Seasonal dynamics of cattle pyroplasmidosis and morphological and pathogenic properties of piroplasmabigeminumin the zarafshon valley

Target research

. Comparative study of biological, morphological and pathogenic properties of 

pathogens of piroplasmosis isolated from different regions of the Zarafshon valley and seasonal 

dynamics. 

II. MATERIALSANDMETHODS 

Experiments  on  the  study  of  the  epizootology  of  pyroplasmidosis  in  cattle  in  various  climatic 

and  geographical  conditions  of  the  Zarafshan  Valley  were  carried  out  on  private  animals 

---

 

 

 

Journal of Natural Remedies 

Vol. 21, No. 12(2), (2021)

 

47 

 

 

 

 

containing  the  village  "Zarafshan"  of  the  Taylak  district  of  the  Samarkand  region  on  private 

animals  on  the  upper  reaches  of  the  Zarafshan  river"Kavsar"  of  the  Akdarya  region  of  the 

Samarkand region located in the middle strips of the Zarafshan valley and the lower reaches of 

the Zarafshan valley, on animals the village "Buston" of the Kiziltepa region of the Navoi region. 

At the height of the incidence of blood-parasitic diseases,  a trip  to the objects of research was 

organized and, together with local veterinary staff, the epizootic state of the economy was taken 

under  control.  At  the  same  time,  the  morbidity  during  the  summer  season  was  taken  into 

account, the condition  of the animals, the measurement of body temperature,  the  condition of 

the mucous membranes, the state of hemoglobinuria and parasitic reaction of the taken smears 

from peripheral blood were examined. When clinical signs and parasitic reactions were evident, 

blood was taken for further research and the creation of a cryobank of strains. 

III. LITERATUREREVIEW 

Ixodid ticks are ubiquitous; they parasitize terrestrial vertebrates (mammals and birds) [41, 58,71]. 

Many  species  of  ixodids,  being  carriers  and  reservoirs  of  pathogens  of  pyroplasmidosis,  cause 

enormous  economic  damage  to  livestock,  and  certain  species  of  ixodid  ticks  pose  a  threat  to 

humans  as  specific  carriers  of  encephalitis,  tularemia,  plague,  paroxysmal  rickettsiosis,  etc.  [43, 

46, 71]. 

In  addition,  many  scientists  have  proven  the  ability  of  ixodid  ticks  to  transmit  pathogenic 

protozoa, bacteria, viruses and rickettsia to their feeders [32, 33,46] 

More than a billion head of cattle and the same number of sheep and goats in the world suffer 

from infection with ixodid ticks, losing weight gain and milk production [51]. 

On  the  territory  of  Russia,  ixodid  ticks  are  involved  in  the  spread  of  20  infectious  animal 

diseases, and some species store up to a dozen pathogens of various infections [43, 47, 52, 56]. 

Ixodid  ticks  are  carriers  and  reservoirs  of  many  natural  focal  diseases  of  animals  "tick-borne 

infections" [46, 51, 56]. and the person allocated to the group 

On  the  territory  of  Russia,  ixodid  ticks  are  involved  in  the  spread  of  20  animal  diseases,  and 

some species store up to a dozen pathogens of various infections. Mortality in animals can reach 

60-90% [43, 49, 50, 51, 69]. 

The spectrum of pathogenic and opportunistic microorganisms carried by ticks are much wider, 

and its study requires not only the use of classical molecular genetic methods of analysis, but also 

methods of genomic and metagenomic analysis [60, 73]. 

Agricultural  arachnoses  animals  havebroaddistribution  in  various  natural  and  climatic  zones  of 

Russia and other countries [6, 45, 52] 

 Today, six genera have been registered on the territory of Russiaticks: Boophilus, Rhipicephalus, 

Ixodes, Dermacentor, Haemophysalis,Hyalomma and about 60 species [6, 51, 52) 

The fauna of Russia within today's borders represents 55 species of ixodid ticks [6, 51]. It should 

be noted that ixodic ticks have been recorded on 17 species of domestic animals, of which 30 to 

40 species and subspecies feed on cattle [51, 69]. 

