FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS FACTORES QUE INCIDEN EN EL RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

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1 FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS FACTORES QUE INCIDEN EN EL RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE Zully Cuchillo Hurtado, Victoria Eugenia Dauqui, Rómulo Campos Gaona Palmira, Mayo de 2010

2 FACTORES QUE INCIDEN EN EL RECUENTO DE CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE Autores: Zully Cuchillo Hurtado 1 Victoria Eugenia Dauqui 2 Rómulo Campos Gaona 3 1 Zootecnista, UNC, Coautora Monografía Trabajo de Grado 2 Zootecnista, UNC, Coautora Monografía Trabajo de Grado 3 MV, MSc, Dsc, profesor Asociado, Departamento de Ciencia Animal, director trabajo de grado Palmira, mayo de 2010

3 2 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

4 El presente documento constituye una revisión de literatura sobre el papel del recuento de células somáticas (RCS), para el diagnóstico de mastitis, en especial de la inflamación de tipo subclínico. La valoración del grado de la afección bien sea a nivel de individuo, como a nivel de leche de tanque, puede ser oportuna y confiable mediante el uso del recuento como prueba tamiz. Esta publicación es un producto académico, resultado parcial de una monografía de grado y de los trabajos de campo de las pasantías de estudiantes del programa curricular de Zootecnia. A solicitud de algunos productores, se recopilaron en forma resumida los principales factores que afectan el recuento de células, así mismo, se presenta una breve descripción de la mastitis y la incidencia de ésta sobre la calidad composicional de la leche y la rentabilidad de los sistemas de producción. Este material servirá como apoyo en las actividades de extensión extramural y como soporte documental para los estudiantes de los cursos de Sistemas de Producción de Ganado de Leche y de Tecnología de Leches.

5 4 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

6 TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN 9 1. QUÉ SON LAS CELULAS SOMÁTICAS? Mecanismos de defensa de la glándula mamaria Mecanismos no inmunológicos Mecanismos Inmunológicos RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS CÓMO AFECTA EL RECUENTO SOMATICO LA CALIDAD DE LA LECHE FACTORES QUE INCIDEN EN EL RCS Morfología y ubicación de la glándula mamaria Principales patógenos que influyen sobre los RCS Patógenos de tipo contagioso Staphylococcus aureus Streptococcus agalactiae Patógenos de tipo ambiental Escherichia coli Streptococcus uberis Streptococcus dysgalactiae Prácticas de manejo Correcta realización del Ordeño Equipo de Ordeño Desinfección de pezones Tratamiento Alojamiento Nutrición Estrés asociado a las condiciones climáticas Edad y etapa de lactancia Efecto del número de vacas en ordeño sobre el Recuento de Células Somáticas ESCORE DE CÉLULAS SOMÁTICAS (ECS) TÉCNICAS DE LECTURA, MEDIANTE RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS EN LECHE Pruebas químicas Conductividad eléctrica de la leche Papel indicador de mastitis Prueba de Whiteside Pruebas biológicas California Mastitis Test (CMT) Prueba de Wisconsin Métodos de conteo electrónico celular Fossomatic Counter Coulter Test DCC (DeLaval Direct Cell Counter) Citometría de flujo. 41 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 5

7 7. PÉRDIDAS ECONÓMICAS POR ALTOS RCS EN LECHE Perdidas económicas asociadas a mastitis clínica Pérdidas ocasionadas por mastitis subclínica PERSPECTIVAS DE USO DEL RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS (RCS). 48 BIBLIOGRAFÍA CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

8 LISTADO DE CUADROS Cuadro 1.Tipos de células en la leche. 11 Cuadro 2. Diagnóstico de un cuarto según el conteo de células somáticas. 18 Cuadro 3. Efecto de la mastitis sobre las propiedades físicas de la leche. 20 Cuadro 4. Clasificación de los microorganismos causantes de mastitis. 23 Cuadro 5. Comparación del conteo de células somáticas por cuarto. 33 Cuadro 6. Relación entre el Escore de Células Somáticas (ECS) y el Recuento de Células Somáticas (RCS). 35 Cuadro 7. Relación entre el CMT y el RCS según el grado de reacción. 40 Cuadro 8. Cambio estimado en producción de leche asociada con un aumento en el Escore de Células Somáticas (ECS). 44 Cuadro 9. Relación entre conteo de células somáticas (RCS) medido en la leche del tanque a granel, pérdida de la producción y prevalencia de las mastitis subclínicas en el hato. 45 Cuadro 10. Pérdidas económicas y su relación con el RCS y CMT. 46 Cuadro 11. Relación entre el RCS de tanque, el porcentaje de cuartos infectados y el porcentaje de pérdidas en la producción de leche. 46 Cuadro 12. Estimación de las pérdidas diarias en la producción de leche debidas a la mastitis en 50 vacas. 47 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 7

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Esquema de la glándula mamaria indicando los factores anatómicos que actúan como barrera de defensa. 13 Figura 2. Fuentes de infección para una vaca sana. 28 Figura 3. Esquema del Citómetro de flujo CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

