Достоверные пути миграции материнских иммуноглобулинов и их влияние на развитие плода

Для научного обоснования этиологии и патогенеза заболеваний животных в первые дни жизни необходимо проводить анализ морфогенеза их тканей, органов, систем и аппаратов и, особенно, иммунокомпетентных структур в пренатальный период развития. Известно, что при проникновении в рог матки, новый организм защищается от материнских иммунных тел образованием собственных [71, 72]. На первом этапе развития наиболее активно образуются плодные оболочки. У коров на 8-19 сутки стельности зародышевый пузырь достигает 20 см, тогда как сам зародыш – лишь 1 мм (в 200 раз меньше). Уже на 34 сутки пренатального развития формируется примитивная плацента. В поздний предплодный период (50-60 суток) плацента постепенно занимает и второй “не беременный” рог, что совпадает с развитием костной системы плода, и только после этого начинается его интенсивный рост и развитие. При условии полноценного морфофункционального состояния плацента полностью защищает плод от антигенного влияния белков и других веществ со стороны материнского организма, а в нем автономно развиваются собственные иммунокомпетентные структуры [146, 148, 355].

Иммунокомпетентные структуры плода коровы, сначала закладываются в желточном мешке, потом в печени, а в последующем – в костных органах, которые являются центральными органами гемоиммунопоэза, как и тимус. Значительно позже развиваются периферические – селезенка, лимфатические узлы, а в последнюю очередь – лимфоидные структуры слизистых оболочек, что определяется становлением эпителиальных образований кишечника, которые, в первую очередь, и непосредственно контактируют с антигенами окружающей среды.

У плодов коров стволовые клетки мигрируют из желточного мешка в печень, потом в костный мозг, тимус и кровь в определенные периоды гестации. В костных органах эритроцитопоэз и иммуногенез начинаются с 55-60 суточного возраста плода. У 5 месячных плодов коров в печени уже оказываются клетки, которые содержат IgM и IgG, а в тимусе – IgА. Практически во всех лимфоидных органах 7 месячных плодов оказываются клетки синтезирующие IgM и IgG. Содержание лимфоцитов в крови 35-100 суточных плодов коров достигает (5,5±1,5)х108 [R. D. Schultz, 1973] (рис. 1. 2).

Места стволовых клеток

 

Т И М У С

Костный мозг

Печень

Желточный мешок

Рис. 1. Общая схема лимфогенеза эмбрионов и плодов коров (R. D. Schultz, 1973).

Дни стельности	Органы
42		Тимус
45	Лимфоциты крови
55	Костный мозг, селезенка
59	Удерживающие клетки
60	Лимфатические узлы
110	Гранулоциты крови
130	IgM в сыворотке крови
135	IgG месячные в сыворотке крови
		Миндалины
			Лимфоидная ткань кишечника
				Отел
Сутки стельности
50	100	150	200	250	300

Рис. 2. Схема развития лимфоидной ткани и появление иммуноглобулинов у плодов коров (П. А. Емельяненко, 1987).

Развитие красного костного мозга и селезенки наблюдается у 55 суточных плодов коров [92], а крови 5-месячных плодов уже присущи нейтрофилы и моноциты. В печени плодов этого же возраста выявляются IgM и IgG. Следовательно, в период пренатального развития организм приобретает, в некоторой степени, способность распознавать “свой” белок от “чужого” [22], что больше характерно для матуронатных животных.

Неспецифическая защита новорожденных телят может быть получена при вакцинации плодов за 11-23 суток до рождения. У таких телят в слизистой оболочке выявляются клетки, которые содержат IgM и IgG. Однако уже у новорожденных телят в лимфатических узлах определяются не только первичные, но и вторичные лимфоидные узелки [66,67]. Таким образом, полноценный плацентарный барьер и обеспечение морфофункционального становления иммунокомпетентных структур при условии реализации их взаимосвязей, влияет на организм и проявляется на организменном уровне новорожденных телят их высокой жизнеспособностью в неонатальный период онтогенеза (рис. 3).

