Investigation of Serum Cathelicidin, Procalcitonin and Vitamin D Levels in Calves with Pneumonia

Year 2023, Volume: 16 Issue: 2, 65 - 70, 31.12.2023

Mehmet Koçer Cumali Özkan

https://doi.org/10.47027/duvetfd.1291048

Abstract

The purpose of this study was to determine the changes in serum cathelicidin, procalcitonin (PCT), vitamin D and some other biochemical parameters in calves with pneumonia and to investigate the relationship between these parameters and the disease. The material of the study consisted of 40 calves, 30 of which comprised the disease group diagnosed with pneumonia and had different ages, breeds, and genders. Besides, 10 of these calves were healthy and comprised the control group. Clinical examination of the animals were performed and blood samples were obtained for hematological and biochemical analyses. Compared to the control, it was determined that body temperature and RBC values increased significantly in animals with pneumonia. Some hematological parameters such as hematocrit (Hct), hemoglobin (Hb), white blood cell count (WBC), mean corpuscular hemoglobin (MCH) were high, while mean corpuscular volume (MCV) and thrombocyte count (THR) were found to be low, however, the changes in these parameters were not statistically significant. When compared to control group, serum cathelicidin, PCT and lactate dehydrogenase (LDH) levels were statistically higher (p<0.05, p<0.05, p<0.001, respectively). Vitamin D, calcium (Ca), phosphorus (P), magnesium (Mg) and alkalen phosphatase (ALP) levels were found to be low and vitamin D and P levels were statistically significant (p<0.05, p<0.001, respectively). As a result, in calves with pneumonia; an increase in cathelicidin, PCT, and LDH, a decrease in vitamin D, Ca, Mg, P and ALP were detected. Therefore, associated with the calves with pneumonia; cathelicidin, PCT, vitamin D, and LDH levels had alterations. Furthermore, it was concluded that the addition of vitamin D, Ca, Mg, and P supplements to routine calves pneumonia treatments was thought to be beneficial in the progress of the disease.

Keywords

Calf, Vitamin D, Cathelicidin, Pneumonia, Procalcitonin

Project Number

TYL-2021-9358

Pnömonili Buzağılarda Serum Katelisidin, Prokalsitonin ve D Vitamini Düzeylerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada; pnömoni tanısı konan buzağılarda serum katelisidin, prokalsitonin (PCT), D vitamini ve bazı biyokimyasal parametre düzeylerindeki değişimlerin belirlenmesi ve bu parametrelerin hastalıkla olan ilişkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Pnömoni teşhisi konulan, farklı yaş, ırk ve cinsiyette 30 adet hasta buzağı (Hasta grubu) ile 10 adet sağlıklı buzağı (Kontrol grubu) olmak üzere toplam 40 adet buzağı çalışma materyalini oluşturdu. Hayvanların genel klinik muayeneleri yapılarak hematolojik ve biyokimyasal analizler için kan örnekleri alındı. Kontrol grubundaki hayvanlara göre; hasta grubundaki hayvanlarda vücut sıcaklığı ve total eritrosit sayısı (RBC) değerlerinin istatistiksel olarak artış gösterdiği, bazı hematolojik [Hematokrit (Hct), hemoglobin (Hb), total lökosit sayısı (WBC), ortalama eritrosit hemoglobini (MCH) ve ortalama eritrosit hemoglobin oranı (MCHC)] parametre değerlerinin yüksek, bazılarının [ortalama eritrosit hacmi (MCV) ve trombosit sayısı (THR)] ise düşük olduğu, ancak bu parametrelerdeki değişimlerin istatistiksel olarak anlamlı olmadığı tespit edildi. Kontrol grubu hayvanlara göre; hasta grubu hayvanlarda serum katelisidin, prokalsitonin ve laktat dehidrogenaz (LDH) değerlerinin istatistiksel olarak artış gösterdiği belirlendi (sırasıyla p<0.05, p<0.05, p<0.001). D vitamini, kalsiyum (Ca), fosfor (P), magnezyum (Mg) ve alkalen fosfataz (ALP) değerlerinin ise daha düşük olduğu, bu değerlerden D vitamini ve P’un istatistiksel olarak anlamlı olduğu (sırasıyla p<0.05, p<0.001), diğer parametrelerde ise anlamlı bir farkın olmadığı tespit edildi (p>0.05). Sonuç olarak; bu çalışmada pnömonili buzağılarda katelisidin, PCT ve LDH düzeylerinde artış, D vitamini, Ca, Mg, P ve ALP seviyelerinde ise azalma olduğu belirlendi. Böylece pnömonili buzağılarda hastalıkla ilişkili olarak; katelisidin, PCT, D vitamini ve LDH düzeylerinde değişimler olduğu, pnömonili buzağılarda rutin tedavilere ek olarak D vitamini, Ca, Mg ve P takviyelerinin yapılmasının hastalığın seyrinde yararlı olabileceği kanısına varılmıştır.