10 INTRODUCCIÓN El Recuento de Células somáticas (RCS) se refiere al número de células que se encuentran presentes en la leche. La principal fuente de variación es la respuesta celular originada por la presencia o no de infecciones bacterianas en la glándula mamaria; otras fuentes de variación se deben al parto, fase de lactancia, estrés de origen metabólico o fisiológico, diferencias entre los cuartos y vacas, y errores en la técnica de medición (Green et al., 2006). Sin lugar a dudas, el principal factor que determina la elevación del recuento celular (RCS) es la mastitis, enfermedad que se define como la inflamación de la glándula mamaria, generalmente ocasionada por infecciones de tipo bacteriano. Puede ser clínica cuando los signos se hacen evidentes, o subclinica en ausencia de signos visibles, y su diagnóstico se obtiene a través de técnicas como el recuento de células somáticas (McDougall et al., 2009). La presencia de mastitis tiene efectos negativos sobre la calidad de la leche que afecta a la industria de lácteos, principalmente debido al bajo rendimiento y disminución de la vida útil de los productos lácteos, a causa decaracterísticas organolépticas indeseables principalmente ocasionadas por la acción de enzimas proteolíticas y lipolíticas (Fernandes Oliveira & Lima, 2007). Los métodos más utilizados para detección de mastitis subclínica son entre otros: Prueba de California para Mastitis (CMT), Prueba de Wisconsin (WMT), y Cuenta Microscópica de Células Somáticas (CMCS). Otros métodos utilizados actualmente por su rapidez y efectividad son los Contadores Electrónicos como el Fossomatic (CE) y el Contador Infrarrojo (CI) también conocido como DeLaval Cell Counter (DCC ) (Bedolla, Castañeda & Wolter, 2007). La detección del número de células somáticas se puede realizar de dos maneras, individualmente o muestreando la leche directamente del tanque recolector. La prueba individual determina el estado de salud de cada una de las vacas e indica cuáles están enfermas; y el muestreo del tanque muestra el promedio del estado de salud de todas las vacas (Hernández & Bedolla, 2008). El conteo de células somáticas en leches de tanque permite conocer el grado de infección en el que está el hato para la posterior implementación de acciones correctivas sobre el problema. Las causas de los altos recuentos de células somáticas pueden obedecer a diversos factores, entre ellos: presencia de mastitis por infección con microorganismos patógenos, lesiones en la glándula mamaria, estrés y número de animales que se encuentren enfermos (Hernández & Bedolla, 2008). El objetivo de la presente revisión de literatura fue describir los principales factores que inciden en el recuento de células somáticas y su efecto sobre la calidad de la leche, así mismo, comprender las ventajas de un diagnóstico rápido y seguro para mastitis a nivel individual y de hato. CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 9

11 10 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

12 1. QUÉ SON LAS CELULAS SOMÁTICAS? Las células somáticas son células corporales que están conformadas por leucocitos y células epiteliales, migran desde la sangre a los tejidos y conductos de la glándula mamaria, actúan en respuesta defensiva contra una lesión inflamatoria generalmente de tipo infeccioso en la glándula y son un indicador directo de mastitis. Se encuentran constituidas en mayor proporción por leucocitos (macrófagos, linfocitos y neutrófilos) y en menor grado por células de descamación provenientes del epitelio del tejido glandular; el 98% de las células somáticas las conforman los leucocitos y solo un 2% corresponden a células del epitelio procedentes de la descamación por envejecimiento (Zemanate & Grass, 2005). Cuadro 1.Tipos de células en la leche. Tipo % leche normal % leche afectada Macrófagos Neutrófilos Linfocitos células epiteliales Fuente: Monardes & Barria, 1995 Los leucocitos ingresan a la leche a través de la sangre y el tejido glandular como respuesta a la inflamación de la glándula mamaria que puede ser ocasionada por una infección o una lesión traumática (Hernández & Bedolla, 2008). Según Bedolla & Castañeda (2004); Wolter et al. (2004) citados por Hernández & Bedolla (2008), el estado de salud y funcionalidad de la glándula mamaria se puede conocer a través del contenido de células somáticas en la leche. Las células somáticas poseen un alto poder fagocitario y capacidad de destruir buena parte de los organismos invasores. La muerte de las células epiteliales glandulares como consecuencia de la acción de las bacterias, ocasiona el desprendimiento del tejido mamario y de gran parte de las bacterias que se encuentran adheridas convirtiéndose en un sistema de defensa adicional para la glándula mamaria (Zemanate & Grass, 2005). En una glándula mamaria sana la presencia de células somáticas es muy baja y corresponde a células epiteliales y células inmunes, tiene concentraciones de menos de 10 5 células somáticas por mililitro; no obstante, la variación individual es amplia y se informa de valores que oscilan entre 10 4 y 10 7 células por mililitro (Hamann, 2002; Jensen, Blanc & Patton, 1995) citados por Lindmark-Mansson et al., Mecanismos de defensa de la glándula mamaria El sistema inmunológico tiene la capacidad de reconocer y diferenciar entre agentes extraños y moléculas propias producidas por el organismo (Meglia & Mata, 2001). La glándula mamaria lleva a cabo funciones inmunológicas que CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 11

13 le sirven como defensa; por ejemplo, en el periodo preparto la producción de anticuerpos que se secretan en el calostro le confieren protección al neonato contra agentes patógenos (Oviedo-Boyso et al., 2007). El tejido de la glándula mamaria está protegido por dos mecanismos de defensa: la inmunidad innata y la adquirida; ambos sistemas interactúan para brindar protección contra los microorganismos patógenos que causan la mastitis. La respuesta del sistema inmune natural o innato estimula la respuesta inmune adquirida y esta influenciada por su naturaleza (Oviedo- Boyso et al., 2007). La inmunidad natural, innata o propia del organismo prevalece durante la fase inicial de la infección y es mediada por macrófagos, neutrófilos, las células propias del tejido afectado y por las citocinas. Tiene la facultad de reconocer y dar respuesta al ataque de diferentes tipos de patógenos, aunque estos se encuentren invadiendo la glándula mamaria por primera vez (Oviedo-Boyso et al., 2007). Así mismo, la respuesta innata es de vital importancia en el control de la proliferación del microorganismo patógeno y en la eliminación de los gérmenes que atacan la glándula mamaria y se relaciona con la respuesta inmune adquirida para formar el mecanismo particular de memoria (Oviedo-Boyso et al., 2007). La respuesta inmune adquirida, emplea gran cantidad de sistemas efectores inmunes propios del organismo con el fin de reconocer y eliminar los patógenos y su acción incrementa la actividad antimicrobiana. La eficiencia de la capacidad de respuesta es el factor determinante del grado de susceptibilidad o de la resistencia a la enfermedad por parte de la glándula mamaria (Oviedo-Boyso et al., 2007) Mecanismos no inmunológicos La glándula mamaria contiene agentes bacteriostáticos inespecíficos que actúan independientemente o en compañía de inmunoglobulinas. Uno de estos factores es la proteína lactoferrina producida en las células epiteliales y los fagocitos de la glándula mamaria; su concentración es generalmente baja, aumenta durante la involución de la glándula o cuando se presenta una inflamación (Meglia & Mata, 2001). La lactoferrina liga los iones férricos libres que se encuentran en la leche, haciéndolos indisponibles para las bacterias que requieren de este metal como factor de crecimiento o como fuente de hierro (por ejemplo E. coli, K. pneumoniae). No obstante, existen otras bacterias que utilizan la lactoferrina como una fuente de hierro (por ejemplo S. agalactiae). La función más importante de la lactoferrina es salvaguardar la glándula mamaria de infecciones con coliformes, sobre todo, en su fase de incubación, debido a la aceleración de la fagocitosis y la activación del sistema complemento (Oviedo-Boyso et al., 2007). La primera barrera de defensa contra los microorganismos patógenos causantes de la inflamación de la glándula mamaria está constituida por el canal 12 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

