RESUMO: A resposta imune da glândula mamária desempenha um papel importante ao determinar o estabelecimento da infecção. Desta forma, a melhor compreensão da função dos neutrófilos irá nos subsidiar conhecimentos, pelo qual podemos evitar o processo inflamatório pela otimização da resposta imune de bovinos leiteiros, e fornece ferramentas para diagnosticar a mastite ou um possível instrumento para identificar e selecionar animais resistentes à infecção intramamária, aumentando a produtividade do rebanho. O presente estudo utilizou 112 amostras provenientes de quartos mamários de 28 vacas Holandesas que foram divididos em amostras de leite com baixa (n=72; <2×105 células mL-1) ou alta (n=40; 2×105 células mL-1) contagem de células somáticas (CCS). A porcentagem de neutrófilos no leite, a produção intracelular de espécies reativas de oxigênio (ERO) e a fagocitose de Staphylococcus aureus pelos neutrófilos do leite foram avaliadas por citometria de fluxo. Os resultados do presente estudo demonstraram maior percentagem de neutrófilos (CH138+; P=0,0003) e percentagem de neutrófilos que produziram ERO (P=0,008) em amostras de leite com alta CCS. Por outro lado, a intensidade de fagocitose de S. aureus por neutrófilos em amostras de leite com baixa CCS (P=0,003), que demonstra maior atividade funcional destas células neste grupo. As funções neutrofílicas para o diagnóstico da mastite não apresentaram valores de sensibilidade e especificidade altos, que foram confirmados pelo índice Youden. Desta forma, conclui-se que a produção intracelular de ERO e fagocitose de S. aureus pelos neutrófilos do leite não apresentaram valores preditivos altos para detecção de mastite. Além disto, os resultados do presente estudo reforçam a ideia de neutrófilos do leite com menor capacidade fagocítica podem ser associados à alta CCS, e pode ser considerado como uma ferramenta para identificar animais mais susceptíveis à infecções intramamárias.

ABSTRACT: The immune response capacity of the mammary gland plays a major role to determine if mastitis will or not be established. Thus, we hypothesize that a better understanding of polymorphonuclear neutrophil leukocyte (PMN) function will elucidate mechanisms that will improve our knowledge of how we could avoid an inflammatory process by increasing the immune capacity of the cow, and even further, to search for a tool to diagnose mastitis or a possible way to select and identify non-susceptible animals. The present study utilized 112 quarters from 28 Holstein dairy cows that were divided into quarters milk samples with somatic cell count (SCC) <2×105 cells mL-1 (n=72) and SCC >2×105 cells mL-1 (n=40). The percentages of milk PMNs and the levels of intracellular reactive oxygen species (ROS) and the phagocytosis of Staphylococcus aureus by milk neutrophils were evaluated by flow cytometry. Our results showed a higher percentage of neutrophils in quarter milk samples with high SCC (P=0.0003), and this group also had a significantly higher percentage of neutrophils that produced ROS (P=0.008). On the other hand, the phagocytosis intensity of S. aureus by milk neutrophils was higher in quarters with low SCC (P=0.003), suggesting a better mammary gland immunity against invading pathogens. Analyzing the results of the predictive values of the measured PMN functions, they cannot be used isolated as a good diagnosis test since none of them had a satisfactory sensitivity and specificity values, which was also confirmed by the Youden index values being far from one. In conclusion, the assessment of milk bovine neutrophil functions could improve our understanding of the cellular basis of mastitis. Although, the intracellular ROS production and S. aureus phagocytosis by milk neutrophil did not have high predictive values to detect intramammary infections, our results strengthen the idea that that poor bovine mammary gland neutrophil phagocytic ability may be associated with high SCC, and might be considered to identify susceptible dairy cows to mastitis.

RESUMO: A identificação de dor em bovinos e seu alivio, são essenciais para o bem estar animal, todavia ainda não há um teste ideal para esta avaliação. Alguns pesquisadores têm utilizados cortisol sérico e frequências cardíaca e respiratória para esta avaliação, enquanto outros utilizam escalas baseadas em comportamento ou expressões faciais, não existindo uma escala que leve em consideração a união destes identificadores para bovinos. Além disso, a maioria dos pesquisadores manipulam os animais para identificar a dor, o que poderia mascarar os resultados. Desta maneira o presente trabalho propôs elaborar e validar uma escala análogo visual para identificação de dor em bovinos submetidos à orquiectomia. Para tanto 8 bovinos holandeses de 200 dias de vida e 250 kg de peso vivo foram submetidos a orquiectomia com previa anestesia local e uso de analgésicos. A identificação de dor foi baseada em analises fisiológica (cortisol sérico e frequência respiratória), comportamental, de expressão facial e análogo visual nos momentos -30 (30 minutos antes do procedimento) e 1, 3, 6 12, 24, 72 e 420 horas após o procedimento; e com a exceção do cortisol, todas as analises foram realizadas sem a interferência do avaliador com o animal, por meio de filmagens de vídeos. Notou-se que todas as metodologias propostas foram capazes de identificar dor pós orquiectomia em bovinos, no entanto a graduação de maior dor foi em momentos pós-cirúrgicos distintos conforme o parâmetro avaliado. Assim houve fraca correlação entre os modelos propostos, pois se encontrou limitações para a maioria das metodologias avaliadas, concluindo-se que a associação entre os vários parâmetros de dor, tal qual o utilizado na escala análogo visual, aumenta a acurácia em identificar a dor após orquiectomia em bovinos.

