Факторы влияющие на чувствительность животных к вирусам
Факторы, влияющие на неспецифическую резистентность организма
Защитные механизмы хозяина проявляют свое действие в момент проникновения любого возбудителя в организм и не зависят от предварительного контакта с микроорганизмами. Поэтому эти механизмы называют неспецифическими факторами иммунитета.
Тем не менее, обезвреживание микроорганизмов, проникших в кровь и другие ткани организма, зависит от условий существования организма. Вызванное любой причиной ослабление организма способствует развитию инфекции. К снижению резистентности ведет перегрев, охлаждение, повышенная или пониженная влажность воздуха, ионизирующая радиация, высокие концентрации вредных химических веществ (аммиака, сероводорода) в воздухе помещений, отравления, недокорм, недостаточное кормление, резкая смена рационов, травмы, перенапряжение, произвольное комплектование групп животных, вакцинации, недостаток белка, минеральных веществ, гиповитаминозы. Перечисленные стрессоры обусловливают усиленное выделение адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего секрецию кортикоидов. Кортикоиды снижают воспалительный потенциал, подавляют способность организма мобилизовать защитные механизмы; при этом нарушается способность иммунных сил животного.
Важную роль играют наследственные факторы: тип и состояние нервной системы, состояние эндокринной системы, тип и уровень обменных процессов. На резистентность влияет возраст, пол, порода, индивидуальные особенности животного. Доказана возможность селекции устойчивых групп животных и птиц к определенным заболеваниям.
Животные раннего возраста и старые более подвержены бактериальным заболеваниям, чем животные остальных возрастных групп. Возрастные различия в восприимчивости к болезням могут быть обусловлены физиологическими факторами. При внутриутробном развитии у всех копытных животных передача материнских факторов сопротивляемости отсутствует. У грызунов материнские антитела могут проходить в кроветок плода. У птиц материнские антитела передаются приплоду трансовариально. Однако независимо от видовой принадлежности животных в раннем периоде онтогенеза патогенные микробы сравнительно легко вызывают различные эмбрио- и фетопатии. В итоге нарушаются процессы эмбриогенеза, а внутриутробно инфицированные животные после рождения отстают в развитии и вскоре заболевают.
Устойчивость молодых животных ко многим инфекционным болезням (рожа, эмкар) обусловлена наличием в крови антител, полученных с молоком матери. С возрастом животные становятся устойчивыми к колибактериозу, бруцеллезу, но более чувствительны к туберкулезу; однако недостаточная кислотность желудочного сока является одной из причин пониженной резистентности к возбудителям кишечных инфекций (колибактериоз, сальмонеллез).
Животные сильного уравновешенного типа реагируют на действие возбудителя с наименьшей затратой нервной и биохимической энергии. Состояние центральной нервной системы играет первостепенное значение в сопротивляемости организма. В исходе инфекции существенна роль эндокринного аппарата, в частности гипофизарно-адреналиновой системы.
Важную роль в повышении резистентности играет полноценное и качественное кормление. Например, при голодании голуби становятся восприимчмвы к сибирской язве. При недостаке в рационе витаминов и микроэлементов животные становятся более восприимчивы к бактериальным инфекциям (туберкулез, инфекционная пневмония).
Резистентность животных зависит от соблюдения зоогигиенических норм. Переохлаждение и перегрев, недостаточная или избыточная влажность воздуха, накопление углекислого газа, аммиака, сероводорода снижают защитную способность организма. К снижению резистентности ведет действие чрезвычайных раздражителей - стрессоров: травмы, отъем от матери, скученность, борьба за лидерство при комплектации групп, шум.
Неблагоприятные факторы вызывают состояние а- или гипогаммаглобулинемии, способствующее развитию инфекции.
Изучение общей резистентности организма проводят различными методами. Наиболее распространенными являются: аллергический метод внутрикожного введения гистамина, определение лизоцимной активности сыворотки, определение количества белков крови, титра комплемента, пропердина и др.
Патогенез на клеточном уровне.
Патогенез любой вирусной инфекции завершается общим поражением организма, а начинается он на клеточном уровне, что обусловлено облигатным внутриклеточным паразитизмом вирусов.
