Иммуномодулирующая профилактика и пути повышения резистентности сельскохозяйственных животных
Иммуномодулирующая профилактика и пути повышения резистентности сельскохозяйственных животных
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Московский государственный университет
прикладной биотехнологии
Кафедра микробиологии и иммунологии
Курсовая работа
Иммуномодулирующая профилактика и пути
повышения резистентности сельскохозяйственных животных
Выполнил:
студент 2 курса 9 группы
Егоров
П.А.
Научный
руководитель:
проф.
Скородумов Д.И.
Москва
2005
Содержание
I. Введение
II. Иммуномодулирующая профилактика
1. Роль условно-патогенных бактерий и вирусов в этиопатогенезе острых кишечных и респираторных болезней
2. Применение Т - и В-активина при острых кишечных и
респираторных заболеваниях животных
3. Использование для профилактики и лечения острых кишечных
заболеваний специфических поливалентных вакцин и сывороток крови
3. Использование для профилактики и лечения острых кишечных
заболеваний лактобактерина и бактериофагов
III. Пути повышения резистентности
сельскохозяйственных животных
1. Генетические факторы повышения резистентности
2. Использование фенотипических факторов
3. Иммуномодулирующая профилактика и терапия
Заключение
Список литературы
I. Введение
В настоящее время общепринятым является представление о том,
что в организме человека и животных существует единая нейроэндокринно-иммунная
система регуляции, которая выполняет всеобъемлющую функцию по координации
деятельности всех органов и систем как единого целого, обеспечивая адаптацию
организма к постоянно меняющимся факторам внешней и внутренней среды.
Результатом этого является сохранение гомеостаза, который необходим для
поддержания нормальной жизнедеятельности организма и его резистентности.
Под резистентностью понимают устойчивость организма к
действию физических, химических и биологических агентов, способных вызвать
патологическое состояние. Термины "резистентность" и "иммунитет"
идентичны (невосприимчивость, устойчивость к чему-либо). Но под иммунитетом
чаще понимают устойчивость живых организмов к воздействию биологических
факторов как способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и
веществ, несущих в себе признаки генетически чужеродной информации (Р.В. Петров,
1976).
В процессе эволюции в живых организмах возникли три основные
системы резистентности: конституциональная, фагоцитарная и лимфоидная.
Конституциональная система резистентности (клеточная мембрана, эпителиальные и
эндотелиальные покровы, фитонциды, лизоцим, интерферон, комплемент и др.),
являясь самой древней по происхождению, включает в себя механические и
химические факторы защиты. Она присуща всем живым организмам - от одноклеточных
до позвоночных. Конституциональные факторы резистентности возникли в результате
мутаций и наследственного закрепления молекулярного устройства организма,
препятствующего взаимодействию с неблагоприятными для организма экологическими,
физиологическими и химическими агентами.
Растениям, бактериям, вирусам, простейшим, грибам присуща
только конституциональная система резистентности. У беспозвоночных и
позвоночных организмов в дополнение к конституциональной появилась фагоцитарная
защита - фагоцитоз чужеродных агентов с участием нейтрофилов и макрофагов.
Конституциональные факторы и фагоцитирующие клетки принято
называть неспецифическими факторами защиты, факторами естественной
резистентности, или факторами неспецифического иммунитета.
Неспецифические факторы защиты действуют практически всегда
и с одинаковой силой против всех чужеродных агентов микробной и немикробной
природы и передаются по наследству, так как они обусловлены врожденными
биологическими особенностями. Присущими данному виду живых организмов.
У позвоночных животных неспецифическая система
резистентности дополнена мощной лимфоидной специфической (специфическим
иммунитетом), достигшей наибольшего развития у теплокровных животных,
внутренняя среда которых благоприятна не только для собственных клеток. Наличие
всех питательных веществ и постоянная температура тела создали благоприятные
условия для жизнедеятельности практически непредсказуемого количества
чужеродных организмов, что, вероятно, и послужило причиной возникновения у
высших животных дополнительной, наиболее совершенной, специальной защиты ко
всему генетически чужеродному, проникающему в организм.
Специфическая система иммунитета имеет свои центральные и
периферические органы, в которых происходят образование, дифференцировка и
созревание иммунных лимфоцитов - основных факторов специфического иммунитета.
