Uno studio sulla relazione tra la conducibilità’ elettrica, le caratteristiche produttive e la conta delle cellule somatiche nella Bufala Mediterranea Italiana.

La mastite può essere considerata una delle malattie più costose all’interno degli allevamenti di Bufala Mediterranea. La diagnosi precoce di questa malattia è di grande importanza per gli allevatori che desiderano ridurre o prevenire le perdite, soprattutto quelle economiche. Secondo le linee guida dell’International Dairy Federation (IFD), la diagnosi di mastite è principalmente basata sulla conta delle cellule somatiche (SCC) e sulla coltura batteriologica del latte, anche se possono essere utilizzati altri indicatori come la quantità di lattosio nel latte (Costa et al., 2020b), la conta differenziale delle cellule somatiche (DSCC) (Bobbo et al., 2020; Schwarz et al., 2020), la valutazione della L-lattato deidrogenasi (Bonestroo  et al., 2022) e la conducibilità elettrica (EC). Quest’ultima è determinata dalla concentrazione totale di cationi e anioni nel latte, i cui valori possono cambiare durante un processo infiammatorio che coinvolge la ghiandola mammaria. Infatti, in corso di mastite la barriera sangue-latte viene danneggiata e di conseguenza le tight-junctions (giunzioni strette) tra le cellule secretorie diventano permeabili. Questo evento promuove il passaggio dei componenti dei fluidi extracellulari che si miscelano con il latte aumentandone la concentrazione di ioni sodio e cloro (Zhao et al., 2008) con una simultanea diminuzione della concentrazione di ioni potassio. 

La misurazione della EC del latte è una tecnica relativamente semplice ed economica ed è stata studiata come metodo di routine per la diagnosi di mastite negli allevamenti da latte. A differenza degli altri metodi di diagnosi (es. esame batteriologico), la EC ha il vantaggio di essere automaticamente misurata durante la mungitura attraverso gli elettrodi inseriti nel sistema di mungitura. Il segnale successivamente può essere convertito in un dato prontamente disponibile sul computer e utilizzato per monitorare la salute della mammella. Poiché la conducibilità è una tecnica di rilevamento in linea relativamente semplice ed economica (Mottram et al., 2007), in passato alcuni ricercatori hanno studiato la EC per diagnosticare la mastite. I risultati sono stati controversi e nella maggior parte dei casi è stato suggerito che la EC da sola non può essere utilizzata per questo scopo (Khatun M. et al., 2017). Anche se la bufala è tradizionalmente considerata meno suscettibile alla mastite rispetto alle vacche, alcuni studi hanno riportato una maggiore prevalenza di mastiti subcliniche (Moroni et al., 2006). Inoltre, spesso la malattia è sottostimata ed esita in conseguenti problemi di salute per gli animali e economici per gli allevatori. Dal momento che attualmente sono disponibili poche informazioni in questa specie sulla relazione tra la EC, i caratteri produttivi del latte e la conta delle cellule somatiche, lo scopo del seguente studio è stato quello di valutare queste relazioni usando i dati raccolti in un’azienda commerciale di bufale della provincia di Foggia.

Lo studio è stato condotto da gennaio 2018 a novembre 2018 e da gennaio 2019 a febbraio 2019 su una popolazione di 808 bufale in lattazione per le quali le caratteristiche produttive prese in considerazione sono state: la produzione di latte (MY, kg/d), la percentuale di proteine (PP), la percentuale di grasso (FP) e la conta delle cellule somatiche (SCC). Oltre alle caratteristiche produttive sono stati presi in considerazione i dati individuali che comprendevano: numero identificativo dell’animale, data di nascita, ordine di parto e stadio di lattazione. La resa di latte mensile (MY) e le SCC sono state fornite dal servizio di controllo ufficiale dell’Associazione Italiana Allevatori (AIA).

A causa della non normale distribuzione, le SCC sono state trasformate in forma logaritmica attraverso la seguente formula:

SCS = 2(/100,000) + 3.