Keywords

Buzağı, D vitamini, Katelisidin, Pnömoni, Prokalsitonin

Supporting Institution

Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı

Project Number

TYL-2021-9358

Thanks

Bu çalışma Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı tarafından “TYL-2021-9358” nolu proje olarak desteklenmiştir. Maddi desteklerinden dolayı Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı’na teşekkür ederiz.

References

• İssi M, Eröksüz Y, Öngör H, ve ark. (2015). Enzootik Pnömoni Semptomları Görülen Bir Besi Sığırı İşletmesinde Mycoplasma Bovis Enfeksiyonu. Atatürk Üniv Vet Bilim Derg. 108(1): 39-45.
• Özbek M, Özkan C.(2020). Oxidative Stress in Calves with Enzootic Pneumonia. Turk J Vet Anim Sci. 44: 1299-1305.
• Bekmez M. (2013). Alt Solunum Yolu Enfeksiyonlarında D Vitamininin İmmun Sistem ve İnflamasyondaki Rolünün Prokalsitonin ve Diğer Parametrelerle İlişkisi. Tıpta Uzmanlık Tezi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir.
• Güneş V. (2018). Buzağı Solunum Sistemi Hastalıkları. Lalahan Hay Araş Enst Derg. 58(3): 35-40.
• Oren Y, Shapira Y, Agmon-Levin N, et al. (2010). Vitamin D Insufficiency in a Sunny Environment: a Demographic and Seasonal Analysis. IMAJ. 12(12): 751.
• Özdemir Ö, Karavaizoğlu Ç. (2018). D Vitamini’nin Astım ve Diğer Alerjik Hastalıklardaki Rol ve Önemi. J Acad Res Med. 8: 1-8
• Kıdır M. (2013). D Vitamininin İmmün Sistem, Deri ve Kanser ile İlişkisi. Med J SDU. 20(4): 158-161.
• Özkan B, Döneray H. (2011). D Vitamininin İskelet Sistemi Dışı Etkileri. Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Dergisi. 54: 99-119.
• Attia NE, Bayoumi YH, Fawzi EM, Bahnass MM. (2016). Diagnosis of Pneumonic Pasteurellosis in Buffalo Calves with Reference to the Role of Vitamin D. Asian J Anim Vet Adv. 11(12): 783-793.
• Gürpınar S, Kırkan Ş. (2010). Antimikrobiyel Peptidler. İstanbul Üniversitesi Vet Fak Derg. 36(2): 61-66.
• Palffy R, Gardlik R, Behuliak M, et al. (2009). On the Physiology and Pathophysiology of Antimicrobial Peptides. Mol Med. 15(1): 51-59.
• Bikle D. (2009). Nonclassic Actions of Vitamin D. J Clin Endocrinol Metab. 94(1): 26-34.
• Aouifi A, Piriou V, Blanc P, et al. (1999). Effect of Cardiopulmonary Bypass on Serum Procalcitonin and C-Reactive Protein Concentrations. Br J Anaesth. 83(4): 602-607.
• Günal Ö, Barut HŞ. (2009). Sepsis ve Prokalsitonin. Cumhuriyet Tıp Derg. 31: 502-512.
• Müller B, Becker KL, Kranzlin M, et al. (2000). Disordered Calcium Homeostasis of Sepsis: Association with Calcitonin Precursors. Eur J Clin Invest. 30(9): 823-831.
• Macfarlane JT, Macfarlane RM, Rose DH, Colville A, Guion A. (1993). Prospective Study of Aetiology and Outcome of Adult Lower-Respiratory-Tract Infections in the Community. Lancet. 341(8844): 511-514.
• El-Deeb W, Elsohaby I, Fayez M, et al. (2020). Use of Procalcitonin, Neopterin, Haptoglobin, Serum Amyloid A and Proinflammatory Cytokines in Diagnosis and Prognosis of Bovine Respiratory Disease in Feedlot Calves Under Field Conditions. Acta Trop. 204(105336): 1-8.
• Akyüz E, Gökçe G. (2021). Neopterin, Procalcitonin, Clinical Biochemistry, and Hematology in Calves with Neonatal Sepsis. Trop Anim Health Prod. 53(3): 1-8.
• Çam A, Elitok B, Gür S, Elitok ÖM. (2016). Uşak Bölgesinde Halk Elinde Bulunan Sığırlarda Infectious Bovine Rhinotracheitis Hastalığının Görülme Sıklığı, Klinik, Hematolojik ve Biyokimyasal Kan Değerlerinin Ölçülmesi. Kocatepe Vet J. 9(1): 30-38
