Иммунитет крупного рогатого скота: практический подход к иммунологии и вакцинологии

МЕХАНИЗМЫ ВРОЖДЕННОЙ% ЗАЩИТЫ

Как и макрофаги, НК-клетки участвуют в инициации адаптивного иммунного ответа. После стимуляции клетки продуцируют интерферон гамма (ИФН-у), который: 5 ш активирует компоненты клеточно-опосредованной иммунной системы, включая — цитотоксические Т-лимфоциты и макрофаги; и способствует активации самих НК-клеток; в индуцирует дифференцировку Т-хелперных (Th) клеток в ГИ1 клетки, важные для клеточно-опосредованного иммунитета и памяти.

Таким образом, НК-клетки являются важной частью врожденного защитного ответа, как за счет прямого киллинга инфицированных клеток, так и за счет

ВРОЖДЕННЫЕ ИММУННЫЕ ФАКТОРЫ Антимикробные пептиды

Антимикробные пептиды (также известные как защитные пептиды хозяина или дефензины) представляют собой небольшие пептиды, которые отличаются по структуре и антимикробной функциональной активности. Они располагаются преимущественно на поверхностях слизистых оболочек, где секретируются эпителиальными клетками, и в фагоцитарных клетках. Они индуцируются микробиотой в просвете кишечника и дыхательных путях, образуют химический барьер для ограничения инфицирования на эпителиальных поверхностях и атакуют инвазирующие бактерии (рисунки 1 и 2). Антимикробные пептиды также продуцируются НК-клетками. Наряду с антимикробными свойствамиВполне вероятно, они обладаютчто эти двеиммунорегуляторными роли разделены, что функциями. открывает возможности для новых разработок противомикробных

Комплемент

р

Система комплемента опосредует воспалительный ответ, борется с бактериальными инфекциями^{ииграет} важную роль в аллергических реакциях и реакциях гиперчувствительности.

7 20Системасывороточныхкомплементабелков,состоиткоторыеиз попослеменьшейактивациимере последовательно амплифицируются посредством системы ферментативного каскада. Существует три пути активации:

• и классический путь, запускаемый комплексами антигенантитело (IgG и IgM).

• ш альтернативный путь, активируемый комплексами антиген-антитело(IgA IgE), некоторыми бактериальными продуктами, такими как эндотоксин, и протеазами, высвобождаемыми при тканевом повреждении.

• и маннан-связывающий путь, распознающий на поверхности бактерий молекулы, отличные от тех, что присутствуют на клетках хозяина.

Все три пути заканчиваются расщеплением третьего компонента комплемента, C3, запуская образование мембраноатакующего комплексаи вызывая гибель целевой клетки путем разрушения ее мембраны. Расщепление C3 также приводит к продукции факторов, вызывающих вазодилатацию и повышение проницаемости сосудов, что борьбе с инфекцией. Некоторые компоненты комплемента являются хемотактическими и аттрактируют фагоцитарные клетки к месту инфицирования. Они также могут опсонизировать инфекционные агенты для увеличения их захвата фагоцитарными клетками. Система комплемента важна для опосредования воспаленияи борьбы с бактериальными инфекциями, но она также способна вызывать серьезное и даже опасное для жизни повреждение, если ее не регулировать; поэтому существуют жесткие механизмы контроля.

Толл-подобные рецепторы и МО)-подобные рецепторы

Толл-подобные рецепторы — это семейство рецепторов, которые присутствуют на поверхности клеток врожденной иммуннойкак рецепторы распознаваниясистемы. Ониобразов,классифицируютсякоторые распознают так называемые патоген-ассоциированные липополисахариды, — пептидогликаны, насыщенные цитозин-гуаниндинуклеотидами (CpG) неметилированные олигонуклеотиды и двухцепочечные РНК. Связывание толл-подобных рецепторов с этими микробными компонентами инициирует сигнальные пути, приводящие квоспалительному ответу, который помогает активировать другие аспекты врожденного иммунитета и инициировать приобретенный иммунный ответ (таблица 1).

Толл-подобные рецепторы являются основным инструментом раннего обнаружения микробной инвазии и ответа на нее, а также ключевым компонентом врожденного иммунитета.

ТАБЛИЦА 1. Лиганд и ответы на патогены, ассоциирующиеся с толл-подобными рецепторами (TMP) иМОО-подобными рецепторами (NOD) у крупного рогатого скота.

Вакцинные адъюванты, полученные из бактерий, могут усиливать иммунный ответ на вакцины путем связывания с толл-подобными рецепторами (см. главу 5).