14 del pezón y la piel. Cuando la glándula mamaria está sana, la oportunidad de sobrevivencia de los agentes patógenos es limitada. La capa córnea de la piel puede sufrir cambios en el contenido de acido láctico, ácidos grasos libres y aminoácidos, lo cual deja la piel susceptible al ataque de microorganismos patógenos, causantes de infecciones en bovinos (Meglia & Mata, 2001). Figura 1. Esquema de la glándula mamaria indicando los factores anatómicos que actúan como barrera de defensa. Fuente: Oviedo-Boyso et al., 2007 Es por el canal del pezón por donde ingresan la mayor parte de los patógenos a la glándula mamaria (Meglia & Mata, 2001). Esto indica que cualquier daño en esta estructura dará como resultado un incremento en la incidencia de mastitis. El conducto del pezón se encuentra rodeado de músculo liso elástico lo cual mantiene cerrada la entrada de bacterias (Oviedo-Boyso et al., 2007). Durante el periodo de lactancia sucede todo lo contrario, el canal del pezón permanece abierto durante dos horas después de realizado el ordeño, lo que permite la entrada de patógenos al interior de la glándula mamaria (Meglia & Mata, 2001). El diámetro y longitud del pezón se encuentran directamente relacionados con la aparición de enfermedades intramamarias, siendo los pezones de mayor tamaño los más propensos a contraer nuevas infecciones. Algunos estudios han mostrado que el diámetro del canal del pezón cambia durante la lactancia y el periodo seco de la vaca. Se ha encontrado que existe una relación negativa entre la edad de la vaca y la obstrucción del canal del pezón ya que los animales más viejos poseen el canal del pezón dilatado, haciéndolos más propensos a adquirir infecciones intramamarias (Meglia & Mata, 2001). La resistencia que posee la glándula mamaria se debe en gran parte a que el canal del pezón está rodeado con queratina, proporcionando una barrera física adicional, previniendo la migración bacteriana hacia la cisterna de la glándula mamaria. Los ácidos grasos esterificados y no esterificados (mirístico, palmitoleico, y linoleico) actúan como bacteriostáticos y se CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 13

15 encuentran unidos a la queratina. Incluso algunas proteínas catiónicas asociadas a la queratina pueden adherirse a microorganismos patógenos causantes de mastitis, desarrollando susceptibilidad a cambios osmolares (Oviedo-Boyso et al., 2007) Mecanismos Inmunológicos Los mecanismos inmunológicos solubles se clasifican en complemento (proteínas activadas que poseen diversas funciones inmunológicas) y las inmunoglobulinas (Meglia & Mata, 2001). Según Elfstrand et al. (2002) citado por Liu et al. (2009), la IgG predomina en el calostro y la leche, comprende entre el 80 y 90 % del contenido de inmunoglobulinas totales. La IgG como anticuerpo está involucrada en la opsonización favoreciendo el proceso de fagocitosis, activación del complemento, prevención de la adherencia de agentes patógenos, inhibición del metabolismo bacteriano, aglutinación bacterial y en la neutralización de virus y toxinas (Marnila & Korhonen, 2002 citado por Liu et al., 2009). En la glándula mamaria se encuentran 4 clases de inmunoglobulinas (IgA, IgE, IgG (IgG1, IgG2) e IgM) las cuales son producidas por ésta o se derivan del torrente sanguíneo. Según Tizard (1996) citado por Meglia & Mata (2001) Entre el 50 y el 100 % de la IgA es producida localmente, pero a diferencia de otras especies, en la leche bovina esta Ig no se encuentra en una elevada concentración. El 75 % de la IgM es producida localmente, el 90 % para el caso de la IgG2, mientras que la IgG1 deriva principalmente del suero. La concentración de IgG1 en leche esta mediada por diversos factores, en los que se incluyen influencias genéticas y hormonales, edad, parto, estado nutricional y etapa de lactancia de la vaca (Kruse, 1970; Guidry et al., 1980; Auldist et al., 1993; McFadden et al., 1997; Laegreid et al., 2002; Clawson et al., 2004 citados por Liu et al., 2009). Según Harmon et al. (1976) y Andersson & Andrews (1977) citados por Lindmark-Mansson et al. (2000), las concentraciones de inmunoglobulinas (IgG, IgA, IgM) son variables y se incrementan durante los procesos infecciosos (mastitis) debido a la producción de neutrófilos polimorfonucleares. En caso de que haya una invasión fuerte de bacterias se verá aumentado el número de granulocitos de los vasos sanguíneos, así como también el número de células somáticas en la leche. Diferentes mediadores químicos desencadenan esas reacciones inflamatorias como consecuencia de la acción de agentes patógenos u otros estímulos (Wolter et al., 2002). El complemento está formado por una serie de proteínas que, al ser activadas, ejercen diversas funciones inmunológicas, tales como opsonización de microorganismos, quimiotaxis de neutrófilos y lisis de bacterias. Recientemente, se ha señalado que el complemento puede actuar modulando la respuesta inmune. Sin embargo, tiene una función muy limitada en la protección de la glándula mamaria ya que se encuentra más concentrado en el suero que en la leche, viene en la sangre como respuesta 14 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

