Обзор иммунной системы

Организм всех млекопитающих обладает различными видами защиты против вторжения болезнетворных агентов (патогенов), начиная с неспецифичных и заканчивая специфичными. Неспецифические физические барьеры, такие как кожа и слизистые оболочки, защищают от первоначального проникновенияв организм патогенов, таких как бактерии, вирусы и паразиты. Однако после того как ими преодолены эти барьеры, функциональной иммунной системе требуется сформировать специфичную реакцию по защите и очищению организма от инфекции. Иммунная система представляет собой сложную сеть специализированных и взаимодействующих тканей, органов, клеток и химических веществ.

Иммунитет может быть врожденным (присущим) или приобретенным. Собаки и другие млекопитающие, включая человека, рождаются с врожденным иммунитетом, который состоит из клеточных и химических защитных механизмов, которые очень зависят от распознания различия между вторгшимися микроорганизмами (называемые патогенами) и самим организмом или его частью. После обнаружения патогенов активизируются ферменты, которые переваривают стенки бактериальных клеток, а также подключаются клетки, которые распознают эти вторгшиеся микроорганизмы и разрушают их. Эта реакция специфична и не требует предварительной иммунизации, но она запаздывает и ее обычно не достаточно для того, чтобы очистить организм от патогена. Скорее всего, она служит для сдерживания инфекции до развития следующего защитного уровня - известного как приобретенный иммунитет.

Приобретенный иммунитет – это гораздо более сложная система, которая может быстро дать специфический ответ на вторгшиеся патогены. Его можно разделить на клеточно-опосредованный и гуморальный иммунитет. Клеточно-опосредованный иммунитет состоит из T и B клеток (Т- и В-лимфоцитов) и их взаимодействия. Эти клетки крови распознают инородные микроорганизмы по составу их белков (антигена) и через межклеточные взаимодействия и выработку цитокина (растворимые иммунные медиаторы), приводят к производству дополнительных T и B клеток (пролиферативная реакция). Эти клетки затем отвечают за поддержание иммунного ответа, уничтожая патогены и инфицированные клетки, они также прекращают иммунную реакцию, как только организм очистится от инфекции. Также некоторые клетки выживают, они известны как клетки памяти. В случае повторного нападения этого же возбудителя иммунная система сможетотреагировать гораздо быстрее и эффективнее, благодаря этим клеткам памяти.

Гуморальный иммунитет также относят к антитело-опосредованной иммунной реакции. Как только вторгшийся патоген распознан, патоген-специфические В-лимфоциты начинают быстро размножаться и трансформироваться в клетки, выделяющие антитела (клетки плазмы). Антитела – это иммунные белки, переносимые кровью (иммуноглобулины), которые способны связываться с инфицированными клетками, а также со свободными микроорганизмами, что приводит к их уничтожению. Существует пять различных изотипов иммуноглобулина (IgG, IgA, IgM, IgEи IgD). Двумя наиболее распространенными в сыворотке изотипами являются IgG и IgM. Как и в случае с Т-клетками, В-клетки памяти остаются после инфекции, чтобы вырабатывать специфические антитела в случае обнаружения такого же патогена.

Врожденный иммунитет

Когда щенки рождаются, они появляются из стерильной среды (матки) и становятся подвержены воздействию множества микроорганизмов, которые все являются потенциально патогенными. К сожалению, иммунная система не является полностью функциональной и развитой в течение некоторого времени после рождения. В результате новорожденные щенки подвержены инфекционным заболеваниям в первые несколько недель жизни и требуют поддержки иммунной системы для того, чтобы выжить. Эта поддержка обеспечивается матерью через передачу иммунных клеток и иммуноглобулинов с молозивом и молоком, это обеспечивает некоторый уровень иммунной защиты у новорожденных. Такая передача иммунитета от матери новорожденному имеет большое значение для его выживания.

Затем требуется время для развития иммунной системы и ее полной функциональной способности. Согласно научным данным, распределение типов иммунных клеток в организме и их реакция изменяются по мере роста и развития щенков и котят.1 Количество Т-лимфоцитов значительно меньше, и их пролиферативная реакция на антиген менее значительна в организме щенков, по сравнению со взрослыми собаками.2,3 И только к возрасту 16 недель в организме щенков количество лимфоцитов аналогично их количеству у здоровых взрослых собак..3,4

Несмотря на то, что наши знания о том, как и когда созревает иммунная система щенка, являются неполными, многое из того, что мы действительно знаем, связано со способностью щенка реагировать на вакцинацию.
Исследования показали, что щенки способны развить специфическую иммунную реакцию на вакцинацию, похожую по своему характеру на реакцию взрослых собак, но меньшей интенсивности, в течение первых 24 часов после рождения,5 и даже в присутствии материнских антител.6 Эти исследования показали, что щенки обладают функциональной системой как B-лимфоцитов, так и Т-лимфоцитов.

