На базе ООО «Кронвет» были проведены исследования, которые позволили пролить свет на особенности биохимического строения и, как следствие, механизмов функционирования специфического иммунитета домашней птицы, в основе которых лежит взаимодействие Т- и B-лимфоцитов с чужеродным агентом.
Процесс созревания Т-лимфоцитов контролируется гормоноподобными продуктами тимуса (тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор). Компонентами же иммуноглобулиновой системы у птиц являются иммуноглобулины классов IgG, IgA, IgM. Основная единица иммуноглобулинов состоит из двух пар идентичных легких (L) и тяжелых (Н) цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками и водородными связями. Основные функциональные особенности иммуноглобулинов – их гетерогенность и специфичность. Иммуноглобулины взаимодействуют с антигеном посредством активного центра. Активные центры иммуноглобулинов представляют собой вариабельные участки L- и Н-цепей, активирующихся протеолитическими ферментами. Как следствие, идет распад иммуноглобулина на фрагменты: Fab, F(ab)2; Fc. Fab-фрагмент состоит из легкой и N-концевой половины Н-цепи и, обладая специфической активностью иммуноглобулинов, может связывать комплемент, фиксироваться на клетках, проникать через клеточные мембраны.
Основой функционирования механизмов специфической защиты птиц является взаимодействие макрофагов с лимфоцитами [5, 6].
Лимфоциты по функциональному предназначению подразделяются на два типа: Т-лимфоциты, ответственные за клеточный иммунитет, и В-лимфоциты, играющие ведущую роль в гуморальном иммунном ответе [2, 3, 4, 8]. У цыплят так же, как и у млекопитающих, тимус и система лимфоцитов являются эффекторами в клеточно-опосредованном иммунитете. Т-лимфоциты птиц представляют центральное звено в иммунологических реакциях организма, принимая участие в регуляции синтеза антител. Т-лимфоциты, непосредственно или с помощью медиаторов, способны оказывать регулирующее воздействие на макрофаги: задерживать миграцию, вызывать их агрегацию, усиливать или ослаблять цитотоксическое действие, привлекать «на себя» макрофаги (хемотаксис), угнетать или стимулировать пролиферацию макрофагов, усиливать фагоцитоз [5, 8].
B. Glick [9] описал раннюю стадию развития В-лимфоцитов у птиц. Этот процесс локализуется в фабрициевой сумке, где происходят пролиферация и синтез иммуноглобулинов. Лимфоциты, несущие на своей клеточной мембране иммуноглобулины, обнаруживаются в фабрициевых сумках куриных эмбрионов уже на 12–13-й день развития [1]. Согласно современным представлениям, молекулы иммуноглобулинов на поверхности В-лимфоцитов сходны по своей структуре и свойствам с синтезируемыми данной клеткой антителами. На поверхности В-лимфоцита могут находиться 30 000–150 000 молекул иммуноглобулинов. При этом один В-лимфоцит способен синтезировать 250–300 молекул IgM в час. Такая высокая продуктивность обеспечивает полноценную функциональность иммунного специфического ответа. Поэтому при нарушении В-лимфоцитарной системы резко снижается сопротивляемость организма ко всему спектру инфекций [10].
Изучение особенностей функционирования иммунной системы птиц проходило на курах суточного, 30-, 60-, 120-, 240-, 360- и 480-дневного возраста. Объектами исследований служили органы центральной и периферической иммунной системы организма, в том числе тимус, фабрициева сумка, селезенка. В качестве методики были применены методы микроморфологии и макроморфологии, световая микроскопия. Материал собирался в течение календарного года.
Дефицит иммуноглобулинов
В Т-лимфоцитарной системе обнаружено пять субпопуляций: Т-супрессоры, Т-хелперы, Т-эффекторы, Т-киллеры, Т-клетки памяти, функции которых понятны из их названий. Процесс созревания Т-лимфоцитов контролируется гормоноподобными продуктами тимуса (тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный фактор). Под влиянием этих веществ в тимусе происходят пролиферация и дифференцировка клеток-предшественников лимфоцитов тимуса, которые затем, уже в зрелой форме, функционируют в кровяном русле [7].
Дефицит иммуноглобулинов приводит, в частности, к недостаточной нейтрализации вирусов вне клеток, к ослаблению подавления прикрепления вирусов к клеткам слизистых оболочек. Клеточный иммунитет необходим также для ограничения выхода зрелых вирионов из клеток. Когда эта функция не обеспечена или снижена, происходит диссеминирование вирусной инфекции.
Вышеизложенное позволяет отнести Т- и В-лимфоцитарные системы к базовым функциям в организации иммунного ответа макроорганизма на вторжение, в том числе инфекционного начала, извне. Домашняя птица здесь не исключение.
Исходя из этого эпизоотическая ситуация в любом хозяйстве формируется не только инфекционной нагрузкой внешней среды, но и во многом определяется общей резистентностью птицы к инфекционным болезням в целом и способностью создавать искусственную защиту в ответ на вакцины в частности. Достаточность последнего параметра определяется исключительно высоким функциональным состоянием иммунитета и основных его систем, куда мы относим прежде всего систему Т- и В-лимфоцитов, роль которых в защите организма от инфекций трудно переоценить.