16 a una inflamación. Su concentración en la glándula mamaria depende del período de lactancia y del nivel de infección; se encuentra en el calostro, leche con mastitis y al final de la lactancia normal su concentración es elevada (Meglia & Mata, 2001). Existen diversas moléculas constituyentes del complemento, las cuales se requieren tanto para reclutar neutrófilos como para opsonizar y eliminar bacterias en la glándula mamaria. La opsonización suministra una vía adecuada para que se efectúe la fagocitosis de los macrófagos y leucocitos polimorfonucleares. Las acciones bactericidas y hemolíticas del complemento se incrementan cuando los cuartos de la glándula mamaria están inflamados. La intensidad de estas actividades están estrechamente relacionadas con la respuesta inflamatoria. Diversos estudios han demostrado que la actividad hemolítica y la concentración de la fracción del complemento C3 en la leche es más elevada en la glándula mamaria infectada con mastitis que en una glándula mamaria saludable (Oviedo-Boyso et al., 2007). Cuando los tejidos de la glándula mamaria son atacados por agentes patógenos, la respuesta del sistema inmune es realizada a través de las diferentes células que lo componen, en una secuencia de reacciones de defensa donde en primer lugar, el antígeno (Ag) componente soluble no reconocido por el organismo es capaz de crear una respuesta inmune local, éste es reconocido y fagocitado por parte de las células portadoras de antígenos (CPA); que pueden ser linfocitos B, macrófagos, o células dendríticas (Meglia & Mata, 2001). Una vez ha sido fagocitado el (Ag) es procesado y presentado en mezcla con el complejo mayor de histocompatibilidad tipo II (MHC II) y linfocitos T, esto depende del tipo de Ag que esté actuando, generando una respuesta inmune bien sea de tipo celular o de tipo humoral (en su mayoría producción de inmunoglobulinas). Como resultado de dicha interacción, las células manifestantes de antígenos secretan citocinas (IL-1 y el IFN-γ) que principalmente tienen funciones inmunomoduladoras sistémicas y locales (Meglia & Mata, 2001). Meglia & Mata (2001) señalan que, tras la acción sistémica de las citocinas se aumenta la síntesis de proteínas de las células hepáticas conocidas generalmente como proteínas de fase aguda, que ejercen funciones inmunomoduladoras que evitan la expansión de la infección. Un punto crítico que influye en la defensa del huésped es la presencia de leucocitos en la sangre, tras un ataque bacteriano. El desplazamiento de los leucocitos da lugar a una vertiginosa acumulación de neutrófilos en el sitio de la infección, siendo éstos considerados la primera barrera defensa celular contra las infecciones. Los linfocitos L transitan y migran hasta los tejidos más complejos, existiendo contrastes entre los linfocitos L sin memoria y los linfocitos L con memoria ó efectores. La acción de las células del sistema inmunológico en la fisiopatología de la mastitis bovina se encuentra parcialmente regulada por citocinas que son un grupo de proteínas sintetizadas de forma natural por las células del sistema inmune. Los linfocitos y macrófagos son la mayor fuente de citocinas, CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 15

17 las cuales poseen habilidad de regular su propia naturaleza y sostener la respuesta inmune en los procesos donde existe inflamación (Meglia & Mata, 2001). Inducen la concentración de neutrófilos en el área infectada, provocan la maduración de las células dendríticas e intervienen en la respuesta del sistema inmune adquirido (Oviedo-Boyso et al., 2007). 16 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

18 2. RECUENTO DE CÉLULAS SOMÁTICAS Las células somáticas únicamente son liberadas en gran cantidad cuando y donde son necesitadas (sitios infectados/lesionados). Tras el ataque bacteriano al interior de la glándula mamaria se produce una respuesta del sistema inmune del organismo enviando glóbulos blancos de la sangre con el fin de neutralizar el efecto de los agentes patógenos causantes del daño a la glándula mamaria, el cual puede ser determinado por el número de células somáticas en la leche (García, 2004). El recuento de células somáticas es un procedimiento común usado para determinar el estado de salud de la glándula mamaria (Hernández & Bedolla, 2008). Además, pone de manifiesto el grado de infección e inflamación de la glándula tanto en cuartos separados de la glándula mamaria como en muestras mixtas de leche de cuartos de vacas individuales y en muestras provenientes del tanque de acopio (Curbelo, 2007). El recuento de células somáticas (RCS) se efectúa en leche de: cuartos individuales; vacas individuales; el hato completo y un grupo de hatos (Bedolla, Castañeda & Wolter, 2007). Una glándula mamaria que nunca se ha infectado, normalmente tienen RCS de 20,000 a 50,000/ml. Un elevado recuento de células somáticas en tanque es un índice de alto número de cuartos o de vacas infectadas en el hato, aunque no es posible determinar a partir de esta prueba cuántas vacas están infectadas y qué organismos patógenos de mastitis predominan en el hato (Hernández & Bedolla, 2008). Los cuartos infectados de la glándula mamaria tienen mayor variabilidad en cuanto a los RCS que aquellos de una glándula mamaria saludable, puesto que el animal en el primer caso es más sensible a diversos factores estresantes. Algunos reportes relacionados con el mejoramiento de los hatos lecheros mencionan que el RCS de vacas de baja producción aumenta el periodo seco, no obstante, estas diferencias no son altamente significativas para las vacas que producen mas de 4 kg de leche por día (Pantoja, Hulland & Ruegg, 2009). Rápidas velocidades de ordeño y un gran diámetro del canal del pezón tienen estrecha relación con el incremento de RCS (Bhutto, Murray & Woldehiwet, 2008). Las vacas con elevados RCS al inicio de la lactancia tienen mayor probabilidad de manifestar RCS elevados y por ende mayor riesgo de sufrir mastitis clínica o subclínica en lactancias sucesivas (Curbelo, 2007). En algunos estudios se menciona que existe un aumento paulatino en los RCS a medida que aumenta el número de lactancias, lo cual puede ser explicado, en parte, por el incremento de células epiteliales en vacas más viejas, así como también por un mayor riesgo de infección de la glándula mamaria (Cunha et al., 2008). Cuando la leche de todas las vacas en un hato se combina, el conteo de células somáticas en una muestra compuesta es un buen indicador de la CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 17