Цитопатический эффект вируса – специфическая морфологическая деструкция и функциональная патология клеток, культивируемых вне организма, вызванная заражением их цитопатогенными вирусами. Различают три типа ЦПД:
цитолитический – характеризуется лизисом клеток. Дегенерирующие клетки отслаиваются от стекла, через 20-26 ч культура представляет собой сеть синцитиальных элементов, а через 48 ч на стекле сохраняются единичные веретенообразные и отростчатые клетки;
трансформирующий – не вызывает гибели клеток, а дает им способность к неограниченному размножению;
индуктивный – характеризуется способностью инфицированных клеток продуцировать интерферон.
ЦПД зависит от вида вируса и чувствительности к нему культуры клеток. Образование симпластов идет по двум основным механизмам:
разрушение клеточных стенок и слияние близлежащих клеток (с участием ферментов внешних оболочек вирусов, например нейраминидазы);
амитоз без деления цитоплазмы.
ЦПД преимущественно связано с повреждением клеточных оболочек энзимами вирусов. Нейтрализация ЦПД специфической сывороткой – важный диагностический метод, позволяющий идентифицировать вирус, индуцирующий ЦПД.
При ряде вирусных инфекций в клетках появляются характерные для данного заболевания клеточные включения. Их обнаружение имеет диагностическое значение (бешенство, оспа, аденовирусы и др.). Включения могут локализоваться в цитоплазме или ядре, а по своей природе быть либо скоплениями вирионов, либо продуктом реакции клетки на вирусную инфекцию.
Патогенез на уровне организма.
Пути проникновения вирусов в организм разнообразны. Вирусы могут попадать в организм через носоглотку, ЖКТ, при прямом кожном контакте, передаваться через эктопаразитов.
Диссеминация вирусов в организме.
После проникновения вируса в организм он может размножаться вначале на месте проникновения или в определенных органах и тканях и далее разноситься кровью по всему организму.
В основном диссеминация вирусов осуществляется лимфо- и гематогенно. Нейротропные вирусы диссеминируют по нервным стволам.
Выделение вируса из организма.
При заболеваниях, вызванных пантропными вирусами, выделение идет с фекалиями, мочой, экссудатом, молоком, слюной. При гриппе, парагриппе, ИРТ КРС вирус может выделяться через носоглотку и с фекалиями. При аденоинфекции вирус выделяется с носоглоточным секретом, фекалиями, мочой; при энтеровирусных заболеваниях - гл. образом с фекалиями; при болезнях, характеризующихся кожными поражениями – обычно из этих поражений; при бешенстве – в основном со слюной. Возможно выделение вируса со спермой (ящур, лейкоз, ИРТ, ВД).
Предпочтительная локализация вируса в инфицированном организме.
Тропизм (аффинитет) вируса определяется его поверхностными структурами. Избирательная локализация вирусов происходит в тех клетках и тканях, где может реализоваться генетическая информация вируса, хотя все вирусы широко распространяются в организме.
По тропизму вирусы разделяют на следующие группы:
Однако классификация вирусов на основе тропизма невозможна, т.к. это сродство нестрогое и один и тот же вирус может вызывать несколько клинических форм болезни.
Влияние вирусов на кровь.
В период максимальной инфекционности крови проявляется феномен эритроцитотропизма – в эритроцитах обнаруживаются ДНК-содержащие включения. Помимо этого, при чуме свиней происходит торможение продукции эритроцитов и гранулоцитов. Задолго до появления клинических признаков болезни возникает деструкция кроветворных клеток, нарушение их синтеза и созревания, аплазия.
Лейкоциты могут адсорбировать на себе вирусы, из-за чего снижается их фагоцитирующая активность. При чуме и ВД постоянным признаком является лейкопения. Снижается интерферосинтезирующая активность лейкоцитов.
Степень патогенности вирусов зависит от особенностей штамма и метода его поддержания, проявление ее – от метода введения вируса в организм. Различные штаммы одного и того же вируса могут различаться по своей вирулентности (у болезни Ньюкасла – вело-, мезо- и лентогенные штаммы).
Факторы, влияющие на чувствительность животных к вирусам.
Существует пять таких факторов:
Из гормонов наибольшее значение имеет кортизон, а т.ж. тестостерон. Избыток кортизона в основном усиливает действие вирусов.
Роль возраста в патогенезе вирусных инфекций в значительной степени связана с влиянием гормонов (известны факты большей восприимчивости и, наоборот, большей резистентности молодняка к вирусным инфекциям).
Подавляющее большинство врожденных пороков развития обусловлено вирусами, вызывающими различные болезни. Иммунизация беременных самок может привести к тому же результату (тератогенному эффекту или мертворождению). Многие вирусы могут передаваться трансплацентарно.
