Wymagania wynikające z uregulowań prawnych narzucają producentom mleka utrzymywanie liczby komórek somatycznych (LKS) do 200 tys./ml. Każdy wzrost liczby komórek somatycznych w mleku o 100 000 ponad liczbę 200 000 komórek/ml powoduje obniżenie wydajności krowy o 2,5% w laktacji. W 2023 roku 34% krów ocenianych produkowało mleko o zawartości komórek somatycznych powyżej 200 000/ml (Dane za 2023 rok Polska Federacja Hodowców Bydła i Producentów Mleka). Oznacza to w praktyce, że co trzecia krowa produkuje mleko nieodpowiedniej jakości, a także ma zmniejszoną wydajność o co najmniej 2,5%.

Do tego należy dodać straty i koszty klinicznej formy mastitis, która najczęściej wymaga leczenia z zastosowaniem antybiotyków dowymieniowych lub ogólnych. Podczas choroby i terapii mleko musi być poddawane utylizacji. Bardzo często nawet przez 10 dni podczas jednego incydentu choroby mleko od danej sztuki nie trafia do skupu. Dodatkowo dochodzą wysokie koszty terapii (usługa lekarska, badania mikrobiologiczne, leki w tym antybiotyki). Po przejściu klinicznej formy choroby zmniejszenie produkcji w danej laktacji może osiągnąć nawet kilkadziesiąt procent.

Zapalenie wymienia i trwałe obniżenie produkcji mleka jest najczęstszą przyczyną brakowania krów ze stada. Według różnych źródeł kliniczne i podkliniczne stany zapalne wymion odpowiadają za zmniejszenie produkcji mlecznej o co najmniej 10%. Co w przypadku Polski w 2023 roku oznacza 1,5 mln litrów mleka. Przy średniej wydajności 9037 kg rocznie od sztuki, oznacza, że 165 000 krów utrzymywanych było, aby zrekompensować straty w mleku z powodu mastitis.

Dotychczasowe doświadczenia i odkrycia

Ilość czynników powodujących stany zapalne wymion jest duża. Za bezpośrednią przyczynę uważa się czynniki mikrobiologiczne, w tym głównie bakteryjne, rzadziej grzybicze i inne. Do tej pory nie udało się opracować zadowalająco skutecznych metod profilaktyki swoistej (szczepienia). Leczenie farmakologiczne oparte głównie na antybiotykach jest częściowo skuteczne, ale jego stosowanie ma wiele ograniczeń. Są to koszty terapii, narastanie lekooporności co przekłada się na zdrowie publiczne (patogeny wymienia w większości są też patogenami człowieka). Z czasem farmakoterapia w danym stadzie staje się coraz mniej skuteczna. Na polskim rynku zarejestrowane są trzy preparaty komercyjne do immunoterapii mastitis (Starvac, Biomast, Mastibovac), o nieskiej skuteczności.

Od ponad 20 lat w laboratorium naszej Lecznicy zwierząt wykonujemy badania mleka w celach diagnostycznych. Opracowujemy strategie zwalczania mastitis w oborach naszych klientów, w tym dobór antybiotyków, a także autoszczepionki. Od kilku lat badamy przyczyny niskiej skuteczności autoszczepionek.

W 2021 roku odkryliśmy zjawisko, które stoi u podstaw skutecznej immunizacji mastitis, w tym również u krów z aktywną, podkliniczną formą choroby.

Zbadaliśmy mleko od licznej grupy krów zdrowych o prawidłowej liczbie komórek somatycznych i okazało się, że obecność bakterii chorobotwórczych, potencjalnych przyczyn mastitis jest bardzo podobna jak w grupie chorującej. Postawiliśmy więc pytanie badawcze: dlaczego część sztuk rozwija objawy, a dlaczego część mimo obecności potencjalnych patogenów jest zdrowa?

Odkryliśmy silną dodatnią korelację występowania mastitis klinicznego oraz podklinicznego z poziomem insuliny w mleku. Poziom insuliny w mleku jest zależny od poziomu insuliny we krwi, a ten z kolei z dawką pokarmową. Przeprowadziliśmy badania, w których wykazaliśmy, że samo obniżenie poziomu insuliny w mleku (poprzez dostosowanie dawki energii w paszy do aktualnych potrzeb bytowych i produkcyjnych krowy) doprowadza do zmniejszenia liczby komórek somatycznych w mleku.

Tym samym odkryliśmy przyczynę prozapalnego ustroju metabolicznego i immunologicznego. Bakterie w większości przypadków są czynnikiem spustowym, pretekstem, a nie głównym czynnikiem. Dlatego koncepcja podnoszenia odporności swoistej wobec tych patogenów się nie sprawdza. Zmieniliśmy podejście immunologiczne i zastosowaliśmy model immunizacji, który ma doprowadzić do tolerancji (anergii), czyli braku reakcji na dany potencjalny patogen, który w większości przypadków jest składnikiem mikroflory wymienia, skóry itp.

Zastosowaliśmy autoszczepionkę donosową wg schematu podawania podczas odczulania (częste powtórzenia). Uzyskaliśmy istotny wzrost swoistych przeciwciał w klasie IgA w mleku. Przeciwciała IgA działają niejako na zewnątrz organizmu (błony śluzowe, wydzieliny), między innymi w świetle gruczołu mlekowego (od strony mleka, nie krwi) zlepiają potencjalne patogeny bez ich aktywnej prezentacji do organizmu.

Pierwszy raz zaobserwowaliśmy terapeutyczne działanie autoszczepionki. Do tej pory zakładaliśmy działanie jedynie profilaktyczne, które jest trudne do zweryfikowania. Działanie terapeutyczne wiąże się z obiektywnym mierzalnym parametrem jakim jest liczba komórek somatycznych w mleku zbiorczym. W naszych dotychczasowych badaniach obserwowaliśmy okresowy istotny wzrost LKS w trzecim tygodniu immunizacji, a potem następujący spadek istotnie poniżej wartości sprzed immunizacji.

Dalsze rozwijanie naszej koncepcji w ramach realizacji tego projektu wymaga zwiększenia skali badań, konieczne jest przeprowadzenie oceny skuteczności różnych wariantów immunizacji na większych stawkach krów mlecznych. Trzeba przeprowadzić badania na poziomie molekularnym dotyczących roli limfocytów T w rozwijaniu immunotolerancji.