19 prevalencia de la mastitis en el hato. Los hatos con alto recuento de células somáticas son más propensos a presentar antibióticos en la leche, mastitis clínica y a tener mayores descartes de vacas por daños irreversibles en la glándula mamaria (Glauber, 2007). Actualmente se considera un cuarto de la glándula mamaria como sano, aquel que no muestra ninguna modificación patológica externa, la leche está libre de microorganismos patógenos y tiene un nivel de células somáticas < 100,000/ml (Hernández & Bedolla, 2008). Cuadro 2. Diagnóstico de un cuarto según el conteo de células somáticas. Células/ml de leche Hasta De a Más de Estado de la ubre Sana, leche normal Sospechoso, nivel superior fisiológico Mastitis, leche anormal Fuente: Hernández & Bedolla, CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

20 3. CÓMO AFECTA EL RECUENTO SOMATICO LA CALIDAD DE LA LECHE La mastitis subclínica es una enfermedad difícil de detectar y curar puesto que la vaca enferma aparentemente se encuentra sana sin estarlo, la glándula mamaria no muestra ningún signo de la enfermedad y la leche que produce es de una apariencia normal, sin ninguna variación observable en su composición o en sus características organolépticas (Valera et al., 2005). La mastitis produce en la leche secretada variaciones en la membrana del glóbulo de grasa promoviendo la lipólisis, incrementa las proteínas solubles y altera los balances de sal. Estos efectos sobre la composición de la leche son ocasionados por la disfunción de las células de la glándula mamaria y son la causa de la transferencia directa de los compuestos de la sangre a la leche (Coulon et al., 2004). El recuento de células somáticas además, se ha constituido en un buen indicador del porcentaje de cuartos infectados con mastitis de tipo clínica o subclínica y apoya en forma indirecta la evaluación de la calidad de la leche, debido a la asociación negativa que existe entre éstos y la producción de leche en ganado bovino (Curbelo, 2007). Dichos recuentos se utilizan para tomar medidas de manejo relacionadas con la prevención y control de mastitis en los hatos (Cerón et al., 2002). La proliferación de microorganismos patógenos, favorece la destrucción del tejido secretor, disminuyendo las concentraciones de caseína y lactosa sintetizadas en la glándula mamaria. Una vez lesionado el tejido de la glándula mamaria, es sustituido por tejido conectivo ocasionando la pérdida irreversible de la productividad láctea del animal (Curbelo, 2007). En la leche se presenta un incremento de inmunoglobulinas y lactoferrina cuando hay una infección de la glándula mamaria debido a que se producen gran número de células somáticas, también, se da un incremento de la permeabilidad capilar de los tejidos de la glándula mamaria, lo cual afecta la barrera sangre-leche, permitiendo el desplazamiento de las proteínas del suero de la sangre hacia la leche, lo que facilita que se incremente el tránsito de sustancias como sodio, cloro, inmunoglobulinas y otros compuestos que aparecen en la leche y ocasionan el incremento del ph normal (6.6) hasta 6.9 (Lindmark-Mansson et al., 2000). Para la compensación osmótica se disminuye la síntesis de lactosa con aumento de la concentración de cloruro de sodio en la leche (Curbelo, 2007). CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 19

21 Cuadro 3. Efecto de la mastitis sobre las propiedades físicas de la leche. Propiedad ph Conductividad Viscosidad Acidez titulable Densidad aumenta aumenta aumenta disminuye Fuente: García, 1999 Dirección de cambio no cambia/disminuye Diversas investigaciones han señalado que los altos recuentos de células somáticas son responsables de alteraciones en la composición de la leche, afectando de manera negativa la calidad y rendimiento de productos lácteos (Valera et al., 2005). Además de alterar el valor nutricional también es responsable de númerosas pérdidas en la industria de derivados lácteos, como en el caso de la elaboración de quesos, puesto que se ve aumentado el tiempo de coagulación, disminuye la estabilidad del cuajo (cuajo débil) y por ende disminuye la calidad y rendimiento del producto (Lindmark-Mansson et al., 2006). Asimismo, se produce un mayor arrastre de la caseína en el suero, una reducción en la calidad sensorial del queso y disminución de la vida útil de la leche pasteurizada (Curbelo, 2007). Respecto a las características sensoriales del queso, los primeros estudios realizados en este tema, subrayan que la leche con elevado recuento de células somáticas está asociada con defectos en el sabor en función del tipo de queso (Coulon et al., 2004). El alto recuento de células somáticas produce cambios severos sobre la composición de los sólidos no grasos y de la grasa butírica, ocasionando sabores desagradables. En el caso de la crema, ésta va a presentar un cuerpo débil, mayor separación y disminución en la vida de estantería del producto (Hernández & Bedolla, 2008). La leche con alto RCS tiene un nivel elevado de las enzimas lipasa y plasmina; el desdoblamiento de la grasa ocasionado por la acción de la enzima lipasa es lo que produce la rancidez de la leche e inhibe los cultivos iniciadores del yogurt, debido a esto, la utilización de leches con alto contenido de células somáticas en la elaboración de yogurt, afecta la calidad del producto; por el contrario el bajo recuento de células somáticas en la leche favorece el desarrollo del bacterias acido lácticas (Lindmark-Mansson et al., 2006; Lindmark et al., 2000). La plasmina ocasiona reducción de caseína en la leche y rendimiento quesero, y continúa su actividad sobre la leche aún después de almacenar, refrigerar y pasteurizar la misma (Hernández & Bedolla, 2008). La utilización de antibióticos para el tratamiento de mastitis y su presencia en la leche es un asunto de mucha importancia para la industria láctea y aun más para la salud pública, puesto que afecta la fabricación de algunos productos lácteos y pueden colocar en riesgo la salud del consumidor (Valera et al., 2005). 20 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