Рис. 3. Взаимосвязи иммунокомпетентных структур плода при полноценном плацентарном барьере (Б. В. Криштофорова, 2002): 1 – костный орган (красный костный мозг); 2 – тимус; 3 – селезенка; 4 – лимфатический узел; 5 – тощая кишка и лимфоидные образования; 6 – печень; 7 – сердце; 8 – фетальная плацента; 9 – материнская плацента; - - - - - взаимосвязи иммунокомпетентных структур; – гемоциркуляция.

Можно предположить, что в результате негативного воздействия антропогенных факторов на организм стельных коров (что особенно характерно для последних десятилетий) наблюдаются изменения в морфофункциональном становлении плаценты. При этом в фетальной части плаценты изменяется синтез белков, угнетающих образование иммуноглобулинов и макрофагов со стороны материнского организма. Вместе с этим появляются вещества, которые предопределяют уменьшение плотности стенки кровеносных сосудов. Как следствие, изменяется проницаемость плацентарного барьера на разных стадиях гестации. На ранних – это вызывает отторжение и гибель эмбриона, что проявляется скрытым абортом и увеличением перегулов коров. На поздних стадиях гестации, при наличии собственных иммунокомпетентных структур плода, нарушение плацентарного барьера приводит к изменениям роста и развития всего организма, что определяется как недоразвитие (сочетание гипотрофии и гипопластии) новорожденных телят, обуславливая их низкую жизнеспособность в неонатальный период (рис. 4). Достоверному проникновению материнских белков (как антигенов) в общее кровообращение плода, способствует наличие венозного протока, который соединяет пупочную вену с каудальной полой, исключая тем самым толерантную функцию печени [159, 174]. Избыточная циркуляция в крови плода материнских иммуноглобулинов, как антигенов по отношению к нему, в первую очередь, предопределяет появление сенсибилизированных лимфоцитов, которые изменяют процесс морфофункционального становления его собственных имунокомпетентних структур.

Постепенное проникновение через плаценту материнских белков в период стельных коров, возможно, обуславливает задержку процессов остеогенеза плода. В результате недоразвития аппарата движения у новорожденных телят отмечается изменение экстерьерных показателей и уменьшение живой массы. Исследования показывают, что относительная масса костной системы (к живой массе) составляет 23-27% (при норме 19,5-21,5%). В костных органах количество хрящевой ткани достигает 45-50% (особенно в рудиментарных костных органах) и преобладает остеобластический костный мозг над красным (кроветворным). Относительная масса тимуса уменьшается до 0,18-0,20% (при норме 0,45–0,55%), граница между корковой зоной и мозговой не четкая, уменьшается количество тимических телец, а также проявляется нарушение соотношения его тканевых компонентов и формирования тимических телец.

Рис. 4. Взаимосвязи иммунокомпетентных структур плода и их пренатальная антигенная стимуляция материнскими белками при нарушении плацентарного барьера (Б. В. Криштофорова, 2002): 1 – костный орган (красный костный мозг); 2 – тимус; 3 – селезенка; 4 – лимфатический узел; 5 – тощая кишка и лимфоидные образования; 6 – печень; 7 – сердце; 8 – фетальна плацента; 9 – материнская плацента; - - - - - взаимосвязи иммунокомпетентных структур; – гемоциркуляция; – материнские белки.