Ixodesuriae is found on the islands and coasts of the Arctic and Antarctic[60]. 

The  average  annual  number  of  ixodic  ticks  in  various  natural  climatic  zones  is  determined  by 

weather conditions and is determined by potential significant fluctuations, and its dynamics is the 

fertility of the species and the amount of blood consumed by females (52, 65, 66]. 

The  greatest  diversity  of  species  is  distinguished  by  the  fauna  of  ixodids  in  tropical  and 

subtropical territories [7, 34, 61). 

Ixodid  ticks  are  very  resistant  to  unfavorable  environmental  factors  [18,  19].  They  are  able  to 

overwinter [32] and endure flooding of their habitats for 12 days. In a hungry state, females of 

ixodid ticks can live up to 7 years. The female tick is capable of laying up to 5 thousand eggs [55]. 

It was found that the peak of parasitism of the Hyalommamarginatum tick falls on the summer 

months (June-July), when the  abundance index is  237 583 specimens per  animal. It was at this 

time that the development of anemia was observed and, as a consequence, a decrease in the daily 

milk yield [53]. 

---

 

 

 

Journal of Natural Remedies 

Vol. 21, No. 12(2), (2021)

 

48 

 

 

 

 

In the North Caucasus, 36 species of ixodid ticks live. In the Krasnodar Territory, the number of 

ixodid ticks is very high and reaches 600-800 individuals per animal [42, 64, 72] 

In  the  Karachay-Cherkess  Republic,  the  presence  of  Dermacentor  ticks  was  notedmarginatus, 

Healommaplumbeum,  Rhipicephalus  bursa,  and  Haemaphysalisotophila.  It  was  found  that  the 

adults of D. marginatus ticks emerge from overwintered nymphs and attack sheep mainly in the 

spring period (April-May). In late May - early June, the number of parasitic ticks on the animal 

sharply decreases to 1015 specimens [41] 

On  the  territory  of  Abkhazia,  16  species  of  ixodid  ticks  were  found,  of  which  I  ricinus,  B. 

annulatus and R. sanquineus are widespread, and the latter two are numerous [42,72] 

On the territory of Northern Tajikistan, 8 species of ixodid ticks were found on a large horned 

animal:  H.  anatolicum, H.  detritum,  H.  asiaticum,  B  calcaratus,  H.  plumbeum,  H.  punctata,  D. 

marginatus and Rh. turanicus [68]. On average, 23.4 specimens of ixodids are accounted for by 

one ticked animal. The predominant species are H. anatolicum, H. detritum, Hyalormaasiaticum 

and  Boophiluscalcaratus,  which  mainly  determine  the  epizootic  situation  of  the  territories  of 

Northern Tajikistan in relation to anaplasmosis and pyropdazmidosis in cattle [68 ].  

Annually the number of victims of tick bites in Altai is from nine to twelve thousand people [48] 

Each  age  phase  of  the ixodid  tick  has its  own  habitat,  the  place  of  contact  with  the  host.  The 

imago is a natural focus of mass reproduction [20, 56, 62]. 

The morphology of female ixodid ticks is characterized by the absence of eyes and scallops; pore 

oval-pear-shaped or ovoid. The morphology of males is characterized by the absence of eyes, the 

abdominal surface is completely covered with scutes; peritreme rounded. The development cycle 

of this species usuallystretches for 3-4 years. Parasitic season-May-June [48] 

Climatic  instability  is  capable  of  changing  the  vital  activity  of  biological  objects,  including 

affecting the distribution  and number of representatives of parasitic  systems. Both in medicine 

and  veterinary  medicine,  great  attention  is  paid  to  the  study  of  the  characteristics  of  the  vital 

activity of carriers and reservoirs of pathogens of infectious and invasive diseases of ixodid ticks 

[57]. 

