Иммуномодулирующая профилактика и пути повышения резистентности сельскохозяйственных животных

Иммуномодулирующая профилактика и пути повышения резистентности сельскохозяйственных животных

49

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.

II. Иммуномодулирующая профилактика

1. Роль условно-патогенных бактерий и вирусов в этиопатогенезе острых кишечных и респираторных болезней

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.

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.

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.

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.

2. Применение Т - и В-активина при острых кишечных и респираторных заболеваниях животных

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).

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.

Результаты профилактической эффективности иммуномодуляторов при ОРЗ телят (обобщенные данные)

Результаты совместного применения Т - и В-активина при профилактике ОРЗ

3. Использование для профилактики и лечения острых кишечных заболеваний специфических поливалентных вакцин и сывороток крови

Известно, что новорожденные у всех копытных животных имеют врожденный физиологический иммунодефицит, который компенсируется поступлением материнских антител из молозива в кровь вследствие проницаемости эпителия кишечника для нативных иммуноглобулинов в течение 24-48 ч после рождения.

В организме матери могут образовываться и переходить в молозиво лишь специфические антитела против антигенов, вступавших в контакт с иммунной системой материнского организма. Поэтому с целью повышения в молозиве концентрации антител против наиболее распространенных возбудителей ОКЗ у молодняка сельскохозяйственных животных изготовлены и испытаны различные варианты вакцин.

Наиболее эффективной для профилактики ОКЗ животных оказалась ассоциированная бактериальная вакцина из стерильных микробных взвесей десяти вакцинных штаммов энтеробактерий (вакцина ОКЗ) в фенолизированном изотоническом растворе натрия хлорида, депонированная на гидроксиде алюминия. Разработана она в МГАВМиБ им.К.И. Скрябина.

Компоненты вакцины ОКЗ

В экспериментах на животных установлено, что максимальный защитный эффект вакцины достигается только при наличии в её составе всех десяти компонентов. Исключение даже одного из них снижает эффективность вакцины. Наличие в препарате разных по природе антигенных комплексов позволяет в значительной степени расширять спектр эффективности препарата и обеспечивать защиту при смешанных кишечных инфекциях, которые наиболее часто наблюдаются в животноводческих хозяйствах.

При вакцинации глубокостельных коров (в сервис-периоде) ассоциированной бактериальной вакциной из 10 штаммов энтеробактерий (вакцина ОКЗ) у коров в сыворотке крови достоверно повышается уровень антител ко всем штаммам энтеробактерий, но больше всего к Proteus, Salmonella и E. сoli. Увеличение уровня специфических антител в сыворотке крови коров более выражено при совместном применении вакцины ОКЗ и Т-активина.

В молозиве, полученном от коров, иммунизированных вакциной ОКЗ, особенно совместно с Т-активином, существенно повышается концентрация IgG и IgM. Наиболее высокий уровень антител выражен в молозиве первого дня лактации; на 2-3 день он снижается, но сохраняется на более высоком уровне по сравнению с не привитыми вакциной ОКЗ.

Уровень иммуноглобулинов в сыворотке молозива вакцинированных коров-матерей, М+m

*P<0,05.

Результаты клинических наблюдений свидетельствуют о более низкой заболеваемости и смертности телят, родившихся от коров, иммунизированных вакциной ОКЗ, особенно при её сочетании с Т-активином.

Заболеваемость и сохранность новорожденных телят на фоне колострального иммунитета

Результаты сравнительных производственных испытаний вакцины ОКЗ на телятах в возрасте 20-60 дней

После ослабления колострального иммунитета против ОКЗ эффективна профилактическая вакцинация телят 20-60-дневного возраста вакциной ОКЗ. Заболеваемость и смертность телят до 2-го возраста, иммунизированных вакциной ОКЗ, особенно в сочетании с Т-активином, существенно ниже, чем телят привитых моновакцинами против сальмонеллеза и колибактериоза.

Известно, что уровень заболеваемости новорожденных животных зависит от полноценности и своевременного получения первой порции молозива. Телята, которые не получили своевременно первую порцию молозива, в большинстве случаев заболевают ОКЗ различной степени выраженности. В патогенезе болезни всегда участвуют энтеробактерии. Для компенсации специфических антител на практике применяют различные моновалентные гипериммунные сыворотки (против колибактериоза, сальмонеллеза). Эффективность указанных сывороток из-за низкой специфической активности и отсутствия антител к большинству наиболее распространенных возбудителей кишечных инфекций невелика при применении, как с профилактической, так и с лечебной целью.

Страницы: 1, 2