Mastitis (Entzündung der Milchdrüse) tritt bei Milchkühen häufig in der Zeit nach der Geburt (Übergangszeit) auf, wenn Milchkühe physiologische und hormonelle Veränderungen und eine schwere negative Energiebilanz erfahren, gefolgt von oxidativem Stress. Um eine erfolgreiche Laktation aufrechtzuerhalten und eine negative Energiebilanz (NEB) zu bekämpfen, kommt es zu einer Hypermobilität des Fetts, die zu einer übermäßigen Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) führt. Hyperlipidämie erhöht auch die Konzentrationen von nicht veresterten Fettsäuren (NEFA) und β-Hydroxybuttersäure (BHB) während der Zeit nach der Geburt. Darüber hinaus führt die übermäßige Nutzung von Sauerstoff durch die Zellatmung in der Milchdrüse zu einer abnormalen Produktion von oxidativem Stress (OS), der die Immunität und entzündungshemmende Wirkung von Milchkühen während der Geburt beeinträchtigt und ihre Anfälligkeit für Mastitis erhöht Um oxidativen Stress und daraus resultierende Mastitis zu reduzieren, werden Milchkühen Antioxidantien aus einer externen Quelle zugeführt. Es wurden umfangreiche Studien zur Ergänzung von Selen (Se) und den Vitaminen E und B9 durchgeführt, um Mastitis während der Übergangszeit bei Milchkühen zu reduzieren.
Eine aktuelle Studie zeigte, dass oxidativer Stress die Hauptursache für Perinatalerkrankungen bei Milchkühen ist. In ähnlicher Weise wurde in einer anderen Studie berichtet, dass eine Überproduktion von ROS zu oxidativem Stress führt, der die Immunität und entzündungshemmenden Funktionen bei Milchkühen während der Übergangszeit beeinträchtigt. Aufgrund der Unterdrückung des Immunsystems nimmt die Empfindlichkeit von Milchkühen gegenüber Mastitis im Perinatalstadium zu. Wie bereits erwähnt, sind eine negative Energiebilanz und Stoffwechselstörungen Schlüsselfaktoren für oxidativen Stress in der Zeit nach der Geburt bei Milchkühen. Daher kommen wir aus der vorherigen Diskussion zu dem Schluss, dass das Ernährungsmanagement einer der effizientesten Ansätze sein kann, um die antioxidative Kapazität von Tieren zu erhöhen und oxidativen Stress zu verhindern, der Milchkühe während der Übergangszeit anfällig für Mastitis macht.
Eine negative Energiebilanz führt bei Milchkühen während der Geburt zu einer Hypermobilität des Fetts, was zu erhöhten NEFA- und ROS-Werten und damit zu oxidativem Stress führt. Oxidativer Stress führt außerdem zu einer abnormalen Immunregulation und Entzündung, wodurch Milchkühe anfälliger für Mastitis werden. Eine abnormale Immunregulation und Entzündungen führen auch zu Lipidhypermobilität und oxidativem Stress, was die TNF-α-Überproduktion aktiviert.
Insgesamt kommen wir zu dem Schluss, dass die Zeit nach der Geburt bei Milchkühen kritisch ist und sie für Mastitis prädisponiert. Zu den Schlüsselfaktoren, die dazu führen, dass Milchkühe während der Übergangszeit anfällig für Mastitis sind, gehören eine negative Energiebilanz, gefolgt von einer Hypermobilität von Fett, oxidativem Stress und daraus resultierender abnormaler Immunregulation und Entzündung. Während der Perinatalperiode leiden Milchkühe unter einem schweren Mangel an einigen wichtigen Nährstoffen (Vitamin E, Folsäure und Selen), der sie für Mastitis prädisponiert. Vitamin- (E und Folsäure) und Se-Ergänzungen wirken sich positiv auf die Immunregulation aus und reduzieren den oxidativen und entzündlichen Status bei Milchkühen während der postpartalen Phase. Daher wird vorgeschlagen, dass Nahrungsergänzungsmittel mit Folsäure, Selen und Vitamin E während der Übergangszeit als therapeutische Ergänzung zur Reduzierung von Mastitis bei Milchkühen in Betracht gezogen werden können.