Каждый клон иммунных лимфоцитов специфически действует лишь против
определенного антигена. Лимфоциты по кровеносным и лимфатическим сосудам,
межтканевым щелям проникают в самые отдаленные участки тела, распознают и
уничтожают чужеродные в генетическом отношении вещества, в том числе и
микробной природы, нередко погибая при этом. Специфический иммунитет является
приобретенным и не передается по наследству.
Иммунология в настоящее время переживает период бурного
развития, привлекая своими успехами внимание ученых и практических работников
самых разных профессий и специальностей. Интерес к этой науке вызван многими
новыми открытиями и важными результатами, благодаря которым изменились
представления о сущности и механизмах иммунитета, о роли иммунной системы в
организме, о возможности через иммунную систему влиять на течения разнообразных
инфекционных и неинфекционных патологических процессов. Иммунология,
развивавшаяся в течение многих десятилетий как наука о невосприимчивости к
инфекционным агентам, трансформировалась в науку о сохранении биологической
индивидуальности, чему способствовали успехи молекулярной биологии, цитологии,
биохимии, генетики.
Острые кишечные заболевания (ОКЗ) объединяют
множество болезней молодняка животных, которые проявляются преимущественно в
первые 7 дней после рождения диарейным синдромом, отягощающимся обезвоживанием
и интоксикацией. Тяжесть течения ОКЗ варьирует от легкой до тяжелой, в
зависимости от состояния факторов естественной резистентности организма
животных, этиологии и эффективности лечебных мероприятий.
При изучении этиопатогенеза болезней, проявляющихся
симптомокомплексом ОКЗ (синдром диареи) у новорожденных телят, подсосных
поросят и ягнят, а также щенков пушных зверей, с использованием статистических
и специальных методов установлено многообразие факторов, участвующих в
возникновении и осложнении патологического процесса (нарушения зоогигиенических
условий содержания и кормления беременных животных, несвоевременная выпойка
первой порции молозива, высокая обсемененность внешней среды микроорганизмами и
т.д.).
В начальный период ОКЗ у молодняка связаны преимущественно
алиментарно-функциональными причинами. В дальнейшем в патогенез включаются
условно-патогенные микроорганизмы и ОКЗ приобретают характер инфекционного
заболевания, обусловленного чрезмерным размножением в кишечнике энтеротоксигенных,
энтеропатогенных и адгезивных культур энтеробактерий.
При сравнительном анализе результатов бактериологических
исследований материала от здоровых и больных ОКЗ телят в различных регионах
России и стран СНГ выделены и идентифицированы основные инфекционные агенты,
вызывающие ОКЗ.
В структуре выделяемой микрофлоры от здоровых животных
превалируют нормальная E. сoli,
Bifidum и lactobacteria. При
количественном подсчете микробных клеток в 1 г исследуемого материала нормальная E. Coli, Pr.
vulgaris, enterobacter, Klebsiella pneumonia,
EPEC, EAEC содержались в
концентрации 103-106, а бифидо- и лактобактерии - в
концентрации 109-1011 клеток/г материала.
В материале от больного ОКЗ молодняка выделяется большое
количество микроорганизмов из семейства Enterobacteriaceae,
среди которых ведущее место по распространенности занимают энтеропатогенные (EPEC) и энтероадгезивные (EAEC) E. Coli, Pr. vulgaris, Pr. mirabilis,
Kl. Pneumonia, Staphylococcus aureus,
Salmonella. Средняя конценрация условно-патогенных
микроорганизмов выше по сравнению с данными, полученными от здоровых животных.
Bifidum
28,1
Hafnia
1
Lactobacteria
21,1
Yersinia
2
Enterococcus
0,5
Pseudomonas
2
EAEC
0,5
Serratia
2
EPEC
1
Enterococcus
3
Klebsiella
0,5
Citrobacter
5
Citrobacter
1,5
Staphylococcus
8
Proteus
1,1
Salmonella
9
E. coli
45,7
E. coli
14
Klebsiella
16
Proteus
18
EPEC и EAEC
20
Процентное соотношение процентное соотношение бактериальных
культур при ОКЗ, % бактериальных культур, выделенных от здоровых телят (2-5-=дневного
возраста).