ABSTRACT: The identification of pain in cattle and your relief, are essential for animal welfare, however there is still no ideal test for this evaluation. Some researchers have used serum cortisol, heart and respiratory rates for this assessment, while others use scales based on behavior or facial expressions. However, doesn’t exist but a scale that takes into account the union of these identifiers for cattle. Furthermore, most researchers manipulate the animals to identify pain, which could mask the result. In this way, this paper proposed design and validate a visual analog scale for pain identification in cattle undergoing orchiectomy. For this, 8 Holstein calves with 200 days old and 250kg live weight were submitted to orchiectomy with local anesthesia and analgesics. The identification of pain was based on physiological analysis (serum cortisol and respiratory rate), behavioral, and facial expression in the visual-analogue -30 (30 minutes before surgery) and 1, 3, 6, 12, 24, 72 and 420 hours after the procedure; and with the exception of cortisol, all analyzes were performed without the interference of the appraiser with the animal, by videos. It was noted that all the methods proposed were able to identify post orchiectomy pain in cattle, however the degree of pain were higher in different post-surgical times. There was poor correlation between the proposed models, because it was found limitations for most assessed methodologies. We concluded an association between various parameters of pain, as visual analogue scale, can increase the accuracy to identify pain orchiectomy in bulls.

Resumo: Os critérios mais aceitáveis para o diagnóstico das infecções intramamárias em bovinos incluem tanto os resultados da cultura bacteriológica e dos indicadores de inflamação. Portanto, a informação sobre os procedimentos mais adequados a serem utilizados para identificação dos quartos infectados é necessária. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar um conjunto de critérios para identificação da infecção intramamária em bovinos pelo exame microbiológico (amostras individuais de leite simples ou em duplicata, e amostras de leite compostas), e comparar o isolamento do patógeno nas amostras de leite coletadas por distintos critérios com a contagem de células somáticas (CCS). Os valores de corte da CCS determinados pela curva de característica de operação do receptor demonstraram que a coleta de amostras de leite em duplicata apresentou o maior valor do índice de Youden, especialmente quando considerou-se o quarto mamário infectado se pelo menos uma das amostras de leite da duplicata apresentou resultado bacteriológico positivo independentemente do patógeno isolado. O coeficiente kappa dos resultados do exame microbiológico das amostras de leite individuais (amostra simples S1 e S2) foi de 0,85±0,019, indicando que a coleta de amostras de leite individual, ou seja, a coleta de uma amostra de leite por quarto mamário, pode ser utilizada nos programas de controle de mastite. Por outro lado, a coleta de amostras de leite compostas para detectar patógenos causadores de mastite deve ser limitada à detecção dos patógenos principais, considerando os valores preditivos encontrados no presente estudo. Portanto, os resultados do presente estudo indicam que a CCS e o exame microbiológico do leite, embora considerados como os critérios mais aceitos para o diagnóstico da mastite, devem ser utilizados de forma integrada em programas de controle de mastite. Além disto, os critérios de coleta de amostras de leite para o diagnóstico da mastite pelo exame microbiológico e seus valores preditivos devem ser considerados nos programas de controle de mastite.

Abstract: The most acceptable criteria for diagnosing bovine intramammary infections include results of bacteriological culture and measures of inflammation. Therefore, information on the diagnostic characteristics of the procedures used to identify infected quarters is required. Thus, this study was designed to evaluate a set of criteria to classify the infectious status of an udder at the quarter (single and duplicate milk samples) and cow (composite milk sample) levels, and to compare the infectious status with somatic cell counts (SCCs) of the samples. Here, the SCC thresholds determined by receiver operating characteristic curve analysis had a higher Youden index using mammary quarter duplicate milk samples as the gold standard for testing compared with single quarter and composite milk samples, especially for samples for which at least one of the duplicates was microbiologically positive, regardless of the mastitis pathogen isolated. The kappa coefficient for bacteriological results of the single quarter milk samples (single S1 and S2) was 0.85±0.019, indicating that single quarter milk sampling can be useful in mastitis control programs. Therefore, the use of composite milk samples to detect mastitis pathogens may be limited to the detection of major pathogens, given their predictive values. Thus, our findings suggest that the milk SCCs and microbiological examinations, although regarded as the most reliable indicators of ongoing mastitis, should be used in an integrated manner in mastitis control programs. Furthermore, the accuracy of single, duplicate and composite microbiological analyses to diagnosis mastitis should be considered for its implications in mastitis control strategies.

