Инфицирование молочной железы коров стафилококком

За последние десятилетие в молочной промышленности произошли значительные изменения, включая снижение числа молочных ферм и незначительное уменьшение количества коров. Повышение производительности коров компенсировало количество производимого молока. Эти процессы привели к изменению этиологии мастита. Распространение инфекции молочной железы Streptococcus agalactiae сократилось до значений ниже 3 %, но одновременно увеличилось присутствие других бактерий, в основном Staphylococcus aureus. Заражения молочной железы S. aureus стали обычными во многих странах, и этот вид бактерий является наиболее часто выделяемым.

ЭПИДЕМИОЛОГИЯ

Проблема распространения S. aureus в разных странах изучалась в нескольких работах на протяжении около 30 лет. Эту информацию нельзя считать статистическим представлением распространения S. aureus в мире, но она может дать реалистичную картину о его присутствии в молочной железе коров в разных странах за длительный период времени. Около 25 лет тому назад изучалось распространение мастита в Британии и Норвегии. В каждой из двух стран анализировались образцы от более чем 27 000 коров.

В Британии в 93,2 % стад, где отбирали образцы, как минимум, одна корова болела маститом в результате заражения S. aureus. В Норвегии были заражены маститом S. aureus 10,6 % коров.
В 1989 г. такое исследование проводилось в Нидерландах (Schukken etal., 1989). Было установлено, что в стадах с низким содержанием в молоке соматических клеток (менее 150 000 кл/мл) случаи клинического мастита с присутствием S. aureus составляли 9,6 %. В выводах этой работы указано, что треть всех случаев клинического мастита объясняется попаданием патогенов из окружающей среды. В работе Barkema et al. (1998), также проведенной в Нидерландах, установлено, что S. aureus являлся наиболее частой причиной клинического мастита в 300 изученных стадах.

В Хорватии 3295 коров тестировали на субклинический мастит с 1994 по 1996 г. Инфекцию обнаружили в 2369 четвертях вымени (29,39 %), а наиболее распространенной бактерией был S. aureus (23,01 %) (Topolko and Benic, 1998).

В Италии между январем 2000 г. и декабрем 2001 г. в 41 молочном стаде был собран 74 651 образец молока из четвертей вымени. Наиболее часто среди бактерий были коагулазо-отрицательные стафилококки (33 %), а S.aureus был наиболее часто выделяемым контагиозным патогеном (20 %). В Ирландии в образцах молока из 15 молочных стад доминирующими бактериями были S. aureus и S. uberis, которые составляли 21 % (п=61) и 19 % (п=53) соответственно (Barrett et al., 2005).

В Польше из 4560 образцов, взятых у 2907 коров в 118 стадах, частота образцов, положительных на S. aureus, составила 15,6 % (Kossowska et al., 2005). Подобная информация приводится по странам Северной Америки, Южной Америки, Океании.

ВЛИЯНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВО МОЛОКА

По изучению экономического значения этого специфического типа инфекции мастита проводилось мало работ. Экономические последствия как клинической, так и субклинической инфекции S. aureus следующие: потери производства молока; затраты на ветеринарное обслуживание, лекарства, выбракованное молоко, затраты труда; ухудшение качества молока, новые случаи клинического и субклинического мастита, других заболеваний. Стоимость всех этих факторов разная в зависимости от страны и региона, но их экономические последствия везде одинаковые. Эти факторы подробно описаны в обзорах Osteras et al. (2005) и Hogeveen and Osteras (2005).

В 1987 г. проведена работа по оценке соотношения затраты/прибыль при выполнении программы контроля инфекции S. aureus (Goodger and Ferguson, 1987), и полученные результаты дают возможность определить стоимость потерь в результате заболевания. В основу этой работы были положены данные о вспышке инфекции молочной железы S. aureus в стаде из 2000 молочных коров. Меры, контролирующие вспышки, привели к повышению надоев молока в среднем на 4 %. Общие затраты на лечение сократились на 5800 долл. в месяц. Уменьшилось также количество выбракованного молока, а общая прибыль за два года составила 280 тыс. долл.

В тот период в штате Огайо при частичном бюджетном финансировании в течение 4 лет проводилась подобная работа в трех стадах молочного скота (Hoblet and Miller, 1991). Максимальные потери от снижения надоев составили 11 долл. на корову, в основном они были обусловлены увеличением количества забракованного молока (95 долл. на корову). Однако экономические последствия в большой степени зависят от стада.

Исследования в полевых условиях в 1431 стаде молочного скота в Ломбардии (регион Италии) показали, что инфекция молочной железы S. aureus имеет очень серьезные экономические последствия для производства молока (Piccinini et al., 2003a). При сравнении надоев молока в стадах, где не было коров, инфицированных S. aureus, с надоями в стадах, где заражение было выявлено (30 % всех стад), с учетом размера стада оказалось, что общие потери составили 5778 т молока в год.

БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Загрязнение стафилококками является главной причиной заболеваний, вызванных потреблением пищевых продуктов, в мире. Изучение заболеваний, вызванных потреблением пищевых продуктов в период 1985-1989 гг. в 17 странах, показало, что наиболее серьезными можно считать 58 вспышек заболеваний 107 человек на Кубе, в Венгрии и Финляндии (Wong and Bergdoll, 2002).

Заболевание вызывает потребление продукта, содержащего энтеротоксины, которые продуцируются стафилококками. Первые симптомы появляются через 1-6 ч. Наиболее распространенными являются тошнота, рвота, спазмы кишечника и диарея. Часто из-за слабых признаков и быстрого восстановления случаи заболеваний не регистрируются, и в результате количество вспышек в значительной степени недооценивается.

Наличие энтеротоксинов S. aureus предполагали еще в 1914 г., но только в 1929 г. была установлена связь между бактериями и заболеванием. С тех пор выявлено и описано 11 стафилококковых энтеротоксинов, таких как SEA-D, SEE, SEG-R, SEU и др. (FUEYO et al., 2005), а также антигенные варианты (SECsi ,SEC2, SEC3). С усовершенствованием методов выявления частота обнаружения генположительных изолятов повышается, что дает возможность предполагать очень высокий потенциал продуцирования энтеротоксинов.

На рост и образование энтеротоксинов S. aureus влияют температура, рН, активность воды, начальное количество стафилококков, состав атмосферы, содержание соли, а также конкурирующая микрофлора. Количество продуцируемого энтеротоксина зависит от штамма стафилококка и типа энтеротоксина.

Энтеротоксин образуется при температуре 10-45 °С (оптимальный диапазон 37-40 °С) и значениях рН 5,15-9. Однако для образования энтеротоксинов в продуктах питания необходимо несколько условий. Продукт должен представлять собой хорошую среду для роста стафилококков. Он должен быть заражен продуцирующим энтеротокси-ны стафилококком и выдержан при положительных температурах в течение времени, достаточного для роста микроорганизмов и образования энтеротоксинов. Для возбуждения заболевания достаточно присутствие 10-50 мг энтеротоксина в 1 г продукта.

Энтеротоксины, продуцируемые стафилококками, термоустойчивые и во время пастеризации не инактивируются. Для их инактивации могут быть недостаточными даже процессы распылительной сушки или стерилизации. Они также устойчивы к воздействию протеолитических ферментов, таких как трипсин, химотрипсин, ренин и папаин. В результате энтеротоксины проходят через желудок в кишечный тракт и вызывают рвоту и диарею.

Степень термоустойчивости энтеротоксина зависит от его типа, чистоты, количества токсина, рН и вида растворителя. Необработанные препараты токсина более термоустойчивы, чем очищенные, а термическая инактивация происходит быстрее в буфере, чем в среде культуры и пищевом продукте. В процессе пастеризации при 72° С в течение 15 с в сливках и молоке отмечались очень незначительные потери SEA и SED. Употребление сухого молока распылительной сушки было причиной нескольких вспышек стафилококковой инфекции. В общем, термоустойчивость энтеротоксина SEA выше, чем SEB, который, в свою очередь, устойчивее SEC.

Пастеризация или стерилизация пищевых продуктов путем гамма-облучения также являются недостаточными для инактивации энтеротоксинов. Для снижения концентрации SEB в буфере или молоке в 10 раз потребовалось более 2,7 и 9,7 Мрад соответственно. Обычно вспышки стафилококковых пищевых отравлений связаны с зараженным сырьем и (или) плохими санитарно-гигиеническими условиями и недостаточной тепловой обработкой.

Основные выводы по проблеме стафилококкового инфицирования молочной железы коров:

заражение молочной железы Staphylococcus aureus является серьезной проблемой для всех стран мира;
размер стада животных и его характеристики могут влиять на распространение S. aureus, но не на его присутствие;
распространение мастита, вызываемого S. aureus, сокращается при использовании программ контроля заболевания;
мастит, вызванный S. aureus, приводит к потерям производства молока и повышению в нем количества соматических клеток, влияя на качество; потери молока на корову могут быть самыми большими в многочисленном стаде;
поскольку мастит, вызванный S. aureus, считается хроническим, то он приводит к более значительным экономическим последствиям, чем случаи обычного мастита;
экономические последствия мастита, вызванного S. aureus, могут быть разными от фермы к ферме в зависимости от специфических национальных и региональных условий, а также от положения на самой ферме;
S.aureus является источником многих токсинов, которые оказывают отрицательное воздействие на иммунную систему. Эти энтеротоксины могут вызывать пищевое отравление;
пастеризация или термическая обработка не инактивирует энтеротоксины;
заражение молочной железы S. aureus может быть источником заражения молока и молочных продуктов;
на образование токсинов большое влияние оказывают факторы окружающей среды и бактериальная загрязненность.

А. Зеккони, Л. Кальвинхо, Л. Фокс ,
по материалам Бюллетеня ММФ 408, 2006 г.,
перевод А.В. Бережной