CC BY
66
Влияние бактериального иммуностимулятора на лимфоидные органы кроликов
А.В. Воробьев, к.в.н., Самарская НИВС;
О.О. Датченко, к.б.н, Самарская ГСХА
Интерес к иммуностимулирующим средствам значительно повысился в последнее десятилетие и связан, прежде всего, с их применением при лечении инфекционных и незаразных патологий [1, 2].
Кроме того, практически все нарушения незаразной этиологии сопровождаются какой-либо недостаточностью иммунной системы [3]. Течение патологического процесса осложняется, а терапевтические мероприятия существенно усложняются при недостаточности механизмов неспецифической защиты и иммунной системы. Иммунологическая недостаточность сопровождает болезни, связанные с патологиями обмена веществ, нарушениями кормления, патологиями печени, послеродовыми заболеваниями и стрессами [2]. Применение неспецифических стимуляторов оказалось весьма ценным для повышения эффективности лечебных мероприятий в этиотропной и патогенетической терапии, для повышения эффективности антибактериальной терапии [4].
Патогенетическую основу многих патологических состояний у молодняка в большинстве случаев составляют несовершенные механизмы неспецифической резистентности, количественная и качественная иммунологическая недостаточность клеточных и гуморальных механизмов [5].
Применение неспецифических иммуностимуляторов за счёт активации клеток иммунной системы: макрофагов, нейтрофилов, Т- и В-клеток, NK-клеток — обеспечивает в той или иной сте-
пени повышение клеточного или гуморального иммунного ответа [6, 7, 8].
Широкое распространение как неспецифические иммуностимуляторы получили препараты микробного происхождения и их синтетические аналоги: целые клетки и вирионы, LPS (эндотоксин) грамотрицательных бактерий, полисахариды микробной клетки, белковые анатоксины, пептидогликаны и их производные, препараты мурамилдипептида, рибосомы, нуклеиновые кислоты (БЦЖ, коринебактерии, байпамун, пирогенал, продигиозан, сальмозан, зимозан, до-стим, крестин, стафилококковый, столбнячный, дифтерийный анатоксины и др.) [6].
Целью работы было изучение характера морфологических изменений в органах иммунной системы под влиянием неспецифического иммуностимулятора микробного происхождения.
На беспородных кроликах проведён опыт с внутрибрюшинным применением иммуностимулирующего препарата, состоящего из полного антигенного комплекса непатогенных бактерий рода Bacillus. После выведения животных из эксперимента образцы тканей тимуса, селезёнки, лимфатических узлов исследовались методом световой микроскопии.
На гистологических препаратах от животных опытной группы отмечены следующие изменения. В тимусе наиболее существенно увеличилась мозговая зона с широкими светлыми полями размножения и более густым заселением ти-моцитами. Объёмная плотность мозговой зоны животных опытной группы в 1,72 раза превосходила контроль. Число тимоцитов на 1 мм2 составило 28690,4+2421,6, что в 1,41 раза больше, чем в контроле.
В гистологических препаратах селезёнки опытной группы кроликов со стороны белой пульпы отмечено усиление разброса фолликулов по величине. Наряду с лимфоидными фолликулами среднего диаметра встречались более крупные с большими светлыми центрами, а также небольшие фолликулы со вторичными центрами размножения в них. Объёмная плотность белой пульпы в 1,37 раза превышала контроль. Диаметр центра размножения в 6,78 раза превосходил контрольный показатель. Количество сплено-цитов на 1 мм2 корковой зоны фолликулов и в красной пульпе у опытных животных превышало показатели контроля в 1,21 раза и 1,27 раза соответственно. В красной пульпе при сохранении явления полнокровия отмечалось увеличение клеточной заселённости синусов с накоплением, кроме лимфоцитов, большого числа макрофагов и плазматических клеток.