La EC del latte è stata registrata direttamente dall’impianto di mungitura. È stata registrata quella del giorno dei controlli funzionali (0) e quella di uno (1), tre (3) e cinque giorni (5) prima del controllo. Lo stadio di lattazione (SOL) è stato valutato considerando un intervallo di mungitura di 30 giorni (DIM). Sono state ottenute così 11 classi (classe 1 da 1 a 30 DIM; classe 2 da 31 a 60 DIM; classe 3 da 61 a 90; classe 4 da 91 a 120; classe 5 da 121 a 150; classe 6 da 151 a 180; classe 7 da 181 a 210; classe 8 da 211 a 240; classe 9 da 241 a 270; classe 10 da 271 a 300; classe 11 da 301 a 330). L’ordine di parto è stato raggruppato in 5 classi dove l’ordine di parto 5+ include gli animali al quinto parto o superiore (parti massimi = 8). I mesi e gli anni di campionamento sono stati raggruppati in 11 classi (classe 1 gennaio 2018; classe 2 febbraio 2018; classe 3 marzo 2018; classe 4 aprile 2018; classe 5 giugno 2018; classe 6 luglio 2018; classe 7 agosto 2018; classe 8 settembre 2018; classe 9 ottobre 2018; classe 10 novembre 2018; classe 11 gennaio e febbraio 2019). È stato considerato un minimo di 5 registrazioni per bufala perché il dato fosse inserito all’interno della prova. Il dataset finale usato per le analisi statistiche ha compreso 4530 registrazioni da 741 bufale. 

Sono stati utilizzati due diversi modelli misti per valutare sia l’effetto dell’EC su MY, PP e FP (Modello 1) sia l’effetto dell’EC sullo score delle cellule somatiche (SCS) usando 5 parametri (Modello 2): EC registrata il giorno del controllo funzionale (EC_day0), EC registrata 3 giorni prima del controllo funzionale (EC_day3), EC registrata 5 giorni prima del controllo funzionale (EC_day5) e tre aggiuntivi ottenuti dall’EC registrata 1, 3 e 5 giorni prima di ciascuno controllo: la media di EC (), la deviazione standard di EC () e lo slope (). Lo è stato stimato a partire da una regressione lineare di EC nei 5 giorni. 

I trend medi di EC e SCS nell’arco della lattazione e in base all’ordine di parto  possono essere osservati nella Figura 1.

Figura 1. Tendenza osservata per l’EC (A) e SCS (B) lungo la lattazione (SOL) e in base all’ordine di parto.

I valori di EC variano da un minimo di 8.48 ± 0.37 mS/cm per le primipare oltre i DIM ad un massimo di 10.3 ± 2.181 mS/cm nelle bufale di terzo parto a 300 DIM. In generale, l’EC aumenta lungo la lattazione, specialmente nelle bufale pluripare da 90 DIM in poi. Al contrario, nelle bufale primipare l’EC rimane stabile al di sotto di 8.7 mS/cm durante tutta la lattazione arrivando al punto massimo verso la fine (EC = 8.92 ± 0.37). La SCS aumenta costantemente in tutti gli ordini di parto fino a 150 DIM, dopo di che il tasso di crescita cambia a seconda dell’ordine di parto. È interessante notare come i valori di EC sono rimasti pressoché invariati durante la lattazione solo nelle primipare mentre è aumentata nelle pluripare. Questa relazione (tra EC e ordine di parto) è stata osservata anche in altre specie come vacche (Paudyal S. et al., 2020), pecore (Romero et al., 2017) e capre (Diaz et al., 2012). Non si può escludere che questa tendenza sia dovuta ad una maggiore suscettibilità della mammella delle pluripare dovuta alle ripetute sollecitazioni della mungitura automatica o ad alcuni eventi pregressi di mastite.