Исследованиями гематологических и иммунологических
показателей выявлена существенная разница в морфологических и иммунологических
показателях крови здоровых и больных телят.
Количество лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина у больных
телят выше, чем у здоровых, но при этом насыщенность эритроцитов гемоглобином
более низкая у больных. В сыворотке крови больных телят значительно снижено
содержание общего белка.
показатели
здоровые
Больные
Гемоглобин, г/мкл
9,82+1,9
10,25+0,9
Эритроциты, млн/мкл
7,0+0,3
8,1+0,3
Содержание гемоглобина в эритроцитах, пг
14,1+0,08
13,1+0,03
Лейкоциты, тыс/мкл
7,25+0,55
9,47+1,42
Общий белок, г/л
66,4+9,9
52,9+10,1
Средние показатели основных параметров периферической крови
здоровых и больных ОКЗ телят.
Изучение факторов неспецифической резистентности
новорожденных телят показало, что при ОКЗ фагоцитарная активность моноцитов
остаётся на уровне здоровых, фагоцитарная активность нейтрофилов и активность
комплимента достоверно снижаются, активность лизоцима повышается.
У больных ОКЗ животных в периферической крови снижается
общее количество лимфоцитов главным образом за счет В-лимфоцитов, количество
которых уменьшается в среднем в 2,5 раза, а также ниже уровень IgG, IgM и IgA.
При интерпретации результатов иммунограммы важное значение
имеет определение степени иммунных расстройств (СИР) по методу, предложенным А.М.
Земсковым (1995) в модификации Д.А. Девришова. Определение проводят по формуле
Где Мб - средняя арифметическая величина больных
животных; Мзд - средняя арифметическая величина здоровых животных.
Если рассчитанная величина составляла 1-29 %, то это
соответствует первой СИР, 30-60 % - второй СИР, более 60% - третьей СИР.
Наряду с определением СИР для правильной оценки полученных
данных считается целесообразным определять лейко-Т-клеточный (отношение
лейкоцитов к количеству Т-лимфоцитов) (норма 4-7) и лейко-В-клеточный (отношение
лейкоцитов к количеству В-лимфоцитов) (норма 30) индексы, характеризующие
степень нарушений Т - и В-систем иммунитета.
У больных ОКЗ животных СИР находится в пределах 25-50%.
Индексные показатели характеризуются нарушениями в иммунной
системе у больных животных, особенно В-звена иммунитета.
Индексные показатели иммунограмм здоровых и больных телят.
Лейко-Т-клеточный индекс
Лейко-В-клеточный индекс
Здоровые
Больные
Здоровые
Больные
6
8
34
100
Острые респираторные заболевания (ОРЗ). Этиологические
факторы их, как и ОКЗ, сложны и многообразны. Исследования многих авторов
доказали, что наиболее частыми индукторами ОРЗ являются неудовлетворительные
условия содержания, перенесенные ранее ОКЗ, иммунодефицитные состояния.
Клинически ОРЗ, несмотря на полиэтиологичность, проявляются
примерно одинаково; некоторые отличия в симпатике отмечают по степени
выраженности и последовательности их проявления. В начале заболевания у телят
обычно появляются серозный ринит, конъюнктивит, учащение дыхания, затем
развивается бронхит, переходящий в бронхопневмонию.
У 97% телят с признаками поражения респираторных органов Д.А.
Девришов иммунофлуоресцентным методом выявил специфическое свечение с
характерной локализации в эпителиальных клетках слизистой оболочки носовой
полости антигенов следующих вирусов: парагриппа 3 (ПГ-3), инфекционного
ринотрахеита (ИРТ), адено (АД), респираторно-синцитиального (РС) и диареи.
Многообразие инфекционных агентов также способствует
возникновению смешанных инфекций.
В первые дни ОРЗ вирусные антигены и их ассоциации
обнаруживаются во всех случаях, а через 10-15 дней - не во всех. В более чем 50
% случаев в сыворотке крови, полученной от больных ОРЗ телят, серологическими
методами обнаруживаются антитела к вирусам ПГ-3, ИРТ, АД, РС, что подтверждает
участие этих вирусов (и их ассоциаций) в этиопатогенезе ОРЗ телят.
