CC BY
14
УДК 619:612.017
Гайдей О.С., к. вет. н. © 1нститут розведення i генетики тварин НААН
РОЛЬ ЦИТОК1Н1В ПРИ CTPECI ТА ЗАПАЛЕНН1У М0Л0ЧН01
ХУДОБИ
У даний час велика увага в гуманнт медицинi придыяетъея вивченню особливостеи функцюнування Т- i В- лгмфоцитгв, а також цитокшв Mediamopie запалення. Активно вивчаетъея роль ттерлеикшв (IL), ттерферотв (IFN), фактора некрозу пухлин-a (TNF- A), макрофаг1в i аутоантиты до быюв слизовог оболонки товстог кишки та до аутомтрофлори. Не менш важливим для розум1ння багатъох сторт патогенезу eipyenux та бактер1алъних захворюванъ у молочному eKomapemei е доелгдження фактор1в гуморального iмуттету, а саме л1зоциму, системи компл1менту, быюв гострог фази, цитокшв та ттерферотв, быюв теплового шоку.
Ключое1 слова: молочне скотарство, стрес, запалення, цитокти, ттерлейюни.
У процеЫ життед1яльносп оргашзм людини i тварини постшно зштовхуеться з р1зномаштними стрес-факторами. Ниш стрес не безпщетавно привертае увагу вчених р1зних галузей бюлогп, медицини та ветеринара. Це пояснюеться, головним чином, тим, що стрес, з одше! сторони, зумовлюе пщтримання гомеостазу оргашзму, а з шшо! - обумовлюе розвиток адаптацп i е причиною виникнення захворювань.
Численш дослщження впливу р1зномаштних стрес-фактор1в в експериментальних i природних умовах присвячеш вивченню стану гуморального i специф1чного ¿муштету. Результати дослщжень евщчать про вплив стресу на ¿мунну систему i про те, що змши активное^ ¿мунно! системи пщ час стресу, як i шших оргашв i систем оргашзму, залежить вщ трьох основних фактор1в: сили стресорного впливу, довготривалост1 ди стресора i резистентност1 оргашзму до стресорного впливу. У той же час мало даних про довготривалкть перюду i стутнь вщновлення показниюв неспециф1чно! резистентност1 оргашзму молочно! худоби теля припинення гострого i тривалого стрес-фактора.
yci кл1тини ¿мунно! системи виконують певш функцп i працюють у ч1тко налагодженш взаемоди, яка забезпечуеться спещальними бюлопчно активними речовинами - цитокшами - регуляторами ¿мунних реакцш, як1 серед мед1атор1в запалення вдаграють особливу роль i являють собою групу полшептидних молекул з масою вщ 5 до 50 кДа та беруть участь у формуванш та регуляцп захисних реакцш оргашзму. Цитоюни - це специф1чш бшки, за
©Гайдей О.С., 2013
33
допомогою яких р!зномаштш кл1тини ¿мунно! системи обмшюються одна з одною шформащею i здшснюють координацш дш [1, 6].
На pißHi оргашзму цитокши здшснюють зв'язок м1ж ¿мунною, нервовою, ендокринною, кровотворною та шшими системами i служать для ix залучення в оргашзацш i регуляцш захисних реакцш [5]. Вщомо бшьше сотн! р1зномаштних цитоюшв.
Бшьшкть цитоюшв не синтезуються кл1тинами позазапально! реакци та ¿мунно! вщповщг Експреая гешв цитоюшв починаеться у вщповщь на проникнення в оргашзм патогешв, антигенне роздратування або пошкодження тканин. Одним з найбшьш сильних шдуктор1в синтезу цитоюшв е компоненти кл1тинних стшок бактерш: ЛПС, пептидоглжани i мурамшдипептиди. Продуцентами прозапальних цитоюшв е в основному моноцити, макрофаги, Т-кл1тини та ¿н. Залежно вщ впливу на запальний процес цитокши подшяють на дв1 групи: прозапальш (IL-1, IL-6, IL-8, TNF-a, IFN-g) i протизапальш (IL-4, ILIO, TGF-b) [3]. Класифжащя цитоюшв проводиться за !х бюлопчними властивостями. Гостра запальна реакщя шщшеться внаслщок активаци тканинних макрофапв i секреци ними запальних цитоюшв, яю е причиною локальних i системних змш за розвитку гостро! запально! вщповщг Цитокши забезпечують розвиток повноцшно! та адекватно! запально! реакци в оргашзм^ здшснюють негативну та позитивну регуляцш запалення, е факторами змши фаз запального процесу [5].
