راهکار‌های تغذیه‌ای برای کنترل ورم‌پستان در گاوهای شیری هلشتاین

نوع مقاله : مقاله علمی- ترویجی

نویسنده

دانشجوی کارشناسی گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایران

10.22059/domesticsj.2026.397371.1204

چکیده

ورم‌پستان یکی از بیماری‌های پُر‌ هزینه‌ در صنعت تولید شیر است که اثرات زیان باری را بر سلامت پستان و به دنبال آن بر تولید و کیفیت شیر دارد. امروزه کنترل بیماری‌های پستان به ویژه ورم‌پستان یکی از عوامل مهم مدیریتی در گاوهای شیری به شمار می‌آید. یکی از اصلی‌ترین عوامل ایجاد ورم‌پستان ورود عوامل بیماری‌زا به غدد پستانی است، امّا شواهد موجود نشان می‌دهند که عوامل تغذیه‌ای، میکروبیوم دستگاه گوارش و متابولیت‌های مرتبط با آن‌ها نیز می‌توانند در شدت پاسخ‌های التهابی پستان دارای نقش باشند. در حالت بالانس منفی انرژی، تغذیه نامطلوب زمینه‌ساز افزایش حساسیت به ورم‌پستان در گاو شیری است. پژوهش‌هایی نیز ارتباط بین ریز مغذی‌ها و بیماری ورم‌پستان را مورد بررسی قرار داده‌اند. علاوه بر این، میکروبیوم نامناسب دستگاه گوارش می‌تواند از طریق مسیر روده و پستان به طور مستقیم باعث ایجاد یا تشدید ورم‌پستان شود. کاهش باکتری‌های مفید همزیست، کاهش تنوع باکتریایی و افزایش عوامل بیماری‌زا و متابولیت‌های پیش التهابی در شیر و هم در دستگاه گوارش گاو‌های مبتلا به ورم‌پستان مشاهده شده است. با در نظر گرفتن این موضوع، هدف اصلی این مطالعة علمی- ترویجی بررسی ارتباط بین تغذیه (سطح انرژی و ریز مغذی‌ها) و بیماری ورم‌پستان و همچنین نقش میکروبیوم دستگاه گوارش و متابولیت‌ها در کنترل ورم‌پستان است. علاوه بر این، راهکارهای غیرآنتی‌بیوتیکی شامل استفاده از ریز مغذی‌ها، پروبیوتیک‌ها، اسید‌های چرب کوتاه زنجیر، جیره‌های با درصد فیبر بالاتر، اینولین و مسیرهای تنظیم بیان ژن برای پیشگیری و کاهش ورم‌پستان پیشنهاد شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nutritunal strategies for controlling mastitis in Holstein dairy cows

نویسنده [English]

  • Hamed Shameli
B.Sc. Student of Animal Science, Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Fars, Iran
چکیده [English]

