The general objectives of the present thesis were to evaluate: (i) the effects of subclinical mastitis (SM) caused by major pathogens on SCC, milk leukocyte differentials (MLD) and milk yield; (ii) milk yield losses caused by SM at the cow and quarter level; and (iii) the economic impact of SM caused by major pathogens. The thesis was structured in four studies. In study 1, quarter milk samples (n = 302) from 78 cows with SCC gt;200,000 cells/mL were analyzed by milk leukocyte differential (MLD) methodology and by microbiological culture (MC). Quarters with positive-culture results were obtained from 102/156 (65.4%) of MLD-positive milk samples, while 28/135 (20.7%) of MLD-negative milk samples were MC-positive. When MC was considered the gold standard for mastitis diagnosis, the sensitivity (Se) of the MLD was 65.4% (IC95% = 57.4 to 72.8%) and the specificity (Sp) was 79.3% (IC95% = 71.4% to 85.7%). In conclusion, the use of the MLD on cows with monthly composite SCC > 200×103 cells/mL for screening at quarter level identified quarters more likely to be culture-positive. In study 2, the effect of different pathogens was evaluated by comparison of contralateral (healthy and infected) mammary quarters of 146 lactating cows. The impact of SM on economic return (quarter milk yield × milk price) was determined by applying milk payment estimates on milk collected from healthy versus infected glands. The milk losses ranged from 0.07 Kg/quarter.milking to 2.9 Kg/quarter.milking, and varied according to the pathogen causing SM. Economic losses were higher for SM caused by Enterococcus spp. (US$0.43/quarter.milking), Strep. Dysgalactiae (US$ 0.74/quarter.milking) and E. coli (US$0.98/quarter.milking). Additionally, there was a trend for Staph. aureus and Citrobacter spp. To induce economic losses of US$ 0.26 and 0.29/quarter.milking, respectively. In general, the economic return was lower in quarters with SM caused by environmental and contagious pathogens (US$ 0.18 and 0.22/quarter.milking, respectively) when compared to their healthy contralateral quarters. In study 3, a total of 146 out of 650 lactating cows were selected from seven dairy herds for having composite milk SCC > 200,000 cells/mL in combination with the isolation of a major mastitis pathogen. From these selected cows, 1,436 quarter milk samples were collected during three successive sampling occasions at intervals of 15-20 days. Quarter milk yield was measured by milking the mammary quarters individually using three successive milk samplings over time. Bacterial isolates were identified by microbiological culture, MALDI-TOF MS and partial sequencing of the 16S rRNA gene. Milk losses and economic returns varied according to the type of mastitis-causing pathogen: 0.24 to -0.87 kg/quarter.milking for environmental streptococci, and -1.57 to -1.69 kg/quarter.milking for Staph. aureus. Overall, mammary quarters that were cured from SM caused by Staph. aureus and environmental streptococci exhibited an increase in economic return of approximately 0.47 and 0.69 US$/quarter.milking, respectively. In study 4, test day records (n = 1,200,002) were obtained from the Paraná State Holstein Association, which included data from 92,560 lactating cows, from 781 herds, from January 2010 to December 2015. A segmented regression was fitted to estimate the cut-off point of Log10SCC scale where milk yield started to be affected by mastitis: 0.90 (~7,963 cells/mL). In conclusion, first lactation cows have a reduction of 1.37 to 2.28 kg/cow/d of milk yield for each increase of one unit of Log10SCC over the cutoff point, whereas second and later lactation cows are expected to have milk yield losses of 2.36 to 4.20 kg/cow/d for each unit increase of Log10SCC over the cutoff point. Overall, the results of this thesis indicated that milk losses depend on the type of pathogen causing SM. Major pathogens have showed greater effects on milk quality than when it was observed using the approach of culture results of negative or positive. The methodology for evaluation of subclinical mastitis effect on milk yield interferes in the estimation of milk losses, and should include factors such as DIM and number of parity. / Os objetivos gerais da tese foram avaliar: (i) os efeitos da mastite subclínica (MS) causada por patógenos primários sobre a CCS, contagem diferencial de células e produção de leite; (ii) perdas de produção de leite ocasionadas pela MS, em