Под влиянием ионизирующего излучения изменяется чувствительность организма к патогенному действию некоторых вирусов. Рентгеновское облучение ухудшает течение многих вирусных инфекций. Под его влиянием повышается проницаемость сосудов и тканей, угнетается защитная роль барьерных систем, снижается бактерицидность тканей и крови. В облученных клетках резко нарушается течение основных метаболических процессов, особенно матричная активность ДНК.
Влияние температуры на чувствительность организма к вирусной инфекции проявляется неоднозначно. В развитии первичной вирусной инфекции играют роль в основном три фактора: повышение температуры, снижение рН в некоторых тканях и продукция эндогенного интерферона. Гипертермия организма оказывает губительное воздействие на низкопатогенные штаммы вирусов, влияя в первую очередь на размножение.
Зачастую бессимптомные формы вирусной инфекции вызывают живые вакцинные штаммы (против чумы КРС, чумы плотоядных и т.д.). судить о наличии возбудителя в организме животного при латентной инфекции можно по парным сывороткам.
Некогда тяжелые в пошлом болезни, оставлявшие после себя прочный иммунитет, в настоящее время снизили свою тяжесть и часто вызывают бессимптомные затяжные инфекции. Часто бессимптомная инфекция связана с персистенцией.
В патогенезе РВИ выделяют пять основных фаз:
Репродукция вируса в клетках ВДП в результате заражения или активации латентной инфекции, вызванной др. вирусами.
Вирусная и токсико-аллергическая реакции со стороны различных систем и внутренних органов; возможна вирусемия.
Поражение дыхательных путей с преимущественной локализацией процесса в различных отделах дыхательного тракта.
Бактериальные осложнения со стороны дыхательных путей (наиболее длительная и тяжелая фаза).
Обратное развитие патологического процесса с возможным формированием латентных или хронических форм.
Патогенез вакцинальной инфекции.
При вакцинации живыми противовирусными вакцинами возможны поствакцинальные осложнения, наиболее опасными из которых являются неврологические – в виде энцефалитов и менингоэнцефалитов.
Методом борьбы с поствакцинальной инфекцией служит разработка субъединичных вакцин.
Хронические вирусные инфекции.
Существует гипотеза о том, что персистенция вируса обусловлена блоком созревания вируса, в результате чего в клетках накапливаются нуклеокапсиды. В соответствии с этой гипотезой принципиальным отличием хронически инфицированных клеток от клеток с острой инфекцией является отсутствие сборки вирионов. Устранение такой блокировки должно приводить к переходу хронической инфекции в острую.
Установлено различие в свойствах нуклеокапсидов при персистенциях и острых инфекциях. Исходя из этого пытаются объяснить патогенез некоторых хронических инфекций. Вирус проникает в организм при острой инфекции или вакцинации, но острый процесс прерывается антителами и вирус элиминируется. Однако в результате вирусемии вирус контактирует с клетками различных систем, в том числе и с малочувствительными, проникая в них. В результате абортивного цикла репродукции сборки вирионов в клетках не происходит, но идет накопление субвирусных компонентов и нуклеокапсидов. Из-за наличия в клетке вирусного гликопротеида, вызывающего слияние, происходит образование симпластов с проникновением нуклеокапсида в новые клетки. Этим обуславливается медленное течение и неизбежный трагический исход болезни.
Аутоимунные вирусные болезни.
При протекании болезней этой группы иммунная система распознает как чужие некоторые собственные клеточные и тканевые антигены, в результате чего иммунной атаке подвергаются неизменные клетки и ткани организма хозяина.
Наиболее подробно изучено действие системы вирус – антитело – комплемент.
В условиях промышленного животноводства проблема вирусобактериальных инфекций приобретает особую актуальность.
Иммунодефицит вирусной природы.
Состояние иммунной недостаточности может быть обусловлено рядом вирусов и генетической предрасположенностью. Приобретенные иммунодефициты могут являться результатом воздействия вируса, иногда скрытого. При этом может снижаться эффективность противовирусных вакцин. Некоторые вирусы вызывают лимфопению, а острая форма болезни Марека полностью прекращает лимфопоэз, следствием чего является депрессия гуморального ответа на гетерологичные антигены.
Особенно чувствительна к вирусам система мононуклеарных фагоцитов, часто являющаяся мишенью для прямого действия вирусов.
