ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЧТО, ГДЕ, КОГДА: ИММУННАЯ _| |, СИСТЕМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
ВВЕДЕНИЕ
Эффективные поверхностные барьеры наряду со сложной системой клеточного и биохимического взаимодействия, составляющие иммунный ответ, защищают животное от патогенов
Иммунная система жизненно важна для здоровья крупного рогатого скота. Иммунная защита от большинства микроорганизмов начинается с барьеров, выстилающих кожу и поверхности слизистых оболочек. Они являются как физическими, так и функциональными. Если патоген преодолел эту первую линию защиты, начинает действовать врожденный иммунный ответ с помощью фагоцитарных клеток и продукции различных цитокинов, Другойхемокиновявляется функциейактивацияи белков, атакующихадаптивноговрожденнойинвазирующие(такжеиммуннойизвестного организмы.системыкак
приобретенный) иммунного ответа. Адаптивный иммунный ответ с помощью В-клеток, Т-клеток, цитокинов и антител приводит к целенаправленной атаке на микроорганизм, а также обеспечивает патоген-специфическую память, защищающую от последующего инфицирования тем — же инфекционным агентом. Механизмы, составляющие иммунный ответ, обобщены на рисунке 1. Иммунный ответ тщательно регулируется, чтобы предотвратить чрезмерную системную реакцию и причинение вреда организму. Эта регуляция, известная как гомеостаз, поддерживает правильный баланс иммунного ответа.
БАРЬЕРЫ
Инвазия и
инфицирование
ВРОЖДЕННЫЙ ИММУНИТЕТ
+
Воспаление
+
АДАПТИВНЫЙ ИММУНИТЕТ
Кожа, слизистые оболочки и секреты Барьерные быстро регенерирующиеся поверхности, перистальтическое движение, мукоцилиарный эскалатор, рвота, мочетечение/ слезотечение. кащель;лизоцимисевреть:сальных желез/слизистые секреты, желудочный сок, ROMMSHCAIBHBIE организмы
Клеточная, цитокиновая и белковая защита
Интерфероны, антимикробные пептиды,
хемокины, цитокины (провоспалительные,
противовоспалительные и
Т-стимулирующие), белки комплемента,
толл-подобные рецепторы, фагоцитоз,
натуральные клетки-киллеры
диеКлеточная и гуморальнаяTikesаыы
РИСУНОК 1. Барьерный, врожденный и адаптивный иммунные компоненты иммунного ответа. Любезно a предоставлено D. Topham, Университет Рочестера, США.
СЛИЗИСТЫЙ БАРЬЕР И МИКРОБИОМ
Слизистый барьер и здоРОВЫЙ МИКРОбИОМ защищают кишечник и дыхательные пути от инвазии микроорганизмов
ЗОНА ПОРАЖЕНИЯ И СЛИЗИСТЫИ БАРЬЕР . Мукозальный эпителий, выстилающий кишечник и верхние дыхательные пути, выполняет несколько функций. Эпителиальные клетки кишечника, называемые энтероцитами, важны как для секреции, так и для абсорбции.В верхних дыхательных путях они известныкк ресничные эпителиальные клетки и специализируются на удалении частиц и патогенов, чтобы предотвратить их попадание в легкие. В обоих случаях эпителиальные клетки имеют несколько адаптационных приспособлений к своей роли «первых реагирующих» на микроорганизмы на поверхности слизистой оболочки (рисунок 2):
-
ш_ эпителиальные клетки связаны между собой плотными контактами, образуя физический барьер против инвазии микроорганизмов.
-
и бокаловидные клетки слизистой оболочки секретируют слизь и муцины, образующие защитный слой покрывающий поверхность слизистой оболочки.
-
и энтероциты и ресничные эпителиальные клетки секретируют антимикробные пептиды в слизистый Слой.
-
ш плазмоциты в собственной пластинке слизистой оболочки, лежащей под эпителием, секретируют димерный иммуноглобулин А (IgA), который транспортируется к поверхности слизистой оболочки и высвобождается в слизистый слойв виде секреторного IgA.
-
и внутренний СЛИЗИСТЫЙ слой, содержащий антимикробные пептиды и секреторный IgA, образует «зону поражения», стратегии проникновения в которую выработали лишь немногие патогены или комменсалы.
