Mannheimia haemolytica şi bolile complexului respirator la tineretul bovin

 Mannheimia haemolytica and respiratory complex diseases in calves

Mihai‑Alexandru Pitran, Alexandru Duţulescu, Maria Jalbă, Mario-Darius Codreanu

First published: 21 noiembrie 2023

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/PV.42.4.2023.8840

Abstract

Mannheimia haemolytica, formerly known as Pasteurella haemolytica, is a bacterium belonging to the family Pasteurellaceae. It is commonly found in the respiratory tracts of cattle and other ruminant animals, and is a significant pathogen in the cattle industry. This bacterium is known to cause bovine respiratory disease (BRD), which can lead to severe economic losses in the livestock industry.
 

Keywords

pathogen, calves, respiratory disease

Rezumat

Mannheimia haemolytica, cunoscută anterior sub numele de Pasteurella haemolytica, este o bacterie aparţinând familiei Pasteurellaceae. Se găseşte în mod obişnuit în căile respiratorii ale bovinelor şi ale altor animale rumegătoare, fiind un agent patogen semnificativ în industria bovinelor. Se ştie că această bacterie provoacă boala respiratorie bovină (BRD), care poate duce la pierderi economice grave în industria zootehnică.
 

Cuvinte cheie

agent patogen viţei boală respiratorie

Influenţa Mannheimia haemolytica în complexul bolilor respiratorii (BRD) este un subiect de mare importanţă în industria bovinelor. BRD rămâne o preocupare semnificativă, ducând la pierderi economice şi probleme de bunăstare a animalelor. Mannheimia haemolytica este unul dintre agenţii patogeni-cheie responsabili de BRD la bovine. Acest articol analizează impactul acestei entităţi bacteriene, mecanismele sale patogene, manifestările clinice, diagnosticul, tratamentul şi măsurile preventive(1,2,7,8).

Mannheimia haemolytica, cunoscută anterior sub numele de Pasteurella haemolytica, este o bacterie aparţinând familiei Pasteurellaceae. Se găseşte în mod obişnuit în căile respiratorii ale bovinelor şi ale altor animale rumegătoare şi este un agent patogen semnificativ în industria bovinelor(1,17,18,21).

Această bacterie posedă mai mulţi factori de virulenţă care contribuie la capacitatea sa de a provoca afecţiuni respiratorii severe. Printre aceşti factori, putem enumera:

Leucotoxine. Mannheimia haemolytica produce leucotoxine, în special leucotoxina-P şi leucotoxina-M. Aceste toxine sunt citolitice şi au o afinitate specifică pentru leucocitele prezente în sânge, în special neutrofile şi macrofage. Prin ţintirea acestor celule imunitare, leucotoxinele afectează capacitatea gazdei de a combate infecţia, permiţând bacteriei să se sustragă sistemului imunitar(12,14,16,21).

Formarea capsulei. Bacteria poate forma o capsulă, care este reprezentată de un strat exterior protector, format din polizaharide. Această capsulă ajută bacteria să evite fagocitoza de către celulele imune ale gazdei, acţionând ca o barieră fizică, ceea ce face mai dificil pentru sistemul imunitar să recunoască şi să elimine agentul patogen(12,15,19).

Lipopolizaharide (LPS). Lipopolizaharidele găsite în membrana exterioară conţin endotoxine. Acestea sunt molecule proinflamatorii puternice care pot conduce la răspunsuri imune excesive ale gazdei, contribuind la procesul inflamator şi, astfel, la deteriorarea ţesuturilor asociate respiratorii(3,11,12,20).

Mecanisme de captare a fierului. Mannheimia haemolytica are diverse mecanisme de achiziţie a fierului, un nutrient esenţial pentru creşterea şi dezvoltarea bacteriilor. Aceste mecanisme includ producerea de siderofori, care reprezintă molecule ce captează fierul din organismul gazdei şi de la nivelul proteinelor membranei externe(3,12,13).

Adezine. Bacteria are în dotare adezine care îi permit să se ataşeze şi să colonizeze epiteliul respirator din tractul respirator superior al gazdei. Acest ataşament este un pas crucial în iniţierea infecţiei(1,5,12,19).