регуляция экспрессии цитокиновых рецепторов является важным механизмом контроля ответа на цитокины. Цитокины, играющие важную роль в опосредовании врожденного иммунитета, включают интерфероны | типа (ИФН-а/В) и провоспалительные цитокины: интерлейкин-1 бета (ИЛ-1 В), интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли альфа (ФНО-а). Другие цитокины и ИФН-у рассматриваются ниже (см. «Адаптивный «Адаптивный иммунитет»).

NOD-nogo6Hbie рецепторы являются еще одним и провоспалительные цитокины: интерлейкин-1 бета семейством рецепторов распознавания образов, которые (ИЛ-1 В), интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли находятся в цитоплазме, а не на поверхности клетки. альфа (ФНО-а). Другие цитокины и ИФН-у рассматриваются ниже (см. «Адаптивный «Адаптивный иммунитет»). Цитокины Цитокины— это небольшие белковые или гликопротеиновые Интерфероны | типа молекулы,Beemсистемыих влиянию.т способныcede секретируемыеСекрецият секретироватьцитокинов, молекулклеткамицитокины ae5икак служащие Еправило,и мт подвергаться oeв качествеявляетсяй повышаю Интерфероныeaeлокируют резистентность ЗАВЕТЕ провоспалительные| типа AMADORможноклетокобнаружитьк ati вируснойпути, ФИОoeвинфекции,повышаюттечение| Oui кратковременной, происходит в ответ на специфические активность НК-клеток и усиливают экспрессию молекул стимулы и обычно действует локально при низких главного комплекса гистосовместимости (ГКГСО) на концентрациях.клетку,чентрацкоторая имеетЦЦитокинспецифическиебудетет ддействоватьдля него рецепторы;только на антигенаповерхностир Т-клеткам.клеток, тем самым yувеличивая презентациюр 4

12

Провоспалительные цитокины — фа ктор некроза опухоли альфа, ИЛ-1В и ИЛ-6 пП ро дуцируювоспали т сяельныемакрофагамицитокиныв(ИЛ-18В,ответ наИЛ-6,бактериальную and ФНО-а) инфекцию (рисунок 5). ФНО-а также продуцируется НК-клетками в ответ на вирусные, протозойные или грибковые инфекции и тканевое повреждение. Эти цитокины стимулируют печень к продукции белков острой фазы, стимулируют высвобождение аминокислот из мышечной ткани и могут индуцировать кахексию или истощение при хронических инфекциях (рисунок 6). Кроме того, они вызывают системные ответы, включая

лихорадку, потерю аппетита и вялость. На низких уровнях они способствуют продукции лейкоцитов в костном адгезиимозге лейкоцитои их выс в обожк эн д отелиальнымению в кровьклеткам,(лейкоцитозу), миграции лейкоцитов в ткани и миграции макрофагов и дендритных клеток во вторичные лимфоузлы, что приводит к активации адаптивного иммунного ответа. (рисунок 5). Их присутствие в небольших количествах необходимо для эффективной стимуляции адаптивного иммунного ответа; однако в больших количествах они могут вызвать гиповолемический шок и смерть (например, при колиформном мастите).

rr

Кровь
Моноцит
Бактерии Хемокины
“ e.© Хемотаксис
>> Г] i ee
c it- ~~
f , —. \
/ A 2 artes
К,< < {
fie ~ Нейтрофил
11.) ^
1a: ‘
UG, 7 : Nas a hg ose e ee eaeeas é
`--- а ИЛ-1В, ИЛ-6, ФНО-а
ieee el =...)
Scent _-"
e >.”
Активированный ee® ИЛ-8
макрофагроф Простагландины, Лимфоцит 2=
лейкотриены $ то

Макрофаги продуцируютхемокины, которые рекрутируют больше нейтрофилов вткань.Они также продуцируют местныемедиаторы воспаления, такие какпростагландины илейкотриены, атакже провоспалительные цитокины, включая ИЛ-1В, ИЛ-6 и ФНО-а, которые оказывают локальное действие, повышая миграцию нейтрофилов рповышая экспрессию селектинов и других эндотелиальных рецепторов,‘ способствующихMig tue aперемещению T- и‘ В-лимфоцитов из венул в лимфоузел, а также снижая эфферентный лимфоток, что приводит к концентрации T- и В-лимфоцитов в региональном лимфоузле для повышения вероятности специфического адаптивного иммунного ответа.

&рРИСУНОК 5. Активация воспалительного ответа макрофагами. По материалам Goldsby et al.*