Собственная пластинка слизистой оболочки также содержит другие иммунные клетки, включая макрофаги, регуляторные Т-клетки и дендритные клетки.
- Зона поражения, эпителий и собственная пластинка слизистой оболочки вместе образуют сильный барьер против инвазии, известный как слизистый барьер.
— МИКРОБИОМ
Микробиом является важным компонентом оси «микробиом-кишечник-иммунная система-мозг», системы обмена информацией внутри организма, которая важна для поддержания здоровья животного. |
Понимание сложности микробной экосистемы кишечника (микробиома), которая эволюционировала, чтобы помочь оулучшить барьерную и иммунную функцию, имеет большое значение (см. главу 7). Изменение микробиома, известное как дисбиоз, может нанести серьезный вред. Микробный дисбаланс может снизить защиту от проникновения патогенов путем деплеции зоны поражения: слизистый слой истончается, а количество секреторного IgA и антимикробных пептидов резко снижается. Это ослабляет барьер и позволяет патогенам взаимодействовать со слизистой оболочкой, что приводит к повышенному риску заболевания. Снижение потребления пищи и воды может способствовать развитию дисбиоза и послеотъемной диареи. При = дисбиозе популяции бактерий, продуцирующих молочную кислоту (Lactobacillus), уменьшаются, что повышает PH кишечника, а поскольку низкий рН кишечника является бактерицидным,патогенам. Одним изэто механизмовповышает действиявосприимчивостьнутрицевтиковк (т.е. пребиотиков, пробиотиков, эфирных масел) является минимизация дисбиоза за счет увеличения количества симбиотическихколичества оппортунистическихмикробов и таким патогенов.образом снижения
] ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЧТО, ГДЕ, КОГДА: ИММУННАЯ _ СИСТЕМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Просвет Комменсалы АМП Секреторный IgA
—_ | ~ mgAa fo: „ Ка ый В Наружный
- > FS
и | | emao #& eo!»= aть ре= “|Зее> 5„-__4 epeeSean
Бокаловидная ped 0° % ° №. „2 поражения
клетка ЛЯ y .* Внутренний
| | |2 ee О 7 CM3UCTbIN
1 Г | 1 1 i “e 06 ee т и = cnon
ee @eeeeé -.@ оф @
Энтероцит
А.
\ = al %. 2 р’ :
и wy ad я ?
\i7 м . @
|3 a ae -клетка (GA) й аx .
MG = ® Thi барьер
: © e = a Слизистый
крофа дк 7 $Ay Th17 a
|4 м i «3, W-10,
/ gt Й NW © ToP-B
7
Ss Ра и’ =
a a > йи -
:8 Е= ь я Соб
ae e т Treg e пластинка слизистойственная
В-клетка (IgA) р оболочки
pe
i
Периферические лимфоидные органы Тимус
(1) Слизь образует барьер, ограничивающий контакт между микробиотой и тканью хозяина и предотвращающий микробную транслокацию. (2) Эпителиальные клетки продуцируют антимикробные пептиды (АМП), которые также играют важную роль в ограничении воздействия комменсальной микробиоты. (3) Транслоцирующие комменсалы быстро уничтожаются резидентными макрофагами тканей. (4) Комменсалы или их антигены также могут быть захвачены дендритными клетками (ДК); они движутся к брыжеечному лимфоузлу из собственной пластинки слизистой оболочки, но не проникают дальше. Они презентируют комменсальные антигены, которые праймируют специфические регуляторные Т-клетки (Treg), Т-хелперные клетки (Th17) и!ВА-продуцирующие В-клетки. Активированные комменсалспецифические лимфоциты проникают в собственную пластинку слизистой оболочки и пейеровы бляшки. В пейеровых бляшках Ттед-клетки могут стимулировать переключение класса иммуноглобулинов и генерацию IgA против комменсалов. Эпителиальный барьер, внутренний слизистый слой, IGA, дендритные клетки и Т-клетки составляют слизистый барьер, который ограничивает прохождение и воздействие комменсалов на кишечник.
РИСУНОК 2. Слизистый барьер. По материалам Belkaid and Hand,' с разрешения.