nível de vacas e quartos mamários; e (iii) o impacto econômico da MS causado por patógenos primários. A tese foi estruturada em quatro estudos. No estudo 1, amostras de leite de quartos mamários (n = 302) foram submetidas a cultura microbiológica (CM) e contagem diferencial de leucócitos (MLD). Quartos com resultados cultura-positiva apresentaram 102/156 (65,4%) amostras de leite MLD-positivas, e 28/135 (20,7%) das amostras de leite MLD-negativas tiveram CM-positivas. Quando a CM foi considerada o padrão-ouro para o diagnóstico da mastite, o diagnóstico por meio da MLD apresentou sensibilidade (Se) de 65,4% (IC95% = 57,4 a 72,8%) e especificidade (Sp) de 79,3% (IC95% = 71,4% a 85,7%). Em conclusão, o uso da MLD em vacas com CCS mensal > 200,000 células/mL para triagem de quartos identificou os mais prováveis de ser cultura-positivos. No estudo 2, o efeito de diferentes tipos de patógenos foi estudado avaliando pares de quartos mamários contralaterais (sadios e infectados) de 146 vacas em lactação. O impacto da MS sobre o retorno econômico (produção de leite × preço do leite) foi determinado pela aplicação de estimativas de pagamento do leite de quartos sadios e infectados. As perdas de leite variaram de 0,07 Kg/quarto.ordenha a 2,9 Kg/quarto.ordenha de acordo com o patógeno causador de MS. As perdas econômicas foram maiores em casos de MS causados por Enterococcus spp. (US$ 0,43/quarto.ordenha), Strep. dysgalactiae (US$ 0,74/quarto.ordenha) e E. coli (US$ 0,98/quarto.ordenha). Além disso, houve uma tendência de Staph. aureus e Citrobacter spp. ocasionar perdas de US$ 0,26 e 0,29/quarto.ordenha, respectivamente. Em geral, o retorno econômico foi menor em quartos com MS causada por patógenos ambientais e contagiosos (US$ 0,18 e 0,22/quarto.ordenha, respectivamente) quando comparados com os quartos contralaterais sadios. No estudo 3, um total de 146 das 650 vacas em lactação foram selecionadas de sete rebanhos por apresentar amostras compostas de leite com alta CCS (> 200.000 células/mL) e isolamento de patógeno primário causador de MS. Destas vacas selecionadas, 1.436 amostras de leite de quartos foram coletadas durante três amostragens sucessivas com intervalos de 15-20 dias. A produção de leite em nível de quartos mamários foi mensurada por meio de ordenha completa e individual. Os isolados bacterianos foram identificados por CM, MALDI-TOF MS e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. As perdas de leite e os retornos econômicos variaram de acordo com o tipo de patógeno causador da mastite: - 0,24 a -0,87 kg/quarto.ordenha (Streptococcus ambientais) e -1,57 a -1,69 kg/quarto.ordenha (Staph. aureus). Em geral, os quartos mamários que apresentaram cura da MS causada por Staph. aureus e Streptococcus ambientais apresentaram aumento no retorno econômico de aproximadamente 0,47 e 0,69 US$/quarto.ordenha, respectivamente. No estudo 4, registros do controle leiteiro (n = 1.200.002) foram obtidos da associação Paranaense do gado Holandês, os quais incluíram dados de 92.560 vacas Holandesas em lactação de 781 rebanhos, de janeiro de 2010 a dezembro de 2015. Uma regressão segmentada foi ajustada para estimar o ponto de corte na escala Log10CCS em que a produção de leite começou a ser afetada pela MS: 0.90 (~ 7.963 células/mL). Como conclusão, vacas de primeira cria apresentaram redução de 1,37 a 2,28 kg/vaca/dia na produção de leite para cada aumento de uma unidade Log10CCS acima do ponto de corte, enquanto vacas com duas ou mais crias apresentaram perdas de 2,36 a 4,20 kg/vaca/dia. Em geral, os resultados desta tese indicaram que as perdas de leite dependem do tipo de patógeno que causa SM. Os patógenos primários mostraram maiores efeitos sobre a qualidade do leite do que quando foram observados pela abordagem com base nos resultados de cultura negativa ou positivos. A metodologia de avaliação do efeito da mastite subclínica sobre a produção de leite interfere na estimativa das perdas de leite e deve incluir fatores como DIM e número de paridade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-03052017-151813 |
| Date | 17 April 2017 |
| Creators | Juliano Leonel Gonçalves |
| Contributors | Marcos Veiga dos Santos, Juliana Regina Barreiro, Laerte Dagher Cassoli, Hélio Langoni, Márcio Garcia Ribeiro |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Nutrição Animal, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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