Mastitis is one of the most costly diseases in the dairy industry, causing detrimental effects on udder health and consequently on milk production and quality.Nowadays, controlling udder diseases, especially mastitis is considered on of the key management factors in dairy cows. Although local udder infection caused by the invasion of exogenous pathogens into the mammary gland was considered the main cause of mastitis, evidence has been established and continues to grow, showing that nutrition factors and gastrointestinal microbiome as well as their metabolites are also involved in the development of mammary inflammatory response. Suboptimal nutrition is recognized as a risk factor for increased susceptibility to mastitis in cattle, in particular the negative energy balance. The majority of data regarding nutrition and bovine mastitis involves micronutrients. In addition, the dysbiotic gastrointestinal microbiome can directly trigger or aggravate mastitis through entero-mammary gland pathway. The decreased beneficial commensal bacteria, lowered bacterial diversity, and increased pathogens as well as proinflammatory metabolites are found in both the milk and gastrointestinal tract of mastitic dairy cows. This review discussed the relationship between the nutrition (energy and micronutrient levels) and mastitis, summarized the role of gastrointestinal microbiome and metabolites in regulating mastitis. Meanwhile, several non-antibiotics strategies were provided for the prevention and alleviation of mastitis, including micronutrients, probiotics, short-chain fatty acids, high fiber diet, inulin, and pathways regulating gene expression.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dairy cows
  • Nutrition
  • Microbiome
  • Mastitis
Anika, T. T., Al Noman, Z., Ferdous, M. R. A., Khan, S. H., Mukta, M. A., Islam, M. S., Hossain, M. T., and Rafiq, K. (2019). "Time dependent screening of antibiotic residues in milk of antibiotics treated cows." Journal of Advanced Veterinary Animal Research, 6(4), 516–520.
Arroyo, R., Martín, V., Maldonado, A., Jiménez, E., Fernández, L., and Rodríguez, J. M. (2010). "Treatment of infectious mastitis during lactation: Antibiotics versus oral administration of Lactobacilli isolated from breast milk." Clinical Infectious Diseases, 50(12), 1551–1558.
Bouvier-Muller, J., Allain, C., Enjalbert, F., Tabouret, G., Portes, D., Caubet, C., Tasca, C., Foucras, G., and Rupp, R. (2016). "Response to dietary-induced energy restriction in dairy sheep divergently selected for resistance or susceptibility to mastitis." Journal of Dairy Science, 99(1), 480–492.
Cabezuelo, M. T., Zaragozá, R., Barber, T., and Viña, J. R. (2019). "Role of vitamin A in mammary gland development and lactation." Nutrients, 12(1), 80.
Chandra Roy, A., Wang, Y., Zhang, H., Roy, S., Dai, H., Chang, G., and Shen, X. (2018). "Sodium butyrate mitigates IE-DAP induced inflammation caused by high-concentrate feeding in liver of dairy goats." Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(34), 8999–9009.
Chiba, A., Tooze, J. A., and Cook, K. L. (2018). "Consumption of mediterranean versus western diet leads to distinct mammary gland microbiome populations." Cell Reports, 25(1), 47–56.e3.
Martín, R., Olivares, M., Marín, M. L., Fernández, L., Xaus, J., and Rodríguez, J. M. (2005). "Probiotic potential of 3 Lactobacilli strains isolated from breast milk." Journal of Human Lactation, 21(1), 8–17.
Mehdi, Y., and Dufrasne, I. (2016). "Selenium in cattle: A review." Molecules, 21(4), 545.
 
