ارزیابی تغییرات شاخص های سرمی آسیب قلبی مرسوم در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو انجمن علمی گروه دامپزشکی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

2 استادیار گروه علوم درمانگاهی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

چکیده

 
چکیده
   این مطالعه روی 30 رأس گاو شیری مبتلا به ورم پستان حاد و 30 رأس گاو شیری سالم به عنوان گروه شاهد از نژاد هلشتاین در دامپروری کشت و صنعت مغان انجام شد. پس از انجام معاینات بالینی و تأیید بیماری، نمونه خون جهت تهیه سرم و انجام آزمایشات پاراکلینیکی از ورید دمی گاوها اخذ شد. میزان تروپونین I قلبی (cTnI) با روش کمی­لومینسانس و آنزیم­های قلبی شامل لاکتات دهیدروژناز (LDH)، کراتین کیناز قلبی-مغزی (CK-MB) و آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) با روش رنگ­سنجی مورد سنجش قرار گرفت. مقایسه آماری میانگین تعداد ضربان قلب و تعداد تنفس در هر دقیقه و همچنین دمای راست روده­ای بین گاوهای سالم و گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد نشان­دهنده اختلاف آماری معنی­دار (به‌ترتیب: 001/0=p، 026/0=p و 030/0=p) بود. میزان سرمی cTnI در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد (ng/ml 235/0±018/1) به­طور معنی­داری (000/0=p) بیشتر از گاوهای سالم (ng/ml 006/0±011/0) بود. همچنین سایر شاخص­های سرمی آسیب قلبی در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد در مقایسه با گاوهای سالم بیشتر بود، ولی تنها افزایش AST (047/0=p) و CK-MB (000/0=p) معنی­دار بود و اختلاف آماری معنی­داری از لحاظ میزان فعالیت سرمی LDH بین دو گروه سالم و بیمار مشاهده نشد (454/0=p). بین cTnI با تعداد ضربان قلب (853/0=r، 018/0=p)، تعداد تنفس (671/0=r، 024/0=p) و دمای راست روده­ای (542/0=r، 038/0=p) ارتباط معنی­دار وجود داشت. همچنین تعداد ضربان قلب با میزان فعالیت سرمی CK-MB (722/0=r، 047/0=p)  و AST (649/0=r، 035/0=p) ارتباط معنی­دار نشان می­داد. نتایج این مطالعه نشان‌دهنده بروز درجاتی از آسیب قلبی در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of cardiac injury biomarkers in cattle with acute clinical mastitis

نویسندگان [English]

  • meysam fllah 1
  • majid fartashvand 2
  • hossein kouchakzadehomran 1
  • amirali kaveh 2
چکیده [English]

Abstract
   This study was carried out on 30 Holstein dairy cattle with acute clinical mastitis (ACM) and 30 healthy ones. After confirmation of ACM through clinical examination, venous blood samples were collected and cardiac troponin I (cTnI) was measured using chemiluminescence assay. Cardiac enzymes activities including CK-MB, AST and LDH were analyzed with special kits and spectrophotometric method. According to the findings mean heart rate (p=0.001), respiratory rate (p=0.026), and rectal temperature (p=0.030) were significantly increased in diseased group. cTnI level was 1.018 ± 0.235 ng/ml in cattle with ACM, which was significantly higher than healthy cattle (0.011±0.006 ng/ml; p=0.000). Other cardiac biomarkers were increased in diseased group, however elevation of serum activities of AST (p=0.047) and CK-MB (p=0.000) were statically significant. Although serum LDH activity in diseased group was higher than control group; but this difference was statistically non-significant (p=0.454). There were significant positive correlations between cTnI concentration with heart rate (p=0.018; r=0.853), respiratory rate (p=0.024; r=0.671), and rectal temperature (p=0.038; r=0.542). Heart rates were significantly correlated with serum activities of CK-MB (p=0.047; r=0.722) and AST (p=0.035; r=0.649). These results indicate some degree of heart damage caused by acute clinical mastitis in dairy cattle.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acute clinical mastitis
  • dairy cattle
  • cTnI
  • Cardiac damage