Formarea biofilmului. Această entitate morbidă formează biofilme pe suprafeţele mucoasei tractului respirator, reprezentând comunităţi structurate de bacterii închise într-o matrice extracelulară autoprodusă, care poate proteja bacteria de apărarea imună a gazdei şi de antibioterapia administrată ulterior(12,18,19).

Aceşti factori de virulenţă permit în mod colectiv ca agentul patogen să depăşească mecanismele de apărare ale gazdei şi să provoace leziuni tisulare, astfel încât să stabilească o infecţie persistentă la nivelul tractului respirator, ducând la dezvoltarea bolii respiratorii bovine (BRD)(6,10,11,17).

Mannheimia haemolytica joacă deseori un rol semnificativ în infecţiile polimicrobiene ale tractului respirator al bovinelor. Ea se găseşte frecvent în sinergie cu alţi agenţi patogeni respiratori, inclusiv virusul sinciţial respirator bovin (BRSV), virusul diareei virale bovine (BVDV), virusul rinotraheitei infecţioase bovine (IBR) şi speciile de Mycoplasma. Atunci când aceşti agenţi patogeni coinfectează bovinele, pot interacţiona combinat pentru a exacerba severitatea afecţiunii respiratorii. Această sinergie are ca rezultat adesea semne clinice mult mai severe şi pierderi economice drastice pentru exploataţiile de bovine. De asemenea, poate facilita invazia şi replicarea virusurilor respiratorii. Aceste infecţii polimicrobiene induc o imunosupresie puternică la nivelul organismului gazdei(3,4,7,14,19).

Manifestările clinice ale afecţiunii pot fi uşor de recunoscut pe baza simptomatologiei specifice, precum tuse uscată, persistentă, scurgeri nazale care pot varia, drept consistenţă, de la limpede până la filant, purulent, de culoare galbenă sau verzuie, febră, respiraţie dificilă (dispnee sau tahipnee, frecvent întâlnită), depresie, letargie, neinteresaţi de mediul înconjurător, decubit prelungit, pierdere în greutate, deshidratare consecutivă sindromului febril, frecvenţei respiratorii crescute şi aportului insuficient de lichide (se pot observa enoftalmie şi mucoase uscate)(2,3,9,11).

Din punct de vedere evolutiv, se pot distinge două etape importante; astfel, prima fază este caracterizată de catarul căilor respiratorii, epiforă, tuse intensă şi dureroasă, transformându-se în tuse umedă, însoţită de un jetaj seros sau seromucos, accese febrile inconstante, inapetenţă, polipnee şi tahicardie(3,5,7,19).

Faza a doua se caracterizează prin dezvoltarea bronhopneumoniei catarale interstiţiale, iniţial fibrinoasă, ulterior purulentă, care ascunde complicaţiile bacteriene regăsite la nivelul tractului respirator al organismului-gazdă. De asemenea, se mai observă febra cu caracter specific, „în dinţi de fierăstrău”, tuse groasă, jetaj intermitent mucos şi mucopurulent(4,6,7).

În cazurile severe, complicaţiile pot duce la pneumonie bacteriană, pleurită (inflamaţia pleurei, mucoasa din jurul plămânilor) şi abcese pulmonare. Aceste afecţiuni pot exacerba semnele clinice şi pot creşte riscul de mortalitate(1,2,20).

Diagnosticul de certitudine se obţine prin testele de laborator. Acestea sunt esenţiale pentru identificarea şi confirmarea agenţilor patogeni specifici implicaţi în afecţiunile respiratorii ale viţeilor. Testele obişnuite de laborator şi procedurile de diagnosticare includ:

• Tampoanele nazale (sunt colectate din narinele viţelului pentru a obţine mostre de secreţii respiratorii, fiind utilizate pentru testarea PCR, izolarea virală şi cultura bacteriană). Acestea sunt deosebit de utile pentru identificarea virusurilor respiratorii, precum virusul sinciţial respirator bovin (BRSV) şi virusul diareei virale bovine (BVDV)(3,9,16,19).
• Lavaje traheale (implică introducerea unei soluţii saline sterile la nivelul traheii viţelului şi apoi aspirarea lichidului pentru a colecta mostre de secreţii respiratorii. Probele sunt valoroase pentru cultura bacteriană şi citologie)(1,2,5).

