Иммунитет крупного рогатого скота: практический подход к иммунологии и вакцинологии

ВЛИЯНИЕ СТРЕССА НА ИММУННУЮ СИСТЕМУ

ПОЛЕЗНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ © Мышечная te атрофия © Gn © ©. аbY Гипергликемия $ Провоспалительные {И РИСУНОК 10. * Противовоспалительные Глюкокортикоиды сы ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ Липолиз оказывают полезное или вредное воздействие в зависимости от количества и | Задержание продолжительности дей Потеря костной последа продукнии ерпечненажудистиь — гормонов. По систему ia ea Cohen and “еде! Глюкокортикоиды также могут усиливать синтез и Напротив, хроническое воздействие относительно высвобождение из надпочечников катехоламинов, которые высоких концентраций глюкокортикоидов может контролируютнеобходимые для оптимальныхважныенеобходимые для оптимальныхважные для оптимальныхважные оптимальныхважныеважные физиологические иммунных ответов,процессы, такие как иммунных ответов,процессы, такие как ответов,процессы, такие какпроцессы, такие как такие как как такихвызывать как чрезмерныйу животных катаболизмряд неблагоприятных белка и гипергликемия,воздействий, увеличение частоты сердечных сокращений, интенсивность а также способствовать развитию иммунной дисфункции. кровотока и сосудистый тонус (см. рисунок 3). Существует — Концентрация глюкокортикоидов особенно повышается у несколько прямых воздействий прямых воздействий воздействий глюкокортикоидов, которые, коров и телят перед отелом как следствие метаболического известно, регулируют величину и продолжительность и окислительного стресса, связанного с родами, началом стресс,воспалительныхнапример,ивоспалительныхнапример,инапример,ии иммунныхглюкокортикоидыответов.глюкокортикоидыответов.ответов. В ответмогутмогут навызыватьострыйвызыватьострыйострый лактациисочетании ис другимиадаптациейраспространеннымик внеутробной стрессовымижизни. При нейтрофилию (повышение количества нейтрофиловв нейтрофиловвв крови), факторами, такими как тепловой стресс, высвобождение репрессируя экспрессию молекул молекул адгезии на нейтрофилах и глюкокортикоидов может еще больше увеличиться. ограничивая миграцию в нижележащие нижележащие ткани. Глюкокортикоид-индуцированная нейтрофилия перед отелом обусловлена тем, что нейтрофилы не могут Более того, глюкокортикоиды могут супрессировать прикрепляться к рецепторам и мигрировать в ткани; высвобождение нескольких провоспалительных ингибирование миграции нейтрофилов может задержать цитокинов, связанных с системными заболеваниями, или даже предотвратить изгнание последа (увеличивая как ФНО-а, ИЛ-1В и ИЛ-12. И наоборот, низкие заболеваемость задержанием последа) и/или снизить концентрации ИЛ-1В, образующиеся во время активации врожденный иммунный ответ на инфекционные патогены.

Глюкокортикоиды также могут усиливать синтез и высвобождение из надпочечников катехоламинов, которые контролируютнеобходимые для оптимальныхважныенеобходимые для оптимальныхважные для оптимальныхважные оптимальныхважныеважные физиологические иммунных ответов,процессы, такие как иммунных ответов,процессы, такие как ответов,процессы, такие какпроцессы, такие как такие как как увеличение частоты сердечных сокращений, интенсивность кровотока и сосудистый тонус (см. рисунок 3). Существует несколько прямых воздействий прямых воздействий воздействий глюкокортикоидов, которые, как известно, регулируют величину и продолжительность стресс,воспалительныхнапример,ивоспалительныхнапример,инапример,ии иммунныхглюкокортикоидыответов.глюкокортикоидыответов.ответов. В ответмогутмогут навызыватьострыйвызыватьострыйострый нейтрофилию (повышение количества нейтрофиловв нейтрофиловвв крови), репрессируя экспрессию молекул молекул адгезии на нейтрофилах и ограничивая миграцию в нижележащие нижележащие ткани.

Более того, глюкокортикоиды могут супрессировать высвобождение нескольких провоспалительных цитокинов, связанных с системными заболеваниями, таких как ФНО-а, ИЛ-1В и ИЛ-12. И наоборот, низкие концентрации ИЛ-1В, образующиеся во время активации врожденного иммунитета, могут непосредственно стимулировать гипофиз к продукции АКТГ и впоследствии глюкокортикоидов, что может служить петлей отрицательной обратной связи? В совокупности эти изменения, связанные с глюкокортикоидами, считаются полезными для животного, поскольку предотвращают чрезмерную или неконтролируемую стимуляцию иммунных ответов, которая может вызвать тканевое повреждение и способствовать патогенезу заболеваний.Некоторые острые стрессовые реакции действительно считаются полезными для укрепления иммунокомпетентности и устойчивости к стрессу каку молодняка, так и взрослого молочного скота.”