22 Con menores conteos de células somáticas existe relación con la reducción de casos de mastitis clínica, mayor producción de leche, mayores porcentajes de grasa y caseína, leche menos contaminada y una mejor conservación de los productos lácteos (Monardes & Barria, 1995). Por el contrario, altos recuentos de células somáticas ocasionan disminución de la proteína y el contenido de lactosa (Feng & Zheng, 2005). CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 21

23 4. FACTORES QUE INCIDEN EN EL RCS 4.1. Morfología y ubicación de la glándula mamaria La morfología de la glándula mamaria y el pezón, son uno de los factores que inciden considerablemente en el recuento de células somáticas y en la presencia de mastitis clínica en vacas de leche, puesto que el tamaño y la morfología externa del canal del pezón hacen parte de los mecanismos anatómicos de resistencia individual a la mastitis. Estas son características que poseen alta heredabilidad razón por la cual es un parámetro de gran importancia en la evaluación y selección de vacas lecheras para la producción de leche y bajos recuentos de células somáticas. A pesar de que la característica de selección genética de más interés ha sido la producción de leche, la salud de la glándula mamaria y la resistencia a mastitis está cobrando importancia a nivel mundial (Riera et al., 2004). La susceptibilidad de la glándula mamaria a padecer infecciones por microorganismos patógenos está relacionada con la anatomía y estructura de la punta y canal del pezón, ya que actúan como mecanismos de defensa que evitan el paso de los agentes infecciosos al interior de la glándula mamaria (Riera et al., 2004). Factores tales como la forma, posición y longitud del pezón, están relacionados con el grado de laceración del extremo libre del pezón (Neijenhuis et al., 2001). Las características de conformación que más influyen en el estado sanitario de la glándula mamaria son: profundidad de la glándula mamaria, longitud y ubicación de los pezones con relación a la glándula y la distancia de la punta al piso (Fernández & Alenda, 2001). Cuando la glándula mamaria posee pezones separados y fuera del eje de los cuartos presenta menor probabilidad de contagio y menor RCS, a diferencia de las que poseen los pezones muy juntos. Una correcta longitud y ubicación de los pezones anteriores favorece la realización del ordeño y minimiza el riesgo de accidentes, puesto que los pezones excesivamente largos pueden dificultar el ordeño (Fernández & Alenda, 2001). Por otra parte, la profundidad de la glándula mamaria es importante porque aquellas vacas que presentan poca profundidad tienen baja producción de leche, mientras que las que tienen buena profundidad de la glándula mamaria son relativamente buenas productoras, pero susceptibles a padecer mastitis o lesiones de la glándula mamaria (Ayadi, 2003). En un estudio realizado por Riera et al. (2004), donde se estudiaron las características morfológicas de 2663 vacas Carora de dos y más lactancias y 486 vacas de primera lactancia, la evaluación describió tres diferentes formas de pezón: embudo, cilíndrico y en forma de botella; y siete categorías para la forma de la punta de los pezones: redondeado, puntiagudo, plano, prolapsado, disco, invertido y mixto. Los investigadores encontraron que los pezones en forma de embudo presentaron menor frecuencia a mastitis, los pezones en forma cilíndrica presentaron la mayor cantidad de casos de mastitis de tipo clínica y subclínica. 22 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

24 Concordando con un estudio realizado por Hickman (1963) citado por Riera et al. (2004), encontraron que en pezones en forma de embudo, la frecuencia de mastitis clínica y subclínica era más baja que en pezones cilíndricos y botella, lo que sería una característica favorable en las vacas Carora, debido a que la frecuencia de aparición de los pezones en embudo, es mayor que los pezones cilíndricos. Según Bassalik (1978) citado por Riera et al. (2004), en los pezones de forma cilíndrica se produce un cierre en el flujo de leche ocasionando un incremento en el vacio de succión que finalmente lesiona el pezón, representando una causa directa de mastitis y una mayor frecuencia de la enfermedad en este tipo de pezón. Informes no publicados, señalan que la característica de pezón prolapsado, puede ser ocasionada por altas presiones de vacío de las maquinas de ordeño mecánico a las que no se les realiza mantenimiento con frecuencia. Según Chrystal (2001) citado por Riera et al. (2004), en los cuartos con pezones puntiagudos la prevalencia de mastitis era mayor que en los cuartos anteriores con pezones de puntas planas. Por otro lado los pezones con puntas invertidas tienen una mayor probabilidad de presentar mastitis, ya que son difíciles de lavar antes del ordeño ocasionando la acumulación de leche en la cavidad la cual es utilizada por las bacterias como fuente de alimento para su crecimiento Principales patógenos que influyen sobre los RCS Entre los factores asociados a aumento de RCS se encuentran las bacterias invasoras del canal del pezón, las cuales se pueden clasificar como ambientales o contagiosas. Cuadro 4. Clasificación de los microorganismos causantes de mastitis Contagiosos Ambientales Oportunistas Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Actinomices (Corynebacterium) pyogenes, Mycoplasma. E. Coli, Streptococcus uberis, Citrobacter, Enterobacter, Klebsiella, Pseudomona aeruginosa, Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Pasteurella, Streptococcus faecalis, Hongos y levaduras. Staphylococcus coagulasa negativos, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae. Fuente: Duica, 2004 Los microorganismos contagiosos se localizan en el área de la piel de la glándula mamaria y los pezones, poseen la capacidad de diseminarse entre los pezones de una vaca o de una vaca a otra en los hatos donde no se realizan adecuadamente las prácticas de manejo del ordeño dando como resultado elevados RCS, caracterizados por la aparición de la infección en la glándula mamaria (Duica, 2004). CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 23

