Epidemiology and importance of trypanosomosis, helminthosis and tick-borne diseases on the performance of cattle in Busia district, Kenya

Abstract

The overall objective of this study was to identify and assess the disease risk factors constraining cattle productivity in Busia District, western Kenya, through a cross-sectional and a longitudinal disease survey. During the cross-sectional disease study (November 2002), the prevalence of infections with trypanosomes, tick-borne disease parasites in cattle and faecal egg counts in calves were determined in the six divisions of Busia District. Results of the questionnaire indicated that farmers considered trypanosomosis, TBDs and helminthosis as the major constraints to productivity in cattle. Using the BCT, four types of trypanosome infections were detected (T. vivax, T. congolense, T. brucei as well as mixed infections) and the overall mean trypanosome prevalence in cattle was 4.7% (95% CI = 4.0-5.6). Trypanosome prevalence in cattle was significantly (p < 0.05) higher in Budalang i and Funyula divisions than in other divisions. Adults and young stock had significantly higher trypanosome infections than calves. Free grazed and free grazed/tethered cattle had significantly higher trypanosome infections than either tethered or stall-fed animals. The overall mean prevalence of Anaplasma, Babesia and Theileria parasites in cattle was 16.4%, 4.8% and 6.9%, respectively. The prevalences of Babesia and Theileria parasites were significantly lower in Matayos and Township divisions than in other divisions. The risk of infections with Anaplasma and Babesia was significantly higher in adults and young stock than in calves but this did not apply for infections with Theileria parasites. There were significantly more calves (70%) with high FEC compared to those (30%) shedding moderate to low numbers of faecal eggs. Compared to the other divisions, the risk of trypanosome and helminth infection was higher in Budalang i and Funyula. The ages of animals and husbandry practices were significantly associated with the risk of infections with trypanosomes, helminths and TBD-parasites. Based on the findings of the cross-sectional study, a longitudinal survey was designed in Budalang i and Funyula divisions. Hence, 200 ear-tagged local Zebu and exotic/crossbred cattle stratified by breed and age, were purposively sampled from each division. Consequently, a total of 400 head of cattle (120 heifers, 120 calves and 160 adults) was selected. The animals were randomly assigned to 4 trial groups consisting of 50 (20 adults, 15 heifers and 15 calves) animals per group. Group I consisted of control animals, while Group II had animals treated prophylactically with isometamidium chloride at 1 mg/kg bw. Group III consisted of animals treated with albendazole 10mg/kg bw and Group IV had animals treated with albendazole at 10mg/kg bw and prophylactically with isometamidium chloride at 1 mg/kg. All treatments were repeated every three months during the 9-month follow-up study period. The mean hazard ratio of new trypanosome infections in Budalang i and Funyula Divisions indicated that, untreated control animals were consistently at the highest risk of new infections followed by albendazole and then ISMM-treated animals. The risk of new trypanosome infections was lowest in the albendazole/ISMM treated animals. Results also revealed that the trypanosome infection rates of G. pallidipes were significantly higher than those of G. fuscipes implying that G. pallidipes had a higher vectorial capacity for animal trypanosomosis than G. fuscipes. With regard to infections with Anaplasma spp, treated animals, and local Zebus were significantly at a lower risk of infection compared to other animals. The risk of infection with Anaplasma and Babesia parasites also increased with age. For the infection with Theileria parasites, exotic/crossbred cattle had a significantly higher risk of infection than local Zebus. The shedding of FEC was significantly reduced by albendazole treatment. Calves had significantly higher FEC than any other age group. In addition, free grazed animals were also shedding significantly higher numbers of eggs than tethered and stall-fed animals. There were significantly more cows and heifers shedding trematode eggs than calves. It was found that, trypanosome- and helminth-infections significantly reduced PCV of infected cattle. Single or combined albendazole and ISMM treatments resulted in significant improvements of PCV values. Trypanosome- and helminth-infections also significantly depressed weight gains in calves although helminth- infections were a much more important factor. Trypanosome- and helminth- infections were significantly associated with mortality in cattle. In calves however, helminth-infections were correlated with more deaths compared to trypanosome-infections. Abortions and stillbirths were restricted to untreated and albendazole treated cattle, implying that trypanosome infection significantly increased the rate of abortion in pregnant cows. It can therefore be concluded that, trypanosome- and helminth-infections significantly constrain cattle productivity in Busia District, and that approaches to cost-effective disease management should avoid dealing with each disease in isolation, but rather employ an integrated approach.