Ветеринарная вирусология. Сюрин В.Н., Белоусова Р.В., Фомина Н.В. – М.: Агропромиздат, 1991. – стр. 222 – 249.
Неспецифические ингибиторы. Ингибиторы к вирусам гриппа в нормальных сыворотках крови человека и животных обнаружил в 1942 г. Херст.
Клетки организма вырабатывают особые вирусотропные вещества — ингибиторы, способные взаимодействовать с вирусами и подавлять их активность. Так, сывороточные ингибиторы обладают широким диапазоном действия: одни подавляют гемагглютинирующие свойства вирусов, другие — их инфекционную активность. Сывороточные ингибиторы разделяют на: термолабильные (Chu-ингибиторы, β-ингибиторы), которые инактивируются при температуре 60—62 °С. Они способны нейтрализовать инфекционную и гемагглютинирующую активность вирусов гриппа, кори, болезни Ньюкасла и др.; термостабильные (Френсиса, α- и γ-ингибиторы). Они блокируют гемагглютинирующую активность вируса.
Различные вирусы (даже одного вида) различаются по чувствительности к ингибиторам. Есть штаммы ингибиторочувствительные и ингибиторорезистентные.
Установлены глубокие отличия биохимической природы ингибиторов и их количественное содержание в сыворотках крови животных различных видов.
Между ингибиторами и антителами имеется разница во взаимодействии их с вирусом. Так, в отличие от антител комплекс ингибитор — вирус не фиксирует комплемент; вирус соединяется с антителами при одновременном присутствии антител и ингибиторов; вирус с антителами образует более прочную связь.
Помимо сывороточных ингибиторов описаны ингибиторы в тканях, секретах и экскретах животных, в том числе птиц, а также в клеточных культурах.
Система интерферонов (ИФН). В 1957г. английские вирусологи А. Айзекс и Ж. Линдеман обнаружили, что клетки, зараженные вирусом, вырабатывают особое вещество, угнетающее размножение как гомологичных, так и гетерологичных вирусов, которое они назвали интерфероном. Установлено, что существует не один интерферон, а целая система их, в которой выделены три основных типа.
Номенклатура интерферонов разработана специальной комиссией ВОЗ в 1980 г.
Внутри каждого типа существуют подтипы, так, у α-интерферона их около 20. По природе интерфероны — гликопротеиды. Они закодированы в генетическом аппарате клетки. У человека гены интерферона локализованы на 2, 5, 9 и 11-й хромосомах.
Система интерферона не имеет центрального органа, так как способностью вырабатывать интерферон обладают все клетки организма позвоночных животных, хотя наиболее активно его вырабатывают клетки белой крови (лейкоциты, Т-лимфоциты, NK, макрофаги и др.).
Интерферон спонтанно не продуцируется клетками. Для его образования нужен индуктор (вирусы, бактериальные токсины, синтетические вещества, двунитчатые вирусные РНК).
Индукция интерферона происходит вследствие дерепрессии его гена (оперон для α-интерферона имеет 12 структурных генов). Происходят транскрипция иРНК для интерферона и ее трансляция на рибосомах клетки.
Промежуток времени между взаимодействием индуктора и клетки и появлением интерферона (lag-период) обычно длится 4—8 ч. Интерферон не взаимодействует непосредственно с вирусом, не препятствует адсорбции вируса на клетке и его проникновению в нее.
Антивирусное действие интерферона не связано с синтезом какого-то нового белка, а проявляется в повышении активности ряда ключевых ферментов клеточного обмена веществ (протеинкиназы и синтетазы). В результате блокируются стадии инициации, трансляции и происходит разрушение вирусных иРНК — это и обусловливает универсальный механизм действия интерферона при инфекциях, вызываемых разными вирусами. Наиболее характерные свойства интерферона: видотканевая специфичность. Он активен в гомологичных системах и резко снижает активность в гетерогенных организмах (поэтому для лечения человека используют интерфероны человеческого происхождения);
универсальность против широкого круга вирусов, т. е. не обладает специфичностью в отношении вирусов, хотя разные вирусы обладают неодинаковой чувствительностью к интерферону;
высокая эффективность. Небольшие дозы его обладают противовирусной активностью.
Изучение свойств интерферонов показало, что они обладают и антибактериальными свойствами (особенно к грамположительным бактериям), противоопухолевым действием и иммуномодулирующим свойством. Интерфероны стимулируют активность природных клеток-киллеров и цитотоксических Т-лимфоцитов, повышают чувствительность к ним клеток-мишеней, стимулируют фагоцитоз, антителообразование, фиксацию комплемента и т. д.