Кроме того, бактериологическими исследованиями материала,
мазков и выделений из полости носа при ОРЗ у телят обнаружены стафилококки,
стрептококки, клебсиеллы, эшерихии, протеи, сальмонеллы, пастереллы (преимущественно
при тяжелых формах) в первые дни болезни (при серозном воспалении передних
дыхательных путей) в концентрации 102-103 микробных
клеток в 1 мл, а в более поздние сроки (при слизисто-гнойных истечениях) - до
105-107 микробных клеток в 1 мл.
Следовательно, первичная роль в этиологии ОРЗ принадлежит
вирусам, а условно-патогенные микроорганизмы в последующем в последующем
осложняют течение ОРЗ у телят (вторичная роль).
При ОРЗ изменяются как неспецифические, так и специфические
факторы иммунитета. Фагоцитарная активность нейтрофилов и активность
комплемента снижается, фагоцитарная активность моноцитов практически не
изменяется, а активность лизоцима имеет тенденцию к повышению. В периферической
крови телят, больных ОРЗ, снижается общее количество лимфоцитов,
преимущественно за счет Т-лимфоцитов, содержание которых уменьшается более чем
в два раза. Уменьшение количества В-лимфоцитов и уровня иммуноглобулинов (IgG, IgM, IgA)
менее существенно.
Таким образом, острые кишечные заболевания у молодняка
животных вызываются главным образом условно-патогенными микроорганизмами (и
сопровождаются дисбактериозом), а острые респираторные заболевания индуцируются
вирусами с последующими возможными осложнениями за счет тех же
условно-патогенных микроорганизмов, которые вызывают и ОКЗ. При ОКЗ и ОРЗ у
телят имеют место однонаправленные изменения активности исследованных факторов
неспецифической защиты и разнонаправленные изменения количества Т - и
В-лимфоцитов: у новорожденных телят первичный иммунодефицит В-системы лимфоцитов
является предрасполагающим для возникновения прежде всего острых кишечных
заболеваний, а острые респираторные заболевания сопровождаются более выраженным
вторичным иммунодефицитом преимущественно Т-системы иммунитета (Д.А. Девришов,
2000).
Учитывая наличие при ОКЗ и ОРЗ молодняка животных
иммунодефицитных состояний, важную роль условно-патогенных микроорганизмов и
вирусов в этиопатогенезе этих заболеваний, неэффективность во многих случаях
лечения ОРЗ и ОКЗ антибиотиками (из-за приобретения устойчивости
условно-патогенных микроорганизмов к большинству антибиотиков), заслуживают
внимания работы, направленные на получение и использование специфических вакцин
и иммунных сывороток препаратов-иммуномодуляторов и антагонистов патогенных и
условно-патогенных микроорганизмов. В частности, в МГАВМиБ им.К.И. Скрябина
развивается новое направление по профилактике и лечению ОКЗ и ОРЗ молодняка
сельскохозяйственных животных с использованием иммуномодуляторов (Т - и
В-активинов), лактобактерина, поливалентных вакцин, сывороток, бактериофагов и
их сочетаний, в том числе для иммунизации беременных животных с целью получения
молозива, обогащенного специфическими антителами против наиболее
распространенных патогенных и условно-патогенных микроорганизмов окружающей
среды.
На этих, наиболее перспективных методах я и акцентирую
внимание в своей курсовой работе.
Т-активин получен из тимуса молодых животных (крупного
рогатого скота до 12-месячного возраста) путем его ацетоновой экстракции и
очистки и представляет собой гетерогенный комплекс иммунокорректирующих
пептидов с молекулярной массой от 1500 до 6000 Д. Технология производства
Т-активина разработана НИИФХМ АМН РФ (Ю.М. Лопухин, В.Я. Арион) и МГАВМиБ им.К.И.
Скрябина (Е.С. Воронин, Д.А. Девришов).
Т-активин-высокоэффективное иммуномодулирующее средство. При
иммунодефицитных состояниях он нормализует количественные и функциональные
показатели Т-системы иммунитета, стимулирует продукцию медиаторов клеточного
иммунитета, в том числе восстанавливает активность Т-киллеров, функциональную
активность стволовых гемопоэтических клеток и нормализует ряд других
показателей, характеризующих Т-клеточный иммунитет.