Вироблення цитоюшв пом1тно збшьшуеться протягом «тканинного стресу», який викликаеться р1зноман1тними кл1тинними факторами, включаючи перюди швидкого кл1тинного росту, ремоделювання тканин, хвороб, шфекцп чи травми. Специф1чн1 цитокши, вироблеш у вщповщь на загрозу тканинного гомеостазу, залежать вщ характеру загрози (наприклад, бактер1альна, в1русна, запальна) типу кл1тин або тканини, яких стосуеться загроза, гормонального середовища, бшьшою м1рою, вщ профшю шших цитоюшв, яю виробляються на цш дшянщ [1, 3, 8].
Цитокши ввдграють важливу роль у двоб1чному зв'язку м1ж ¿мунною та нейроендокринною системами. Доведено, що бшьшють члешв юлькох родин цитоюшв збшьшують секреторну актившсть HPA-oci (г1поф1зарно-наднирково!). Цю нейроендокринну дш цитоюшв було встановлено, насамперед, на piBHi центрально! нервово! системи. I велике число даних вказуе, що вплив цитоюшв на актившсть HPA-oci вiдбyвaeтьcя, перш за все, на piBHi гшоталамусу [5, 7, 8].
Haйбiльш вираженою ocoбливicтю численних дocлiджeнь MexaHi3MiB активаци цитоюнами HPA-oci е велика pi3HOMaHiTHicTb ¿муно-нейроендокринних взаемодш. Ця pi3HOMamTHicTb гарантуе, що виникнення загрози кл^инного, тканинного або системного гомеостазу буде надшно передане гшоталамусу [2, 4, 7].
Численш дocлiджeння показали, що цитокши можуть бути eкcтpaгiпoтaлaмними K0pTHK0Tp0niH-p^i3iHr^aKT0paMH (CRF), виробленими пошкодженою тканиною [1, 4, 6].
34
Транспорт цитокмв у мозок можливий, нав1ть коли цшсшсть гематоенцефал1чного бар'ера не порушена, але при пщвищенш проникност1 цього бар'ера вш посилюеться. Так, збшьшення його проникност1 у результат! серйозно! перифершно! шфекцп, дозволяе самостшно виробляти цитокши i проникати в ЦНС [1, 2, 4, 6].
Проте, зрозумшо, що початков! нейроендокринн! ефекти при перифершному введенн! циток!н!в, спостер!гаються б!льш швидко i у б!льш низьких дозах, шж може бути викликано порушенням ц!л!сност! гематоенцефал!чного бар'ера.
Багато цитокмв синтезуються у мозку, хоча, у бшьшост1 випадк!в !х експреЫя у здорових, не пщданих стресу людей i тварин низька. Синтез цитокмв у мозку також може бути шдукований стресорами, не пов'язаними з шфекщею або запаленням [3, 5, 7].
Даш, що цитокши можуть швидко (у межах декшькох хвилин) вироблятися у вщповщь на стимул, який не призводить до пошкодження тканини, дозволяють припустити роль цитоюшв у гомеостаз1, яка рашше не була вщома. Психолопчний та ф1зичний стрес виробляе багато аспекпв гостро! фазово! вщповщ1, швидке виробництво цитокмв Biflirpae велику роль у нейроендокриннш в1дпов1д1 на психолог1чн1 i ф1зичш стресори та реакц1! на так1 стресори не можуть пом1тно вщр1знятися в1д реакц1й на запальн1 та шфекцшш стресори [2, 6, 8].
Дослщження останнього десятил1ття показали, що багато штерлейкмв, хемок1н1в, TNF, IFN, CSF i фактор1в росту, виробляються численними типами кл1тин, включаючи кл1тини, виявлен1 у межах нейроендокринно! системи. Тому, циток1ни при регулюванн1 нейроендокринно! вщповщ! д!ють паракринно або аутокринно, оск!льки вони це роблять в ¿муннш систем!. Як правило, piBHi циток!н!в у здорових тварин або людей, не пщданих стресу, низью, але експрес!я безл!ч! циток!н!в може значно зб!льшуватися при пошкодженн!, шфекци, хвороб! або ф!зичному чи психолопчному стрес! [1, 2, 4, 5].
Основним типом кл!тин, як! синтезують ¿нтерлейк!ни, хемок!ни, TNF та IFN, е кл!тини м!крогл!! («фагоцити нервово! тканини»). Але судинн! кл!тини, астроцити i нейрони також в!д!грають значну роль в утворенн! циток!н!в.
Пряма демонстрация участ! циток!н!в у ф!зюлопчному або патоф!з!олог!чному процес! HPA-oci у значн!й Mipi обмежена цитокшами IL-1, L-6 1 TNF-alpha.
