Mastitas (pieno liaukos uždegimas) yra viena iš labiausiai pasaulyje paplitusių melžiamų karvių ligų, kuri kelia pavojų gyvūnų sveikatai, produktyvumui, gerovei, visuomenės sveikatai.

Apie 60-70 proc. visų antimikrobinių medžiagų, suvartojamų pieno ūkiuose, yra skirtos mastitui gydyti, o 62 proc. mastito sukėlėjų yra atsparūs bent vienam antimikrobiniam preparatui.

Tarptautinės pieno federacijos duomenimis, slapta forma serga iki 50 proc. laktuojančių karvių, klinikine mastito forma – 2-10 procentų. Ligos eiga priklauso nuo karvės įgimto atsparumo ir adaptacinio imuniteto sąveikos, tešmenį veikiančių patogenų tipo, koncentracijos, virulentiškumo.

Bakterijos sudaro apie 70 proc. mastito priežastinių veiksnių. Pagrindiniai užkrečiamo mastito sukėlėjai: Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Mycoplasma bovis. Aplinkos mastito sukėlėjai – koliforminės bakterijos (Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter ir Citrobacter), aplinkos streptokokai (Streptococcus uberis ir Streptococcus dysgalactiae), Trueperella pyogenes, Ne-aureus stafilokokai, kt. (Pseudomonas, Proteus, Serratia, Aerococcus, Listeria, mielės ir Prototheca).

Klinikinio mastito gydymas dažniausiai apima antibiotikų skyrimą, siekiant pašalinti sukėlėjus iš ketvirčių. Klinikinis atsakas turi būti pastebimas per 5–7 dienas. 

Ankstyvas mastito diagnozavimas (dar neatsiradus klinikiniams simptomams) yra svarbus ligos eigai ir gydymui. Taikomi metodai: pieno somatinių ląstelių skaičiaus nustatymas, greitieji testai, mikrobiologinis tyrimas, PGR testas, pieno elektrinis laidumas ir kt.

Pieno somatinių ląstelių skaičius (SCC) yra pagrindinis nacionalinių ir tarptautinių pieno kokybės ir komercializavimo reglamentų komponentas. Europos Sąjungos sveikatos sertifikavimo programoje įmonėms, eksportuojančioms produktus į ES, taikoma 400 000 SCC / ml pieno riba.

Pieno elektrinis laidumas irgi naudojamas mastito prognozei. Naujausių mokslinių tyrimų duomenimis, individualus pieno elektrinis laidumas > 6,5 mS/cm ir maksimalus skirtumas tarp tešmens ketvirčių > 1,0 mS/cm yra laikomi mastito diagnozavimo riba.

PGR testas ypač tikslus, greitas ir jautrus metodas, kurio metu yra išskiriama mastito sukėlėjo DNR.

Kovai su mastitu taikoma profilaktinė vakcinacija, kurios pagrindinė problema yra ta, kad viena vakcina neapsaugo nuo mastito, kurį sukelia įvairūs patogenai, turintys skirtingus patogenezės mechanizmus. Dietos rekomendacijos ir raciono papildymas trūkstamų medžiagų gali gerokai pagerinti tešmens sveikatą.

Užsikrėtusių karvių kraujo serume kalcio, fosforo ir cinko nustatoma gerokai mažiau nei sveikų. Seleno, vario, cinko ir vitamino E trūkumas irgi skatina mastitą.

Dėl neigiamo energijos balanso pereinamuoju laikotarpiu sumažėja gliukozės koncentracija kraujyje. Prastesnis apsirūpinimas energija neigiamai veikia imuninę sistemą ir turi įtakos padidėjusiam klinikinio mastito paplitimui pieninėse bandose.

Perspektyvios yra metabolomikos priemonės, kurios leidžia įvertinti skirtingus metabolitų pokyčius paveiktose karvėse siekiant rasti veiksmingų biožymenų. Ultragarsinis ir infraraudonųjų spindulių metodai naudojami nustatant parenchiminius pakitimus. 