Повышенные концентрации глюкокортикоидовтакже нарушают функциональную активность нейтрофилов, снижая фагоцитоз и киллинг микробных патогенов.

Глюкокортикоиды также могут влиять на врожденный иммунный ответ путем увеличения или уменьшения экспрессии других медиаторов воспаления, которые необходимы для организации высокорегулируемого

И СТРЕСС И ИММУНИТЕТ. КАК МЫ МОЖЕМ ПОДДЕРЖАТЬ ГОМЕОСТАЗ?

воспалительного — ответа.° Нарушение функций нейтрофилов и других м ta ОНТ иммунитета коррелировало сувеличением заболеваемости и тяжести нескольких экономически важных заболеваний молочного скота, включая мастит, метрит, задержание последа и респираторные заболевания. Есть некоторые основания полагать, что глюкокортикоиды могут ответов, такжекоторыевлиятьнеобходимына эффективностьдля успешной реад а лизацииптивных программ вакцинации. Некоторые критические изменения, наблюдаемые при высоких концентрациях глюкокортикоидов, включают нарушение миграции лимфоцитов, апоптоз лимфоцитов, секрецию цитокинов и снижение продукции антител. При повышенной концентрации глюкокортикоидов снижается уровень циркулирующихB-, Т-клетоки натуральных клеток-киллеров-? Когда коровы подвергаются хроническому стрессу, соотношение нейтрофилов и лимфоцитов часто увеличивается. Аналогичное увеличение соотношения нейтрофилов илимфоцитов происходит во время воспаления и эндотоксемии у взрослого крупного рогатого скота. Повышенные концентрации глюкокортикоидов, связанные с хроническим тепловым стрессом, могут депрессировать пролиферацию лимфоцитов, что является крайне важным этапом в адаптивном иммунном ответе. Резкие сдвиги в профиле лимфоцитов делают клеточный и гуморальный иммунный ответ неэффективным, в том числе и ответ на вакцинацию. Специфические стрессовые факторы могут по-разному влиять на ответ памяти и антительный ответ, но общая рекомендация заключается в том, чтобы вводить вакцины в периоды низкого стресса для минимизации неудач

-
4 и В _ < , 7 ~~ fyee - ,
\ ив| | ~*~~ — | .
P| >a а ь =
wat
< № \
>
> . i” „>> у к МР
И 2 => ^ Nan al
Р A“ ih Ss ~~™
é \ К = ce ewe
5 \™4, { $ $ 3 aba ея м<br>“4 ae a чек 5 В<br>4 \ 3% = }М Pe ых<br>‘a<br>; Ree ete Fe .<br>р м pte Se ЕС 58 к.<br>ex ga Das ANE Oe USS ee<br>м. > af abet \ Ах с Ry er “3<br>ee ae . А x ES < и }.
a
i ws sae? ~ 5 : i ‘ > AS, > с
: [Pe —— д. See

в программе вакцинации. Действительно, не рекомендуется совмещать слишком много мероприятий в области содержания (отъем, обезроживание, перемещение загона итд.) с вакцинацией.

Введениеспособностьвакцин иммуннойв 6 системыстрессовыереагироватьпериоды адекватноснижает и приводит к снижению защиты г

КОНТРОЛЬ ИММУНИТЕТА ЧЕРЕЗ ПИТАНИЕ Широко признано, что питательный статус крупного рогатого скота тесно связан с оптимизацией иммунных функций и общим состоянием здоровья. Потребности в нутриентах значительно изменяются в течение производственного цикла крупного рогатого скота, а сдвиги в метаболизме нутриентов в результате стресса связаны с иммунной дисфункцией и повышенной восприимчивостью к расстройствам здоровья. Действительно, снижение потребления корма и последующие изменения энергетического и белкового метаболизма во время стресса тесно связаны с ослаблением иммунитета. Дефицит определенных микронутриентов также усугубляет состояние окислительного стресса, который впоследствии может привести к снижению функциональных возможностей важных популяций иммунных клеток. Таким образом, изменения в потреблении нутриентов, метаболизме нутриентов и общем наличии определенных нутриентов могут быть общим звеном между дисфункциональными иммунными ответами, наблюдаемыми во время сильного или хронического стресса.

