Short Communication: Influence of Staphylococcus aureus Intramammary Infection on Serum Copper, Zinc, and Iron Concentrations

Abstract

The goal of the present study was to characterize changes in serum trace mineral concentrations in cattle with experimentally induced Staphylococcus aureus mastitis. Nine primiparous Holstein-Friesian cattle were challenged with approximately 150 cfu of Staph. aureus ATCC29740 by intramammary infusion on d 6, 7, and 8 of lactation. Serum Cu, Zn, and Fe concentrations were determined immediately before and at 24, 48, and 72 h after the final intramammary infusion of Staph. aureus. Infection status (cfu/mL of Staph. aureus), milk somatic cell count, and mastitis score were also determined at these times. Infection resulted in a decrease in mean serum Cu, Zn, and Fe concentrations to 89, 83, and 81% of preinfection concentrations at 24 h postchallenge. One-way analysis of variance for repeated measures demonstrated a significant change in serum zinc concentration. The reductions in trace mineral concentrations were of less magnitude than observed following experimental E. coli mastitis.

Proteinograma e teores de cobre, ferro e zinco no soro sanguíneo de ovelhas da raça Santa Inês com mastite experimental por Staphylococcus aureus

“…O aumento marcante do teor sérico de cobre observado neste estudo, também foram notados em vacas e cabras com mastite experimental por Escherichia coli e S. aureus (Van Miert et al 1983). Por outro lado, Middleton et al (2004) verificaram diminuição do teor sérico deste elemento em vacas com mastite experimental por S. aureus, atribuindo ao fato da infecção ocorrida na glândula mamária ter sido branda, com pouca influência sistêmica. Em ovelhas com casos subclínicos de mastite, Lamand & Levieux (1981), verificaram hipercupremia significativa que persistiu por longo tempo, mesmo durante o período de convalescença dos animais após o tratamento.…”

“…A diminuição evidente dos valores de ferro e zinco no soro também foi relatada por outros autores, em maior ou menor intensidade, nos casos de mastite em vacas, cabras e ovelhas, o que corrobora os resultados deste estudo. Estes minerais reagem à resposta inflamatória, iniciada pela liberação de mediadores inflamatórios, em especial as IL 1, IL 6 e fator de necrose tumoral, que removem ferro e zinco da circulação e direcionam-os ao fígado, acarretando menor disponibilidade destes elementos aos microrganismos causadores de mastite (Lamand & Levieux 1981, Van Miert et al 1983, Middleton et al 2004, Yildiz & Kaygusuzoglu 2005. Além desta ação, as citocinas são responsáveis pela maioria dos sinais observados na inflamação, bem como a mobilização celular na glândula mamária (Sandholm 1995, Tizard 2002.…”

“…Resultados semelhantes foram relatados por Burriel & Heys (1997), em ovelhas com infecção intramamária causada por Staphyloccocus coagulase negativa. Apesar de Middleton et al (2004) concluírem que o processo de indisponibilização de minerais como um mecanismo de defesa inespecífico na mastite por S. aureus ser menos acentuado do que aquele relacionado a infecções por bactérias Gram-negativas, como E. coli, neste estudo ficou bem caracterizado a potente ação local do S. aureus na glândula mamária de ovelhas e sua repercussão sistêmica ratificando a importância da ceruloplasmina, haptoglobina e fibrinogênio plasmático como indicadores precoce da mastite em ovelhas, bem como a alteração na concentração sérica dos minerais, caracterizada pelo decrécimo do Ferro e Zinco e elevação do cobre.…”

Escherichia coli, but notStaphylococcus aureustriggers an early increased expression of factors contributing to the innate immune defense in the udder of the cow

“…SCC values ranged from < 20 000 [16] to < 600 000 [12] before infection. The time of the experimental infection differed between 72 h [26] and 48 days [39] for both bacterial species, sometimes with repeated infections of the animals [26]. The infection dose varied for both S. aureus and E. coli between 50 and about 10 000 colony forming units (CFU per udder quarter) [23,55].…”

A Treatise on Bovine Mastitis: Disease and Disease Economics, Etiological Basis, Risk Factors, Impact on Human Health, Therapeutic Management, Prevention and Control Strategy

“…Normal Zinc level is essentially needed for optimum cell mediated immune responses. Serum trace mineral concentration in respect of copper, zinc and iron decreased owing to Staphylococcal mastitis [42]. An optimum level of macro elements such as calcium is also essential for optimum udder immunity during parturition and lactation stress.…”