Wissenschaft | Science

English

The aim of this study is to analyze how somatic cell counts (SCC), immunoglobulin G (IgG), and lactate dehydrogenase (LDH) interact dependent on the mastitis causing pathogen. Milk samples from 152 quarters were collected on 2 Swiss dairy farms equipped with automatic milking systems. Bacteriological culturing was performed and SCC, LDH activity and IgG concentrations were measured in each sample. Correlations and regressions among SCC, LHD, and IgG were calculated after grouping by the pathogen type (control, S. aureus, C. bovis, coagulase-negative Staphylococcus and S. uberis). All the mastitis causing pathogens were gram-positive bacteria (except for 3 cases with E. coli). In this study, the SCC and LDH were affected by the pathogen group. However, only in the S. uberis group the IgG concentration was higher than in the controls. All studied variables were positively correlated among each other. SCC and LDH were the highest correlated parameters in the control, S. aureus, C. bovis and coagulase- negative Staphylococcus groups. Only in the S. uberis group the correlation between LDH and IgG was higher than the correlation between SCC and LDH. The regression coefficients for SCC and LDH differed between groups whereas regression coefficients for SCC and IgG, and for LDH and IgG were similar in all groups. Because cases with E. coli infection were so rare, we could not include these cases in the statistical evaluation. Based on these few cases E. coli (n=3) seemed to cause a much higher increase of IgG and LDH than the infection with gram-positive bacteria. This study shows that the suitability of LDH as a marker for IgG transfer is dependent on the pathogen. The use of LDH in combination with SCC may be used as a marker to differentiate between gram-positive and gram-negative bacteria, but does not allow differentiating the immune response between different gram-positive bacteria.

Keywords: mastitis, somatic cell counts, immunoglobulin G, lactate dehydrogenase

Deutsch

In der aktuellen Studie wurden die Zusammenhänge zwischen somatischer Zellzahl (SCC), Immunglobulin G (IgG) und Laktatdehydrogenase (LDH) in Abhängigkeit vom Mastitis-auslösenden Pathogen untersucht. Milchproben von 152 Eutervierteln wurden auf zwei Schweizer Melkroboter-Betrieben entnommen. Neben der Bestimmung von SCC, IgG, und LDH wurden die Proben bakteriologisch untersucht. Nach der Einteilung in Pathogen-Typen (Kontrollen, S. aureus, C. bovis, Coagulase- negative Staphylokokken, S. uberis) wurden Korrelationen und Regressionen zwischen SCC, LDH und IgG berechnet. Alle gefundenen Mastitis-Pathogene waren gram-positive Bakterien; lediglich 3 Viertel waren mit E. coli infiziert. Sowohl SCC wie auch LDH unterschieden sich zwischen den Pathogen-Typen. Aber nur in Vierteln, in denen S. uberis nachgewiesen wurde, war IgG gegenüber den Kontrollen erhöht. Alle untersuchten Variablen waren untereinander positiv korreliert. Für Kontrollen, S. aureus, C. bovis, Coagulase-negative Staphylokokken waren SCC und LDH am höchsten miteinander korreliert. Nur in der S. uberis Gruppe war die Korrelation zwischen LDH und IgG höher als die zwischen SCC und LDH. Die Regressionskoeffizienten zwischen SCC und LDH unterschieden sich zwischen den Pathogen-Typen, während die Regressionen zwischen SCC und IgG sowie zwischen LDH und IgG keine Gruppenunterschiede zeigten. Aufgrund ihrer geringen Zahl (n=3) konnten die mit E. coli infizierten Viertel nicht in die statistische Auswertung einbezogen werden. Tatsache ist aber, dass bei allen E. coli Vierteln für IgG und LDH viel höhere Werte gemessen wurden als bei allen mit gram-positiv infizierten Vierteln. Diese Studie zeigt, dass die Brauchbarkeit von LDH als Marker für den Transfer von IgG vom Blut in die Milch pathogen- abhängig ist. Die Beziehung zwischen SCC und LDH könnte als Marker dienen für die Unterscheidung von gram-positiven und gram-negativen Infektionen wohingegen eine Unterscheidung zwischen verschiedenen gram-positiven Bakterien nicht möglich erscheint.

