4.2 Infizierte Tiere
4.2.2 Dynamik der Milchzellpopulationen nach Inokulation mit E. coli und
In Eutervierteln, die mit dem euterpathogenen Stamm E. coli 1303 infiziert waren, ließ sich ein signifikanter Anstieg (p<0,05) der somatischen Zellzahl 12 h p.i. von 19 ± 7 auf 1.619 ± 569 x103 SCC/mL feststellen (Abb. 20, A). Nach weiteren 12 h stieg die Zahl der somatischen Zellen zwar stark, aber nicht signifikant auf 7.232 ± 3171 x10³ SSC/mL an (Abb.
20, A). Individuell lagen große Unterschiede in der zellulären Reaktion vor. Bei zwei von fünf Individuen wurde ein moderater Zellinflux beobachtet. Die Milch von Tier M-08 und
M-11 enthielt nach 12 h 0,491 bzw. 0,049 x106 Zellen/mL und nach 24 h 1,0 bzw. 1,3 x106 Zellen/mL. Bei den Tieren M-15, M-16 und M-19 kam es zu einem stärkeren Zelleinstrom.
Nach 12 h wiesen diese drei Tiere im Mittel einen Zellgehalt von 2,5 ± 0,2 x106 SCC/mL auf.
So stieg dieser nach weiteren 12 Stunden bei M-15 und M-19 auf 7,0 bzw. 8,2 x106 SCC/mL (also 7x höher als bei M-08 und M-11). Bei der Kuh M-16 war ein Anstieg auf 18,5 x106 SCC/mL zu verzeichnen (Abb. 20, B).
Zeit p.i. (h)
Abb. 20 Entwicklung der somatischen Zellzahl (SCC x10³/mL) nach experimenteller Inokulation von Eutervierteln mit 500 KbE E. coli über einen Zeitraum von 24 Stunden.
A) Mittelwerte ± SEM der somatischen Zellzahlen (SCC) der Euterviertel, die mit E. coli infiziert wurden (n=5). Ein signifikanter Zellzahlanstieg konnte 12 h p.i. beobachtet werden (p<0,05). Die Er-höhung des SCC von 12 h p.i. zu 24 h p.i. war nicht signifikant. B) SCC-Werte in infizierten Euter-vierteln einzelner Tiere.
Nach Infektion mit S. aureus wurde 12 h p.i. ein transienter Anstieg des Zellgehaltes im Mit-tel aller inokulierten EutervierMit-tel auf 289 ± 196 x10³ SCC/mL beobachtet, der 24 h p.i. mit 3.214 ± 1.140 x10³ SCC/mL seinen Höhepunkt erreichte. Anschließend sank die Zellzahl auf 1.873 ±500 x10³ SCC/mL zum Zeitpunkt 72 h p.i. (Abb. 21, A). Bei der Betrachtung der Ein-zeltiere wurden erhebliche individuelle Unterschiede deutlich (Abb. 21, B). Während bei drei Tieren 24 h nach Inokulation ein deutlicher, bis zu 3.000-facher Anstieg der Zellzahlen zu beobachten war, stieg dieser Wert bei zwei Tieren kaum oder erst 72 h p.i. an.
A B
Abb. 21 Entwicklung der somatischen Zellzahl (SCC x10³/mL) nach experimenteller Inokulation von Eutervierteln mit 10.000 KbE S. aureus über einen Zeitraum von 72 Stunden.
A) Mittelwerte ± SEM der somatischen Zellzahlen (SCC) der Euterviertel, die mit S. aureus infiziert wurden (n=5). Ab 24 h nach Inokulation unterschieden sich die Zellzahlen schwach signifikant (* = p<0,05) vom SCC in der 0 h-Probe. B) SCC-Werte in infizierten Eutervierteln einzelner Tiere.
Aus dem SCC-Wert und den relativen Anteilen zellulärer Subpopulationen wurden absolute Zahlen (pro mL Milch) für die einzelnen Zellsubpopulationen errechnet. Die Dynamik dieser Zellpopulationen wird im Folgenden besprochen.
