Питание и иммунитет животных

Автор:

Болезней, патогенез которых совершенно не связан с иммунной системой, насчитывается не так уж много, а возможно, и не существует вовсе. Эта связь может быть и первичной, и вторичной, и еще более косвенной и неожиданной. Спектр проявлений иммунной функции очень широк: от простых врожденных защитных барьеров до сложных, высокоадаптивных, антигенно — избирательных реакций, затрагивающих целые комплексы клеток.

Иммунная система в целом, на всех уровнях, от простейшего до самого сложного, как и любая другая система организма, зависит от адекватного поступления питательных веществ и страдает от их дефицита и дисбаланса. Но, в отличие от других физиологических систем, она характеризуется быстрыми изменениями потребностей в тех или иных питательных веществах, связанных с репликацией и синтезом клеток, и ее деятельность требует больших энергозатрат. Поэтому иммунная система особенно чувствительна к питанию — как в краткосрочной перспективе, так и на больших отрезках времени. Ввиду той жизненно важной роли, которую иммунная система играет в поддержании здоровья животного, а при определенных заболеваниях — наоборот, в ущерб здоровью, необходимо понять, как именно влияет питание на иммунитет кошек.

Иммунитет

Принесут ли такие изменения пользу или вред организму, зависит как от индивидуальных особенностей животного, так и от характера переносимого им заболевания. Широко распространенное мнение о том, что «чем сильнее иммунный ответ, тем лучше», далеко не соответствует действительности. Ослабляя иммунный ответ, можно облегчить состояние пациентов, страдающих различными формами повышенной чувствительности или тех, у которых проявился чрезвычайно сильный системный

Если иммунные реакции возникают в ответ на проникновение в организм патогенов или на развитие опухолей, взаимосвязь питания и иммунитета становится еще сложнее.

Иммунный ответ.

Если при таких заболеваниях усилить иммунный ответ, это может привести к повышению тяжести поражений и даже к летальном исходу. Однако во многих ситуациях усиление иммунного ответа действительно необходимо для профилактики и уничтожения инфекции или прекращения развития опухолей. У животных с такими патологиями иммунодепрессия ведет к более тяжелому и длительному течению патологических процессов и даже может стать причиной возникновения сепсиса. Следовательно, несмотря на тесную связь между кормлением и иммунитетом, при различных патологиях невозможно применять один и тот же лечебный рацион, оказывающий влияние на состояние иммунной системы. Чтобы знать, как питание влияет на иммунную систему, необходимо понять содействие,

Иммунная система эволюционировала по мере совершенствования защитных механизмов от вирусов, бактерий, грибов и крупных многоклеточных паразитов. Иммтаный ответ проявляется различными реакциями — от обеспечивающих неспецифические барьерные функции до филогенетически более совершенных, комплексных механизмов приобретенного иммунитета, которые предотвращают тяжелые повреждения органов и тканей возбудителями болезней и выводят их из организма. Идеальный вариант иммунного ответа не вызывает повреждений организма, обеспечивая при этом освобождение от патогена. Однако иммунный ответ практически никогда не бывает идеальным и в той или иной степени повреждает ткани и органы организма и нарушает их функциональное состояние.

Врожденный иммунитет

Анатомические и физиологические механизмы, обеспечивающие иммунитет и существующие независимо от предшествующих контактов организма с чужеродными агентами, называют врожденными. Многие из них в филогенетическом отношении являются древними, в то время как другие появились только у позвоночных животных и в процессе эволюции достигли того сложного уровня, на котором они выполняют свои функции у млекопитающих.

У млекопитающих первичное назначение врожденного иммунитета заключается в противостоянии и удалении из организма по возможности всех микроорганизмов. Если инфекционным агентам все же удается проникнуть в организм, иммунный ответ направлен на осуществление комплекса следующих действий:

1) элиминацию инфекционного агента;

2) ограничение времени прогрессирования инфекции ;

3) стимулирование приобретенного иммунитета посредством раннего воспалительного ответа. В процессе такого ответа создаются «сигналы опасности», которые несут информацию о проникших в организм инфекционных агентах и активируют механизмы приобретенного иммунного ответа.

