Иммуноглобулиновые профили биологических жидкостей у коров-матерей и полученных от них телят

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Иммуноглобулиновые профили биологических жидкостей у коров-матерей и полученных от них телят

Ю.Н. Федоров, Е.В. Борзенко, Т.А. Чеботарева, О.А. Верховский

Аннотация

Исследовали динамику количественных характеристик иммуноглобулинов G-, M- и A-изотипов в различных биологических жидкостях (сыворотка крови, молоко, молозиво, носовые и слезные секреты) у коров черно-пестрой породы в период лактации и телят после рождения до 2-месячного возраста. Выявлены изменения иммуноглобулинового профиля биологических жидкостей в зависимости от возраста и физиологического состояния животного.

Ключевые слова: иммуноглобулин, IgG-изотип, IgM-изотип, IgА-изотип, биологические жидкости, крупный рогатый скот.

Summary

COMPOSITION OF IMMUNOGLOBULINES IN BIOLOGICAL FLUIDS IN COW-MOTHERS AND THEIR CALVES

Yu.N. Fedorov, E.V. Borzenko, T.A. Chebotareva, O.A. Verkhovskii

The authors have investigated a dynamics of content of immunoglobulins of G-, M- and A-isotypes in different biological fluids (blood serum, beestings, milk, nasal and lacrimal secrets) in cows of the Black-and-White breed at the lactation period and in calves from their birth to 2-month-old. The changes in immunoglobulin patterns in connection with age and physiological state of animals were revealed.

Основная часть

При оценке иммунного статуса различных популяций животных и функционального состояния отдельных звеньев иммунной системы количественное определение иммуноглобулинов в биологических жидкостях является наиболее объективным и информативным. Клинические и биологические аспекты исследования иммуноглобулинов животных чрезвычайно многообразны и имеют важное значение для характеристики иммунного статуса организма и диагностики иммунодефицитных состояний (1). Биологические жидкости, участвующие в жизнедеятельности органов, тканей и систем органов, отражают характер происходящих в них процессов, а их иммунологический анализ позволяет оценить состояние системного и местного иммунитета (2). Определение количества иммуноглобулинов в биологических жидкостях, таких как молозиво, молоко, носовые и слезные секреты, дает возможность получать дополнительную информацию о происхождении, особенностях синтеза и характере катаболизма иммуноглобулинов в норме и при патологии. Иммуноглобулиновый профиль отдельных биологических жидкостей может принципиально различаться в зависимости от физиологического состояния организма, а также при различных патологических процессах, особенно при поражениях слизистых оболочек.

В связи с этим целью нашей работы было определение динамики количественных характеристик иммуноглобулинов G-, M- и A-изотипов в различных биологических жидкостях у крупного рогатого скота в зависимости от возраста и физиологического состояния животных.

Методика. Биологическим материалом для исследований служили сыворотка крови, молозиво, молоко, носовые и слезные секреты от клинически здоровых коров черно-пестрой породы 3-4-й лактации (n = 28) в динамике через 1, 3, 10, 20, 30, 40, 60 сут после отела, а также сыворотка крови, носовые и слезные секреты полученных от них телят (n = 20) в динамике через 1, 3, 10, 20, 30, 40, 60 сут после рождения (всего 1204 пробы -- 784 от коров и 420 от телят).

Сыворотки крови, молозива и молока получали традиционными способами и хранили при 20 С. Молозиво и молоко отбирали из каждой четверти вымени в равных объемах, после чего образцы объединяли для получения средней пробы, носовые секреты -- из каждого носового прохода стерильным ватным тампоном с последующим объединением для формирования средней пробы, слезную жидкость -- из конъюнктивального мешка каждого глаза с помощью глазной пипетки и также объединяли в одну пробу. Для получения объективной количественной характеристики иммуноглобулинов отдельных изотипов анализировали пробы биологических жидкостей без предварительного разведения.

В исследованиях по количественному определению иммуноглобулинов в биологических жидкостях методом радиальной иммунодиффузии (3) использовали полученные нами моноспецифическую антисыворотку к IgG-изотипу, олигоклональные антитела к IgА-изотипу, моноклональные антитела к IgМ-изотипу, а также стандартную сыворотку с известным содержанием иммуноглобулинов каждого изотипа.

Результаты. Минимальное содержание иммуноглобулинов в сыворотке крови коров отмечали сразу после отела: IgG -- 22,6±1,8; IgM -- 2,62±0,29 и IgA -- 1,1±0,5 мг/мл, что связано с селективным переходом иммуноглобулинов (в основном IgG1) из сыворотки крови в молозиво (табл.). Соответственно в молозиве максимальная концентрация этих иммуноглобулинов обнаруживалась сразу после отела и составляла 63,2±10,1; 4,56±0,19 и 2,54±1,0 мг/мл.