The  greatest  diversity  of  species  is  distinguished  by  the  fauna  of  ixodids  of  tropical 

andsubtropical  territories.  Along  with  this,  it  has  been  established  that  the  geographical 

distribution  of  ixodid  ticks,  as  ectoparasites,  depends  on  environmental  conditions,  the 

distribution  of their  hosts and reflects the history of the formation  of the fauna of a particular 

region [30, 57) 

The  clinical  picture of  blood-parasitic  disease is  clearly  expressed:  ANIMALS  have  depression, 

weakness,  anemia,  weakening  of  reflexes,  thickening  of  the  skin  in  places  where  ticks  are 

attached, the development of pustular skin lesions, a decrease in body temperature, a weakening 

of the cardiac impulse, deviations in the morphophysiological parameters of blood [40, 52] ... 

Piroplasmosis affects animals from early spring to late autumn, but the chance of contracting this 

disease  is  especially  high  in  May  and  October,  since  the  carriers  of  piroplasmosis  are  activated 

during these months [3, 74, 75]. 

The  causative  agent  of  piroplasmosis  affects  the  blood  cells  of  cattle  -  erythrocytes.  It  is 

transmitted from a sick animal to a healthy one through the vectors of tick disease. First, the tick 

bites  a  cow  with pyroplasmosis  and receives the pathogen with  its blood. The most dangerous 

thing in tick transport is that pyroplasm enters the reproductive system, and the eggs laid by the 

female tick are alreadyinfected with pyroplasmosis, which means that the ticks released from the 

eggs will be infected and dangerous for cattle (56,74]. 

The  incubation  period  for  this  disease  lasts  about  two  to  three  weeks.  After  this  period,  cattle 

have a sharp rise in temperature to about forty-one to forty-two degrees Celsius. In animals, milk 

yield  decreases,  they  are  depressed,  are  not  interested  in  food  and  drink  a  lot,  their  pulse  is 

increased  to  one  hundred  to  one  hundred  and  twenty  beats  per  minute,  and  they  also  have 

frequent breathing [64, 67] 

At the very beginning of the disease with piroplasmosis, the mucous membranes of the infected 

---

 

 

 

Journal of Natural Remedies 

Vol. 21, No. 12(2), (2021)

 

49 

 

 

 

 

cow become more red, and then turn pale and take on an icteric tint. The cow shows complete 

apathy,  and  tears  from  the  eyes  are  often  observed  [4,  13,  56].  On  day  3-4,  the  animals  lose 

weight  and,  basically,  lie  motionless.  During  this  period, they  do not want  not  only  to  eat,  but 

also  to  drink.  The  work  of  the  gastrointestinal  tract  in  sick  cattle  first  slows  down,  and  then 

completely stops [1, 10] 

Infection of blood by erythrocyte parasites with piroplasmas is a serious disease that leads to the 

death of cattle. The peak occurs in late spring and the first half of summer (12, 55, 67, 74] 

The causative agent - Рiroplasmabigeminum in natural conditions lives in the grass of pastures. 

Infection  occurs  either  in  the  pasture  or  in  the  barn  while  eating  cut  grass.  Ticks  are  very 

tenacious and tolerate frost and lack of food well [14, 17, 63]. 

Pyroplasmas  more often  Bcero  colonize epithelial  tissues  in  the  intestinal  region,  which  causes 

digestive disorders. Then erythrocytes are affected and quickly spread in organs and tissues along 

with  the  bloodstream.  On  average,  the  incubation  period  lasts  12-15  days,  during  which  some 

mild  symptoms  may  be  observed.  Then  the  stage  of  exacerbation  immediately  sets  in  and 

immediate treatment is required [11, 25, 56 

The life cycle of pyroplasm  takes place in the organisms of two hosts - cattle and tick vectors. 

Reproduction of piroplasmas in the body of animals occurs in the blood by simple division, and 

in the body of ticks - in tissues, hemolymph and eggs. In the body of animals, they multiply first 

in the internal organs, and then in the peripheral blood [29, 56) 

Pyroplasmosis of cattle is widespread mainly in the southern part of Russia, but it also occurs in 

the  central  regions,  and  it  proceeds  benignly  compared  to  warmer  regions.  Outbreaks  of  the 

disease occur in spring, summer and sometimes fall [40,54] 

With  spontaneous  pyroplasmosis  lesions,  the  incubation  period  lasts  from  6  to  30  days.  The 

disease is most often acute, less often chronically. Within 1 day, the body temperature rises to 42 