Распознавание микроорганизмов клетками

Клетки, обеспечивающие врожденный иммунитет, обладают приобретенными в процессе эволюции рецепторами, способными распознавать молекулы патогенных микроорганизмов. Эти молекулы так и называют патоген-ассоциированными молекулярными образами. К их числу относятся липо — полисахариды оболочки грамотрицательных бактерий, липотейхоевая кислота оболочки грампо — ложительных бактерий и двухцепочечная РНК вирусов. К числу рецепторов, распознающих молекулы патогенных микроорганизмов, относятся рецепторы фагоцитов, маннозные рецепторы и семейство Toll — подобных рецепторов. В настоящее время известны десять иммунокомпетентных клеток млекопитающих, но у кошек идентифицировали лишь их часть. Большинство рецепторов данного типа являются мембранными белками, хотя рецептор TLR9 прикрепляется к внутриклеточному лиганду. Связывание рецепторов TLR с лигандами приводит к образованию ядерного транскрипционного фактора нейтрофилов, который диффундирует в ядро этих клеток и прикрепляется к специфическим участкам ДНК.

В результате поступления сигналов из рецепторов TLR лейкоциты начинают мигрировать в воспаленные ткани, где уничтожают патогенные микроорганизмы или инфицированные ими клетки, индуцируют образование воспалительных цитокинов и хемокинов, а также активируют клетки, обеспечивающие приобретенный иммунный ответ.

Уничтожение фагоцитированных бактерий

Захваченные патогенные бактерии оказываются в цитоплазме фагоцитов. от которой их изолирует фагосомальная — мембрана. В фагосоме образуются ферменты, индуцирующие их слияние с лпзосомами. содержащими набор протеаз. и втом числе эластазу. Кроме того, в акшвированных фагоцитах в мембране фагосом и шшзмалемме собирается мульти — а’бъединичный комплекс NADPH-оксидаз. Этот ферментный комплекс катализирует процесс редутамffl двухатомного соединения кислорода в супероксцдньш радикал. Последний под действием другого фермента трансформируется в пероксид водорода — мощный окислитель, принимающий активное участие в уничтожении фагоцитированных патогенных бактерий. Однако в присутствии находящейся в фагосомах миелопероксидазы. пероксид водорода превращается в еще более опасную дтя бактерий хлорноватистую кислоту. Вслед за процессом образования сильных окислителей происходит активация и фагоцитоз неитрофилов и макрофагов, которые быстро и в больших количествах утилизируют кислород — этот процесс называют респираторным взрывом.

В активированных фагоцитах также начинает экспрессироваться индуцибельная форма NO-сингазы, что ведет к образованию свободных радикалов оксида азота, который реагирует с супероксидом, в результате чего образуется токсический метаболит пероксинитрит. Эти разнообразные окислители не только накапливаются в фагосомах, но и высвобождаются из клеток, обеспечивая уничтожение бактерий в межкчеточном но ведут к оксидативному повреждению окружающих тканей.

А УАОРН-оксидаза локализуется на наружной мембране клеток и фагосомальных м&мбранах Она обеспечивает образование супероксцдных радикалов. часть которых остается в клетке, а часть выделяется в межклеточное вещество.

В: В дальнейшем суиероксидные радикалы под действием фермента дисщтазы превращаются в пероксид водорода, который реагирует с переходными металлами. образуя высокореактивные гидроксильные радикалы, или превращаются в хлорноватистую кислот]!.

веществе. Такие процессы неизбеж-

Для защиты от интенсивного аутогенного оксидативного разрушения фагоциты синтезируют в высокой концентрации цитозольные и мембранные антиоксиданты, которые при респираторном взрыве расходуются, но их запасы быстро пополняются. Наибольшее значение из этих антиоксидантов имеют глютатион, аскорбаты, токоферол и таурин. Нейтрофилы кошки содержат таурин в очень высокой концентрации. Фактически на долю этой аминокислоты приходится до 76% всего количества свободных аминокислот цитоплазмы нейтрофилов, а в тимфоцитах данный показатель равен приблизительно 44%. Превращение raypi та в хлорамин таурина способствует освобождению фагоцитов от хлорноватистой кислоты, что предотвращает их тяжелое повреждение собственными окислителями. Высказывалось предположение, что хторамин таурина выполняет функцию внутриклеточной сигнальной молекулы, действие которой направлено на ограничение дальнейшего образования супероксидного радикала и оксида азота.

Однако дефицит таурина в рационе кошек приводит к угнетению как фагоцитарной активности нейтрофилов, так и интенсивности происходящего в них респираторного взрыва, что обусловлено той ролью антиоксиданта, которую он выполняет.