Энергетический баланс взаимосвязан со многими скотоводстве.стрессовыми В зависимостифакторами, откоторые типа стрессовоговстречаются факторав общее воздействие на чистый энергетический баланс может значительно отличаться. Например, количество ипотребляемойво время тепловогоэнергии частоили снижаетсясоциальногов передстресса,отеломно увеличивается во время лактации и холодового стресса. Общее влияние энергетического баланса на иммунную систему будет зависеть оттого, насколько хорошо животное адаптируется к этим проблемамс метаболизмом (таблица 2). Тяжелый ОЭБ, возникающий во время метаболического стресса, может вызвать чрезмерное повышение концентрации СЖК в плазме крови. В транзитный период повышенная концентрация СЖК (> 0,75 мэкв/л) считается фактором риска, ассоциирующимся с повышенной восприимчивостью к метаболическим и инфекционным заболеваниям. Повышенные концентрации СЖК в плазме крови коррелируют с ухудшением функции нейтрофилов периферической крови у коров транзитной группы. Снижение уровня нейтрофилов периферической крови

82 |

ВЛИЯНИЕ СТРЕССАНА ИММУННУЮ СИСТЕМУ

ТАБЛИЦА 2. Нарушение чистого энергетического баланса в ответ на отдельные стрессовые факторы, которое приводит к дисфункциональным иммунным ответам.

и функции мононуклеарных клеток до отела было предиктором последующих расстройств здоровья во время ранней лактации, включая мастит, метрит, задержание последа и межпальцевой дерматит. Изменение уровня СЖК в плазме крови может влиять на функции иммунных клеток как прямо, таки косвенно. Как состав, так и концентрация СЖК могут нарушать нормальные иммунные ответы, изменяя функциональные возможности эндотелиальных клеток, нейтрофилов и лимфоцитов крупного рогатого скота. ОЭБ,Определенныетакже могут метаболиты,негативно влиятьассоциирующиесяна популяциис иммунных клеток. Например, В-гидроксибутират, метаболит, наблюдаемый у коровс кетозом, ингибирует антимикробныеглюкозы, еще однамеханизмыметаболическаянейтрофилов.адаптацияДоступностьк ОЗБ, может влиять на функцию иммунных клеток, поскольку глюкоза является основным источником энергии для макрофагов и нейтрофилов. Значительное снижение концентрации глюкозы в крови во время интенсивной мобилизации липидов и кетоза может отрицательно влиять на защитные механизмы хозяина, лишая иммунных клеток топлива, необходимого для активности.

Стрессированный молочный скот продуцирует чрезмерное количество РФК, что может привести к окислительному стрессу и нарушению иммунных ответов. Окислительный стрессможет вызывать аберрантные воспалительные ответы, активируя провоспалительный транскрипционный фактор NF-kB, увеличивающий экспрессию провоспалительных

цитокинов (например, ФНО-а, ИЛ-1В и ИЛ-6) и мощных липидных медиаторов (например, простагландинов, лейкотриенов и тромбоксанов). Воздействие макрофагов, нейтрофилов и эндотелиальных клеток на эти медиаторы воспаления может увеличить образование РФК за счет усиления метаболизма, что еще больше усугубит окислительный стресс. Транзитный период — это время усиления окислительного стресса. Макрофаги, выделенные от коров во время ранней лактации, были более чувствительны к стимуляции эндотоксином и продуцировали значительно больше ФНО-а, чем клетки, полученные от коров, не испытывающих окислительный стресс. Кроме того, степень хронического воспаления и окислительного стресса у коров транзитной группы может быть еще более факторов,выражена притаких воздействииKak O36, тепловойнескольких других стрессовыхстресс и заражение инфекцией. Окислительный стресс вызывает повреждение клеточных мембран, что приводит к нарушению функциональнойНейтрофилы, подвергшиесяспособности популяцийокислительномуиммунныхстрессу,клеток. обладают пониженной способностью к фагоцитозу и внутриклеточному киллингу бактерий. Неудивительно, что коровы, страдающие отокислительногостресса, подвержены увеличению заболеваемости и тяжести метаболических и инфекционных заболеваний во время ранней лактации.“ Обеспечение коров транзитной группы микронутриентами, поддерживающими механизмы антиоксидантной защиты, таких как селен и витамин Е, может уменьшить тяжесть колиформного мастита Эти результаты подтверждают дополнительное воздействие окислительного стресса и усиленных системных воспалительных ответов у коров транзитной группы и могут способствовать увеличению заболеваемости и тяжести расстройств здоровья во время ранней лактации.

[83_