Rezistence vůči antibiotikům ohrozila účinnost konvenčních léčebných protokolů mastitid, zatímco rezidua antimikrobiálních látek v mléce a životním prostředí jsou potenciální hrozbou lidskému zdraví. Esenciální oleje z bazalky a bergamotu se ukázaly jako účinné alternativy pro léčbu mastitid a řešení antibiotické rezistence. Jiní vědci zjistili, že kromě šlechtitelských snah o toleranci tepelného stresu, může kombinace snižování tepla s přísunem specifických aminokyselin pomoci udržet zdraví, metabolismus a produkci během tepelného stresu.
Ekonomický dopad mastitidy na mléčné farmy je významný a projevuje se sníženou produkcí mléka, zvýšenou mírou brakování a sníženou kvalitou mléka. Klinická mastitida vykazuje zjevné příznaky, jako je zánět vemene, zarudnutí, teplo a otok a také viditelné změny mléka – sraženiny a změna barvy. Subklinické mastitidy postrádají znatelné příznaky a v důsledku toho mají tendenci progredovat do chronických infekcí. Hlavní příčinou subklinické mastitidy je Staphylococcus aureus antibiotická léčba má díky rezistenci malou účinnost. Na druhou stranu esenciální oleje (EO) jsou přírodní produkty se škálou antimikrobiálních vlastností, které by mohly být použity k léčbě mastitid. Vědci z University of Campinas a Michigan State University testovali antimikrobiální aktivitu pěti EO proti S. aureus izolovaného ze subklinických případů bovinních mastitid. S. aureus je schopen tvořit biofilm.
Měřila se minimální inhibiční koncentrace EO (MIC) a minimální baktericidní koncentrace (MBC) pěti EO, a to bergamot (Citrus arantium bergamia), kopaiva (Copaifera reticulata), fenykl obecný (Foeniculum vulgare), zázvor lékařský (Zingiber officinale) a bazalka (Ocimum basilicum).
Esenciální oleje jsou složeny ze složité směsi těkavých molekul, které jsou specifické pro každou rostlinu včetně rozsahu jejich bioaktivních aktivit. Mezi molekuly patří alkaloidy, monoterpeny, karotenoidy, flavonoidy, isoflavony, terpenové uhlovodíky, fenolové kyseliny, obsahují kyslík a neokysličené terpeny a aldehydy. Mezi mechanismy antimikrobiální aktivity EO patří degradace buněčné stěny a cytoplazmatické membrány, koagulace cytoplazmy, inhibice toxických látek bakteriálních metabolitů, a inhibice bakteriálního efluxního systému.
Podle výsledků antimikrobiální aktivity, vykazovaly EO různou účinnost proti kmenů S. aureus s jasným klesajícím pořadím aktivity bazalka – bergamot – kopaiva – zázvor – fenykl. Na základě měření minimální inhibiční koncentrace (MIC) a minimální baktericidní koncentrace (MBC) byly proti subklinickým bakterií způsobujícími mastitidu Staphylococcus aureus nejúčinnější bazalkové a bergamotové esenciální oleje.
Vědci navrhují další výzkum pro důkladné vyhodnocení bezpečnosti používání éterických olejů u dojnic in vivo se zaměřením na klíčové bioaktivní prvky EO s prokázanou účinností proti S. aureus. Zaměří se v dalším výzkumu na hodnocení dlouhodobých účinků léčby EO včetně vhodného dávkování, aplikačních metod a interakce s jinými léky nebo léčbou. Nicméně dospěli k závěru, že jejich výzkum zdůraznil potenciál EO z bazalky a bergamotu jako přírodních alternativ antibiotik pro léčbu mastitidy způsobené S. aureus, a zdůraznil, že by to mohlo přispět k lepším životním podmínkám zvířat a veřejnému zdraví v současném kontextu zvýšené rezistence vůči antibiotikům a preference přírodní léčby.
Globální živočišná výroba v současnosti čelí přetrvávajícím problémům s tepelným stresem kvůli stoupajícím teplotám spolu s vysokým přírůstkem metabolického tepla u vysokoužitkových dojnic. Ačkoli řešení negativního vlivu teplot vyžaduje více přístupů, znalost fyziologických mechanismů, které jsou tepelným stresem pozměněny, je stejné cenná. Zprávy ukazuj, že tepelný stres u mléčného i masného skotu je charakterizován oxidačním stresem, zánětem, stresem endoplazmatického retikula a zvýšenou propustností střeva, což lze posoudit pomocí tkáňových a systémových biomarkerů. Ve své studií vědci zkombinovali výsledky různých studií, aby pochopili potenciál aminokyselin v krmivu při zmírňování negativních účinků tepelného stresu u přežvýkavců.
Tepelný stres snižuje zásobu živin, zhoršuje bachorovou a střevní sliznici a usnadňuje translokaci bioaktivních molekul do krevního běhu. Ve výživovém kontextu vede tepelný stres k up-regulaci genů kódujících enzymy v metabolických drahách spojených s metabolismem aminokyselin (AA), degradací mastných kyselin a glukózou. Během trvalého tepelného stresu má přednost obnovení normální epiteliální tkáně bachoru, ale dochází také k přerozdělení živin, jako je AA, mastné kyseliny a butyrát směrem k produkci energie, aby se udržela „oprava“ poškozeného epitelu. To vede k vyčerpání živin generujících energii do mléčné žlázy a ke snížení syntézy mléka a užitkovosti.
Dospělo se k závěru, že zánět, oxidační stres a nesprávné skládání buněčných proteinů jsou hlavními fyziologickými markery tepelného stresu, které vyvolávají odklon aminokyselin od produktivních účelů a tepelně stresovaní přežvýkavci by mohli mít prospěch ze zvýšeného postruminálního přísunu AA, jako arginin, cystein, leucin, lysin a metionin. Aminokyseliny metionin a arginin se podílejí na syntéze polyaminů, které mají antioxidační vlastnosti.
Jak by mohly nástroje omiky (jedna z oblastí biologického studia, která je definována zkoumáním celého komplexu určitého typu biomolekul nebo celého molekulárního procesu v organismu) pomoci objevit fyziologické mechanismy, které lze manipulovat prostřednictvím dodávky specifických aminokyselin, aby se zmírnil dopad tepelného stresu? Vědci použili dva soubory dat zaměřených na vliv tepelného stresu na genovou expresi v jaterní a mléčné tkáni krav podstupujících tepelný stres. V játrech kromě energetického metabolismu, která měl největší up-regulaci mezi metabolickými cestami, a většina drah souvisejících s metabolismem aminokyselin – cystein, metionin, histidin, tryptofan a glutation jsou ovlivněny nejvíce. To zdůrazňuje jedinečnou funkci jater během tepelného stresu, tedy vytvářet glukózu a využívat aminokyseliny pro imunitní a antioxidační reakci.
Ačkoli hlavní produkční výsledky spojené s tepelným stresem jsou dobře známy, fyziologické dopady nad rámec hlavních endokrinních a metabolických účinků, které zvíře zažívá, lze pochopit na úrovni orgánů. Obrovské množství údajů u monogastrů o úloze specifických aminokyselin jako fikčních živin, které pomíchají zmínit účinky tepelného stresu, nabízí cenná vodítka pro jejich použití u přežvýkavců. Výzkumníci ve svém článku v Animal Frontiers shrnuli své studie následovně:
Zdroj: Dairy Global*
