Ziegen eröffnen.

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Boulaaba, Annika: Untersuchungen zur Eutergesundheit von Ziegen sowie durchflusszytometrische Differenzierung capriner Milchzellen. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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