Serologia este utilizată pentru a testa probele de sânge pentru prezenţa anticorpilor împotriva agenţilor patogeni specifici, ajutând la confirmarea expunerii anterioare la anumiţi agenţi infecţioşi(14,17,20).

În cazuri grave sau fatale, poate fi necesară o examinare post-mortem a viţelului pentru a evalua amploarea patologiei pulmonare şi a colecta probe de ţesut pentru teste suplimentare; astfel, probele de ţesut pot fi examinate microscopic (histopatologie) pentru a identifica leziunile pulmonare şi a determina prezenţa agenţilor patogeni bacterieni(9,10).

De asemenea, se pot utiliza testele PCR pentru a detecta şi identifica secvenţe specifice de ADN sau ARN ale agenţilor patogeni, dar şi izolarea virală, care este o tehnică de laborator utilizată pentru creşterea şi identificarea virusurilor în celulele cultivate. Este adesea folosită pentru diagnosticarea infecţiilor virale(11,16,18,21).

Abordarea terapeutică este destul de ineficientă şi dificilă, din cauza etiologiei multifactoriale şi a afectării simultane a unui număr mare de animale. În principal se recurge la izolarea animalelor bolnave, corectarea imediată a condiţiilor de micro- şi macroclimat asociate cu alimentaţia, plus suplimentarea cu antibioterapie adecvată cazurilor prezente în exploataţie(1,6,9,13).

Mijloacele terapeutice sunt alese în funcţie de simptomatologie şi de stadiul bolii. Astfel, în prima fază a bolii se administrează antibiotice cu spectru larg (pentru a evita complicaţiile bacteriene), împreună cu bronhosecretolitice şi antiinflamatoare nesteroidiene. Se utilizează fluidoterapia şi administrarea soluţiilor electrolitice pentru a corecta deshidratarea severă la care este supus animalul; stimularea imunităţii se poate realiza prin autohemoterapie sau implantoterapie(3,4,7,10).

În faza a doua, consecutiv complicaţiilor bacteriene se recurge la administrarea de analeptice, iar în cazul bronhopneumoniei purulente, tratamentul rămâne ineficient(1,4).

În contextul sănătăţii bovinelor şi al prevenirii bolilor respiratorii, măsurile profilactice sunt esenţiale pentru menţinerea sănătăţii şi a productivităţii efectivului(10,17).

Vaccinarea este o metodă principală de prevenire a bolilor respiratorii la bovine. Există vaccinuri disponibile pentru protejarea împotriva agenţilor patogeni comuni, inclusiv agenţi virali. O altă măsură importantă este instaurarea normelor de biosecuritate pentru a preveni introducerea agenţilor infecţioşi în efectiv. Aceasta include controlul accesului în exploataţie, limitarea contactului cu bovinele din exterior, instaurarea carantinei profilactice pentru animalele nou venite în efectiv, dezinfecţia regulată a echipamentelor vehiculelor şi a personalului. De asemenea, este necesar un program managerial complet al sănătăţii animalelor, cu incluziunea controalelor regulate de sănătate, monitorizarea semnelor clinice şi depistarea precoce a bolii(11,17,19,20).


Figura 1. Secreţii nazale purulente, consecutive acceselor de tuse severă (Sursa: https://en.wikivet.net/Cattle_Medicine_Q%26A_05)

Figura 2. Secreţii nazale transparente, în faza de debut a bolii respiratorii (Sursa: https://www.canadiancattlemen.ca/features/bvd-still-a-threat-to-canadian-cattle-herds/)


Figura 3. Reprezentarea schematică a pregătirii probei şi lavajului traheal (Sursa: https://www.researchgate.net/figure/Schematic-representation-of-sample-preparation-Bovine-alveolar-macrophages-bAM-were_fig1_330905308)

 

Conflict de interese: niciunul declarat  
Suport financiar: niciunul declarat
Acest articol este accesibil online, fără taxă, fiind publicat sub licenţa CC-BY.


Bibliografie

Andrés-Lasheras S, Jelinski M, Zaheer R, McAllister TA. Bovine Respiratory Disease: Conventional to Culture-Independent Approaches to Studying Antimicrobial Resistance in North America. Antibiotics (Basel). 2022;11(4):487. 

Boukahil I, Czuprynski CJ. Mannheimia haemolytica biofilm formation on bovine respiratory epithelial cells. Vet Microbiol. 2016;197:129-136. 

