и избыток ряда гормонов

6.6. Использование достижений иммунологии

в животноводстве и ветеринарии

Деятельность иммунной системы направлена на поддержание генетического гомеостаза организма. Своевременные и эффективные реакции этой системы на чужеродные факторы способствуют сохранению здоровья животного и повышению его продуктивности.

Поэтому целенаправленная грамотная коррекция иммунитета сельскохозяйственных животных имеет большое народнохозяйственное значение. При эпидемиях и их угрозе наиболее эффективным специфическим средством профилактики заболевания является искусственное создание иммунитета к определенному возбудителю.

По способу выработки различают активный и пассивный иммунитет.

Активный иммунитет возникает при первом контакте животного с чужеродным антигеном. Для этого широко используют вакцинацию (введение животным живых ослабленных или убитых микроорганизмов). В основе данного метода лежит первичный иммунный ответ, для которого характерно формирование памяти о контакте с чужеродным антигеном, а также образование специфических по отношению к нему субпопуляций Т- и В-лимфоцитов. Благодаря перечисленным механизмам, повторное поступление в организм того же антигена сопровождается быстрой и эффективной активацией специфической иммунной защиты, в основе которой уже лежит вторичный иммунный ответ.

Наиболее ответственным этапом подготовки к вакцинации является изготовление самой вакцины. У неё должна отсутствовать патогенность (вирулентность) и в то же время сохраняться выраженная иммуногенность.

В первое время широко применялись вакцины, которые получали с использованием сложных белковых тел (например, убитых или ослабленных возбудителей заболеваний), состоящих из множества не нужных (балластных) для развития специфической защиты антигенов. Ответ на такие биологические частицы приводит к образованию антител даже к тем антигенным структурам, борьба с которыми при инфицировании может быть не целесообразна. Это создает лишнюю нагрузку для иммунной системы и организма в целом, а также значительно повышает вероятность возникновения побочных эффектов вакцинации.

Разработанные ныне технологии получения вакцин нового поколения позволяют снизить перечисленные недостатки.

Основные современные подходы к разработке вакцин:

1. Получение свободного от вирулентных свойств материала, который сохраняет только наиболее характерную антигенную специфичность патогена и в то же время достаточно иммуногенен (для этого иммуногенность нужной детерминанты усиливают специальным носителем).

2. Применение технологии рекомбинантной ДНК (используется вирус, у которого сохранены лишь те фрагменты ДНК, которые обеспечивают иммуногенность).

3. Использование генной инженерии (введение ответственных за синтез антигена фрагментов ДНК в геном клеточной культуры, которая начинает синтезировать необходимый материал). Первая белковая вакцина, при разработке которой использовался данный метод, получена для профилактики гепатита В.

4. Иммунизация генами (часть ДНК, ответственная за синтез антигена вводится в плазмиду, которая, затем инъецируется в мышечную ткань иммунизируемого животного и необходимые компоненты вакцины вырабатываются самим макроорганизмом).

5. Белковая инженерия (заключается в искусственном синтезе антигенных пептидов и последующем искусственном усилении их иммуногенности).

Использование перечисленных подходов для получения вакцин нового поколения должно существенно уменьшить число побочных эффектов вакцинации в связи с отсутствием в препарате балластных компонентов.

Вакцинация животных целесообразна до развития у них определенного заболевания. Иммунитет к определенному возбудителю заболевания сохраняется длительный период (может быть даже пожизненным) и часто определяется не столько эффективностью иммунной памяти, сколько изменением антигенных свойств самого патогена.

Пассивный иммунитетдостигается введением животному антител к определенным антигенам в организме. Он обычно искусственно создается непосредственно перед заболеванием или в начале его. Продолжительность пассивного иммунитета (при однократном введении антител) равна периоду полужизни введенных иммуноглобулинов (как правило, от 10 до 30 дней). Использование для пассивной иммунизации сывороток крови животных в последнее время активно заменяется применением моноклональных антител. Они свободны от балластного материала, что значительно снижает необходимую для профилактики заболевания и лечения дозу вводимого вещества и уменьшает вероятность побочного эффекта.

В настоящее время осваивается также применение антител для нейтрализации избытка полипептидных гормонов и гипоталамических рилизинг-факторов. Это позволит строго специфично влиять на определенные звенья эндокринной регуляции в организме.

Разновидностью пассивного иммунитета у новорожденных является колостральный иммунитет. Он возникает за счет передаваемых с молозивом (colostrum) иммуноглобулинов при выпаивании или подсосе. Антитела матери (преимущественно IgG) проходят, не разрушаясь, через желудок и стенку кишечника новорожденных в кровь, так как протеолитическая активность пищеварительных соков кишечника ингибируется содержащимися в молозиве веществами, а в желудке в молозивный период мало соляной кислоты.

Наибольшая концентрация иммуноглобулинов в молозиве наблюдается сразу после отела, а затем она быстро снижается (через 3-5 ч - в 1,5 раза, через 12 ч - в 3, через 3 сут - в 5, через 5 сут - в 10 раз). Интенсивность всасывания иммуноглобулинов у новорожденных тоже замедляется. Например, у телят сразу после рождения в кровь попадает до 50% антител молозива, через 20 ч - 15%, через 36 ч - ничтожное количество. Поэтому ранняя (уже в первые часы) дача молозива и обильное его выпаивание в последующем позволяют значительно снизить отход молодняка.

Колостральный иммунитет, как и другие варианты пассивного иммунитета непродолжителен (10-14 сут). Поэтому уровень материнских иммуноглобулинов в крови новорожденного постепенно снижается, а затем возрастает по мере созревания собственной иммунной системы.

