Longgezondheid en de rol van Mannheimia haemolytica

De longen van een koe verschillen van longen van een paard, mens, varken, hond of kat. Een van de verschillen is de longcapaciteit. De longcapaciteit van een volwassen koe is 12 liter en de zuurstofbehoefte is 124 liter per minuut. Er worden 30 ademteugen per minuut genomen om aan deze zuurstofbehoefte te voldoen. Ter vergelijking, een paard heeft een capaciteit van 42 liter en heeft slechts 49 liter zuurstof per minuut nodig. De luchtstroom is bij een koe dus hoger dan bij een paard. Deze hoge luchtstroom maakt het mogelijk dat bacteriën en virussen diep in de longen kunnen doordringen, waar ze infectie en ontsteking kunnen veroorzaken.

Koeien hebben daarnaast relatief langere luchtwegen, wat zorgt voor meer dode ruimte. De dode ruimte is het deel van de long waar geen zuurstof uitgewisseld wordt. Dit heeft geen invloed op de werking van het immuunsysteem, maar dit biedt ziekteverwekkers betere kansen om aan te grijpen.

Deze beperkingen maken de longen van koeien kwetsbaarder voor luchtweginfecties.

Van bacterie naar ziekteverwerker

De voorste luchtwegen van koeien bevatten een mengsel van bacteriën en virussen, zonder dat zij ziekte veroorzaken. Het samenleven van deze bacteriën, virussen en andere micro-organismen wordt het microbioom genoemd. Het is een dynamisch systeem wat daar in evenwicht ‘woont’ en het lichaam gezond houdt. Factoren die vatbaarheid voor ziekte bevorderen, veranderen deze samenstelling waardoor het dier ziek wordt.

Mannheimia haemolytica is een bacterie die onderdeel is van het microbioom, ook wel een commensaal genoemd. M. haemolytica bestaat uit verschillende serotypen, waarbij de meest voorkomende het serotype A2 is. Deze is vaak in lage aantallen aanwezig in de neus- en keelholte en zorgt niet voor schade (1). Twee andere serotypes, A1 en A6, zijn veel agressiever en worden vaak waargenomen bij zieke dieren in aangetast longweefsel. Serotype A1 is in Nederland in 70% van de gevallen verantwoordelijk voor ziekte bij koeien of kalveren. Wanneer stressfactoren optreden en de afweer wordt aangetast, gaat serotype A1 op het neus- en keelslijmvlies zitten en vervangt dit serotype A2. Deze verschuiving is het begin van een infectie. Serotype A1 gaat met de ingeademde lucht naar de longen en de schade begint snel.

Een van de belangrijkste factoren waarom M. haemolytica zo gevaarlijk is, zijn de productie van gifstoffen (leukotoxine). Deze gifstof stimuleert witte bloedcellen en zorgt daarnaast voor zwelling, verzwakken en afbreken van het longweefsel (2,3). Longschade is in dit geval het resultaat van interactie tussen bacteriën en de afweer van de koe of het kalf (4).

Een koe of kalf met een M. haemolytica infectie kan snel verslechteren of acuut dood gaan zonder dat er verschijnselen van ziekte zijn opgevallen. Het is dus ontzettend belangrijk om er op tijd bij te zijn. Mochten er verschijnselen zijn dan uit zich dat in hoge koorts, snelle ademhaling en een acute melkdaling (bij melkkoeien).

Preventieve maatregelen

In het verleden was de preventie bijna uitsluitend gebaseerd op het toedienen van antibiotica, maar omdat dit bijdraagt aan de opkomst van meerdere antibioticaresistente stammen van M. haemolytica wordt er tegenwoordig meer en meer gebruik gemaakt van vaccinatie (5). De nieuwste ontwikkelingen richten zich op vaccins op basis van de gifstof (leukotoxine) (6). Dit type immunisatie stimuleert een toename van verschillende typen antilichamen, wat zorgt voor een goede immuniteit met een vermindering van 50-70% van de klinische symptomen en longschade. De hoge werkzaamheid van anti-leukotoxine vaccins komt ook doordat het kruisbescherming tussen andere gifstoffen producerende types biedt (7). Daarnaast zijn management maatregelen zeker zo belangrijk. Denk hierbij aan het biestmanagement, kwaliteit van de (melk)voeding, het klimaat in de stal en het houden van kalveren in (dezelfde en kleine) groepen.

Conclusie

Mannheimia haemolytica wordt meestal geassocieerd met fatale longontsteking (8). Bij gezonde dieren gedraagt M. haemolytica zich als een commensaal, totdat stressfactoren optreden. De preventie mag niet alleen gebaseerd zijn op gebruik van antibiotica, maar dient samen met management maatregelen, waaronder vaccinatie, te worden gecombineerd om deze ziekte onder controle te houden.

Wilt u meer weten over Mannheimia haemolytica of vaccinatie hiertegen? Neem dan contact op met een van onze dierenartsen: Jessica Hartjes, 06-3800 8533 (Nederland), Niels Groot Nibbelink (Zuid Nederland) 06-8100 2036, Anne-Miek Timmermans (Midden Nederland) 06-1370 2817, Sabine Hoogeveen (Noord-West Nederland) 06-8279 0165 of Anne-Lynn Geertshuis (Noord-Oost Nederland) 06-2046 9304. 

Referenties

Referenties

1. Griffin, D., Chengappa, M.M., Kuszak, J., McVey, D.S., 2010. Bacterial pathogens of the bovine respiratory disease complex. Vet Clin North Am Food Anim Pract 26, 381-394.

2. Roger J. Panciera, Anthony W. Confer. Pathogenesis and Pathology of Bovine Pneumonia Vet Clin North Am Food Anim Pract. 2010 Jul; 26(2): 191–214.

3. Jeyaseelan, S., Sreevatsan, S., Maheswaran, S.K., 2002. Role of Mannheimia haemolytica leukotoxin in the pathogenesis of bovine pneumonic pasteurellosis. Anim Health Res Rev 3, 69-82.

4. Mosier, D., 2015. Review of BRD pathogenesis: The old and the new. Animal Health Research Reviews, 15(2), 166-168.

5. Zecchinon, L., Fett, T., Desmecht, D., 2005. How Mannheimia haemolytica defeats host defence through a kiss of death mechanism. Vet Res 36, 133-156.

6. Tobias Oppermann, Nadine Busse, Peter Czermak, 2017. Mannheimia haemolytica growth and leukotoxin production for vaccine manufacturing — A bioprocess review. Electronic Journal of Biotechnology, 28, 95-100.

7. Rice, J. A., Carrasco-Medina, L., Hodgins, D. C., Shewen, P. E., 2007. Mannheimia haemolytica and bovine respiratory disease. Animal Health Research Reviews, 8(2), 117-128.

8. Laëtitia Dorso, Maud Rouault, Claire Barbotin, Christophe Chartier, Sébastien Assié, 2021. Infectious Bovine Respiratory Diseases in Adult Cattle: An Extensive Necropsic and Etiological Study. Animals (Basel). 2021 Aug; 11(8): 2280.