Количественное содержание иммуноглобулинов (мг/мл) в биологических жидкостях у коров черно-пестрой породы и полученных от них телят в зависимости от срока после отела

В дальнейшем тенденции в изменении содержания иммуноглобулинов в сыворотке крови и молозиве (молоке) имели обратный характер: в сыворотке крови их количество постепенно нарастало, а в молоке -- резко снижалось. К 20-30-м сут после отела в молоке иммуноглобулины всех изотипов имелись в незначительных количествах (IgG -- 0,32±0,01; IgM -- 0,11±0,02 мг/мл; IgA -- следы).

В носовом секрете и слезной жидкости основным иммуноглобулином во все периоды исследования оставался IgA, который по содержанию значительно превосходил IgG и IgM. Так, сразу после отела концентрация IgA в носовом секрете cоставила 2,2±0,6 мг/мл (70,5 % общего количества иммуноглобулинов), а в слезном -- 1,9±0,1 мг/мл (74,5 %). При этом наименьшая концентрация иммуноглобулинов G-, M- и А-изотипов в носовом секрете и слезной жидкости коров была установлена сразу после отела, что, возможно, объясняется иммунобиологической перестройкой организма в связи с формированием молозива, в котором аккумулируются иммунологически активные белки. Однако на протяжении всего периода лактации в носовом секрете и слезной жидкости преобладающим иммуноглобулином оставался IgA, синтезируемый локально слизистыми оболочками, в отличие от молозива и молока, где основную часть иммуноглобулинов IgG составляют белки, поступившие из сыворотки крови.

У телят иммуноглобулины G-, M- и А-изотипов определяли в пробах сыворотки крови, слезных и носовых секретов, отобранных сразу после рождения, а затем в динамике до 2-месячного возраста. Отметим, что возрастную динамику содержания IgG и IgM в сыворотке крови телят изучали разные исследователи (4-7) и наши данные о характере ее изменений во многом согласуются с результатами других авторов. И хотя количественные показатели в абсолютном выражении несколько разнятся, это обстоятельство не носит принципиального характера, поскольку установленные закономерности сходны. Следует подчеркнуть, что оценка возрастной динамики содержания иммуноглобулинов отдельных изотипов в носовом секрете и слезной жидкости телят проведена нами впервые. Имеющиеся в зарубежной литературе данные по количественной характеристике иммуноглобулинов отдельных изотипов в секретах крупного рогатого скота касаются взрослых животных (8, 9). При этом показано, что в сыворотке крови и молозиве в процентном соотношении преобладает IgG, в то время как IgA составляет 5-10 %, в секретах же последний является преобладающим -- 86-97 %. Поскольку у телят при рождении в сыворотке крови отсутствуют иммуноглобулины, важное значение имеет молозиво как их единственный источник, время получения и количество которого определяют уровень содержания иммунологически активных белков у телят в первые сутки после рождения и характеризуют их иммунный статус. Для получения объективных и сопоставимых результатов по каждому животному мы определяли содержание иммуноглобулинов у телят, получивших молозиво не позднее 6 ч после рождения.

Наивысший уровень иммуноглобулинов у телят был установлен в суточном возрасте и составил: IgG -- 21,5±3,4; IgM -- 1,80±0,22 и IgA -- 0,8±0,2 мг/мл. Затем происходило постепенное снижение количества иммуноглобулинов всех изотипов, что связано с их катаболизмом. Причем наиболее выраженное уменьшение концентрации IgG наблюдали у животных в возрасте 30-40 сут (соответственно 12,06±0,8 и 11,90±0,96 мг/мл). Минимальный уровень IgM и IgA отмечали в 10-суточном возрасте (соответственно 1,14±0,15 и 0,25±0,01 мг/мл). Различия в сроках снижения содержания иммуноглобулинов отдельных изотипов в сыворотке крови телят связаны с неодинаковой скоростью их катаболизма, то есть периодом полураспада иммуноглобулинов, приобретенных с молозивом, характерным для каждого изотипа. Показано, что период полураспада пассивно приобретенных иммуноглобулинов составляет для IgG -- от 16 до 32 сут, для IgM -- 4 сут и для IgA -- 2,5 сут (10). В дальнейшем количество иммуноглобулинов всех изотипов постепенно нарастает, что связано с их активным синтезом. В наших опытах к 2-месячному возрасту концентрация IgG составила 14,7±1,34; IgM -- 2,07±0,28 и IgA -- 0,25±0,01 мг/мл.