25 Los microorganismos ambientales se adquieren cuando la piel de la glándula mamaria entra en contacto con elementos contaminantes del entorno del animal, como son, estiércol, agua, suelo, establos y salas de ordeño sucias, cánulas intramamarias infectadas, etc., penetrando en la glándula mamaria si se presentan las condiciones adecuadas para su proliferación. Ocasionan un elevado recuento de células somáticas en la leche de vacas individuales o en la leche proveniente de tanque de enfriamiento, lo que indica invasión de las bacterias a la glándula mamaria (García, 2004). Los microorganismos oportunistas, se localizan en la epidermis de la glándula mamaria y de los pezones. La infección de estas bacterias se produce entre ordeños, por lo que se hace necesario realizar prácticas de desinfección para el control de los patógenos contagiosos, pero estas no son tan efectivas para el control de los microorganismos oportunistas (Duica, 2004) Patógenos de tipo contagioso Staphylococcus aureus Es el agente etiológico más importante de la mastitis contagiosa bovina, así mismo, es uno de los microorganismos patógenos responsable de daños al tejido mamario y disminuye hasta en un 15% la producción de leche por vaca infectada (Curbelo, 2007). La infección causada por S.aureus es persistente. Muestra una marcada ausencia de respuesta celular inmune tanto al staphylococo solo, como si se encuentra relacionado con otros patógenos, sin importar los hospederos ni los agentes antibacteriales empleados lo que hace difícil su control (Oviedo-Boyso et al., 2007). Según Radostits et al. (2000); Bradley (2002) citado por Kivaria, Noordhuizen & Nielen (2007), la mastitis ocasionada por Staphylococcus aureus es de tipo subclínica, la cual se manifiesta con un incremento en el recuento de células somáticas de la leche proveniente del cuarto afectado. En un estudio realizado por Haas et al. (2004) citado por Sorensen et al. (2008), estimaron casos de mastitis clínica asociada a microorganismos patógenos específicos y modelos de RCS basado en las desviaciones de una curva característica para RCS durante la lactancia. Los autores encontraron que la mastitis clínica causada por Escherichia coli se encontraba asociada con picos cortos de recuento de células somáticas, mientras que la mastitis causada por Staphylococcus aureus presentaba aumento de recuento de células somáticas durante un periodo prolongado. Según Schukken et al. (1999) citado por Zadoks et al. (2001), los recuentos crónicos de células somáticas a nivel de cuarto, se relacionan con bajos ataques bacteriales, pero ocasionan incremento en el riesgo de padecer mastitis causada por Staphylococcus aureus. Los cuartos con bajos recuentos de células somáticas no están directamente relacionados con el ritmo de crecimiento de la infección intramamaria con Streptococcus uberis o Staphylococcus aureus. 24 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

26 La tasa de curación para Staphylococcus aureus en cuartos que presentan un recuento de células somáticas superior a es menor que en aquellos cuartos que tienen bajos recuentos de células somáticas Streptococcus agalactiae Según Curbelo (2007), este microorganismo se encuentra normalmente en la glándula mamaria y es el responsable de altos RCS así como de la disminución de la calidad y cantidad de los derivados de la leche. Es posible identificarlo debido a la presencia de una infección inicial de las cisternas y el sistema de conductos de la glándula mamaria, provocando irritación e inflamación subclínica de la misma. Es una bacteria que depende de la glándula mamaria para sobrevivir, vive en los conductos galactóforos, lo que permite que sea alcanzado por los antibióticos en los tratamientos intramamarios. También es muy sensible a la penicilina, por ello es posible eliminarlo de glándula mamaria a través de estrategias simples de control (Wolter et al., 2002). La mastitis causada por Streptococcus agalactiae, se caracteriza por causar cambios ligeros a moderados en la leche, mostrando aglutinaciones y coágulos que son fáciles de detectar con la prueba de Californian Mastitis Test (CMT). Los Streptococcus logran subsistir en la piel y pelo de la glándula mamaria hasta por tres semanas, después de su ingreso a la glándula mamaria, el período de incubación de este microorganismo patógeno se realiza entre uno y cuatro días y la presentación de signos de inflamación sucede entre los siguientes tres a cinco días (Duica, 2004). El exceso de residuos bacterianos origina una mayor respuesta inflamatoria, con lo cual se producen daños al tejido secretor. La gravedad de las cicatrices que se producen pueden llegar a afectar la producción de leche en las próximas lactancias (Curbelo, 2007) Patógenos de tipo ambiental Escherichia coli E. coli, es una bacteria Gram-negativa causante de mastitis ambiental. Los síntomas característicos de la inflamación de la glándula por esta bacteria son, entre otros, dolor, inflamación severa, fiebre y leche con coágulos de apariencia anormal. Esta enfermedad al ser tratada a tiempo puede ser erradicada en pocos días. Aparentemente, la gravedad de la mastitis está sujeta a la cepa bacteriana que infecte la glándula mamaria y a la velocidad con que los neutrófilos se transporten desde el flujo sanguíneo a la glándula mamaria (Oviedo-Boyso et al., 2007). Según Suriyasathaporn et al. (2000), Escherichia coli es la principal causante de la mastitis clínica en hatos con bajos recuentos de células somáticas. Con el fin de valorar el efecto de los agentes patógenos sobre el estado de gravedad de la mastitis se llevo a cabo un experimento preliminar mediante inoculación directa de la bacteria en la glándula. La prueba mostró menor CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 25