Биологическая активность у разных интерферонов может быть выражена в разной степени, например, α- и β-интерфероны обладают более высокой противовирусной активностью, чем γ-интерфероны, которые имеют во много раз большую иммуномодулирующую активность.
Одним из факторов, определяющих резистентность организма, является способность его тканей вырабатывать интерферон. У разных животных она неодинакова и определяется врожденными особенностями организма, возрастом (интерферон новорожденных проявляет меньшее антивирусное действие по сравнению с интерфероном взрослых животных). Кроме того, на выработку интерферона тканями организма влияют и внешние условия, например, погода, температура воздуха (зимой и осенью организм производит интерферонов меньше, чем в теплое время года), ионизирующее облучение животных ведет к снижению продукции эндогенного интерферона.
В практике известно два пути использования интерферона: применение готового экзогенного гомологичного интерферона для профилактики и лечения ряда вирусных инфекций (при гриппе, гепатите В, герпесе и злокачественных новообразованиях). Препарат эффективнее на ранних стадиях заболевания; индукция в организме эндогенного интерферона. Проявление его хорошо известно при введении птице вакцинных штаммов вируса болезни Ньюкасла, а также лапинизированного штамма L3 и ЛT вируса чумы крупного рогатого скота.
В настоящее время интерфероны получают генно-инженерным методом.
Киллерные клетки. В 1976 г. в лимфоидной ткани были обнаружены природные киллеры — клетки NK (от англ. Natural killer — природный убийца), их еще обозначают как естественные киллеры (ЕК-клетки). Они происходят из клеток-предшественников костного мозга. Содержание ЕК-клеток в крови составляет 5—20 % от общего числа лимфоцитов, в печени — 42 %, в селезенке — 36, в лимфоузлах — 3, в легких — 5, в тонкой кишке — 3 и в костном мозге — 2%. В отличие от Т-цитотоксических лимфоцитов киллерная активность ЕК-клеток не зависит от представления им чужеродных антигенов молекулами главного комплекса гистосовместимости класса I.
Распознавание и уничтожение ЕК-клетками клеток-мишеней не требует предварительной сенсибилизации (иммунизации) и не сопровождается образованием клеток памяти. Однако ЕК-клетки играют важную роль в защите организма против опухолевого роста, метастазов опухолей и вирусных инфекций — в элиминации мутированных и вирусинфицированных клеток, отторжении трансплантанта. По существу, естественные киллеры участвуют в первой защитной реакции организма до включения других, специфических, иммунных механизмов. ЕК-клетки вызывают лизис клеток-мишеней, независимых от антител и комплемента, и в то же время не обладают способностью к фагоцитозу. Цитотоксическим фактором ЕК-клеток является особый белок, который по своим физико-химическим и иммунологическим свойствам сходен с белком перфорином, который обусловливает образование пор в мембране клеток-мишеней. В ЕК-клетках содержатся также гранзимы, обусловливающие индукцию апоптоза (программированная гибель клетки) при проникновении в клетки-мишени.
После лизиса клеток-мишеней ЕК-клетки остаются жизнеспособными, освобождаются от мишеней и могут вступать во взаимодействие с новой клеткой-мишенью (рециклированные ЕК-клетки). ЕК-клетки убивают клетки-мишени быстро (1—2 ч) без подготовки в виде иммунного ответа, это отличает их от Т-лимфоцитов.
Помимо ЕК-клеток естественной цитотоксичностью, не вызванной предшествующей иммунизацией, обладают антителозависимые К-клетки (антителозависимая клеточноопосредованная цитотоксичность — АЗКЦ).
Благодаря хорошо скоординированному взаимодействию систем макрофагов, интерферонов, комплемента, главного комплекса гистосовместимости, Т-лимфоцитов и природных киллеров еще до приобретения специфического иммунитета обеспечивается своевременное распознавание и уничтожение всех генетически чужеродных веществ (микроорганизмов и мутантных клеток). В результате сохраняется структурная и функциональная целостность организма.
Вместе с тем эти системы служат основой для формирования приобретенного (специфического) иммунитета, и на их уровне видовой и приобретенный иммунитет смыкаются, образуя единую и наиболее эффективную систему самозащиты организма.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
| Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 14 июля 2010 г. № 167 |