Таким чином, за сучасними уявленнями симпато-адреналова система, яка забезпечуе формування «стад11 тривоги» i г1поталамо-г1поф1зарно-наднирникова система, з якою пов'язують формування «стади резистентност1», т1сно взаемопов'язан1 м1ж собою [3, 5, 7].
Висновки.
Анал1з численних л1тературних джерел, а також результате досл1джень показав, що стрес е причиною не тшьки р1зноман1тних ф1з1олого-б1ох1м1чних порушень у функцюнуванш життево важливих орган1в i систем у людей та тварин (особливо продуктивних), але й нервових, серцево-судинних,
35
ендокринних та шших захворювань, кшьюсть яких, особливо останшм часом, безперервно зростае. Тому, ниш вчеш проявляють посилений штерес до проблеми впливу стресу на оргашзм високопродуктивних кор!в молочних порщ, особливо в умовах штенсифжацп промислового i сшьськогосподарського виробництва, урбашзащею i р1зкою змшою еколопчних умов [1, 3, 6, 7].
Одним з головних аспект1в проблеми стресу е дослщження впливу на оргашзм rocTpoï дп стрес-фактор1в. Шсля появи перших po6iT Селье в обласи стресу з1брано велику кшьккть матер1алу, що дозволяе висловити р1зноман1тн1 гшотези вщносно шлях1в i мехашзм1в впливу стрес-фактор1в на оргашзм. Однак, це питания, як i проблема стресу в цшому, все ще не вирплеш Це пояснюеться двома головними причинами: недостатньою увагою до вивчення стрес-фактор1в на оргашзм та недооцшкою системного п1дходу при дослщженш виникнення стресу, адаптац11 та запалення [1, 2, 6]. Актуальним напрямком наших досл1джень е вивчення фактор1в гуморального 1мун1тету для розумшня багатьох стор1н стресост1йкост1, резистентност1 та патогенезу в1русних та бактер1альних захворювань у молочному скотарствг
Л1тература
1. Серебренникова С. Н. Роль цитокинов в воспалительном процессе (сообщение № 1) /С. Н. Серебренникова, И. Ж. Семинский // Сибирский медицинский журнал, 2008. - № 6. - С. 5-8.
2. Уколова М. А. Место стресса в адаптационной деятельности организма. Стресс и его патогенетические механизмы / Уколова М. А., Гаркави Л. X., КвакмчаЕ. С. // Кишинев: Штиинца, 1973. - С. 11-39.
3. Elenkov I. J. Stress hormones, proinflammatory and antiinflammatory cytokines, and autoimmunity / I. J. Elenkov, G. P. Chrouros // Ann N.Y. Acad Sci, 2002. - Vol. 966, P. 290-303.
4. Cooper M. A. Cytokine-induced memory-like natural killer cells / Cooper M.A., Elliot J. M., Keyel P. A., Yang L. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2009. - Vol. 106, P. 1915-1919.
5. Hege Lund. Interleukin-15 activated bovine natural killer cells express CD69 and produce interferon-y / Hege Lund, Preben Boysen, Gregg A. Dean, William C. Davis // Veterinary Immunology and Immunopathology, 2012. -Vol. 150, P. 79-89.
6. Karel Pacak Stressor Specificity of Central Neuroendocrine Responses: Implications for Stress-Related Disorders / Karel Pacak, Miklos Palkovits // Endocrine Reviews, 2001. - Vol. 22 (4), P. 502-548.
7. Pillet A. H. A programmed swinched from IL-15-to IL-2-dependent activation in human NK cells / Pillet A. H. , Bugault F., Theze J., Chakrabarti L.A. // J. Immunology, 2009. - Vol. 182, P. 6267-6277.
8. Smith K. A. Interleukin-2 : inception, impact and implications / Smith K. A.// Science, 1988. - Vol. 240, P. 1169-1176.
36
Summary Gaidei O.S., PHD.
Institute of animals breeding and genetics NAAS ROLE OF CYTOKINES IN STRESS AND INFLAMMATION IN DAIRY
CATTLE
At present, much attention is paid in humane medicine study of the functioning of T-and B-lymphocytes and cytokine mediators of inflammation. Actively examines the role of interleukin (IL), interferons (IFN), tumor necrosis factor-a (TNF-A), macrophages and antibodies to proteins of the mucosa of the colon and to automikroflory. Equally important for the understanding of many aspects of the pathogenesis of viral and bacterial diseases in dairy cattle is to study the factors of humoral immunity, such as lysozyme, of compliment, acute phase proteins, cytokines and interferons, heat shock proteins.
Key words: dairy cattle, stress, inflammation, cytokines.
Рецензент - д.вет.н., професор Стефаник В.Ю.
37