"C,  the  animals  are  sharply  depressed.  The  mucous  membranes  at  the  onset  of  the  disease  are 

anemic, and on the 3-4th day of the disease they are icteric. Intestinal peristalsis is weakened. In 

the first period of the disease, the urine becomes yellowish, then acquires reddish color, and on 

the 3-4th day of illness, the color of urine becomes dark brown (44, 56, 70, 75) 

Theileriae  are  obligate  intracellular  protozoan  parasites  of  the  Apicomplexa  type,  order 

Piroplasmid a, family Thelleriidae, genus Theileria. They are closest to Babesia, from which they 

differ in the presence of  a stage of development of leukocytes before infection  of erythrocytes 

[31] 

This agent affects both wild and domestic Bovidae in most of the world. As well as some types. 

infect small ruminants Several species of Theileria spp. have been identified. which infect cattle, 

the  most  pathogenic  and  economically  important  are  T.ragva,  which  causes  East  Coast  Fever 

(ECF),  T.annulata,  which  causes  Tropical  Theileriosis  (TT)  or  Mediterranean  Theileriosis,  and 

Torientalis  (group  T.orientalis  /  buffell),  which  causes  Eastern  theileriasis  (OT)  or  Theileria  - 

associated  bovine  anemia.  Theilerialestoquardi  (T.hircl)  causing  malignant  theileriosis  of  sheep 

(MOT),  Theileriauilenbergi  n  Theilerialuwenshuni  are  the  most  pathogenic  and  economically 

affecting small ruminants [5,35].  

Theileria  usually  mature  and  enter  the  saliva  only  after  the  mite  has  attached  itself  to  the  host; 

usually,  the  tick  must  be  attached  48-72  hours  before  it  becomes  infectious;  however,  if  the 

environmental  temperature  is  high,  infectious  sporozoites  can  develop  in  ticks  on  the  ground 

and  canpenetrate  the  host  for  several  hours  after  attachment  [1,  8].  Within  the  host, 

Theileriasporozoites  undergo  a  complex  life  cycle  involving  the  replication  of  schizonts  in 

leukocytes  and  piroplasm  in  erythrocytes.  [36]  Cattle  recovering  from  Theileria  infection 

usuallybecomes a carrier [36, 37] 

Theileriaparva  affects  cattle,  African  buffalo  (Synceruscaffen,  Indian  water  buffalo 

(Bubalusbubalis) and goats (Kobus spp.) O Taurine cattle are generally more susceptible to ECF; 

than zebu (Bosindicus) or sangaIn addition, introduced Taurine, Zebu or Sanga cattle are much 

more susceptible to theileriosis than cattle from endemic areas [26, 39]. 

---

 

 

 

Journal of Natural Remedies 

Vol. 21, No. 12(2), (2021)

 

50 

 

 

 

 

Subclinical  infections  are  common  only  in  buffalo  cattle;  African  buffalo  and  experience  -  a 

reservoir of infection [9. And 23, 26]. 

Most  importantcarrierT.parvais  anappendiculatus  R.  zambeziensis  in  southern  Africa  and  R. 

duttoni in Angola can also spread ECF [16, 39]. 

Theileriaparva (ECF) is found in 13 countries in sub-Saharan AfricaTick   vectors can be found 

from sea level to over 8000 feet in any area where the annual rainfall exceeds 20 inches [27,39]. 

Theileriaparvasporozoites  in  the  salivary  glands  of  infected  Rhipicephalusappendiculatus  ticks. 

Schizonts  are  found  in  the  spleen,  lymph  nodes,  and  whole  blood  (lymphoblasts)  from  those 

infected with ECF [9, 38, 39] 

T.annulata  (TT)  is  found  in  southern  Europe,  North  Africa,  the  Middle  East,  and  Asia.  The 

endemic  areas  Tannulata  and  T.parva  do  not  overlap.  However,  the  distribution  of  ticks  may 

change due to changes in climatic conditions [27,39]. 

Theileriaannulata is transmitted by ticks of the genus Hyalomma Ticks can 

stay infected in the pasture for up to 2 yearsclimatic conditions [16]. 