Ткиллеры

Т-киллеры — это крупные гранулярные лимфоциты, отличающиеся от Т — и В-лимфо — цитов. NK-клетки обеспечивают распознавание и уничтожение инфицированных и трансформированных клеток, причем выполняют они эти функции без предварительной сенсибилизации. Т-лимфоциты лизируют клетки-мишени посредством высвобождения в гранулярной форме ферментов перфорина и гранзима. Перфорин образует в клеточных мембранах поры, а фан — зим проникает в перфорированные таким способом клетки и запускает механизмы их программируемой смерти. Активированные NK-кпетки выполняют еще одну очень важную функцию они корректируют интерферон-гамму, который является одним из основных активаторов макрофагов, находящихся рядом с NK-клетками. Активированные макрофаги проявляют повышенную фагоцитарную активность: в них интенсивнее происходит респираторный взрыв.

Приобретенный иммунитет

Приобретенный иммунитет стимулируется инфекциями, а также сигналами врожденного иммунного ответа. При повторных встречах с уже знакомыми чужеродными агентами интенсивность, специфичность и скорость такого ответа организма возрастают. Это и послужило основанием для обозначения данной формы иммунитета как «приобретенного». Приобретенный иммунитет формируется в результате совместных усилий Т — и В-лимфоцитов: первые обеспечивают клеточный, а вторые — гуморальный ртвет организма на проникновение в него специфических молекул чужеродных агентов — антигенов.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды — группа липидных соединений, синтезируемых из полиненасыщенных жирных кислот, в молекуле которых содержится по 20 атомов углерода: дигомо-гамма-линоленовой, ара — хидоновой и эйкозапентаеновой. К числу эйкозаноидов относятся простагландины, тромбоксаны. лейкотриены, липоксины, гидропероксиэйкозатетраеновая кислота и гидроксиэйкозатетраеновая кислота.

Предшественники жирных кислот, из которых синтезируются эйкозаноиды. высвобождаются из фосфолипидов клеточных мембран. Обычно это происходит в результате воздействия фосфолипазы А2 и сопровождается активированием вредных для клетки факторов. В целом клеточные мембраны кошек, которые питаются в основном готовыми кормами, содержат в 5-10 раз больше ARA по сравнению с ЕРА. Таким образом, арахидоно — вую кислоту следует считать основным предшественником эйкозаноидов: га нее образуется две группы PG и ТХ, а также четыре группы LT. Однако реальное соотношение содержания 20-углеродных ПНЖК в клеточных мембранах определяется не только их относительным соотношением, но также зависит от содержания в рационе животных их более коротких предшественников.

Простагландины PGE2 обладают рядом провоспалительных свойств, в том числе индуцируют развитие лихорадки, повышают проницаемость кровеносных сосудов, индуцируют их дилятацию, усиливают боль и отек тканей, вызванные такими факторами, как, например, гистамин. PGE2 угнетают пролиферацию лимфоцитов и Т-лимфоцитов, ингибируют образование TNF-a, IL-1, IL-6 и IL-2, а также IFN-7. В этом отношении PGE2 действуют как иммуносуппрессивные и противовоспалительные факторы Они не оказывают существенного влияния на образование Т-хелперами типа 2 цитокинов, но усиливают синтез имж — ноглобулинов Е в В-лимфоцитах. Тем самым PGE2 поддерживают осуществляемые Т-хелперами типа 2 механизмы приобретенного иммунитета, а также ингибируют иммунный ответ Т-хелперов типа 1.

Лейкотриены В4 повышают проницаемость кровеносных сосудов, усиливают местное кровообращение. Кроме того, они являются очень сильными хемоаттрактантами для лейкоцитов, индуцируют высвобождение ферментов из лизосом, активизируют респираторный взрыв, ингибируют пролиферацию лимфоцитов, активируют Т-киллеры. ЬТВ4 способствует образованию TNF-a, интерлейкинов IL-1 и IL-6 в моноцитах и макрофагах а также цитокинов в Т-хелперах типа 1. Следует упомянуть и о более сложных связях анализируемых факторов приобретенного иммунитета.

PGE2 ингибируют активность 5-липооксигеназ, оказывая тем самым влияние на образование лей — котриенов В4, a ARA стимулирует синтез провоспалительных липоксинов. Таким образом, эйкозаноиды проявляют как провоспалительное, так и противовоспалительное действие, обеспечивая комплексное регулирование воспалительного процесса. В целом результат такого регулирования определяется длительностью образования различных эйкозаноидов, их концентрацией и чувствительностью клеток-мишеней.