В-активин получают из ребер молодых свиней (до
6-месячного возраста). Разработка препарата проведена на базе Института
иммунологии АМН РФ (Р.В. Петров, Р.С. Степаненко, Ю.О. Сергеев и др.) и МГАВМиБ
им.К.И. Скрябина (Е.С. Воронин, Д.А. Девришов). В-активин представляет собой
лекарственную форму препарата, полученную на основе миелопептидов-естественных
продуктов жизнедеятельности клеток костного мозга, накапливающихся в
культуральной среде при культивировании этих клеток. Из культуральной среды
миелопептиды выделяют гельхроматографией и ультрафильтрацией. Препарат (группа
гидрофобных отрицательно заряженных пептидов с молекулярной массой 1000-3000 Д)
под названием В-активина разрешен для клинического применения в ветеринарии и
под названием миелопид-в медицине.
Миелопептиды вырабатываются клетками костного мозга
различных видов животных и человека без дополнительного антигенного или
митогенного воздействия, не обладают видовой специфичностью; их стимулирующий
эффект наиболее выражен при наличии иммунодефицита. Спектр функциональной
активности миелопептидов включает их способность увеличивать выработку антител,
вовлекая в антителогенез дополнительное количество предшественников
антителопродуцирующих клеток, стимулировать функциональную активность
Т-лимфоцитов, макрофагов и нейтрофилов, влиять на дифференцировку
предшественников иммунокомпетентных клеток.
Способность входящих в состав Т - и В-активинов
низкомолекулярных пептидов стимулировать антителообразование, усиливать
некоторые клеточные иммунные реакции, проявлять антиинфекционную активность и
не оказывать при этом отрицательного влияния на организм животных позволяет
использовать Т - и В-активины при кишечных и респираторных заболеваниях
животных.
На основании результатов экспериментальных исследований и
производственных испытаний рекомендованы следующие дозы Т-и В-активинов:
Т-активин с профилактической целью - 2-4 мкг/кг массы тела, с лечебной - 4-5
мкг/кг; оптимальная терапевтическая доза В-активина - 6-9 мг/кг масся тела.
С профилактической целью Т - и В-активины применяют 1 раз в
день в течение 3 дней подряд, с лечебной-1 раз в день 5-7 дней подряд.
Т - и В-активины положительно действуют на течение ОКЗ и ОРЗ
и у телят, и у поросят как при искусственном заражении животных летальными
дозами микроорганизмов, так и в производственных условиях. В частности,
введение поросятам В-активина за сутки до заражения и на 1-3-й день после
заражения летальной дозой Salmonella choleraesuis и Salmonella typhimurium способствовало выживанию
60% поросят при 100% гибели в контрольной группе (за 15 суток наблюдений). При
использовании Т - и В-активинов в свиноводческих хозяйствах с профилактической
целью заболеваемость поросят ОКЗ периода новорожденности снижалась в среднем на
30%, смертность - на 15%. Достаточно высока профилактическая эффективность этих
препаратов и при ОРЗ как в отношении заболеваемости и смертности поросят, так и
в отношении среднесуточного прироста массы тела.
Результаты
профилактического действия иммуномодуляторов при респираторных заболеваниях
поросят (возраст 35-40 дней).
Способ профилактики
Кол-во животных, гол
Заболело
Продолжитель-
ность лечения, дни
Выбыло
Среднесуточный прирост массы тела,
г
Профилактическая эффективность, %
%
Гол.
%
Гол.
Т-активин
300
34
11,3
3-5
0
0
280
88,7
В-активин
300
29
9,7
3-5
1
0,3
287
90,3
контроль
300
96
32,0
6-8
27
9,0
170
61,0
Аналогичные (положительные) результаты получены и при
использовании Т-и В-активинов у телят при заражении их смесью культур Salmonella Dublin
и Salmonella Typhimurium,
а также в производственных условиях.
Д.А. Девришов (2000) установил, что Т - и В-активины у
новорожденных телят повышают в крови количество Т - и В-лимфоцитов, IgG, функциональную активность нейтрофилов и моноцитов,
активность комплемента и лизоцима сыворотки крови, что и способствует
положительным результатам при их использовании.
Профилактическая
и лечебная активность иммуномодуляторов при острых кишечных заболеваниях
новорожденных телят.