Utfodringens betydelse för uppkomsten av juverinflammation hos mjölkkor

Utfodringens betydelse för uppkomsten av juverinflammation hos mjölkkor Karin Persson Waller Institutionen för obstetrik och gynekologi, SLU Box 7039, 750 07 Uppsala tel 018-67 13 40 e-post Karin.Persson.Waller@og.slu.se Introduktion till juverinflammation (mastit) Mastit är ett kostsamt problem för mjölkproduktionen. Det påverkar djurets välbefinnande och resulterar i minskad mjölkproduktion och mjölkkvalitet. Mastit är den vanligaste sjukdomen hos våra mjölkkor. I Sverige behandlas varje år ca 18 % av mjölkkorna av veterinär för klinisk (med symtom) mastit. Ett stort antal fall av mastit är dock subkliniska (utan symtom) och kan bara upptäckas genom analys av celltal i mjölken. Årligen beräknas ca 60 % av korna ha någon form av mastit (Svensk Mjölk 1999). Mastit är en försvarsreaktion på en skada i juvret. Denna skada orsakas oftast av bakterier och/eller en mekanisk skada. Risken för sådana skador påverkas av predisponerande faktorer hos kon, i omgivningen och i skötseln. Dessa faktorer påverkar juvrets försvar och ökar risken för bakterieinfektioner på olika sätt. Exempel på predisponerande faktorer hos kon är ras, mjölkproduktion, juverform och allmän hälsa. Viktiga möjliga riskfaktorer i miljön och skötsel återfinns t.ex. i båspallsmiljön, mjölkningen och utfodringen. De flesta mastiter uppträder under den tidiga laktationsperioden. Under denna period är kons immunförsvar sämre än annars och hon är utsatt för stor risk för stress bl.a. på grund av ämnesomsättningsstörningar. En fullvärdig utfodring, som även omfattar lämpligt tillskott av vitaminer och spårämnen, är nödvändig för att kons immunförsvar ska fungera på ett bra sätt. Fodrets hygieniska kvalitet är också viktig för hälsan. Högt bakterietal och/eller förekomst av toxiner (gifter) från bakterier eller svampar i fodret kan orsaka olika hälsostörningar som diarré men kan också påverka kons immunförsvar negativt och öka risken för mastit. I en nyligen utförd enkätundersökning (Gleerup 2000) angavs mastit vara det vanligaste sjukdomsproblemet i samband med utfodring av ensilage av dålig kvalitet. Utfodringens betydelse allmänt Undernäring kan bidra till ökad risk för infektioner men också överutfodring och abrupta foderbyten kan vara skadligt för juverhälsan (IDF 1987). Balanserad utfodring under sinperioden är en förutsättning för god foderkonsumtion under tidig laktation. Överutfodring under sinperioden kan leda till problem med både ämnesomsättning (metabolism) och immunförsvar som visar sig i en högre frekvens kalvningsförlamning, acetonemi, juverödem och mastit efter kalvning (Rukkwamsuk et al 1999). I början av laktationen (mjölkperioden) kan inte kon äta tillräckligt för att täcka behovet av näringsämnen vilket leder till mobilisering av kroppsreserver och negativ energibalans. Ett antal studier har visat att metabolisk stress runt kalvningen kan bidra till hämning av immunförsvaret och leda till ökning av sjukdomsfrekvensen t.ex. mastit (Hoeben et al., 1997). Mjölkkor lider ofta av leverförfettning under tidig laktation vilket ökar risken för metaboliska sjukdomar. Detta kan ytterligare minska immunförsvaret eftersom ett högt fettinnehåll i levern har samband med minskad funktion hos kons vita blodkroppar (Zerbe et al 1998). Att utfodringen har betydelse för mastitfrekvensen tyder Svensk Mjölks studie Friska Juver på (Arvidsson 2000). I detta arbete studerades miljö- och skötselfaktorer i ett antal högproducerande svenska besättningar. Alla besättningar hade lågt tankmjölkscelltal men hade antingen lågt (LM) eller högt (HM) antal mastitbehandlingar under året. Intressanta skillnader i utfodringsrutiner kunde ses. I HM-gårdarna gav man mer spannmål i kombination med koncentrat till både kor och kvigor. Kraftfodergivan var högre 15 dagar efter kalvning och man gav en högre maxkraftfodergiva. Förstakalvare fick dessutom mer kraftfoder före kalvning. Den totala ättiden (för kor i långbås) var nästan en timme kortare på HM-gårdarna jämfört med LM-gårdarna. Frekvensen ljumsksår och juverödem hos kvigor liksom frekvensen kalvningsförlamning och 76