Eine ökonomische Rinderhaltung wird im südlichen Afrika durch zahlreiche Tierkrankheiten erschwert. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit waren die Identifizierung und Bewertung von Krankheitsrisiken, die sich besonders negativ auf eine profitable Rinderproduktion auswirken. Zu diesem Zweck wurden eine Querschnittsuntersuchung und eine Langzeitstudie in dem im westlichen Kenia liegenden Bezirk Busia durchgeführt. Bei der Querschnittsuntersuchung im November 2002 wurden die Prävalenz von Nagana (Trypanosomosis) und durch die Zeckenbefall bedingten Parasitosen bestimmt. Ausserdem wurden die Ei- Ausscheidungen (EPG) durch Nematoden und Trematoden (unter besonderer Berücksichtigung von Kälbern) quantifiziert. Diese Untersuchung erstreckte sich auf alle sechs Verwaltungsbezirke von Busia. Eine Auswertung vorab verteilter Fragebögen kam zu dem Ergebnis, dass die Bauern Nagana, zeckenbedingte Erkrankungen und durch Infektionen mit Helminthen verursachte Krankheiten als Haupthindernisse für eine profitable Rinderhaltung bewerteten. Bei der Untersuchung ergab sich, dass die Nagana durch drei Trypanosomenarten (T. brucei, T. congolense und T. vivax) sowie durch deren Mischinfektionen verursacht wurde. Die durchschnittliche Prävalenz betrug 4,7% (95% Konfidenzintervall = 4,0 5,6). In zwei Verwaltungsbezirken (Funyula und Budalang´i) war die Prävalenz signifikant (p < 0,05) höher als bei den Kälbern in den übrigen Bezirken. Kälber hatten signifikant weniger Trypanosomeninfektionen als Jungrinder (1-3 Jahre) und erwachsene Tiere. Ein signifikant geringeres Infektionsrisiko wurde bei Stallhaltung und/oder Anpflocken der Tiere beobachtet. Die durchschnittlichen Prävalenzen für Infektionen mit Anaplasmen, Babesien und Theilerien betrugen 16,4, 4,8 beziehungsweise 6,9%. Im Vergleich zu den übrigen Verwaltungsbezirken wurden bei Tieren in Matayos und Township signifikant weniger Infektionen mit Babesien und Theilerien diagnostiziert. Mit zunehmendem Alter gab es einen signifikanten Anstieg der Infektionsrate bei Anaplasmen und Babesien; dies galt jedoch nicht für Theilerien. Ungefähr 70% aller untersuchten Kälber hatten hohe EPG- Werte, während die übrigen 30% nur mässige oder niedrige EPG- Werte aufwiesen. Alter und/oder Managementsysteme korrelierten signifikant mit dem Infektionsrisiko für Trypanosomen, Helminthen und durch Zeckenbefall bedingte Erkrankungen. Die neun Monate dauernde Langzeitstudie wurde in Funyula und Budalang´i durchgeführt, wo das Infektionsrisiko mit Trypanosomen signifikant höher als in allen anderen Regionen war. In jedem der beiden Verwaltungsbezirke wurden 200 Rinder verschiedener Rassen (Zebu, exotisches Milchvieh sowie deren Kreuzungsprodukte) mit Ohrmarken gekennzeichnet. Diese wurden in vier Gruppen zu jeweils 50 Rindern (20 erwachsene Tiere, 15 Färsen, 15 Kälber) aufgeteilt. Die erste Gruppe wurde als Kontrolle geführt; bei der zweiten wurden alle Tiere in Abständen von drei Monaten prophylaktisch mit Isometamidium (1mg/kg KGW) behandelt. Die Tiere der dritten Gruppe erhielten zeitgleich eine Behandlung mit Albendazol (10mg/kg KGW), während bei der vierten Gruppe sowohl Isometamidium als auch Albendazol in den angegebenen Dosierungen verwendet wurden. Die Analyse des mittleren Infektionsrisikos ergab, dass die Tiere aus der Kontrollgruppe das höchste Risiko einer Neuinfektion mit Trypanosomen hatten, gefolgt von den mit Albendazol behandelten Tieren. Die gleichzeitig mit Albendazol und Isometamidium behandelten Tiere wiesen das geringste Infektionsrisiko auf. Bei den Sektionen von Tsetsefliegen ergab sich, dass G. pallidipes eine signifikant höhere vektorielle Kapazität als G. fuscipes aufwies. Behandelte Rinder und lokale Zebus hatten ein signifikant geringeres Risiko mit Anaplasmen als alle anderen Tiere. Das Risiko von Infektionen mit Anaplasmen und Babesien stieg mit zunehmendem Alter. Milchviehrassen und deren Kreuzungsprodukte hatten ein signifikant höheres Infektionsrisiko für Theilerien. Die EPG-Werte waren bei Kälbern signifikant höher als bei allen anderen Altersgruppen. Tiere mit freiem Weidegang hatten signifikant höhere Ei-Ausscheidungen als aufgestallte oder angepflockte Tiere. Durch Behandlung mit Albendazol wurde die Ei- Ausscheidung signifikant reduziert. Kühe und Färsen hatten signifikant höhere Ausscheidungen von Trematodeneiern. Infektionen mit Trypanosomen und Helminthen führten zu einem signifikanten Abfall des Hämatokritwertes. Albendazol- und Isometamidiumbehandlungen allein oder in Kombination resultierten in signifikanten Verbesserungen des Hämatokrit. Infektionen mit Trypanosomen und/oder Helminthen hatten auch einen signifikanten, negativen Einfluss auf die Gewichtsentwicklung, wobei Infektionen mit Helminthen sich besonders negativ auswirkten. Es bestand eine signifikante Korrelation zwischen Mortalitätsrate und Infektionen mit Trypanosomen bzw. Helminthen. Infektionen mit Helminthen führten zu besonders vielen Todesfällen bei Kälbern. Aborte oder Totgeburten wurden bei unbehandelten oder nur mit Albendzol behandelten Kühen registriert, was den Schluss zulässt, das Trypanosomeninfektionen die Hauptursache waren. Infektionen mit Nagana und/oder Helminthen wirken sich also besonders negativ auf die Produktivität der Rinder aus. Die Bekämpfung nur eines Problems würde unter diesen Umständen nicht zu einer nachhaltigen Verbesserung führen. Es werden deshalb integrative Ansätze zur gleichzeitigen Bekämpfung der Hauptprobleme empfohlen.