O presente estudo objetivou avaliar alterações na expressão de CD14, e dos receptores do tipo toll (TLR) 2 e 4 na superfície de neutrófilos lácteos provenientes de glândulas mamárias infectadas por Corynebacterium bovis. O presente estudo utilizou 23 quartos negativos no exame bacteriológico, sem alterações na prova de fundo escuro e com contagem automática de células somáticas menor que 1 x105 células/mL, e 14 quartos mamários infectados por C. bovis A identificação de neutrófilos, assim como a porcentagem de neutrófilos lácteos que expressaram CD14, TLR2 e 4 foram avaliadas por citometria de fluxo utilizando anticorpos monoclonais. A porcentagem de neutrófilos que expressaram TLR2 e TLR4 nos quartos mamários infectados por C. bovis não diferiu dos quartos mamários sadios, assim como na expressão de TLR4. No entanto, a intensidade de fluorescência do TLR2 na superfície dos neutrófilos foi menor nos quartos mamários infectados por C. bovis. A porcentagem de neutrófilos que expressaram CD14 e a intensidade de fluorescência da molécula de CD14 foi menor na superfície dos neutrófilos lácteos dos quartos infectados por C. bovis.

This study evaluated the expression of CD14, toll-like receptor (TLR) 2 and TLR4 on the surface of milk neutrophils in bovine mammary glands infected with Corynebacterium bovis. Here, we used 23 culture-negative control quarters with no abnormal secretion on the strip cup test and milk somatic cell count lower than 1x105 cells/mL, and 14 C. bovis infected quarters. The identification of neutrophils, as well as, the percentage of neutrophils that expressed CD14, TLR2 and TLR4 were analyzed by flow cytometry using monoclonal antibodies. The present study encountered no significant difference in the percentages of milk neutrophils that expressed TLR2 and TLR4 or in the expression of TLR4 by milk neutrophils. Conversely, a lower median fluorescence intensity of TLR2 in milk neutrophils was observed in C. bovis-infected quarters. The percentage of neutrophils that expressed CD14 and the median fluorescence intensity of CD14 in milk neutrophils was also lower in C. bovis-infected quarters.

O presente estudo avaliou o efeito da suplementação in vitro de selênio sobre a produção intracelular de perόxido de hidrogênio (H2O2) por leucόcitos polimorfonucleares do leite e do sangue em bovinos. Assim, 10 e 20 amostras de sangue e leite, respectivamente, foram incubadas com 0 mg (controle) ou 10μM de selenito de sόdio. A determinação da produção intracelular de peróxido de hidrogênio se deu por citometria de fluxo através da utilização do 2´,7´ diclorodihidrofluoresceína diacetato como sonda. A mensuração do conteúdo de selênio foi avaliada pela atividade da glutationa peroxidase eritrocitária. Os leucócitos polimorfonucleares tanto sanguíneos quanto do leite apresentaram significativo aumento na produção intracelular de H2O2 com a suplementação in vitro de selênio. Desta forma, o presente estudo apontou para aumento da produção intracelular de H2O2, indicando aumento da capacidade microbicida dos leucócitos polimorfonucleares sanguíneos e lácteos mesmo em animais com níveis adequados de selênio.

The study was designed to assess the effects of in vitro selenium addition on intracellular hydrogen peroxide production by neutrophils from the milk and blood of dairy cows. Blood from 10 dairy cows and 20 milk samples from five dairy cows were incubated with 0 mg (control) or 10μM of sodium selenite. Then, milk and blood neutrophils were submitted for evaluation of intracellular hydrogen peroxide production by flow cytometry using 2',7'-dichlorofluorescein diacetate as a probe. The selenium status of the animals was evaluated by determination of the blood glutathione peroxidase activity. The results of the present work showed that in vitro selenium supplementation leads to an enhancement in intracellular hydrogen peroxide production, which indicates an improvement in the bactericidal effects of blood and milk neutrophils even in cows with a selenium-adequate status. Thus, the present study showed that in vitro Se supplementation leads to an enhancement in intracellular hydrogen peroxide production, indicating an improvement in the bactericidal effects of blood and milk neutrophils in cows with Se-adequate status.