kvarbliven efterbörd var också högre hos HM-gårdarna. En ökad frekvens av dessa problem ökar risken för mastit. Aminosyran glutamin har unika funktioner i mjölkkons ämnesomsättning. Behovet av glutamin ökar i början av laktationen (Meijer et al 1993). Avsevärda mängder glutamin omsätts i juvret där det bl.a. används för bildning av mjölkprotein och som energikälla. Glutamin är också viktig för immunförsvaret t.ex. för bildning av de vita blodkropparna (Rohde et al 1996). I en nyligen utförd studie (K Holtenius, K Persson Waller, B Essén-Gustavsson och P Holtenius, opubl.) undersöktes sambandet mellan metabolisk stress runt kalvning/tidig laktation och frekvensen klinisk mastit hos högproducerande svenska kor. Av ovannämnda material ( Friska Juver ) valdes 20 besättningar ut, 10 HM- och 10 LM-gårdar. Blodprov togs från kor som var 3 veckor före till 15 veckor efter kalvning. Resultaten tyder på att kor i HM-gruppen mobiliserar sina vävnadsreserver av fett och protein till en högre grad än korna i LM-gruppen under de första veckorna efter kalvning. Koncentrationen av glutamin var lägre hos HM-korna under perioden runt kalvningen (+/-3veckor). Glutaminkoncentrationen i plasma sänks vid metabolisk stress och infektiösa sjukdomar troligen pga av ett ökat behov. Koncentrationen av fria fettsyror var högre hos HM-korna under de första veckorna efter kalvning och tyder på en högre fettnedbrytning. Ureavärdena var konstant högre (men inte statistiskt skiljt) i HM-besättningarna. Ureahalten har ett positivt samband med utfodring med högt råprotein vilket i sin tur kan leda till ökad risk för kalvningsförlamning. Vi undersökte också om antalet vita blodkroppar i blodet skiljde sig mellan besättningarna. Även dessa resultat antydde en högre stressnivå i HM-gruppen vilket möjligen kan påverka immunförsvaret hos djuren. Antalet celler av typen eosinofiler och lymfocyter var lägre i HM-gruppen medan de så kallade neutrofilernas antal var högre i denna grupp. Lägre antal eosinofiler och högre antal neutrofiler kan vara ett resultat av stressorsakad frisläppning av kortisol. Detta kan ha en negativ effekt på cellernas förmåga att vandra ut i juvret vid behöv. En alternativ förklaring är att ett högre antal neutrofiler beror på en ökad rekrytering av celler från benmärgen pga något inflammatoriskt stimuli i kroppen. Utfodringens betydelse vitaminer, mineraler och spårämnen Ett balanserat tillskott även av vitaminer, mineraler och spårämnen är väsentlig speciellt under perioder av hämning av immunsvaret som vid kalvning och tidig laktation. Brist på selenium, vitamin E, vitamin A, koppar och zink har satts i samband med en negativ påverkan på immunförsvaret i samband med mastit (Reddy and Frey 1990, Harmon and Torre 1994, Sordillo et al 1997, Smith et al 1997). Selenium (Se) Se-brist är ett problem i områden där Se-koncentrationen i marken är låg. Se är en viktig beståndsdel av enzymet glutationperoxidas som är väsentligt för att skydda cellerna och vävnaden från skada av fria syreradikaler. Se-brist resulterar i minskad förmåga hos neutrofilerna att vandra in i juvret och försämrad förmåga att döda bakterier. Tillskott av Se kan förbättra juverhälsan genom att minska graden av mastit och hur länge den varar. För mycket Se kan dock vara negativt för immunförsvaret och öka risken för klinisk mastit (Jukola 1994). Se-nivåerna i djuret påverkas ffa av innehållet i fodret vilket kan variera mycket men upptaget kan också påverkas negativt. Våmmen kan t.ex. omvandla Se till kemiska former som inte är biologiskt tillgängliga. En foderstat med hög andel koncentrat kan stimulera till sådan omvandling. Höga nivåer av svavel och kalcium i fodret kan också ha negativ påverkan på upptaget av Se. Vitamin E Vitamin E är viktigt för immunfunktionerna genom sin effekt på cellmembranens stabilitet och genom reglering av bildningen av olika inflammationsämnen. Tillskott av vitamin E är av värde speciellt eftersom