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张峥臻:你真的知道牛奶体细胞数吗?

日期:2015-01-07 11:36 来源:上海市奶牛研究所作者:zhairuina点击量:

    体细胞概念的提出

乳汁中细胞计数或者说是白细胞计数在奶牛乳房炎监测中已运用的大概有百多年的历史。体细胞这一概念是在 1910 年由 Prescott Breed首先提出,当时他们建议用“Body cells”,因为当时认为奶中细胞是从上皮细胞脱落下来的。直到1960 年左右,“Somatic cells”已逐渐被人们所普遍接受。

牛奶体细胞的组成

现今我们通常所说的牛奶体细胞主要指白细胞,包括巨噬细胞、淋巴细胞以及多形核白细胞(PMN)。乳中细胞类型研究表明,腺泡上皮细胞,无论是在干奶期还是泌乳期,在乳中很少,仅占细胞总数的7%以下。

所以说泌乳期乳中细胞数的增加不是由于上皮细胞的脱落造成的。巨噬细胞是正常乳中的主要细胞,占细胞总数的 30%~70%。

牛奶中体细胞出现的原因

牛奶中体细胞主要是白细胞对乳腺有重要的作用,它对病原微生物的入侵起监视和杀灭作用。巨噬细胞及PMN具有吞噬功能,可以杀死入侵病原微生物,乳中淋巴细胞包括T淋巴细胞和B淋巴细胞,它们在对入侵微生物的特异性免疫中起很重要的作用,病原微生物一旦通过乳头管进入乳腺并在其中增殖,就会引起一系列的炎性反应。此时乳中的细胞就同病原微生物相互斗争,并且产生一系列的炎性因子,而这些炎性因子将导致一系列的病理变化,这些炎性因子包括补体,前列腺素,白三烯、组胺、5-HT5-羟色胺)、白介素,TNF(肿瘤坏死因子)、白细胞杀菌素以及一些其他细胞因子,典型的症状包括血管通透性增加,血管扩张,血流量增加,水肿,中性粒细胞转移,以及乳腺合成能力降低,并伴有疼痛,发热。在炎症初期乳腺最主要的防御机制就是 PMN 的迁入,正常情况下,PMN 可自由通过毛细血管,而不黏附或很少黏附在血管壁上,一旦出现炎症,黏附分子被大量表达,从而使得 PMN 黏附、迁移并通过细胞间隙而进入乳腺。乳中白细胞和被损伤的组织释放一些因子能吸引 PMN 大量涌入乳中,在炎症初期乳中细胞 90%以上的是 PMN,有报导表明大量要进入乳腺的 PMN 在腺泡外聚集,甚至在某些腺泡受损较严重的地方,PMN 可通过上皮间隙而进入腺泡,因此 PMN 在感染区的大量迁移是造成 SCC 大量上升的主要原因,因而有人认为,PMN 迁入的速率是消除感染乃至决定病情的关键因素。

另外,据报道 PMN 也可在乳头导管、乳头池、乳腺池等处透过基底膜而进入乳汁。因此,这些地方被认为是炎症初期机体作出反应并允许 PMN 通过的地方,乳腺以此来抵御微生物的入侵,值得注意的是,在慢性炎症反应过程中,单核细胞也可透入。因此,SCC 增加也是白细胞迁入造成的。乳中 PMN执行吞噬入侵微生物的功能,但是它也可以吞噬诸如脂滴、酪蛋白这样一些物质,而这些物质被吞入后 PMN 吞噬微生物的功能将降低。即便如此,PMN 仍是乳腺中起关键作用的因素,当然它也可以释放一些物质以增加血管通透性和吸引更多的白细胞到炎性部位。在一些顽固性感染病例中,虽然 PMN 数量会有所波动,但总体上是处在一个高水平上,而且即便是将感染的病原微生物清除后,它仍会维持在高水平上直至乳腺修复。还有报道说:微生物被清除后 PMN 在高水平上仍要维持几天、几周甚至更长一点时间。

 

影响牛奶体细胞的因素

据报道,体细胞变化受到很多因素的影响,如年龄、乳期、昼夜、挤奶过程,感染等。近年来报道渐趋于一致即认为,感染是引起变化的最主要因素。

1 微生物感染的影响

有研究表明,SCC的主要影响因素就是微生物感染,这不论是在乳区水平、个体还是桶奶水平上都是如此。有人对感染后的奶牛同其 BTSCC(桶奶 SCC)联系加以分析后认为,BTSCC 之所以发生变化,感染是主要影响因素。感染乳腺的微生物被划分为二大类,即重要微生物及次要微生物,重要微生物一旦感染将使SCC大幅增加,这类微生物包括金黄色葡萄球菌,无乳链球菌及其他一些链球菌,大肠杆菌等;次要微生物包括牛棒状杆菌以及凝固酶阴性的一些葡萄球菌,它们感染后,通常使得感染乳区化正常乳区的 SCC 高出 2~3 倍。现今,许多研究表明,仅用SCC一项来作为衡量乳区感染与否是不可信的,因为常出现假阳性和假阴性的情况。造成这种误差的部分原因可能是感染期间 SCC 的正常波动所致;这种变化在人为用各种病原微生物感染乳腺的实验中得到证实。即在感染的早期阶段数量急剧上升,可以在几小时或几天内达到峰值,(这与感染微生物种类有关)随后由于中性粒细胞的吞噬而适度下降。而 SCC变化范围依感染微生物及转归结果以及牛个体差别而变化很大。有研究表明被感染乳区 SCC 是呈波动态势,在慢性感染乳区,微生物数量及SCC二者均随时间而上下波动,同时未感染乳区SCC也在变化,但始终处在 200,000/mL 以下。另外主要微生物感染后,SCC的变动幅度也由于牛个体不同而不同,所以仅凭 SCC 一项来判别乳区感染与否及微生物种类并不十分可靠。