В гистологических препаратах мезентериальных лимфатических узлов опытной группы при сохранении гистоархитектоники органа отмечено расширение кортикальной зоны за счёт увеличения размеров фолликулов. Корковое вещество занимает больше половины площади среза узла, в нём чаще встречаются лимфоидные узелки, среди которых преобладают узелки с герминативными центрами. Размер лимфоидных узелков и их герминативных центров больше, чем у контрольной группы, в два раза. Иногда узелки располагаются в два ряда. В герминативных центрах значительно выше содержание бластов и больших лимфоцитов. Объёмная плотность фолликулов кортикальной зоны в опыте в 1,35 раза больше, чем в контроле. Число иммуноком-петентных клеток на 1 мм2 фолликулов у опытной группы животных составило 29200,2+1505,3, что в 1,16 раза превосходит контроль.
Таким образом, компоненты, входящие в состав экспериментального препарата, оказали выраженное влияние на тимус и вторичные органы иммуногенеза. Основные изменения отразились на процессах пролиферации, дифференцировки, миграции, апоптоза. Препарат повлиял на клетки лимфоидного и моноцитарно-макрофагального рядов. Под его воздействием отмечено возрастание мозговой зоны тимуса с одновременным увеличением объёмной плотности и количества тимоцитов. Трансформации со стороны селезёнки и лимфатических узлов сопровождались увеличением количества лимфоидных фолликулов, объёмной плотности и клеточных элементов (лимфоцитов, макрофагов и плазматических клеток).
Механизм неспецифической стимуляции в данном случае связан главным образом с особенностями строения клеточной стенки грам-положительных и грамотрицательных микроорганизмов [9].
Грамположительные микробы имеют клеточную стенку однородной структуры, тогда как клеточная стенка грамотрицательных микробов чётко разделена на два слоя. У грамположитель-ных микробов толщина клеточной стенки составляет 20—60 нм, тогда как у грамотрицательных лишь 14—18 нм. У грамположительных микробов пептидогликан в клеточной стенке расположен в 56 слоев, у грамотрицательных — в 1—2 слоя.
Основной структурной единицей клеточной стенки грамположительных микроорганизмов являются тейхоевые кислоты, определяющие антигенный состав, и пептидогликаны, которые и обусловливают механизм биорегуляции иммунного статуса. В состав клеточной стенки грамположительных микроорганизмов не входят липиды и липополисахариды, а содержание белков сильно варьирует. В состав же клеточной стенки грамотрицательных микроорганизмов входят липополисахариды, которые состоят из липида и полисахарида с боковой цепочкой [10].
Многослойный пептидогликан (муреин, му-копептид) составляет 40—90% клеточной стенки. В основе пептидной связи пептидогликана лежат тетрапептиды, состоящие из чередующихся L- и D-аминокислот, которые могут отличаться по составу и последовательности. Тейхоевые кислоты, ковалентно связанные с пептидоглика-ном, являются неотъемлемой частью клеточной стенки [9].
Многочисленные исследования тейхоевых кислот и пептидогликана большой группы микроорганизмов — стафилококков, бацилл, пневмококков, лактобацилл и листерий — показали, что все они обладают антигенными свойствами и способны вызывать в организме животного иммунный ответ. В одних случаях антигенами могут быть тейхоевые и липотейхоевые кислоты клеточных стенок, в других — пептидогликан [11].
Иммунный ответ с образованием антител к тейхоевым кислотам и их отдельным фрагментам в организме животного, в первую очередь, определяется их поверхностной локализацией в клетке бактерии. Вторым важным условием иммунного ответа является их естественное окружение в интактной клетке или клеточной стенке, поскольку очищенные препараты тейхоевых кислот не иммуногенны. Молекула тейхоевых кислот содержит несколько структурных элементов, которые могут служить иммунологическими детерминантами: углеводные заместители, остатки D-Ala и сам полиолфос-фатный остов молекулы. Кроме того, тейхоевые кислоты одного микроорганизма способны индуцировать образование нескольких антител, специфичных к разным детерминантам других микроорганизмов [9, 11, 12].