Blakebrough-Hall C, Hick P, Mahony TJ, González LA. Factors associated with bovine respiratory disease case fatality in feedlot cattle. J Anim Sci. 2022;100(1):skab361. 

Codreanu MD. Patologie şi clinică medicală. Editura Printech, Bucureşti, 2022. 

Codreanu MD. Terapeutica veterinară. Editura Printech, Bucureşti, 2019. 

Confer AW, Ayalew S. Mannheimia haemolytica in bovine respiratory disease: immunogens, potential immunogens, and vaccines. Anim Health Res Rev. 2018;19(2):79-99. 

DeDonder KD, Apley MD. A literature review of antimicrobial resistance in Pathogens associated with bovine respiratory disease. Anim Health Res Rev. 2015;16(2):125-134. 

Ellis JA. Update on viral pathogenesis in BRD. Anim Health Res Rev. 2009;10(2):149-153. 

Ewers C, Lübke-Becker A, Wieler LH. Mannheimia haemolytica und die Pathogenese der Enzootischen Bronchopneumonie [Mannheimia haemolytica and the pathogenesis of enzootic bronchopneumonia]. Berl Munch Tierarztl Wochenschr. 2004;117(3-4):97-115. 

Fulton RW. Bovine respiratory disease research (1983-2009). Anim Health Res Rev. 2009;10(2):131-139. 

Grissett GP, White BJ, Larson RL. Structured literature review of responses of cattle to viral and bacterial pathogens causing bovine respiratory disease complex. J Vet Intern Med. 2015;29(3):770-780. 

Holschbach CL, Aulik N, Poulsen K, Ollivett TL. Prevalence and temporal trends in antimicrobial resistance of bovine respiratory disease pathogen isolates submitted to the Wisconsin Veterinary Diagnostic Laboratory: 2008-2017. J Dairy Sci. 2020;103(10):9464-9472. 

Kaldis A, Uddin MS, Guluarte JO, Martin C, Alexander TW, Menassa R. Development of a plant-based oral vaccine candidate against the bovine respiratory pathogen Mannheimia haemolytica. Front Plant Sci. 2023;14:1251046. 

Magstadt DR, Schuler AM, Coetzee JF, Krull AC, O’Connor AM, Cooper VL, Engelken TJ. Treatment history and antimicrobial susceptibility results for Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, and Histophilus somni isolates from bovine respiratory disease cases submitted to the Iowa State University Veterinary Diagnostic Laboratory from 2013 to 2015. J Vet Diagn Invest. 2018;30(1):99-104. 

Mason C, Errington J, Foster G, Thacker J, Grace O, Baxter-Smith K. Mannheimia haemolytica serovars associated with respiratory disease in cattle in Great Britain. BMC Vet Res. 2022;18(1):5. 

Odugbo MO, Odama LE, Umoh JU, Lombin LH. The comparative pathogenicity of strains of eight serovars and untypable strains of Mannheimia haemolytica in experimental pneumonia of sheep. Vet Res. 2004;35(6):661-669. 

Portis E, Lindeman C, Johansen L, Stoltman G. A ten-year (2000-2009) study of antimicrobial susceptibility of bacteria that cause bovine respiratory disease complex-Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, and Histophilus somni-in the United States and Canada. J Vet Diagn Invest. 2012;24(5):932-944. 

Rice JA, Carrasco-Medina L, Hodgins DC, Shewen PE. Mannheimia haemolytica and bovine respiratory disease. Anim Health Res Rev. 2007;8(2):117-128. 

Singh K, Ritchey JW, Confer AW. Mannheimia haemolytica: bacterial-host interactions in bovine pneumonia. Vet Pathol. 2011;48(2):338-348. 

Timsit E, Hallewell J, Booker C, Tison N, Amat S, Alexander TW. Prevalence and antimicrobial susceptibility of Mannheimia haemolytica, Pasteurella multocida, and Histophilus somni isolated from the lower respiratory tract of healthy feedlot cattle and those diagnosed with bovine respiratory disease. Vet Microbiol. 2017;208:118-125. 

Zecchinon L, Fett T, Desmecht D. How Mannheimia haemolytica defeats host defence through a kiss of death mechanism. Vet Res. 2005;36(2):133-156.