Didėjantis nanodalelių, įskaitant liposomas, nanogelius, kietąsias lipidų nanodaleles ir metalo nanodaleles, panaudojimas padidino didžiulį patrauklumą sprendžiant su mastitu susijusias gydymo problemas. Nustatyta, kad ZnO nanodalelės skatina gyvulių augimo greitį ir imuninį atsaką, gali gydyti pieninių galvijų subklinikinį mastitą, sąveikaudamos su keliais baltymais, susijusiais su atsparumu antibiotikams.

Atliekant tyrimą pritaikyta inovatyvi nanotechnologija, paremta korinės struktūros elemento panaudojimu žematemperatūrės atmosferos plazmos (jonizuotų dujų srauto) formavimu įrenginio konstrukcijoje. Korinės struktūros elementas (modulis) skirtas homogeniškos žemos temperatūros plazmos iškrovoms generuoti išilgai kiekvieno modulį sudarančio kanalo, padidinant iškrovų skaičių iki tūkstančių ar milijonų kvadratiniame centimetre dėl modulį sudarančios medžiagos paviršiaus dangos.

Dangos paviršiuje išaugami monokristalai, suformuojant nano-struktūrinę paviršiaus morfologiją. Vykstant jonizacijos procesui susidaro aktyvūs dariniai, kurie paveikia nepageidaujamus biologinius objektus (įvairios kilmės mastito sukėlėjus).

Dėl konstrukcinių sprendimų ir unikalios valdymo sistemos, ši technologija, palyginti su kitais sprendimais, pasižymi itin aukštu efektyvumu, be to, dėl mažų energijos sąnaudų priskiriama „žaliosios energetikos“ krypčiai.

Buvo tiriamos 38 karvės su subklinikinio mastito simptomais (pieno somatinės ląstelės > 200 000 / ml) ir nustatytais mastito sukėlėjais. Mastitas gydytas penkias paras taikant nanostruktūrinę technologiją. 

Eksperimento pabaigoje visų karvių grupių (klasifikuotų pagal nustatytus mastito sukėlėjus) pieno produktyvumas per parą reikšmingai padidėjo. Šis padidėjimas svyravo nuo 0,63 kg per dieną (P=0,002, Escherichia coli grupė) iki 2,65 kg (Streptococcus agalactiae grupė, P<0,001) ir 2,82 kg (Streptococcus uberis grupė, P<0,001).

Eksperimento pabaigoje somatinių ląstelių kiekis visose karvių grupėse, kuriose iš pradžių buvo nustatyti mastito sukėlėjai, reikšmingai sumažėjo (2,89–7,09 karto, P < 0,001) ir nesiekė 200 000 / ml ribos.

Labiausiai somatinių ląstelių sumažėjo karvių grupėje, kurios pieno mėginiuose prieš gydymą buvo nustatytas Streptococcus agalactiae. Mastito sukėlėjai mikrobiologiniu metodu nebuvo nustatyti po penkių nanotechnologijos taikymo dienų. Praėjus mėnesiui po taikyto gydymo, karvėms nebuvo nustatytas somatinių ląstelių skaičiaus padidėjimas. Nano-struktūrinė technologija buvo efektyvi gydant subklinikinį mastitą. 

Vida JUOZAITIENĖ, Vesta JONIKĖ, Dalytė MARDOSAITĖ-BŪSAITIENĖ, Jana RADZIJEVSKAJA, Loreta GRICIUVIENĖ, Evelina KAMINSKIENĖ, Miglė RAZGŪNAITĖ, Algimantas PAULAUSKAS

Vytauto Didžiojo universitetas

Projektas „Nano-struktūrinės vandens technologijos panaudojimas pienininkystės ūkiuose aukštos veislinės vertės karvių mastito prevencijai, produktyvumo didinimui ir bandų genetinio potencialo gerinimui (Lietuvos kaimo plėtros 2014–2020 m. programos priemonės „Bendradarbiavimas“ veiklos sritis „Parama EIP veiklos grupėms kurti ir jų veiklai vystyti“)