• Yılmaz O, Gökçe G. (2017). Sığırlarda Enfeksiyöz Solunum Sistemi Hastalıkları Kompleksinde (BRDC) Klinik, Hematoloji, Biyokimya, Oksidatif Stres, Akut Faz Proteinler Üzerinde Araştırmalar. Atatürk Üniversitesi Vet Bil Derg. 12(1): 34-44
• Radostits OM, Gay CC, Hinchcliff KW, Constable PD. (2007). Veterinary Medicine. 10th ed. Philadelphia: W.B. Saunders Co; USA.
• Gül Y. (2012). Geviş Getiren Hayvanların İç Hastalıkları (Sığır, Koyun-Keçi). 3. baskı. Medipres Yayın Evi, Malatya.
• Gaeta NC, Ribeiro BLM, Aleman MAR, et al. (2018). Bacterial Pathogens of the Lower Respiratory Tract of Calves from Brazilian Rural Settlement Herds and Their Association with Clinical Signs of Bovine Respiratory Disease. Pesq Vet Bras. 38(3): 374-381.
• Youssef MA, El-Khodery SA, Abdo M. (2015). A Comparative Study on Selected Acute-Phase Proteins (APPS) and Immunglobulins in Buffalo and Bovine Calves with Respiratory Disease. Comp Clin Pathol. 24: 515-520.
• Koczulla AR, Bals R. (2003). Antimicrobial Peptides. Drugs. 63(4): 389-406.
• Fales-Williams AJ, Brogden KA, Huffman E, Gallup JM, Ackermann MR. (2002). Cellular Distribution of Anionic Antimicrobial Peptide in Normal Lung and During Acute Pulmonary Inflammation. Vet Pathol. 39(6): 706-711.
• Arıkoğlu T. (2013). Çocukluk Çağı Astım Ataklarının Gelişiminde D Vitamini Düzeyleri ve Katelisidinin Rolü. Tıpta Yan Dal Uzmanlık Tezi. Mersin Üniversitesi, Mersin.
• Naiboğlu E, Naiboğlu S, Turan E, Akkuş CH, Hatipoğlu S. (2019). Çocuk Servisine Alt Solunum Yolu Enfeksiyonu Tanısı ile Yatan Hastaların D Vitamini ve B12 Eksikliği Yönünden Araştırılması. Med J Bakirköy. 15: 339-344.
• Chambers ES, Hawrylowicz CM. (2011). The Impact of Vitamin D on Regulatory T Cells. Curr Allergy Asthma Rep. 11(1): 29-36.
• Hansdottir S, Monick MM, Hinde SL, et al. (2008). Respiratory Epithelial Cells Convert Inactive Vitamin D to its Active Form: Potential Effects on Host Defense. J Immunol. 181(10): 7090-7099.
• Hughes DA, Norton R. (2009). Vitamin D and Respiratory Health. Clin Exp Immunol. 158(1): 20-25.
• Zhou YF, Luo BA, Qin LL. (2019). The Association Between Vitamin D Deficiency and Community-Acquired Pneumonia: Ameta-analysis of Observational Studies. Med. 98(38): 1-7.
• Tsujino I, Ushikoshi-Nakayama R, Yamazaki T et al. (2019). Pulmonary Activation of Vitamin D3 and Preventive Effect Against Interstitial Pneumonia. J Clin Biochem Nutr. 65(3): 245–251.
• Tzilas V, Bouros E, Barbayianni I, et al. (2019). Vitamin D Prevent Sex Perimental Lung Fibrosis and Predict Survival in Patients with Idiopathic Pulmonary Fibrosis. Pulm Pharmacol Ther. 55: 17–24.
• Asgharpour P, Eftekhari Z, Nadealian MG, Borojeni GRN, Dezfouli MRM. (2021). Effect of Vitamin D3 on the Expression of Antimicrobial Peptide Gene in Experimental Pneumonia in Calf. Res Square. 1-5.
• Şişmanlar T, Aslan AT, Gülbahar Ö, Özkan S. (2016). The Effect of Vitamin D on Lower Respiratory Tract Infections in Children. Turk Arch Pediatr. 51(2): 94-99.
• Ginde AA, Mansbach JM, Camargo CA Jr. (2009). Vitamin D, Respiratory Infections, and Asthma. Curr Allergy Asthma Rep. 9(1): 81-87
• Valdez-Miramontes CE, De Haro-Acosta J, Arechiga-Flores CF, et al. (2021). Anti Microbial Peptides in Domestic Animals and Their Applications in Veterinary Medicine. Peptides. 142(170576): 1-10.
• Brogden KA, Kalfa VC, Ackermann MR, et al. (2001). The Ovine Cathelicidin SMAP29 Kills Ovine Respiratory Pathogens in Vitro and in an Ovine Model of Pulmonary Infection. Antimicrob Agents Chemother. 45(1): 331-334.