Состояние иммунной реакции молодых щенков является важным фактором для заводчиков и ветеринаров, так как они пытаются защитить этих животных от инфекционных заболеваний. Прививки очень важны для обеспечения этой защиты. Прививка призвана стимулировать гуморальную (антитело-опосредованную) и/или клеточную иммунную реакцию на антиген и формировать надлежащую иммунную память, чтобы гарантировать, что последующее воздействие на животное возбудителя инфекционного заболевания не приведет к болезни.

Поскольку щенки, находящиеся на грудном вскармливании, защищены от болезней антителами, которые они получают от матери, и вследствие недостаточной развитости их иммунной реакции процесс вакцинации обычно начинается после отлучения от матери и продолжается до момента, когда исчезают переданные матерью антитела и иммунная реакция щенка становится более стойкой. На практике это приводит к тому, что первые прививки вводятся щенкам в возрасте 6-9 недель, и проводится повторная вакцинация каждые 3-4 недели до тех пор, пока животному не исполнится около 16 недель (таблица). Животным, которые не получили молозива или молока матери, прививки можно начинать ставить в возрасте 2-3 недель и далее повторять каждые 3-4 недели до достижения ими возраста 16 недель. Характерным исключением являются вакцины от бешенства, которые обеспечивают продолжительный иммунитет и повторяются только через 12 недель или по предписанию местного законодательства. Владельцам и заводчикам следует обсудить стратегии по вакцинации со своим ветеринаром для получения конкретных рекомендаций для своих животных.
Питание и иммунная функция

Зависимость между питанием и иммунитетом установлена фактами. Уже давно известно, что при питании с дефицитом белка, энергии, минералов, витаминов и незаменимых жирных кислот иммунитет ухудшается.7 Недавние исследования показали, что добавки всего вышеуказанного сверх минимального необходимого уровня успешно улучшали здоровье и иммунную функцию разнообразных видов животных, включая собак. Одна группа питательных веществ, которая вызвала особый интерес из-за повышения иммунной функции, известна как антиоксиданты.

Считается, что антиоксиданты улучшают иммунную функцию, воздействуя на свободные радикалы.8 Свободные радикалы (также известны как активные формы кислорода) - химически активные соединения, характеризующиеся наличием неспаренных электронов, которые вырабатываются ежедневно в организме в результате аэробного (окислительного) метаболизма и нормального функционирования иммунной системы. Однако если накопление свободных радикалов не контролируется, это может повредить здоровые клетки. Основной мишенью этих активных форм кислорода являются двойные связи, которые обычно встречаются в высоких концентрациях в полиненасыщенных жирных кислотах в клеточных мембранах. Иммунные клетки особенно чувствительны к повреждению свободными радикалами, потому что их клеточные мембраны содержат высокий уровень этих полиненасыщенных жирных кислот. В организме имеются системы для борьбы со свободными радикалами, включая ферментные системы, эндогенные агенты и антиоксиданты. Антиоксиданты могут быть получены через рацион, включая витамин Е, β-каротин и лютеин.

Витамин Е

Под витамином Е понимается термин, используемый для обозначения совокупности мощных, химически схожих антиоксидантов. Одна из форм витамина Е, a-токоферол, наиболее распространена в организме,9 она обладает высокой биологической активностью10, 11 и делает обратимыми симптомы дефицита витамина Е в организме человека.12 В клетках витамин Е способствует стабильности мембраны, регулирует подвижность мембран и защищает клеточные компоненты от окислительных повреждений. Интересно, что в иммунных клетках имеется более высокий уровень витамина Е, чем в других клетках13,14; как уже упоминалось, эти клетки содержат высокий уровень жирных кислот, которые делают их более восприимчивыми к окислительному повреждению.

Добавление витамина Е, как доказано исследованиями, увеличивает в различной мере иммунную функцию у некоторых видов животных, включая кошек.15 Исследования показали, что добавление витамина Е в вакцины в качестве вспомогательного средства, увеличивает эффективность иммунной реакции в титрах (антителах) на вакцинацию у некоторых видов животных.16-19Внутримышечная инъекция витамина Е перед вакцинацией, а также прием пищевых добавок с витамином Е также приводят к увеличению эффективности иммунной реакции в титрах.20-23 Хотя пищевые добавки с умеренным уровнем витамина Е могут повысить реакцию на вакцинацию, исследования на организме человека показали, что избыточный прием добавок с высоким уровнем витамина Е снижает иммунную реакцию в титрах (антителах) при вакцинации от гриппа.23 Недавние исследования на кошках, проведенные компанией Iams, определили норму витамина Е, обеспечивающую эффективность иммунной системы, и считается, что эта норма аналогична для собак.