Theileriaannulata  infects  cattle  and  yaks  (Bosgrunniens),  usually  milder  infections.  by the  water 

buffalo; buffalo is considered a natural host in which the parasite has evolved. Taurine breeds of 

cattle brought into endemic areas have a much more severe form of the disease than indigenous 

zebu cattle [8, 27]. 

Sporozoites in the salivary glands of infected Hyalomma spp. ticks. 

Schizonts are found in the spleen, lymph nodes, liver, and whole blood(mononuclear cells) from 

TT infected animals [27.39]. 

Theileriaorientalis  (T.  orientalis  /  buffeli  group)  has  different  genotypes  capable  of  infecting 

cattle, water buffaloes (Bubalusbubalis), yaks (Bosgrunniens) and sheep [7, 15, 21, 27] 

Theileriaorientalis  is  transmitted  through  Häemaphysalis  spp.,  Or  other  generaixodid  ticks.  H. 

longicornis is a vector in Australia, New Zealand andJapan [20, 63]. 

When T. orientalis infects a nymph feeding on a naive cow, the cowcan infect ticks after 10 days 

[63].  Theileriaorientalis  -  sporozoites  in  the  salivary  glands  of  infected  Haemaphysalis  spp. 

Schizonta mites can be temporarily found in the lymph nodes, spleen and liver. Pyroplasmas can 

be detected in erythrocytes approximately 10 days after inoculation [63]. 

Theileriaorientalis is a blood-borne parasite with eleven genotypes identified (named: Chitose or 

type 1, ikeda or type2. buffalo or type 3, types 4 to 8 and N1 to N3). The genotypes of chitose 

and  Ikeda  are  associated  with  severe  illness.  Theileriaorientalis  is  ubiquitous,  but  in  countries 

affected by clinical OT in Australia, New Zealand, Japan, Kopee, China and Vietnam [20, 63] 

Theilerialestoquardi (T. hirci) infects small ruminants and is found in the Middle East, East and 

other countries North Africa, India, China, Central Asia, Eastern and Southern Europe [2, 3, 8, 

9, 21, 24, 28 ] 

Theilerialestoquardi are sporozoites in the salivary glands of those infected with Hyalomma spp. 

pincers  [17].  Theileriauilenbergi  n Theilerialuwenshuni are  sporozoites  in  the  salivary  glands of 

infected Naemaphysalis spp. Ticks [22, 36]. 

Theilerialestoquardi,  T.luwenshuni  v  T.uilenbergi  affect  sheep  and  goatsT.uilenbergi  has  also 

been found in subclinically infected sika deer (Cervusnippon) and red deer (Cervuselaphus), and 

T.luwenshuni  has  been  found  in  asymptomatic  roe  deer  (Capreoluspygargus)  and  Mongolian 

gazelles(Procapragutturosa) [22,35]. 

Theilerialestoquardi are sporozoites in the salivary glands of those infected with Hyalomma spp. 

Ticks.  Schizonts  are  found  in  the  lymph  nodes,  spleen,  and  liver.  Schizonts  produce  many 

merozoites, which are released after the destruction of lymphocytes, enter the erythrocytes and 

turn into pyroplasmas of ring, point and rod forms [17]. 

Theileriauilenbergi  w  Theilerialuwenshuni  are  sporozoites  in  the  salivary  glands  of 

Haemaphysalis  spp.  ticks.  Schizonts  can  be  found  in  the  lymph  nodes,  spleen,  and  liver. 

Pyroplasmas can be found in erythrocytes [22,36] 

It  should  be  noted  that  only  on  the  basis  of  a  detailed  study  of  the  ecological  and  epizootic 

---

 

 

 

Journal of Natural Remedies 

Vol. 21, No. 12(2), (2021)

 

51 

 

 

 

 

characteristics of cattle ixodidosis, it is possible to introduce scientifically grounded and effective 

schemes for the treatment and prevention of animals against a massive attack of ixodid ticks. 

IV. RESULTS 

As a result of studies carried out in the farms of the upper reaches of the river in the Zarafshan 

valley, up to 7% of the incidence of piroplasmosis has been established, in the middle bands up 

to 9% and in the lower reaches up to 11%.