مقدمه

   ورم پستان حاد بالینی یکی از بیماری­های مهم و اقتصادی در گله­های گاو شیری محسوب می­شود. در این نوع ورم پستان تغییرات قابل توجهی در کیفیت فیزیکی و شیمیایی شیر از قبیل تغییر رنگ، وجود لخته یا چرک، شور شدن و ... اتفاق می­افتد که همراه با تغییر در بافت پستان (سفتی، تورم، گرم و دردناک شدن) و تغییر در وضعیت عمومی گاو مبتلا (تب، افزایش تعداد تنفس، افزایش ضربان قلب، کاهش حرکات شکمبه، بی اشتهایی و ... ) می­باشد. در برخی موارد دام به سپتی‌سمی مبتلا شده و بیماری در پایان به شوک اندوتوکسیک، زمین‌گیری و گاهی مرگ می­انجامد (Radostits, 2007).

   شاخص­های سرمی که به طور معمول جهت ارزیابی وقوع آسیب قلبی در انسان و دام استفاده می­شوند، عبارتند از آنزیم­های قلبی همچون کراتین کیناز (CK-MB)، لاکتات دهیدروژناز (LDH) و آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) و تروپونین­های قلبی شامل تروپونین I (cTnI) و تروپونین T (cTnT) هستند (Collinson and Gaze, 2007). تروپونین I جزیی از پروتئین‌های ساختاری عضلات قلبی و اسکلتی است که از بروز انقباض عضله قلبی در مرحله استراحت جلوگیری می‌کند (Coudrey, 1998; Babuin and Jaffe, 2005; Parmacek and Solaro, 2004). اندازه­گیری cTnI سرم به منظور شناسایی آسیب عضله قلبی از لحاظ حساسیت و ویژگی نسبت به آنزیم­های عضله قلبی ارجحیت دارد (Adams et al., 1993; Sharma et al., 2004). امروزه افزایش میزان تروپونین قلبی به عنوان شاخص بیوشیمیایی استاندارد جهت تشخیص آسیب میوکارد و انفارکتوس حاد میوکارد پذیرفته شده است (Sharma, 2004; Parmacek and Solaro, 2004; Varga, 2009) و در نشخوارکنندگان در بیماری­هایی همچون متریت سپتیک (فرتاش­وند و همکاران، 1392)، تیلریوز (Fartashvand et al., 2013)، پریکاردیت ایدیوپاتیک (Jesty et al., 2005)، تورم ضربه­ای شکمبه- نگاری (Mellanby et al., 2007; Gunes et al., 2008)، تب برفکی (Tunca et al., 2008; Gunes et al., 2005)، اندوتوکسمی تجربی (Peek et al., 2008) اندازه­گیری شده است.

   هدف از این مطالعه بررسی تغییرات شاخص­های سرمی آسیب قلبی در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد بالینی بدون در نظر گرفتن نوع عامل ایجاد کننده (میکروبی، ویروسی، قارچی و ...) و مقایسه آن با دام‌های سالم بود.

 