2 年龄、乳期对SCC的影响

研究者普遍认为,SCC 胎次增加及乳期向后延伸而增加,但 Harmon研究却不同,他将牛群中分成感染牛与未感染牛,结果显示:在未感染牛群中,SCC变化都很小,无论是年龄还是泌乳期影响都很小, Sheldrak等人也证实无论是胎次数目增加,还是不同乳期阶段,它对未感染牛群的 SCC影响都很小,有研究显示,在同一乳期中,从分娩35天到205天截止,SCC数目从35天的83,000/mL 逐渐升到285天的160,000/mL,但是相同的时间内金黄色葡萄球感染的乳区中,SCC的数量却从234,000/mL升至1,000,000/mL。当然,在娩后所有乳区SCC均有增加,但那些未感染的乳区和感染了次要微生物的乳区是SCC分娩后35天均很快的下降。Harmon研究也表明,在微生物未感染的牛群中,SCC受胎次、泌乳乳期的影响不大。

3 应激对SCC的影响

Wells等报道,各种应激因素都能引起SCC上升。但据 Paape 等人报道,无论将牛只放入可以控制环境条件中的隔离室内,还是给牛注射 ACTH 或者是皮质醇类激素,未感染的牛只其SCC只有很小改变或者说是没有改变。Elvinger调查表明,经受热应激的牛只SCC有大量的上升,他们通过将牛圈在可以控温的房间内或予其他的热刺激,未感染牛与感染金黄色葡萄球的牛的SCC分别是145,000/mL和105,000/mL,分析认为造成这种差异的部分原因可能是由于热应激造成的产奶量下将所致,因热应激造成产奶量下降10%~20%也是很常见的。将牛单独圈起这种应激会不会造成SCC上升,LefcourtA M研究表明这一应激虽可使牛的行为有所变化,但对SCC影响甚微。在法国科学家们进行了一项非常有趣的试验,他们将牛组成二组,一组圈起来,另一组在每天早晨挤奶后走上9.6 km,结果显示:走路的一组中受感染的牛其SCC达185,000/mL,而未感染的牛SCC为47,000/mL,这二者SCC都多于另一组牛的SCC。同时显示运动不仅会使奶牛奶量下降,而且使饲料的摄入量也减少,研究者将已感染和由于剧烈运动损伤乳房而造成感染的牛联系起来分析,认为SCC变动与感染的关系很大,表明各种各样的应激对受微生物感染牛的SCC影响较未感染牛的大。

4 季节的影响

据报道,夏季 SCC 较冬季高,这与夏季临床型乳房炎多是发是吻合的。研究表明,夏季乳腺对环境中病原微生物易感与牛群中存在大量的大肠杆菌是相一致的。同时也表明了热应激不仅可增加乳腺的易感性而且使得环境中病原微生物的数量也大大增加,热应激本身不能单独使SCC上升,但SCC上升却是由于夏季乳头长时间处于有大量病原微生物的环境中而造成感染和引起临床症状的结果。

5 其他因素

奶中SCC有一个正常的变化(如昼夜变化),正常挤奶时间所收集的奶与两次挤奶间隔期间收集的奶SCC也有所不同,一般规律是,末期乳中SCC最多,而挤奶前奶中SCC最低,对同一乳区来说,它们相差多达4~7倍,而且挤奶后,高水平的SCC可持续 4 个小时左右后才开始下降。Brolund 报道饲料改变也影响SCC,他认为个体间差别对 SCC 影响有较大的作用,但后来研究表明,这与感染相比影响很小。

SCC作为牛群乳腺的健康与否的一个指标,其优势是显而易见的 ,以月为基准测定牛群SCC可以很好地监控奶汁的质量和乳腺的健康程度。但值得强调的是,传染性病原微生物感染后牛奶SCC数量变化比较明显,而条件性病原微生物感染后,由于其感染恢复快,它们感染后,尤其是在管理良好的牛场即便是转归为临床型乳房炎,它们SCC也能维持在300,000/mL以下,在这样一种情况下,SCC 就不能直观地反映出乳腺的健康状况[36]。也由于这些病原感染后,高水平的SCC维持时间短,而且它们感染率也很低,无论什么时候均小于10%乳区,但以全年经济收入来说,由条件性病原微生物造成临床型乳房炎引起损失还是比较大的[37]。SCC主要影响因素是微生物感染,而其他一些因素只要不影响到乳腺的健康,它的影响就不是很大,而SCC的上升,是乳腺防御微生物入侵而采取的相应措施,应激等可使已感染到乳腺SCC上升,而对于未感染的乳区来说除了昼夜变化对 SCC 有影响外,其他因素影响都非常小。

(本文作者是上海市奶牛研究所兽医中心主任,完成于2014年初)

(责任编辑:zhairuina)
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