Строение и функции иммуноглобулинов
Иммуноглобулины представляют собой классические антитела, которые в большом количестве присутствуют в сыворотке крови всех млекопитающих и птиц. Компонентами иммуноглобулиновой системы у птиц являются иммуноглобулины классов IgG, IgA, IgM. Основная единица иммуноглобулинов состоит из двух пар идентичных легких (L) и тяжелых (Н) цепей. Эти полипептидные структуры связаны между собой дисульфидными мостиками и водородными связями. Иммуноглобулины IgG, IgA, IgM значительно различаются молекулярными массами L- и H-цепей. L-цепи имеют молекулярную массу 22500 Da, а Н-цепи – 70000 Da. Кроме аминокислот в состав иммуноглобулинов входят углеводы (2–14%, в зависимости от класса иммуноглобулинов). L- и Н-структуры определенного класса и подкласса иммуноглобулинов отличаются только последовательностью аминокислот вариабельного (γ) участка, тогда как константные (С) участки идентичны. Поскольку птичий IgG гомологичен IgG млекопитающих, но отличается по биохимическим свойствам, в литературе их часто называют IgY. Иммуноглобулины являются продуктами иммуноцитов (плазматических клеток) и формируются по ходу гуморального иммунного ответа, по существу играя роль его главных эффекторов. Кроме того, их синтез проходит аналогично синтезу белка в эндоплазматической сети на полирибосомах. Следует отметить, что L- и Н-цепи иммуноглобулинов синтезируются раздельно.
К основным функциональным особенностям иммуноглобулинов следует отнести их гетерогенность и специфичность. Иммуноглобулины взаимодействуют с антигеном посредством активного центра.
Строение активного центра уникально специфично, поэтому иммуноглобулины реагируют только с гомологичным антигеном. Активные центры иммуноглобулинов представляют собой вариабельные участки L- и Н-цепей. Эти структуры активируются протеолитическими ферментами. В результате молекула иммуноглобулина распадается на фрагменты Fab, F(ab)2; Fc. Fab-фрагмент состоит из легкой и N-концевой половины Н-цепи и, обладая специфической активностью иммуноглобулинов, может связывать комплемент, фиксироваться на клетках, проникать через клеточные мембраны.
Основную массу сывороточных иммуноглобулинов (70–90%) составляют иммуноглобулины G (IgG). IgG кур существенно отличается от такового у млекопитающих. Различия проявляются в более высоком коэффициенте седиментации и большей молекулярной массе. Аминокислотная часть L-цепей IgG птиц отличается от IgG человека и животных по аланину, лейцину и изоэлектрической точке. IgG участвует во всех реакциях, проходящих с участием антител. Показано, что IgG не только связывает и нейтрализует антиген, но может быть переносчиком антигенной информации в разные системы организма и разным компонентам иммунной системы, предотвращая вторжение чужеродной генетической информации. С биологической точки зрения IgG отличается высокой противоинфекционной активностью с широким спектром действия в отношении вирусов, бактерий, паразитов. У птиц родительские иммуноглобулины (IgG) попадают в сыворотку из желточного мешка. Показано, что циркулирующие лимфоциты несут на своей поверхности в десятки раз меньше IgA (0,02%), чем IgG (5,4%). IgА обладает способностью фиксироваться на клетках ресничного эпителия дыхательных путей и на эпителиальных клетках пищеварительного тракта, что следует рассматривать как защитный механизм от проникновения вирусов и бактерий через эпителиальные барьеры.
Данные исследования показывают важность дальнейшего изучения механизмов взаимодействия компонентов специфической защиты организма домашней птицы с чужеродным агентом.
Определение количественного содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови птиц имеет значение для оценки уровня иммунологического ответа, активности иммунокомпетентных клеток и, следовательно, иммунного статуса организма.
Имея представление об иммунном статусе и иммунологической реактивности организма птицы, о факторах, которые обеспечивают максимальный иммунный ответ, можно разрабатывать новые методики противодействия болезням посредством влияния на общую иммунную реактивность организма домашней птицы.
Литература
1. Болотников И.А., Конопатов Ю.В. Физико-химические основы иммунитета сельскохозяйственной птицы. – Л.: Наука, 1997. – 164 с.
2. Игнатов П.Е. Иммунитет и инфекция. – М.: Время, 2002. – 352 с.
3. Петров Р.В. Иммунология. М.: Медицина, 1987. – 416 с.
4. Покровский А.А. Приобретенный иммунитет и инфекционный процесс. М.: Медицина, 1979. – 280 с.
5. Пол У.Е. (Paul W.E.). Иммунная система // Иммунология: Пер. с англ. / Под ред. У. Пола. М., 1987. Том 1. С. 14–45.
6. Понякина И.Д. Взаимосвязи в иммунной системе // Иммунология, 1985. №6. – С. 15–20.
7. Федоров Ю.Н., Верховский О.А. Иммунодефициты домашних животных. М., 1996. – 96 с.
8. Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. – М., Медицина, 2000. – 432 с.
9. Glick В. The avian immune system// Avian Dls., 1979. Vol. 23, №2. P. 282–289.
10. Neu H.C. The role of cellular and humoral factors in infections // Clin. Haematoi, 1976. Vol. 5. – P. 449.