Schlüsselwörter: Mastitis, Somatische Zellzahl, Immunglobulin G, Laktatdehydrogenase

Français

Dans le présent travail, on a étudié les liens entre le nombre de cellules somatiques (somatic cell count, SCC), les immunoglobulines G (IgG) et la lactate déshydrogénase en fonction des pathogènes à l’origine de la mammite. On a prélevé des échantillons de lait provenant de 152 quartiers dans deux exploitations suisses équipées d’un robot de traite. Outre la mesure du SCC, des IgG et de la LDH, on a effectué un examen bactériologique des échantillons. Après classement selon les types de pathogènes (contrôle, S. aureus, C. bovis, Straphylocoques coagulase négatifs, S. uberis), on a calculé les corrélations et régressions entre SCC, LDH et IgG. Tous les pathogènes de mammite trouvés étaient des bactéries Gram positif; seuls trois quartiers étaient infectés par E. coli. Tant le SCC que la LDH étaient différents selon le type de pathogène mais les IgG n’étaient élevées par rapport aux contrôles que dans les quartiers dans lesquels on a mis en évidence S.uberis. Toutes les variables examinées étaient corrélées positivement entre elles. En ce qui concerne les contrôles, S. aureus, C. bovis et les Straphylocoques coagulase négatifs, la corrélation entre SCC et LDH était particulièrement élevée. Ce n’est que dans le groupe des S. uberis que la corrélation entre LDH et IgG était plus élevée qu’entre SCC et LDH. Les coefficients de régression entre SCC et LDH étaient différents selon les types de pathogènes, alors que la régression entre SCC et IgG de même qu’entre LDH et IgG ne présentait pas de différence suivant les groupes. Vu leur petit nombre (n=3), les quartiers infectés par E. coli n’ont pas pu être pris en compte dans l’exploitation statistique. On constate toutefois que, dans tous les quartiers infectés par E. coli, on mesure des valeurs nettement plus élevées d’IgG et de LDH que dans ceux infectés par des bactéries Gram positif. Cette étude montre que l’utilisabilité de la LDH comme marqueur du transfert des IgG du sang au lait dépend du type de pathogène. La relation entre SCC et LDH pourrait servir de marqueur pour la différenciation entre les infections à Gram positifs ou négatifs; par contre il ne semble pas possible de l’utiliser pour faire une différence entre les diverses bactéries à Gram positifs.

Italiano

Nel corso di questo studio si sono studiate le relazioni tra il numero delle cellule somatiche (SCC), le immunoglobuline G (IgG) e il lattato deidrogenasi (LDH) in funzione del patogeno che causa le mastiti. I campioni di latte provenienti da 152 quarti di mammella sono stati raccolti in due stabilimenti svizzeri di mungitura automatizzata. In aggiunta alla determinazione delle SCC, IgG e LDH, i campioni sono stati esaminati batteriologicamente. Dopo la divisione in tipi di patogeni (controlli, S. aureus, C. bovis, stafilococchi coagulasi-negativi, S. uberis) sono state calcolate le correlazioni e le regressioni tra SCC, LDH e IgG. Tutti gli agenti patogeni della mastite trovati, erano batteri gram-positivi; purtroppo i 3/4 erano infettati da E. coli. Entrambi SCC e LDH differivano tra i tipi di agenti patogeni. Nei quarti in cui è stato rilevato S. uberis, le IgG erano maggiori rispetto ai controlli. Tutte le variabili studiate sono state correlate l’una con l’altra in modo positivo. Per i controlli, gli S. aureus, i C. bovis e gli stafilococchi coagulasi- negativi i valori di SCC e LDH erano maggiormente correlati. Solo nel gruppo S. uberis la correlazione tra LDH e IgG era maggiore di quella tra SCC e LDH. I coefficienti di regressione tra SCC e LDH differivano tra i tipi di patogeni, mentre le regressioni tra SCC e IgG e tra LDH e IgG non hanno mostrato differenze tra i gruppi. A causa del loro scarso numero (n=3), i quarti infettati da E. coli non potevano essere inclusi nell’analisi statistica. Bisogna sottolineare che tutti i valori per le IgG e il LDH dei quarti infettati da E. coli erano molto più elevati di tutti i quarti infettati da gram-positivi. Questo studio dimostra che l’utilità di LDH come marcatore per il trasferimento delle IgG dal sangue al latte è patogeno-dipendente. Il rapporto tra SCC e LDH potrebbe servire come marcatore per la differenziazione delle infezioni gram-positive e gram-negative ma non è utile per distinguere tra diversi batteri gram-positivi.