Групповые факторы крови - это изоантигены на поверхности эритроцитов и лейкоцитов.

По совокупности генетически закрепленных признаков антигены объединяют в группы и системы. У человека известно 15 антигенных систем эритроцитов, но для практики переливания крови более важны: система АВ0 (4 группы) и резус-система (антигены Rh°, Rh', Rh'' и др.).

В системе АВ0 учитывают два антигена (агглютиногена) - А и В на эритроцитах и два агглютинина - анти-А (a) и анти В (b) в сыворотке. Агглютинины являются антителами преимущественно класса IgM, которые вероятно образуются при иммунизации животного микрофлорой кишечника (их антигены разнообразны и сходны с агглютиногенами эритроцитов). Поскольку животные контактируют с микрофлорой с момента рождения, иммунный ответ на отсутствующие в крови данного животного агглютиногены развивается задолго до возможного переливания донорской крови. Поэтому первое попадание в кровь реципиента эритроцитов с «чужими» антигенами вызывает быструю активацию уже имеющихся клонов лимфоцитов и плазматических клеток.

В норме сыворотка содержит только не взаимодействующие с собственными эритроцитами агглютинины. При переливании несовместимых групп крови агглютиногены А и В встречаются со специфичными к ним агглютининами (соответственно, анти-А и анти-В) и происходит агглютинация эритроцитов, которая сопровождается гемолизом (разрушением эритроцитов) и часто приводит к смерти реципиента.

Помимо агглютиногенов А и В, известно более 30 широко распространенных агглютиногенов, среди которых особенно важным для человека является резус фактор (Rh), который содержится на мембранах эритроцитов примерно 85% людей. По этому признаку людей делят на резус-положительных Rh⁺ (имеют резус фактор) и резус-отрицательных Rh^- (резус фактора нет).

Если эритроциты с резус фактором попадают в организм людей, у которых он отсутствует, то в их крови появляются специфичные к резус фактору агглютинины, которые являются иммуноглобулинами класса G. При повторном переливании резус-положительной крови резус отрицательным реципиентам, происходит агглютинация и гемолиз эритроцитов.

Резус фактор, в отличи от групп крови по системе АВ0, обязательно следует учитывать при беременности. У Rh^- матери плод может унаследовать резус фактор отца. В период беременности Rh⁺ плод вызовет появление соответствующих агглютининов в крови самки. Однако, при первой беременности выработка агглютининов к резус фактору, как правило, протекает медленно и до начала родов их концентрация в крови редко достигает величин, способных вызвать агглютинацию эритроцитов плода. Поэтому последствия этого обычно проявляются при повторной беременности с Rh⁺ плодом. В этом случае организм беременной реагирует быстрой выработкой соответствующих агглютининов, что приводит к агглютинации эритроцитов плода.

У сельскохозяйственных животных групповые антигенные факторы крови разнообразнее, чем у человека (к большинству этих антигенов антитела не вырабатываются). Эти антигенные факторы объединяют в группы и системы групп крови; последние обозначают буквами латинского алфавита - А, В, С, D, F, G, J. К, L и т. д.

Например, у КРС установлено 12 систем, у свиней - 14, у овец - 7, а у кур 14.

К настоящему времени в эритроцитах различных видов животных обнаружено более 200 различных агглютиногенов, 140 из которых объединены в 20 систем (групп), а остальные являются общими или индивидуальными. В каждой из этих систем имеется один или несколько агглютиногенов, составляющих разные группы крови. Они находятся на мембранах эритроцитов независимо от системы АВО и друг от друга. Данные системы агглютиногенов отличаются от системы АВ0 тем, что не содержат в плазме естественных агглютининов. Поэтому учет групп крови донора и реципиента по системе АВ0 необходим даже при однократном переливании крови. Остальные системы агглютиногенов необходимо учитывать лишь при частых переливаниях крови, беременностях и при пересадке органов.

Выявление антигенных факторов крови, изучение их связи с продуктивными качествами животных и устойчивостью к заболеваниям составляет задачи иммуногенетики животных. Показано, в частности, что гены групп крови, связаны с генами, определяющими молочную продуктивность и жизнеспособность коров. Поэтому отбор молодняка с учетом групповых факторов существенно повышает эффективность селекции.

Применяемые в настоящее время тесты для оценки групп крови позволяют контролировать происхождение животных и научно обосновывать их отбор при скрещивании, а также анализировать генетическую структуру пород и стад.

Иммунные процессы и воспроизводство тесно взаимосвязаны и играют важную роль в размножении сельскохозяйственных животных.

Спермии и семенная плазма обладают антигенными свойствами и способны вызывать образование спермоагглютининов в половом аппарате самки и плазме крови. Это, в свою очередь, может привести к расстройствам половой функций (снижению оплодотворяемости, эмбриональной смертности, нарушению цикличности половой функции).

Вынашиваемый плод в антигенном отношений чужероден для матери, поэтому возможен иммунологический конфликт (например, у животных такой конфликт возникает при пересадке эмбрионов). Это наиболее вероятно в тех случаях, когда антигенные свойства плода вызывают образование в крови матери антител класса G. Именно эти антитела обладают наибольшей способностью проникать через плацентарный барьер и, следовательно, повреждать ткани еще не родившегося животного. Например, IgG вырабатываются при резус-конфликте. В то же время, антитела к агглютиногенам АВ0 преимущественно относятся к IgM (имеют очень большой размер молекул и практически не проникают через плацентарный барьер) и поэтому отторжение плода из-за групповой несовместимости возникает редко.