Meng, M., Huo, R., Ma, N., Chang, G., and Shen, X. (2022). "β-carotene alleviates LPS-induced inflammation through regulating STIM1/ORAI1 expression in bovine mammary epithelial cells." International Immunopharmacology, 113(Pt A), 109377.
Milner, P., Page, K. L., and Hillerton, J. E. (1997). "The effects of early antibiotic treatment following diagnosis of mastitis detected by a change in the electrical conductivity of milk." Journal of Dairy Science, 80(5), 859–863.
Moghimi-Kandelousi, M., Alamouti, A. A., Imani, M., and Zebeli, Q. (2020). "A meta-analysis and meta-regression of the effects of vitamin E supplementation on serum enrichment, udder health, milk yield, and reproductive performance of transition cows." Journal of Dairy Science, 103(7), 6157–6166.
National Research Council. (2001). Nutrient requirements of dairy cattle (7th rev. ed.). National Academies Press.
Perez-Báez, J., Risco, C. A., Chebel, R. C., Gomes, G. C., Greco, L. F., Tao, S., Thompson, I. M., do Amaral, B. C., Zenobi, M. G., Martinez, N., Staples, C. R., Dahl, G. E., Hernández, J. A., Santos, J. E. P., and Galvão, K. N. (2019). "Association of dry matter intake and energy balance prepartum and postpartum with health disorders postpartum: Part II. Ketosis and clinical mastitis." Journal of Dairy Science, 102(10), 9151–9164.
Pickard, J. M., Zeng, M. Y., Caruso, R., and Núñez, G. (2017). "Gut microbiota: Role in pathogen colonization, immune responses, and inflammatory disease." Immunological Reviews, 279(1), 70–89.
Rainard, P., and Foucras, G. (2018). "A critical appraisal of probiotics for mastitis control." Frontiers in Veterinary Science, 5, 251.
Reyes-Jara, A., Cordero, N., Aguirre, J., Troncoso, M., and Figueroa, G. (2016). "Antibacterial effect of copper on microorganisms isolated from bovine mastitis." Frontiers in Microbiology, 7, 626.
Sordillo, L. M. (2016). "Nutritional strategies to optimize dairy cattle immunity." Journal of Dairy Science, 99(6), 4967–4982.
Wang, Y., Liu, J., Huang, J., Chang, G., Roy, A. C., Gao, Q., Cheng, X., and Shen, X. (2021). "Sodium butyrate attenuated iE-DAP induced inflammatory response in the mammary glands of dairy goats fed high-concentrate diet." Journal of the Science of Food and Agriculture, 101(3), 1218–1227.
Wang, Y., Nan, X., Zhao, Y., Jiang, L., Wang, H., Zhang, F., Hua, D., Liu, J., Yao, J., Yang, L., Luo, Q., and Xiong, B. (2021a). "Dietary supplementation of inulin ameliorates subclinical mastitis via regulation of rumen microbial community and metabolites in dairy cows." Microbiology Spectrum, 9(2), e0010521.
Wang, Y., Nan, X., Zhao, Y., Jiang, L., Wang, H., Zhang, F., Hua, D., Liu, J., Yang, L., Yao, J., and Xiong, B. (2022b). "Changes in the profile of fecal microbiota and metabolites as well as serum metabolites and proteome after dietary inulin supplementation in dairy cows with subclinical mastitis." Frontiers in Microbiology, 13, 809139.
Wang, Y., Nan, X., Zhao, Y., Jiang, L., Wang, M., Wang, H., Zhang, F., Xue, F., Hua, D., Liu, J., Yao, J., and Xiong, B. (2021b). "Rumen microbiome structure and metabolites activity in dairy cows with clinical and subclinical mastitis." Journal of Animal Science and Biotechnology, 12(1), 36.
Weng, X., Monteiro, A. P. A., Guo, J., Li, C., Orellana, R. M., Marins, T. N., Bernard, J. K., Tomlinson, D. J., DeFrain, J. M., Wohlgemuth, S. E., and Tao, S. (2018). "Effects of heat stress and dietary zinc source on performance and mammary epithelial integrity of lactating dairy cows." Journal of Dairy Science, 101(3), 2617–2630.
Xu, H., Huang, W., Hou, Q., Kwok, L. Y., Sun, Z., Ma, H., Zhao, F., Lee, Y. K., and Zhang, H. (2017). "The effects of probiotics administration on the milk production, milk components and fecal bacteria microbiota of dairy cows." Science Bulletin, 62(11), 767–774.
Yeiser, E. E., Leslie, K. E., McGilliard, M. L., and Petersson-Wolfe, C. S. (2012). "The effects of experimentally induced Escherichia coli mastitis and flunixin meglumine administration on activity measures, feed intake, and milk parameters." Journal of Dairy Science, 95(9), 4939–4949.
Young, W., Hine, B. C., Wallace, O. A. M., Callaghan, M., and Bibiloni, R. (2015). "Transfer of intestinal bacterial components to mammary secretions in the cow." PeerJ, 3, e888.
Zhao, C., Hu, X., Bao, L., Wu, K., Feng, L., Qiu, M., Hao, H., Fu, Y., and Zhang, N. (2021). "Aryl hydrocarbon receptor activation by Lactobacillus reuteri tryptophan metabolism alleviates Escherichia coli-induced mastitis in mice." PLoS Pathogens, 17(7), e1009774.
Zhong, Y., Xue, M., and Liu, J. (2018). "Composition of rumen bacterial community in dairy cows with different levels of somatic cell counts." Frontiers in Microbiology, 9, 3217.