مواد و روش­ها

   در این مطالعه که از زمستان 1392 لغایت بهار 1393 به طول انجامید، 60 رأس گاو شیری هلشتاین که 30 رأس از آنها مبتلا به ورم پستان حاد و 30 رأس دیگر به عنوان گروه شاهد بودند، در گاوداری مجتمع کشت و صنعت مغان تحت مطالعه قرار گرفتند. گاوهایی که در هنگام شیردوشی مبتلا به ورم پستان بالینی تشخیص داده می­شدند، به بیمارستان ارجاع داده شده و در طی معاینات بالینی، اطلاعات مربوط به وضعیت فیزیکی پستان و ترشحات آن، تعداد ضربان قلب، تعداد تنفس و دمای بدن، وضعیت حرکات دستگاه گوارش، وضعیت مخاطات و ... ثبت می­شد. سپس با استفاده از محلول شیرآزما، تست ورم پستان کالیفرنیایی (CMT) بر روی تمامی کارتیه­های دام بیمار گرفته و درجه آن ثبت می‌شد. بعد از شناسایی دام مبتلا و قبل از شروع هر گونه اقدام درمانی، از ورید دمی نمونه خون اخذ میشد. خونگیری از گاوهای گروه شاهد نیز پس از اطمینان از سلامت دام­ها متعاقب معاینه بالینی و آزمایش CMT انجام شد. پس از تکمیل نمونه­برداری، تمامی نمونه­های سرمی به آزمایشگاه تشخیصی تخصصی منتقل و با استفاده از روش کمی­لومینسانس (LIAISON® Troponin I, Italy) که کارایی و اعتبار آن قبلا در گاو شیری ارزیابی شده است (Fartashvand et al., 2013)، میزان تروپونین I قلبی سرم مورد سنجش قرار گرفت. همچنین سایر آنزیم­های قلبی همچون لاکتات دهیدروژناز (LDH)، کراتین کیناز قلبی- مغزی (CK-MB) و آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) با استفاده از کیت­های اندازه‌گیری مختص خود (پارس آزمون، کرج، ایران) و دستگاه اتوآنالایزر (WS-ROCHE 912, Roche Hitachi, Tokyo, Japan) و روش رنگ‌سنجی مورد ارزیابی قرار گرفت.

تحلیل آماری داده­ها

   به‌منظور بررسی وجود اختلاف از لحاظ میزان پارامترهای کمی مورد مطالعه بین گاوهای سالم و گاوهای مبتلا به ورم پستان از آزمون  T-test و نیز جهت بررسی وجود ارتباط بین پارامترهای مختلف از آزمون همبستگی پیرسون و نرم­افزار SPSS ویرایش 19 استفاده شد. سطح معنی­داری در این مطالعه 05/0p< در نظر گرفته شد.

 

یافته­ها

   مقایسه علایم حیاتی و بالینی گاوهای سالم و بیمار نشان­دهنده افزایش معنی­دار تعداد ضربان قلب، تعداد تنفس و دمای راست روده­ای در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد بالینی در مقایسه با گروه شاهد بود. جزییات مربوطه در جدول 1 خلاصه شده است.

 

 

جدول 1- نتایج حاصل از ارزیابی علایم حیاتی گاوهای مبتلا به ورم پستان و سالم (mean ± SD)

 

ضربان قلب

تعداد تنفس

دمای بدن

گاوهای سالم

6/6 ± 06/66

0/3 ± 92/17

3/0 ± 53/38

گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد

5/6 ± 52/86

1/4 ± 04/27

4/0 ± 40/39

عدد p

001/0

026/0

030/0

  

 

   میزان سرمی cTnI در گاوهای بیمار مبتلا به ورم پستان حاد بالینی و گاوهای سالم به ترتیب در محدوده ng/ml 04/2-06/0 و ng/ml 03/0-005/0> قرار داشت. همان‌گونه که در جدول 2 مشاهده می‌شود، شاخص­های سرمی آسیب قلبی مورد بررسی در گاوهای بیمار مبتلا به ورم پستان حاد بیشتر از گاوهای سالم بود ولی تنها افزایش cTnI، AST و CK-MB معنی­دار بود و اختلاف آماری معنی­داری از لحاظ میزان فعالیت سرمی LDH بین دو گروه سالم و بیمار مشاهده نشد.

 

 

جدول 2- مقادیر سرمی cTnI، AST، CK-MB و LDH در گاوهای مبتلا به ورم پستان و سالم (Mean ± SD)

 

cTnI

AST

CK-MB

LDH

گاوهای سالم

006/0 ± 011/0

5 ± 62

28 ± 82

76 ± 1294

گاوهای مبتلا به ورم پستان

235/0 ± 018/1

17 ± 75

54 ± 148

112 ± 1322

عدد p

000/0

047/0

000/0

454/0

  

 

   در این مطالعه cTnI به عنوان مهم­ترین شاخص سرمی آسیب قلبی با تعداد ضربان قلب (853/0=r، 018/0=p)، تعداد تنفس (671/0=r، 024/0=p) و دمای راست روده­ای (542/0=r، 038/0=p) ارتباطی معنی­دار نشان داد. همچنین تعداد ضربان قلب با میزان فعالیت سرمی CK-MB (722/0=r، 047/0=p)  و AST (649/0=r، 035/0=p) دارای ارتباطی معنی­دار بود.