• Ayhancı T, Altındiş M. (2019). Antimikrobiyal Peptidlerin Sepsis Tanısındaki Rolü. J Biotechnol Strateg Health Res. 3(1): 1-7.
• Schwalfenberg GK. (2011). A Review of the Critical Role of Vitamin D in the Functioning of the Immune System and the Clinical Implications of Vitamin D Deficiency. Mol Nutr Food Res. 55(1): 96-108.
• Bartlett KH, McCray Jr PB, Thorne PS. (2004). Reduction in the Bactericidal Activity of Selected Cathelicidin Peptides by Bovine Calf Serum or Exogenous Endotoxin. Int J Antimicrob Agents. 23(6): 606-612.
• Tomasinsig L, Benincasa M, Scocchi M, et al. (2010). Role of Cathelicidin Peptides in Bovine Host Defense and Healing. Probiotics Antimicro Prot. 2(1): 12-20.
• Abd Al-Aziz AM, Hamed HM, Motawie AA, et al. (2017). Vitamin D and Cathelicidin Serum Levels in Children with Infection Induced Asthma. Eur Respiratory Soc. 50(61):1317.
• Nizet V, Gallo RL. (2003). Cathelicidins and Innate Defense Against Invasive Bacterial Infection. Scand J Infect Dis. 35: 670-676.
• Moulin F, Raymond J, Lorrot M, et al. (2001). Procalcitonin in Children Admitted to Hospital with Community Acquired Pneumonia. Arch Dis Child. 84: 332-336.
• Topuz S, Ovalı F. (2012). Yenidoğan Sepsisinin Tanısında C-reaktif Protein ile Prokalsitonin Değerlerinin Karşılaştırılması. Nobel Med. 8(1): 72-76.
• Altındiş M, Özdemir M. (2003). Bir Bakteri İnfeksiyon Belirleyicisi: Prokalsitonin. İnfeksiyon Derg. 17(2): 251-257.
• Nakamura M, Kono R, Nomura S, Utsunomiya H. (2013). Procalcitonin: Mysterious Protein in Sepsis. J Basic Clin Med. 2(1): 7-11.
• Christ-Crain M, Stolz D, Bingisser R, et al. (2006). Procalcitonin Guidance of Antibiotic Therapy in Community-Acquired Pneumonia: a Randomized Trial. Am J Respir Crit Care Med. 174(1): 84-93.
• Akyüz E, Merhan O, Aydın U, et al (2022). Neopterin, procalcitonin, total sialic acid, paraoxonase-1 and selected haematological indices in calves with aspiration pneumonia. Acta Veterinaria Brno. 91(2), 115-124.
• Değirmençay Ş, Eroğlu MS, Emre E (2023). Differential Diagnostic Value of Serum Procalcitonin and Iron Levels in Diarrheic Neonatal Calves Caused by Escherichia coli and Rotavirus. Kocatepe Veterinary Journal. 16(1), 77-85.
• Karagül H, Altıntaş A, Fidancı UR, Sel T. (2000). Klinik Biyokimya. Medisan Yayınevi, Ankara.
• Martin SW, Lumsden JH. (1987). The Relationship of Hematology and Serum Chemistry Parameters to Treatment for Respiratory Disease and Weight Gain in Ontario Feedlot Calves. Can J Vet Res. 51: 499-505.
• Drent M, Cobben NAM, Henderson RF, Wouters EFM, van Dieijen-Visser M. (1996). Usefulness of Lactate Dehydrogenase and its Isoenzymes as Indicators of Lung Damage or Inflammation. Eur Respir J. 9:1736-1742.
• Wu MY, Yao L, Wang Y, et al. (2020). Clinical Evaluation of Potential Usefulness of Serum Lactate Dehydrogenase (LDH) in 2019 Novel Coronavirus (COVID-19) Pneumonia. Resp Res. 21(1): 1-6.
• Giden ZD, Giden R, Demir E. (2021). COVİD-19 Pnömonisinde Laktat Dehidrogenaz Düzeylerinin Önemi. Harran Üniv Tıp Fak Derg. 18(3): 452-455.
• Beydilli Y, Gökce Hİ. (2020). Sepsisli Neonatal Buzağılarda Bazı Hematolojik ve Biyokimyasal Parametrelerin Araştırılması. MAKU J Health Sci Inst. 7(2): 55-67.
• Beydilli Y. (2018). Sepsisli Neonatal Buzağılarda Kalp Yetmezliğinin Belirlenmesinde Plasma Cardiac Troponin-I (CTN-I), N-terminal pro-brain natriuretic peptide (NT-proBNP) ve Histon H3 Düzeylerinin Diagnostik ve Prognostik Önemi. Yüksek Lisans Tezi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Burdur.