Neutrophile Granulozyten
Ein großer Anteil somatischer Zellen wurde in beiden experimentell induzierten Infektionen durch den Einstrom von Neutrophilen bedingt. Nach Inokulation mit E. coli verliefen die SCC-Werte und die PMN-Zahl in den infizierten Eutervierteln vergleichbar (vgl. Abb. 20, A und Abb. 22, A). Der Anteil PMN an den Milchzellen stieg von initial 42 ± 14% nach 12 h p.i. auf 94 ± 1% (p<0,05) und blieb nach 24 h p.i. konstant hoch (Abb. 22, B). Bei der Be-trachtung des Kontrollviertels 2 fiel ebenfalls ein PMN-Einstrom auf (Abb. 22, A). Die An-zahl an PMN stieg von initial 30 ± 19 x10³ PMN/mL Milch auf 1.732 ± 1.691 x10³ PMN/mL zum 12 h Zeitpunkt und blieb auf diesem Niveau.
Nach Infektion mit S. aureus strömte im Vergleich zu E. coli eine geringere Zahl an Leukozy-ten ein (Abb. 22, C). Doch auch hier stieg der PMN-Anteil von 28 ± 4% vor der Inokulation
des Erregers signifikant auf 77 ± 10% (p<0,05) 12 h p.i an und blieb über den gesamten Be-obachtungszeitraum (bis 72 h) konstant erhöht (Abb. 22, D).
A B
C D
*
*
PMN (x10³/mL)PMN (x10³/mL) PMN (%)PMN (%)
Zeit p.i. (h) Zeit p.i. (h)
Abb. 22 Einstrom von neutrophilen Granulozyten nach experimenteller Inokulation mit E. coli oder S. aureus.
Mittelwerte ± SEM der PMN-Zahl auf Euterviertelebene von je 5 Tieren nach intrazisternaler Appli-kation von 500 KbE E. coli (A) oder 10.000 KbE S. aureus (C). Relativer Anteil (Mittelwerte ± SEM) der PMN an den Gesamtleukozyten in der Milch des E.-coli-infizierten Euterviertels (B) oder des S.-aureus-infizierten Euterviertels (D). (* = p<0,05; ** = p<0,01; *** = p<0,001)
Monozyten/Makrophagen
Der nicht signifikante Anstieg der Makrophagen- und Monozyten-Zahlen im E.-coli-infizierten Euterviertel (Abb. 23 A, C) beruhte auf einem massiven Zelleinstrom bei dem Tier M-19 (Einzeldaten nicht gezeigt). In den Kontroll-Eutervierteln (besonders Kontrolle 1) war der Monozyten-Einstrom 12 h p.i. deutlicher als in den infizierten Eutervierteln. Sowohl die Makrophagen- als auch die Monozyten-Zahlen wiesen eine hohe, signifikante Korrelation zu den SCC-Werten auf (Abb. 23 B, D).
Makrophagen (x10³/mL) Makrophagen (x10³/mL)Monozyten (x10³/mL)
Monozyten (x10³/mL)
Abb. 23 Veränderungen in der Makrophagen- und der Monozyten-Population nach experimenteller Inokulation mit E. coli.
Mittelwerte ± SEM der Makrophagen (A) und Monozyten (C) in der Milch verschiedener Euterviertel von fünf Tieren. Korrelation zwischen dem SCC und der Anzahl der Makrophagen (B) sowie der Mo-nozyten (D).
Nach Inokulation von S. aureus stiegen die Makrophagen-Zahlen 12 h p.i. an und lagen über dem gesamten Beobachtungszeitraum (bis 72 h) höher als in den Kontroll-Eutervierteln (Abb.
24, A). Die Monozyten-Zahlen verhielten sich vergleichbar. Der starke Anstieg 24 h p.i. war auf einen Einstrom dieser Zellen in den infizierten Eutervierteln der Tiere M-20 und M-23 zurückzuführen (Abb. 24, C), wodurch sich der Unterschied nicht signifikant darstellte. Wäh-rend die Zahl der Monozyten mit den SCC-Werten signifikant korrelierte, war dies für die Zahl der Makrophagen nicht der Fall (Abb. 24 B, D).
Zeit p.i. (h)
Makrophagen (x10³/mL) Makrophagen (x10³/mL)Monozyten (x10³/mL)
Monozyten (x10³/mL)
Abb. 24 Veränderungen in der Makrophagen- und der Monozyten-Population nach experimenteller Inokulation mit S. aureus.