 

بحث و نتیجه‌گیری

   نتایج این مطالعه نشان­دهنده افزایش شاخص­های سرمی آسیب قلبی بالاخص cTnI در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد بالینی بود. در مطالعه مشابهی که اخیراً روی 4 گاو مبتلا به ورم پستان انجام شد، هیچ تفاوت معنی­داری از لحاظ مقدار سرمی cTnI بین گاوهای سالم و بیمار مشاهده نشد. اما در 3 رأس از 4 رأس گاو مبتلا به ورم پستان میزان سرمی cTnI سرم بیشتر از ng/mL 02/0 (به‌روش i-STAT) بود. در مطالعه مذکور cTnI سرم در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد در محدوده ng/mL 15/0–01/0 قرار داشت (Varga et al., 2013). هر چند با توجه به حجم پایین نمونه در مطالعه مذکور نمی­توان روی نتایج حاصل از آن تاکید داشت، لیکن به غیر از مطالعه فوق هیچ مطلب منتشر شده­ای در خصوص عوارض قلبی ورم پستان حاد وجود ندارد.

   برتری اندازه­گیری تروپونین­های قلبی نسبت به سایر شاخص­های رایج مورد استفاده، باعث شده که به عنوان استاندارد طلایی جهت تشخیص انفارکتوس میوکارد مطرح شوند (Collinson and Gaze, 2007). تروپونین I شاخصی با حساسیت و ویژگی بالا برای آسیب­های قلبی محسوب شده و به طور گسترده بدین منظور استفاده می­شود (Adams, 1993; Ohtsuki and Morimoto, 2008). تروپونین‌ها 7-5 روز پس از آسیب قلبی در خون قابل تشخیص هستند که در روز 2-1 به بیشترین مقدار خود می­رسند (Adin, 2005). شواهد جدیدتر از مدل­های حیوانی نشان می­دهد که متعاقب بروز ایسکمی، تروپونین به سرعت و در عرض 20 دقیقه از سلول­های عضلانی قلب آزاد می­شود (Peek, 2008). افزایش میزان تروپونین قلبی تنها محدود به آسیب اولیه میوکارد (ناشی از انسداد یا پارگی کرونر) نیست بلکه در موارد دیگری نیز افزایش می­یابد. علت آسیب­های قلبی بدون علامت می‌تواند ایسکمی خاموش، سمیت قلبی ناشی از تغییرات در جریان اسمولاریته/یون، افزایش بار قلبی، کشش میوکارد و نیز آسیب غیرایسکمیک میوکارد ناشی از توکسین­ها باشد (Bazbas, 2006).

   وقوع اندوتوکسمی یکی از علل احتمالی افزایش مقدار cTnI سرم می­تواند باشد. بروز بالینی التهاب و تولید سیتوکین­ها (همچون TNF و اینترلوکین-1 بتا) و متابولیت­های اسید آراشیدونیک (همچون ترومبوکسان A2 و پروستاسایکلین) متعاقب آزادسازی اندوتوکسین می­تواند به واسطه اختلال در آزاد شدن کلسیم به واسطه اسفنگوزین در مراحل اولیه و کاهش حساسیت میوفیلامان­ها نسبت به کلسیم به واسطه نیتریت اکسید در مراحل بعدی، سلول­های میوکارد را تحت تاثیر قرار داده و موجب افزایش cTnI سرم شود (Constable, 1999; Pelander et al., 2008).