koncentrationen av detta vitamin minskar i fodret när det lagras. Dessutom minskar koncentrationen av vitamin E i blodet i samband med kalvning då djuren är extra känsliga för sjukdom. Tillskott av vitamin E ökade cellernas förmåga att döda bakterier och minskade antalet nya infektioner i juvret. Extra fodertillskott av vitamin E kan vara en förebyggande åtgärd för att kontrollera mastit ffa runt kalvningen och under tidig laktation. Vitamin A och ß-karoten Vitamin A och dess förstadium ß-karoten är också viktiga för slemhinnornas hållbarhet. Båda substanserna har stimulerande effekt på immunceller och har satts i samband med en ökad motståndskraft mot sjukdom. 77

Koncentrationen vitamin A och ß-karoten i blodet minskar under perioden runt kalvning vilket bidrar till ökad känslighet för nya juverinfektioner. Bristtillstånd har satts i samband med mer allvarliga fall av mastit och det finns ett negativt samband mellan vitamin A nivån i blod och celltalet i mjölk (Johnston and Chew 1984). Andra grupper har dock inte sett något samband mellan att ge extra tillskott av vitamin A och ß- karoten under sinperiod och tidig laktation och juverhälsan (Bindas et al 1984, Oldham et al 1991). Upptaget av vitamin A kan påverkas av flera faktorer och kan ganska lätt brytas ner i våmmen. Graden av nedbrytning varierar stort beroende på dieten men ju högre andel koncentrat i fodret desto större blir nedbrytningen av vitamin A vilket naturligtvis kan påverka upptaget kraftigt. Koppar (Cu) och zink (Zn) Det finns inte så mycket information om betydelsen av Cu och Zn för risken för mastit. Cu och Zn har dock viktiga biologiska funktioner t.ex. som delar av antioxidativa enzymsystem. Cu-brist har rapporterats minska den antibakteriella effekten hos immunförsvaret. I en studie gav tillskott av Cu i fodret en avsevärd minskning av antalet infekterade juverdelar vid kalvning jämfört med obehandlad kontroll. Dessutom tenderade celltalet i mjölk att vara lägre i gruppen som fick Cu-tillskott. Upptaget av Cu i fodret kan variera stort beroende på dess kemiska form. Dessutom kan andra ämnen i fodret som järn, molybden och svavel påverka upptaget av Cu i våmmen. Zn är viktigt för hudens kvalitet, den första barriären mot infektioner, och har också betydelse för immunfunktionerna. Få studier har gjorts för att studera sambandet mellan Zn och mastit. I en svensk studie (Hallén Sandgren et al 1998) sågs ingen effekt på mjölkcelltalet eller mastitfrekvensen hos mjölkkor som fått extra Zn-giva. Zn-brist har dock visats kunna öka risken för sekundärinfektioner hos kor vilket kunde motverkas med tillskott av Zn. Problem associerade med Zn-brist kan förvärras genom utfodring med höga nivåer kalcium under tidig laktation. Zn-nivån i blodet minskar markant vid kalvning vilket kan sättas i samband med den immunförsämring som observerats under denna period (Goff and Stabel 1990). Upptaget av Zn i fodret påverkas ffa av variationen i innehåll i olika fodermedel. Den kemiska formen kan dock också ha betydelse. Förändringar av vitaminer, mineraler och spårämnen runt kalvningen I en nyligen utförd studie undersökte vi hur blodnivåerna av vitamin E och A, selenium, koppar och zink förändrades runt kalvningen hos ett antal svenska högproducerande mjölkkor (Meglia et al 2000). Korna utfodrades enligt svenska rekommendationer förutom att de gavs extra vitamin E. Resultaten visade att nivåerna av Se och Cu ökade något medan nivåerna av vitamin A och E samt Zn minskade vid kalvning vilket kan vara negativt för immunförsvaret. Trots att utfodringen av vitamin A gjordes enligt vad som rekommenderas sjönk blodnivån för vitamin A under normalvärdena vid kalvning. Om inte extra vitamin E hade givits till dessa kor hade troligen situationen varit likartad för vitamin E. Dessa resultat i kombination med andra studier tyder på att de utfodringsrekommendationer som ges (National Research Council 1989) för vitamin Aoch E inte är tillräckliga, i alla fall inte under perioden runt kalvningen. Slutsatser För att undvika mastit är det viktigt att identifiera riskfaktorer som kan ha negativ påverkan på juvrets försvarsmekanismer. God skötsel och fullvärdig utfodring är viktigt för att förebygga mastit. Tillskott av lämpliga nivåer av vitaminer, mineraler och spårämnen är också viktigt för att försäkra sig om att kon har ett bra försvar mot juverinfektioner. Referenser Arvidsson, A.