β-каротин

Другая группа антиоксидантов, которые могут улучшить иммунную функцию,- это каротиноиды. Каротиноиды – это растительные пигменты естественного происхождения, которым приписывают важную роль в модулировании иммунитета и здоровья людей и животных24-27 Исследования показали, что β-каротин увеличивает количество иммунных клеток28, 29 улучшает их функцию29-33, а также модулирует неспецифическую клеточную защиту.29,34

Исследования, спонсируемые компанией Iams, показали, что β-каротин эффективно усваивается в организме собак.35,36 Кроме того, после 8 недель приема β-каротина по 20 мг в день у взрослых биглей увеличился доминирующий уровень антител, а также с этим связывают увеличение эффективности реакции гиперчувствительности замедленного типа (DTH) (с помощью которого измеряется клеточно-опосредованный иммунитет).35 В последующих исследованиях, спонсируемых компанией Iams, пищевые добавки с β-каротином приводили к изменению количества иммунных клеток, увеличению эффективности пролиферативной реакции T-и B-лимфоцитов и увеличению реакции DTH в организме собак.37 Прием β-каротина также был показан для улучшения различных показателей иммунной функции у собак старшего возраста, равно как и у взрослых собак.35,37

Лютеин

Лютеин - еще один каротиноидный антиоксидант, в больших количествах содержащийся в растениях и микроорганизмах; он является основным каротиноидом крови у некоторых видов живых организмов (люди, куры). Как и β-каротин, лютеин действует как антиоксидант, защищая содержащие липиды клеточные мембраны от окислительного повреждения 38 и имеет выраженный синергетический защитный эффект при смешивании с другими каротиноидами.39

У собак лютеин может усваиваться из рациона и абсорбироваться лимфоцитами крови.40,41 Есть сведения о том, что лютеин улучшал иммунную клеточно-опосредованную реакцию, например, гиперчувствительность замедленного типа и пролиферативную реакцию лимфоцитов у собак после 6 недель приема пищевой добавки.41 Кроме того, гуморальный иммунитет, определяемый как повышенный уровень IgG, также улучшился у этих собак после приема пищевых добавок с лютеином.

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТОВ

Комплекс антиоксидантов

Было доказано, что витамин Е, β-каротин и лютеин улучшают иммунную функцию у различных видов живых организмов, включая собак. Однако их влияние на щенков не сообщалось. Чтобы определить влияние этих антиоксидантов в комплексе на иммунную функцию, 40 щенков были разделены после отлучения от матери (в возрасте 6 недель) по помету, весу тела и полу на две экспериментальные группы. Контрольную группу кормили полноценным питанием (Eukanuba® MediumBreedPuppyFormulaдля щенков пород среднего размера), а экспериментальную группу кормили тем же кормом, но с добавкой витамина Е, лютеина и β-каротина. Эксперимент продолжался в течение четырех месяцев, и в различные моменты времени отбирались пробы крови для определения степени пролиферации лимфоцитов. Щенки были вакцинированы в течение этого периода кормления в соответствии со стандартными процедурами. По прошествии 4-х месяцев такого кормления щенки были ревакцинированы (для измерения реакции вторичной вакцинации), и были отобраны пробы крови для оценки гуморального иммунного ответа. После того, как последняя проба была отобрана, животным был введен новый антиген (бараньи эритроциты [sRBC]); для измерения первичной реакции на вакцинацию) и были отобраны пробы в различные моменты времени для анализа титра антител в сыворотке.

Результаты

Результаты этого исследования показали, что у щенков, которые с кормом получали добавку комплекса антиоксидантов, были отмечены реакции со значительно более высокой пролиферацией лимфоцитов при воздействии на различные клетки, с тестированием функции T- и B-лимфоцитов (Рисунки1-3). Чем дольше щенков кормили таким рационом, тем большая разница наблюдалась между экспериментальными группами. Антиоксидантные пищевые добавки, таким образом, значительно улучшают T-и B-клеточно-опосредованную иммунную функцию у щенков
У щенков, которым давалась антиоксидантная добавка, также оказалась более высокая гуморальная иммунная реакция (в титрах антителах) на вакцину от чумки, парагриппа и парвовируса в конце периода экспериментального кормления (Рисунок 4).
Эти более высокие уровни гуморальной реакции указывают на более эффективную реакцию на вакцинацию, при одновременной низкой вероятности последующего инфицирования этими вирусами. Кроме того,группа, которой давали антиоксидантную добавку, сформировала значительно выше титры IgM к прививке sRBC (Рисунок 5). Ответ в IgM является первоначальным ответом, производимым гуморальным иммунитетом, и, таким образом, это подтверждает, что группа щенков, которой давали антиоксидантную добавку, показала значительно улучшенную неспецифическую гуморальную иммунную функцию.
Заключение

Научные данные свидетельствуют о том, что щенки могут получить пользу для иммунной функции от повторной вакцинации. У щенков иммунная реакция менее выражена, чем у взрослых собак, что способствует развитию уязвимого периода, когда они подвержены более высокому риску заболевания и смерти. Предыдущие исследования у собак, а также других видов животных, показали, что пищевые добавки могут влиять на иммунную функцию. Это недавно проведенное исследование показывает, что у новорожденных щенков пищевые добавки с антиоксидантами могут улучшить клеточную и гуморальную иммунную функцию и улучшить иммунную реакцию, необходимую для защиты щенков против инфекционных заболеваний.