   نقش ایسکمی سراسری میوکارد ناشی از کاهش جریان خون عروق کرونر (Elkins et al., 1973)، متابولیسم غیرطبیعی سلولی همچون اکسیژن­رسانی ناکافی یا مقادیر ناکافی فسفات پرانرژی، کاتکول­آمین­ها، حضور مواد تضعیف­کننده میوکارد، اینترلوکین-1 و TNF-α (Mehtaa et al., 2004) به عنوان مکانیسم­های احتمالی آسیب میوکارد در طی عفونت خونی (sepsis) نشان داده شده است. سیتوکین­ها و اندوتوکسین­های مشتق از باکتری­های گرم منفی ممکن است منجر به تضعیف میوکارد و اتساع بطنی گردد. افزایش میزان cTnI سرم در گاوهای مبتلا به بیماری­های غیرقلبی شاید حاکی از تاثیر غیرمستقیم ایسکمی روی قلب است که به واسطه تغییرات متابولیک، تاکیکاردی و افزایش تون سمپاتیکی، باعث آزاد شدن cTnI می­شود (Varga et al., 2013). رادیکال­های آزاد اکسیژن تولید شده توسط نوتروفیل­ها، ماکروفاژها و سلول­های اندوتلیال در روندهای عفونی نیز اثر سمی روی سلول­های عضله قلبی دارند (Mehtaa et al., 2004).

   آزاد شدن آنزیم­های میوکارد در مقادیر نسبتاً کم، علی­رغم تضعیف شدید میوکارد، حاکی از وجود مکانیسم­های دیگر دخیل در افزایش مقدار cTnI است (Ammann et al., 2001). نشان داده شده است که TNF-α باعث افزایش نفوذپذیری سلول­های اندوتلیال به ماکرومولکول­ها و مواد با وزن مولکولی پایین در سطح غشای سلولی میوکارد شده و بدین ترتیب منجر به نشت cTnI می­شود (Mehtaa et al., 2004).

   به هرحال افزایش شاخص­های سرمی آسیب قلبی در گاوهای مبتلا به ورم پستان حاد موید بروز درجاتی از آسیب عضله قلب است که می­تواند نتیجه درمان و پیش­آگهی بیماری را تحت تاثیر قرار دهد، هر چند به نظر می­رسد این آسیب موقتی و قابل برگشت باشد.

 

سپاسگزاری

   نویسندگان بر خود واجب می­دانند که از مساعدت­های حوزه معاونت پژوهشی دانشگاه تشکر نمایند، چرا که این مقاله ماحصل نتایج طرح پژوهشی انجمن علمی می­باشد که با بودجه پژوهشی و حمایت مالی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز به انجام رسیده است.

 