Verweise
1. Drackley, J.K. Biology of dairy cows during the transition period: The final frontier. J. Dairy Sci. 1999, 82, 2259–2273. [CrossRef]
2. Khan, M.Z.; Liu, L.; Zhang, Z.; Khan, A.;Wang, D.; Mi, S.; Usman, T.; Liu, G.; Guo, G.; Li, X.; et al. Folic acid supplementation regulates milk production variables, metabolic associated genes and pathways in perinatal Holsteins. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 2020, 104, 483–492. [CrossRef] [PubMed]
3. LeBlanc, S. Monitoring metabolic health of dairy cattle in the transition period. J. Reprod. Dev. 2010, 56, 29–35. [CrossRef]
4. Sordillo, L.M. Nutritional strategies to optimize dairy cattle immunity. J. Dairy Sci. 2016, 99, 4967–4982. [CrossRef] [PubMed]
5. Gärtner, T.; Gernand, E.; Gottschalk, J.; Donat, K. Relationships between body condition, body condition loss and serum metabolites during the transition period in primiparous and multiparous cows. J. Dairy Sci. 2019, 102, 9187–9199. [CrossRef]
6. Surai, P.F.; Kochish, I.I.; Fisinin, V.I.; Juniper, D.T. Revisiting oxidative stress and the use of organic Selenium in dairy cow nutrition. Animals 2019, 9, 462. [CrossRef]
7. Baumgard, L.H.; Collier, R.J.; Bauman, D.E. A 100-Year Review: Regulation of nutrient partitioning to support lactation. J. Dairy Sci. 2017, 100, 10353–10366. [CrossRef]
8. Sordillo, L.; Mavangira, V. The nexus between nutrient metabolism, oxidative stress and inflammation in transition cows. Anim. Prod. Sci. 2014, 54, 1204–1214. [CrossRef]
9. Contreras, G.A.; Sordillo, L.M. Lipid mobilization and inflammatory responses during the transition period of dairy cows. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. 2011, 34, 281–289. [CrossRef]
10. Sordillo, L.M.; Raphael, W. Significance of metabolic stress, lipid mobilization, and inflammation on transition cow disorders. Vet. Clin. N. Am. Food Anim. Pract. 2013, 29, 267–278. [CrossRef]
11. Celi, P.; Gabai, G. Oxidant/Antioxidant Balance in Animal Nutrition and Health: The Role of Protein Oxidation. Front. Vet. Sci. 2015, 2, 48. [CrossRef] [PubMed]
12. Castillo, C.; Hernández, J.; Valverde, I.; Pereira, V.; Sotillo, J.; Alonso, M.L.; Benedito, J.L. Plasma malonaldehyde (MDA) and total antioxidant status (TAS) during lactation in dairy cows. Res. Vet. Sci. 2006, 80, 133–139. [CrossRef] [PubMed]
13. Castillo, C.; Hernandez, J.; Bravo, A.; Lopez-Alonso, M.; Pereira, V.; Benedito, J.L. Oxidative status during late pregnancy and early lactation in dairy cows. Vet. J. 2005, 169, 286–292. [CrossRef][PubMed]
14. Contreras, G.A.; Strieder-Barboza, C.; Raphael, W. Adipose tissue lipolysis and remodeling during the transition period of dairy cows. J. Anim. Sci. Biotechnol. 2017, 8, 41. [CrossRef]
15. Ster, C.; Loiselle, M.C.; Lacasse, P. Effect of postcalving serum nonesterified fatty acids concentration on the functionality of bovine immune cells. J. Dairy Sci. 2012, 95, 708–717. [CrossRef]
16. Ospina, P.A.; McArt, J.; Overton, T.; Stokol, T.; Nydam, D. Using nonesterified fatty acids and hydroxybutyrate concentrations during the transition period for herd-level monitoring of increased risk of disease and decreased reproductive and milking performance. Vet. Clin. N. Am. Food Anim. Pract. 2013, 29, 387–412. [CrossRef]
17. Bernabucci, U.; Ronchi, B.; Lacetera, N.; Nardone, A. Influence of Body Condition Score on Relationship Between Metabolic Status and Oxidative Stress in Periparturient Dairy Cows. J. Dairy Sci. 2005, 88, 2017–2026. [CrossRef]
18. Hoedemaker, M.; Prange, D.; Gundelach, Y. Body condition change ante- and postpartum, health and reproductive per-formance in German Holstein cows. Reprod. Domest. Anim. 2010, 44, 167–173. [CrossRef]
19. Ayemele, A.G.; Tilahun, M.; Lingling, S.; Elsaadawy, S.A.; Guo, Z.; Zhao, G.; Xu, J.; Bu, D. Oxidative Stress in Dairy Cows: Insights into the Mechanistic Mode of Actions and Mitigating Strategies. Antioxidants 2021, 10, 1918. [CrossRef]
20. Castillo, C.; Hernandez, J.; López-Alonso, M.; Miranda, M.; Luís, J. Werte der Plasma-Lipidhydroperoxide und des gesamten Antioxidans
status in healthy dairy cows: Preliminary observations. Arch. Anim. Breed. 2003, 46, 227–233. [CrossRef]