27 gravedad de mastitis para infecciones intramamarias causadas por E. coli en vacas con alto recuento de células somáticas antes de la inoculación, demostrando un grado de resistencia inducida. Sánchez (2006), mencionó que las vacas son más susceptibles de padecer la forma aguda y mortal de mastitis por E. Coli y otros tipos de mastitis, cuando presentan recuentos de células somáticas excesivamente bajos. En un estudio realizado en Holanda por De Haas, Barkema & Veerkamp (2002), en el cual fueron utilizados 274 hatos, con el fin de investigar el efecto de patógenos específicos causantes de mastitis clínica sobre la curva de lactancia y sobre el RCS; los investigadores encontraron que en lactancias donde se no se presentó ningún tipo de mastitis, el RCS fue alto después del parto, disminuyendo al mínimo transcurridos 50 días, y aumentando de manera gradual al final de la lactancia. Los efectos de la mastitis clínica sobre las curvas de lactancia para RCS difieren dependiendo de los patógenos aislados Streptococcus uberis Ramírez (2002), menciona que la infección clínica ocasionada por este microorganismo patógeno se manifiesta primordialmente en la lactancia temprana, a pesar que es durante el periodo seco cuando los animales son más susceptibles a presentar una infección. El patógeno puede ser diseminado a través de las heces de animales portadores de la infección. Zadoks et al. (2001), realizaron un estudio en tres hatos holandeses sobre factores de riesgo para infecciones intramamarias con Streptococcus uberis y Staphylococcus aureus bajo condiciones de campo, se tomaron muestras durante 18 meses de todos los cuartos en todas las lactancias, a intervalos de 3 semanas con conteos medios de células somáticas en tanque, los resultados encontrados mostraron que la tasa de infección con Streptococcus uberis fue más baja en vacas de primero y segundo parto que en vacas de más de dos lactancias, lo cual dependía de la fase de lactancia y la prevalencia de Streptococcus uberis o Staphylococcus aureus a nivel de hato. Bajo recuento de células somáticas en los cuartos no estuvieorn relacionados con el incremento de la tasa de infección por Streptococcus uberis o Staphylococcus aureus Streptococcus dysgalactiae Streptococcus dysgalactiae, induce un tipo de mastitis altamente variable, sin embargo, la mayoría de veces produce una mastitis subclínica contagiosa. Se ha observado que este microorganismo puede permanecer en el ambiente, debido a ello es considerada una especie intermedia entre los agentes promotores de mastitis contagiosa y los que ocasionan la mastitis ambiental (Duica, 2004). 26 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE

28 El Streptococcus dysgalactiae al igual que el Streptococcus uberis se encuentra en la piel de la vaca y se transmiten del medio ambiente al pezón, en especial durante los ordeños. Como forman parte del medio ambiente no se considera viable su erradicación de los hatos (Wattiaux, sf) Prácticas de manejo Los factores que afectan con mayor intensidad la variación en los RCS entre hatos con diferentes niveles de células somáticas son, entre otros, las prácticas de manejo tales como: desinfección y secado de los pezones antes y después del ordeño, así como la duración del tratamiento de mastitis clínica. Las conocidas rutinas de pre y pos diping generan evidentes beneficios como medidas de control (Curbelo, 2007). Es necesario vigilar el número de casos positivos a mastitis en el sistema de producción lechero y la susceptibilidad de la vaca (fase de lactancia, edad, genética, lesiones en el pezón, factores inmunitarios, entre otros) Correcta realización del Ordeño Según Cotrino (2001), Saran & Chaffer (2000) citados por Méndez & Osuna (2007), uno de los elementos esenciales para controlar la mastitis es el personal encargado del ordeño. Es de vital importancia la capacitación de los operarios que efectúan el ordeño en todas las prácticas concernientes al cuidado de los animales, manejo adecuado de la leche, aseo y esterilización de los equipos y en general, todos los aspectos que garanticen la salubridad de la glándula mamaria asociado con una excelente calidad microbiológica. En un estudio realizado por Rodríguez (2006), se reportó que las vacas que son ordeñadas mecánicamente tienen un mayor porcentaje de casos de mastitis clínica y una elevada proporción de cuartos lesionados por vaca, tal vez, por el mayor número de factores que facilitan la transmisión horizontal de la enfermedad (tiempos de ordeño, contactos con pezoneras, salas de espera, velocidad de ordeño, entre otros). Entre las prácticas de manejo que se deben realizar en un hato lechero se encuentra el orden de ordeño, el cual se debe realizar de tal manera que las vacas sanas se ordeñen al inicio, luego las vacas que presenten un número elevado de células somáticas, enseguida las vacas con problemas de mastitis. Indiscutiblemente los animales que estén siendo tratados con antibióticos deben ser ordeñados al final (Wolter et al., 2002). CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE 27

29 Figura 2. Fuentes de infección para una vaca sana. Fuente: Duica, Equipo de Ordeño Entre los factores que inciden en el RCS se encuentra el funcionamiento apropiado del equipo de ordeño, el cual debe garantizar un ordeño eficiente, ocasionando el menor daño posible a los pezones y reducir el contagio con agentes patógenos responsables de mastitis y utensilios que se manipulen en esta práctica. El mal estado o diseño de las instalaciones puede causar graves lesiones a la glándula mamaria, lo que se traduce en un alto recuento de células somáticas debido a condiciones de mal manejo (Hernández & Bedolla, 2008). Según Jones (1998) citado por Curbelo (2007), las disminuciones en la presión de vacío de la línea de leche pueden causar un incremento en la tasa de infección de mastitis. El movimiento de gotas de leche por las fluctuaciones de vacío en el colector de la leche es causante de una infección de los cuartos sanos con las bacterias provenientes de la leche contaminada. Cuando las pezoneras se desgastan deben ser sustituidas porque pueden constituirse en una fuente contaminante de mastitis entre vacas y entre ordeños Desinfección de pezones Para impedir el contagio de mastitis la práctica que más se utiliza y surte mayor efecto es la desinfección de pezones con sellador, que funciona como una barrera protectora creada para minimizar el grado de exposición a contaminación con bacterias ambientales o a contagios durante y entre ordeños. El sellador mientras se encuentre húmedo tiene un efecto protector 28 CELULAS SOMÁTICAS (RCS) Y LA CALIDAD DE LA LECHE