  • فرتاش­وند، م.، درنگیان، ع. و کاوه، ا.ع. (1392). ارزیابی تغییرات تروپونین I قلبی سرم در گاوهای شیری مبتلا به متریت سپتیک. مجله آسیب‌شناسی درمانگاهی دامپزشکی، دوره 7، شماره 3، پیاپی 27، صفحات: 248-239.
    • Adams, J.E., Schechtman, K.B., Landt, Y., Ladenson, J.H. and Jaffe, A.S. (1994). Comparable detection of acute myocardial infarction by creatine kinase MB isoenzyme and cardiac troponin I. Clinical Chemistry, 40(7): 1291-1295.
    • Adin, D.B., Oyama, M.A., Sleeper, M.M. and Milner, R.J. (2005). Comparison of canine cardiac troponin I concentrations as determined by 3 analyzers. Journal of Veterinary Internal Medicine, 20: 1136-1142.
    • Ammann, P., Fehr, T., Minder, E.I., Gunter, C. and Bertel, O. (2001). Elevation of troponin I in sepsis and septic shock. Intensive Care Medicin, 27: 965-969.
    • Babuin, L., and Jaffe, A.S. (2005). Troponin: the biomarker of choice for the detection of cardiac injury. Canadian Medical Association Journal, 173(10): 1191-1202.
    • Collinson, P.O. and Gaze, D.C. (2007); Biomarkers of Cardiovascular Damage and Dysfunction—An Overview. Heart, Lung and Circulation, 16: S71-S82.
    • Constable, P.D. (1999). Acute endotoxemia increases left ventricular contractility and diastolic stiffness in calves. Shock, 12(5): 391-401.
    • Coudrey, L. (1998). The Troponins. Archive International Medicine, 158(8): 1173-1180.
    • Elkins, R.C., McCurdy, J.R., Brown, P.P. and Greenfield, L.J. (1973). Effects of coronary perfusion pressure on myocardial performance during endotoxic shock. SurgeryGynecology & Obstetrics, 137: 991-996.
    • Fartashvand, M., Nadalian, M.G., Sakha, M. and Safi, S. (2013). Elevated serum cardiac troponin I in cattle with theileriosis. Journal of Veterinary Internal Medicine, 27(1): 194-199.
    • Gunes, V., Atalan, G., Citil, M. and Erdogan, H.M. (2008). Use of cardiac troponin kits for the qualitative determination of myocardial cell damage due to traumatic reticuloperitonitis in cattle. Veterinary Record, 162: 514-517.
    • Gunes, V., Erdogan, H.M., Citil, M. and Ozcan, K. (2005). Assay of cardiac troponins in the diagnosis of myocardial degeneration due to foot-and-mouth disease in a calf. Veterinary Record, 156: 714-715.
    • Jesty, S.A., Sweeney, P.W., Dolente, B.A. and Reef, V.B. (2005). Idiopathic pericarditis and cardiac tamponade in two cows. Journal of the American Veterinary Medical Association, 226(9): 1555-1558.
    • Mehtaa, N.J., Khana, I.A., Gupta, V., Jani, K., Gowda, R.M. and Smith, P.R. (2004). Cardiac troponin I predicts myocardial dysfunction and adverse outcome in septic shock. International Journal of Cardiology, 95: 13-17.
    • Mellanby, R.J., Henry, J.P., Cash, R., Ricketts, S.W., Bexiga, R. and Mellor D.J. (2007). Serum cardiac troponin I concentrations in cattle with pericarditis. Veterinary Record, 161: 454-455.
    • Ohtsuki, I. and Morimoto, S. (2008). Troponin: regulatory function and disorders. Biochemical and Biophysical Research Communications, 369: 62-73.
    • Parmacek, M.S. and Solaro, R.J. (2004). Biology of the Troponin Complex in Cardiac Myocytes. Progress in Cardiovascular Diseases, 47(3): 159-176.
    • Peek, S.F., Apple, F.S., Murakami, M.A., Crump, P.M. and Semrad, S.D. (2008). Cardiac isoenzymes in healthy Holstein calves and calves with experimentally induced endotoxemia. The Canadian Journal of Veterinary Research, 72: 356-361.
    • Pelander, L., Hagman, R. and Häggström, J. (2008). Concentrations of cardiac Troponin I before and after ovariohysterectomy in 46 female dogs with pyometra. Acta Veterinaria Scandinavica, 50: 35.
    • Radostitis, O.M., Gay, C.C., Hinchcliff, K.W. and Constable, P.D. (2007). Veterinary Medicine, a text book of the disease of cattle, sheep, pigs and horses. 10th ed., Elsevier Publishing, pp: 1526-1532.
    • Sharma, S., Jackson, P.G. and Makan, J. (2004). Cardiac troponins. Journal of Clinical Pathology, 57: 1025-1026.
    • Tunca, R., Sozmen, M., Erdogan, H., Citil, M., Uzlu, E., Ozen, H., et al. (2008). Determination of cardiac troponin I in the blood and heart of calves with foot-and-mouth disease. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 20: 598-605.
    • Varga, A., Angelos, J.A., Graham, T.W. and Chigerwe, M. (2013). Preliminary Investigation of Cardiac Troponin I Concentration in Cows with Common Production Diseases. Journal of Veterinary Internal Medicine, 27: 1613-1621.
    • Varga, A., Schober, K.E., Walker, W.L., Lakritz, J. and Michael D. (2009). Validation of a Commercially Available Immunoassay for the Measurement of Bovine Cardiac Troponin I. Journal of Veterinary Internal Medicine, 23: 359-365.