Пептидогликановый слой представляет собой структурный каркас клеточной стенки. Структура
пептидогликана представлена в основном дисахаридом, к которому присоединена тетрапептидная боковая цепь. Поскольку пептидогликан является структурой константной, встречающейся у большинства вирулентных и авирулентных бактерий, иммунная система многоклеточных организмов хорошо с ней знакома и активно на неё отвечает. Пептидогликаны обладают митогенным эффектом, стимулируют выработку иммуноглобулинов и могут запускать реакции активации комплемента. Основной же эффект пептидогликанов связывают с активацией макрофагов. Макрофаги имеют на своей мембране высокоаффинные рецепторы к бактериальному пептидогликану и при их активации, возникающей в результате связывания, усиленно вырабатывают провоспа-лительные цитокины. Секретируемые цитокины оказывают регулирующее действие и на другие клетки. На Т-клетках также обнаружены рецепторы к пептидогликану [9, 11].
В основе перекрестных реакций всегда лежит наличие общих антигенов. Общим антигеном могут быть как гликозильные остатки, так и полиолфосфатная цепь. Практически любой элемент структуры может выступать в роли иммунологической детерминанты: полиолфосфат-ный остов, гликозильный заместитель, остаток D-аланина. В связи с этим тейхоевая кислота одного организма способна вызывать образование нескольких специфичных антител. Этот феномен объясняет существование перекрёстных реакций не только между близкими видами, но и между разными группами грамположительных бактерий [11].
Таким образом, под влиянием иммуностимулирующего опытного препарата изменяется интенсивность миграции и рециркуляции клеточных элементов в центральных и периферических лимфоидных органах, а также увеличивается количество бластных и зрелых клеток. Это свидетельствует о его стимулирующем эффекте на
пролиферацию и дифференцировку, как антиген-независимую (тимус), так и антигензависимую (селезёнка и лимфатические узлы).
Экспериментальный препарат влияет на клеточные и тканевые параметры первичных и вторичных лимфоидных органов, которые отражают процессы миграции, пролиферации и дифференцировки в иммунной системе. Характер морфологических изменений позволяет определить эти процессы как стимуляцию.
Литература
1. Новиков Д.К. Патология системы иммунитета. М.: Национальная академия микологии, 2003. 368 с.
2. Шабунин С.В., Нежданов А.Г. Болезни органов размножения у животных как локальное проявление полиорганной патологии //Современные проблемы ветеринарного обеспечения репродуктивного здоровья животных: мат. межд. науч-практ. конф. Воронеж: Изд-во «Истоки», 2009. С. 6—8.
3. Нежданов А.Г., Шабунин С.В. Эволюция принципов и оптимизация методов терапии коров при гнойно-воспалительных заболеваниях половых органов // Современные проблемы ветеринарного обеспечения репродуктивного здоровья животных: мат. межд. науч-практ. конф. Воронеж: Изд-во «Истоки», 2009. С. 9—13.
4. Боблев Г.М., Саторов И.Г., Махмудов К. Иммуностимулирующие препараты при бронхопневмонии телят // Фармакология и токсикология. 2000. № 10. С. 41—45.
5. Кошмяков Д.А., Рак М.Б. Повышение естественной резистентности новорождённых телят при острых желудочнокишечных заболеваниях средством, полученным из побочных продуктов переработки молока // Ветеринария. 2001. № 4. С. 29-32.
6. Игнатов П.Е. Иммунитет и инфекция. М.: Время, 2002. 352 с.
7. Коннова С.А., Фомина А.А., Суркина А.К., Тихомирова Е.И. Влияние природных бактериальных и растительных гликополимеров на проявление факторов естественной резистентности макроорганизма // Инновационные подходы в профилактике, диагностике и лечении зооантропонозных и метаболических болезней животных и человека в Саратовской области: мат. рабочего совещания. Саратов: Изд. центр «Наука», 2009. С. 32-33.
8. Терехов В.И., Караев Я.М., Уманская М.В. Влияние эше-рихиозного анатоксина на нейтрофильные гранулоциты // Труды КубГАУ. 2008. Вып №4 (12). С. 146-150.
9. Феофилова Е.П. Клеточная стенка бактерий. М.: Наука, 1983. 248 с.
10. Елинов Н.П. Химическая микробиология. М.: Высш. шк., 1989. 300 с.
11. Потехина Н. В. Тейхоевые кислоты актиномицетов и других грамположительных бактерий // Успехи биологической химии. 2006. Т. 46. С. 225-278.
12. Медуницын Н.В. Вакцинология. М.: Триада-Х, 2004. 448 с.