Mittelwerte ± SEM der Makrophagen (A) und Monozyten (C) in der Milch verschiedener Euterviertel von fünf Tieren. Zum Zeitpunkt 60 h p.i.war die Anzahl der Makrophagen schwach signifikant erhöht (* = p<0,05). Korrelation zwischen dem SCC und der Anzahl der Makrophagen (B) sowie der Mono-zyten (D).
Lymphoide Zellen
Bei der Betrachtung der absoluten Zellzahlen dieser Population zeigte sich ein starker Ein-strom 12 h nach der Inokulation von E. coli. Vor der Inokulation lagen 15 ± 6 x10³ lymphoide Zellen/mL Milch vor. Die Anzahl lymphoider Zellen erhöhte sich zum Zeitpunkt 12 h p.i. auf 161 ± 127 x10³ Zellen/mL und stieg nach weiteren 12 h auf 693 ± 380 x10³ Zellen/mL (Abb.
25, A). Es konnten keine Signifikanz ermittelt werden. Die Korrelation zwischen SCC-Wert und Anzahl lymphoider Zellen war mit r = 0,817 (p<0,0001) (Abb. 25, B) relativ hoch.
Zeit p.i. (h)
Abb. 25 Anzahl lymphoider Zellen in der Milch nach experimenteller Inokulation mit E. coli und Korrelation mit dem SCC-Wert.
Mittelwerte ± SEM der Anzahl lymphoider Zellen nach Inokulation von E. coli (A) und nach Inokula-tion von S. aureus (C) auf Euterviertelebene von fünf Tieren. Die KorrelaInokula-tion zwischen dem SCC und der Anzahl lymphoider Zellen war in beiden Infektionsversuchen signifikant (B, D) (p<0,0001).
Nach der Inokulation von S. aureus war ein Einstrom lymphoider Zellen erst 24 h p.i. zu be-obachten. 36 h p.i. war die Zahl dieser Zellen mit 108 ± 75 161 ± 127 x10³ Zellen/mL am höchsten und lag über den weiteren Beobachtungszeitraum (bis 72 h) höher (nicht signifikant) als in den Kontroll-Eutervierteln (Abb. 25, C). Der SCC-Wert korrelierte auch hier mit der Anzahl lymphoider Zellen r = 0,817 (p<0,0001) (Abb. 25, D).
T-Zellsubpopulationen
Die Dynamik einzelner Lymphozytensubpopulationen konnte nach intrazisternaler Applikati-on vApplikati-on 10.000 KbE S. aureus differenzierter betrachtet werden. Bei den E.-coli-Infektionsversuchen war aus technischen Gründen eine Differenzierung der Subpopulationen nicht möglich.
Die Zahl aller drei T-Zellsubpopulationen (γδ-T-Zellen, CD4+-T-Zellen, CD8+-T-Zellen) stieg 24 h p.i. signifikant an (Abb. 26, A, B, C). Die Zahl an γδ−T-Zellen blieb in den infizier-ten Eutervierteln bis zu 72 h p.i. relativ gleichmäßig hoch. Gleiches konnte für die CD4+- und CD8+-T-Zellen über die ersten 60 h p.i. beobachtet werden. 72 h p.i. stiegen die Zahlen dieser beiden Populationen nochmals an. Die Unterschiede in der Zellzahldynamik zwischen CD4+- und CD8+-T-Zellen äußerten sich zum Zeitpunkt 72 h p.i. in einem deutlich höheren CD4+/CD8+-Verhältnis in den infizierten Eutervierteln gegenüber den nicht-infizierten Kon-troll- und Placebo-Eutervierteln (Abb. 26, D).
Zeit p.i. (h)
Abb. 26 Zeitdynamik von T-Zellsubpopulationen nach experimenteller Inokulation eines Euterviertels mit S. aureus.
Mittelwerte ± SEM /mL Milch von γδ− T-Zellen (A), CD4+-T-Zellen (B) und CD8+-T-Zellen (C) auf Euterviertelebene von fünf Tieren. D) Aus den absoluten Werten für CD4+- und CD8+-T-Zellen wur-de das CD4/CD8-Verhältnis errechnet. Für die Darstellung wurwur-den die Werte wur-der beiwur-den Kontrollvier-tel und des Placebo-EutervierKontrollvier-tels zusammengefasst und mit den Werten für die infizierten Eutervier-teln vergleichend dargestellt, da zwischen ihnen keine signifikanten Unterschiede auftraten (Daten nicht gezeigt).