-K. 2000. Miljö- och skötselfaktorer av betydelse för incidensen av kliniska mastiter i besättningar med hög avkastning och god juverhälsa. Examensarbete. Institutionen för husdjurens utfodring och vård, SLU. Bindas, E.M., Gwazdauskas, F.C., Aiello, R.J., Herbein, J.H., McGilliard, M.L. & Polan, C.E. 1984. Reproductive and metabolic characteristics of dairy cattle supplemented with ß-carotene. Journal of Dairy Science 67, 1249-1255. 78

Gleerup, A. 2000. Ensilage och Djurhälsa. Examensarbete 127, Institutionen för husdjurens utfodring och vård, SLU, Uppsala. Goff, J.P. & Stabel, J.R. 1990. Decreased plasma retinol, a-tocopherol, and zinc concentration during the periparturient period. Effect of milk fever. Journal of Dairy Science 73, 3195-3199. Hallén Sandgren, C., Larsson, A.-M. & Emanuelson, U. 1998. Zinktillskott till kor ett fältförsök. Svensk Mjölk, Eskilstuna. Harmon, R.J. & Torre, R.M. 1994. Copper and zinc: do they influence mastitis? In: Proceedings of the 33rd Annual Meeting of the National Mastitis Council, Orlando, Fl., National Mastitis Council, Inc., Arlington, VA, USA, s 54. Hoeben, D., Heyneman, R. & Burvenich, C. 1997. Elevated levels of b-hydroxisbutyric acid in periparturient cows and in vitro effect on respiratory burst activity of bovine neutrophils. Veterinary Immunology and Immunopathology 58, 165-170. IDF 1987. Environmental influences on bovine mastitis. International Dairy Federation. Bulletin nr 217. Johnston, L.A. & Chew, B.P. 1984. Peripartum changes of plasma and milk vitamin A and b-carotene among dairy cows with or without mastitis. Journal of Dairy Science 67, 1832-1840. Jukola, E.J. 1994. Selenium, vitamin E, vitamin A and beta-carotene status of cattle in Finland, with special reference to epidemiological udder health and reproduction data. Thesis. College of Veterinary Medicine, Helsiniki University, Finland. Meglia, G.E., Johannisson, A., Petersson, L. & Persson Waller, K. 2000. Changes in some blood micronutrients, leukocytes and neutropgil expression of adhesion molecules in periparturient dairy cows. Submitted for publication. Meijer, G., van der Meulen, J. & van Vuuren, A. 1993. Glutamine is a potentially limiting amino acid for milk production in dairy cows: A hypothesis. Metabolism 42, 358-364. National Research Council 1989. Nutrient requirement of dairy cattle, 6th revised edition, Washington DC, National Academy Press, 157. Oldham, E.R., Eberhardt, R.J. & Muller L.D. 1991. Effects of supplemental vitamin A or b-carotene during the dry period and early lactation on udder health. Journal of Dairy Science 74, 3775-3781. Reddy, P.G. & Frey, R.A. 1990. Nutritional modulation of immunity in domestic food animals. Advances in Veterinary Scientific Comparative Medicine 35, 255-281. Rukkwamsuk, T., Kruip, A.M. & Wensing, T. 1999. Relationship between overfeeding and overconditioning in the dry period and the problems of high producing dairy cows during the postparturient period. Veterinary Quarterly 21, 71-77. Smith, K.L., Hogan, J.S. & Weiss, W.P. 1997. Dietary vitamin E and selenium affect mastitis and milk quality. Journal of Animal Science 75, 1659-1665. Sordillo, L.M., Shafer-Weaver, K. & Derosa, D. 1997. Immunobiology of the mammary gland. Journal of Dairy Science 80, 1851-1865. Svensk Mjölk 1999. Djurhälsovård 1998/99. Redogörelse för husdjursorganisationens djurhälsovård. Eskilstuna. 79

Zerbe, H., Schneider, N., Obadnik, C., Schuberth, H.-J., Wensing, T., Kruip, T., Grunert, E. & leibpld, W. 1998. The negative energy balance reduces the neutrophil capacity in cows. In: Proceedings of the 5th International Veterinary Immunology Symposium, November 8-13, Punjab Ajricultural University, Ludhiana, India, 185. 80