Tutti gli effetti inclusi nel Modello 1 sono risultati significativi con la sola eccezione dell’effetto della EC considerato all’interno dell’ordine di parto per FP (Tabella 1).

Tabella 1. F-value e significatività degli effetti fissi inclusi nell’analisi per le caratteristiche del latte e la conducibilità.

L’EC ha mostrato un effetto sfavorevole (significativo) su MY in tutti gli animali pluripari. Ad ogni unità’ di EC aumentata è corrisposta una riduzione di latte prodotto da un minimo (valore assoluto) di 0.44 ± 0.082 kg al secondo parto ad un massimo di 0.62 ± 0.080 kg al quinto parto. Una relazione simile è stata osservata anche tra EC e PP. A differenza di altri studi che hanno osservato una correlazione negativa tra FP e EC (Diaz et al., 2011; Vilas Boas et al., 2017), non è stata evidenziata una relazione tra l’EC e FP. Il latte di bufala presenta circa l’8% di grassi con una grande variabilità dal 6% al 12% (Costa et al., 2020a), cioè più del doppio rispetto al latte vaccino. È probabile che l’elevato contenuto di grassi e la grande variabilità della percentuale di grasso all’interno della mandria analizzata possano aver influenzato parzialmente il rapporto con la EC. Sono necessari ulteriori studi per indagare questo aspetto interessante.

Il secondo scopo del seguente lavoro è stato indagare la relazione tra EC registrata 1 (_1), 3 (_3) and 5 (_5) giorni prima del controllo funzionale e la SCS registrata il giorno dei controlli funzionali, per sviluppare eventualmente un modello di predizione per diagnosticare la mastite. Usando differenti parametri, la regressione di EC su SCS al giorno dei controlli funzionali è risultata sempre significativa eccetto per il parametro EC slope (EC_day5).

La relazione tra EC e SCS è sempre risultata positiva a prescindere dal parametro di regressione utilizzato. La magnitudine dell’effetto è variata all’interno degli ordini di parto andando da un minimo di 0.245 ± 0.074 per il terzo parto (quando la regressione usa l’EC registrata tre giorni prima del controllo) ad un massimo di 0.953 ± 0.20 al primo parto (quando la regressione ha considerato la ECsd).

Dalle analisi effettuate, i risultati migliori sono stati ottenuti quando il parametro di regressione utilizzato è stata la media di EC registrata nei cinque giorni precedenti. 

Da questo studio si può concludere che nella bufala, come in altre specie, c’è una forte relazione tra EC e SCS. Inoltre, è stato osservato che, se l’obiettivo è quello di sviluppare dei modelli di previsione della mastite (che vedono la combinazione anche di altri parametri quali ad esempio: resa del latte, flusso di latte, numero di mungitura incompleta, ecc), registrare la EC su un periodo più lungo e non solo il giorno dei controlli funzionali è più efficace.

Anche se questi risultati sono incoraggianti, sono necessari ulteriori studi, al fine di convalidarli. Restano, però, particolarmente importanti nelle bufale dove l’incidenza della mastite subclinica è particolarmente elevata.

Sinossi di: Matera, R.; Di Vuolo, G..; Cotticelli, A.; Salzano, A.; Neglia, G.; Cimmino, R.; D’Angelo, D.; Biffani, S. Relationship among Milk Conductivity, Production Traits, and Somatic Cell Score in the Italian Mediterranean Buffalo. Animals 2022, 12, 2225. https://doi.org/10.3390/ani12172225

Progetto STRABUF-Strategie per il miglioramento della redditività dell’allevamento bufalino.

Progetto BIG-Bufala Mediterranea Italiana-tecnologie innovative per il miglioramento Genetico.

A cura di: Dr. ssa Roberta Matera1, Dr. ssa Angela Angela Salzano1, Dr.  Alessio Cotticelli1

1 – Dipartimento di Medicina Veterinaria e Produzioni Animali (DMVPA) – Università di Napoli Federico II