Знание критических периодов в жизни новорожденных, связанных с естественным катаболизмом пассивно приобретенных с молозивом иммуноглобулинов, принципиально важно. Безусловно, в отношении иммунного статуса время сразу после рождения является наиболее критическим, поскольку у новорожденных телят, как уже отмечалось, до приема молозива в сыворотке крови нет иммунологически активных белков. Своевременный прием молозива (0,5-1 ч после рождения) обеспечивает иммунологическую защиту новорожденных, которая формируется в первые сутки, пока сохраняется неселективная способность кишечника абсорбировать иммуноглобулины молозива (24-36 ч). Второй критический период в жизни новорожденных телят наступает в 20-40-суточном возрасте, когда уровень материнских иммуноглобулинов достигает минимальных значений вследствие катаболизма. В последующие сроки количество иммуноглобулинов всех изотипов постепенно нарастает благодаря собственному синтезу, который на начальном этапе ингибировался материнскими иммуноглобулинами.

Такие же закономерности отмечены нами при изучении иммуноглобулинов в секретах у новорожденных телят. Максимальный уровень иммуноглобулинов в носовом секрете и слезной жидкости наблюдали в суточном возрасте, причем по количеству основным иммуноглобулином был IgA, содержание которого составило соответственно 0,6±0,01 и 0,9±0,02 мг/мл (или 42,5 и 47,8 %). В дальнейшем концентрация иммуноглобулинов всех изотипов постепенно снижалась, достигая минимальных значений в 10-суточном возрасте, однако содержание IgA в сравнении с другими изотипами иммуноглобулинов оставалось выше (соответственно 49,3 и 60,4 % в носовом секрете и слезной жидкости), что согласуется с данными о физико-химических и биологических свойствах иммуноглобулинов в секретах организма. Повышение содержания иммуноглобулинов в секретах, начиная с 20-суточного возраста, свидетельствует о становлении иммунной системы слизистых (местный иммунитет). В 2-месячном возрасте концентрация IgA в носовом секрете и слезной жидкости составила соответственно 3,0±1,0 мг/мл (62,7 %) и 1,7±0,2 мг/мл (66,4 %). Впервые полученные количественные характеристики иммуноглобулинов в секретах крупного рогатого скота в раннем постнатальном онтогенезе дополняют представления о природе и становлении системы местного иммунитета организма.

Выводы

иммуноглобулин корова иммунный биологический

Таким образом, полученные данные по динамике содержания иммуноглобулинов в биологических жидкостях у коров и телят черно-пестрой породы отражают состояние системного и местного иммунитета, а качественный и количественный мониторинг состава иммуноглобулинов таких жидкостей является информативным способом оценки иммунного статуса животных и диагностики иммунодефицитных состояний.

Литература

1. Петров Р.В., Хаитов Р.М., Пинег и н Б.В. Иммунодиагностика иммуно-дефицитов. Иммунология, 1997, 4: 4-7.

2. Галкина О.В. Иммуноглобулиновые профили биологических жидкостей организма в норме и при патологии. Автореф. канд. дис. СПб, 2002.

3. Manchini G., Carbonara A.O., Heremans I.P. Immunochemical quantitation of antigens by single radial immunodiffusion. Immunochemistry, 1965, 2(3): 235-254.

4. Чекишев В.М. Иммунологические аспекты резистентности телят. Докт. дис. Новосибирск, 1983.

5. Adams R., Garry F.B.,Aldridge B.M. e.a. Haemotologic values in newborn beef calves. Am. J. Vet. Res., 1992, 53(6): 944-950.

6. Gragam D.A., Mawhinne y K.A., Adair B.M. e.a. Testing of bovine sera by ELISA for IgG, IgM and IgA rheumatoid factors. Vet. Immunol. Immunopathol., 1998, 61(2-4): 239-250.

7. Erhard M.H., Amon P., Younan M. e.a. Absorption and synthesis of immunoglobulins G in newborn calves. Reprod. Domestic Animals, 1999, 34(3-4): 173-175.

8. Mach J.P., Pahud J.J. Secretory IgA, a major immunoglobulin in most bovine external secretions. J. Immunol., 1971, 106(2): 552-563.

9. Duncan J.R., Wilkie B.N., Hiestand F. e.a. Serum and secretory immunoglobulins of cattle: characterization and quantitation. J. Immunology, 1972, 108(4): 965-976.

10. Husband A.J., Brandon M.R., Lascelles A.K. Absorption and endogenous production of immunoglobulins in calves. Austr. J. Biol. Med. Sci., 1972, 50: 491-498.

Размещено на Allbest.ru