Относительная масса селезенки имеет более стойкие показатели (0,16-0,18%), однако количество белой пульпы не превышает 6%. Уменьшаются в размерах и лимфоидные бляшки, особенно подвздошно-тощая, длина которой колеблется около 80,0-100,0 см (при норме 200,0-250,0 см). Возможно, что постоянное и постепенное увеличение антигенного влияния материнских белков на иммунокомпетентные структуры плода подавляет генетическую реализацию их морфофункционального становления, которое обуславливает, наряду с повышенной чувствительностью к молозиву, и эмбриональный характер их тканевых компонентов. Полноценный барьер определяет автономизацию роста и развития иммунокомпетентных структур в соответствии с генетической детерминантностью и способностью проявления их реакций на влияние “стартового” антигена после рождения (рис. 5). Таким “стартовым” антигеном, который несет к тому же определенную информацию по количественному и качественному составу чужеродных белков в данных условиях обитания родителей, являются, на наш взгляд, иммуноглобулины молозива, которые активизируют функцию иммунокомпетентных органов новорожденных животных. Доказательством этого является резкое изменение иммунокомпетентных органов и морфологического состава крови новорожденных телят после первого кормления молозивом. При действии “стартового” антигена (иммуноглобулинов) молозива на иммунокомпетентные структуры неонатальных телят проходит внезапное заселение лимфоцитами лимфатических узлов и лимфоидной ткани слизистых оболочек, включаются адаптивные механизмы окружающей среды, трансформируя пренатальные структуры в новые, соответствующие условиям обитания. Запоздалое кормление новорожденных телят молозивом или же его полное исключение из рациона, обуславливает задержку становления их иммунокомпетентных структур на 20-30 суток и приводит, как правило, к нарушению функции органов пищеварения.

Рис. 5. Взаимосвязи иммунокомпетентных структур неонатального теленка при стартовой антигенной стимуляции белками молозива (Б. В. Криштофорова, 2002): 1 – костный орган (красный костный мозг); 2 – тимус; 3 – селезенка; 4 – лимфатический узел; 5 – тощая кишка и лимфоидные образования; 6 – печень; 7 – сердце; - - - - - взаимосвязи иммунокомпетентных структур; – гемоциркуляция; – - - - белки молозива.

Как отдаленный результат задержки становления иммунной системы, которая определяется поздним иммунологическим “стартом”, в дальнейшем при перемещении телят в помещение с повышенным количеством микроорганизмов (антигенов) возникает заболевание органов дыхания.

Таким образом, до конца молочного периода, иммунная система телят полностью проходит процесс морфофункционального становления, в основе которого лежит трансформация пренатальных структур. В течение этого периода она остается несколько неполноценной, чтобы противостоять на соответствующем уровне, даже, условно патогенной микрофлоре. Данному феномену способствует стойловое содержание телят в неонатальный и молочный периоды, приводя к задержке роста и развитию собственных иммунокомпетентних структур, а также способствует наличию ателектатических частиц в легких, в которых, в первую очередь, начинают развиваться патологические процессы.

При неполноценном плацентарном барьере и, в результате увеличенной чувствительности новорожденных телят к материнским белкам, ”стартовый” антиген (иммуноглобулинов молозива), проникая в их организм в большом количестве, обуславливает усиленную активизацию иммунокомпетентных структур, которая проявляется аллергическими реакциями разного типа. У сенсибилизированных новорожденных телят пренатальная антигенная стимуляция совмещается с действием “стартового” антигена (иммуноглобулина молозива), обуславливая неадекватную реакцию. В крови таких телят одновременно циркулируют пренатальные (проникающие через плаценту) и молозивные иммуноглобулины, приводя к формированию сенсибилизирующих лимфоцитов и, как следствие, возникает аллергическая реакция (рис. 6). При этом у телят после первого кормления молозивом развивается аллергическая реакция, которая предопределяет снижение антигравитационной функции аппарата движения, нарушение работы сердца и легких. Как следствие такого состояния телята погибают до конца суток без нарушения функции органов пищеварения. При патологоанатомическом вскрытии, как правило, отмечается миокардиодистрофия, отек легких и незначительный воспалительный отек слизистой оболочки тощей кишки.

Рис. 6. Циркуляция иммуноглобулинов в организме новорожденных телят при неполноценном плацентарном барьере (Б. В. Криштофорова, 2002): 1 – костный орган (красный костный мозг); 2 – тимус; 3 – селезенка; 4 – лимфатический узел; 5 – тощая кишка и лимфоидные образования; 6 – печень; 7 – сердце; - - - - - взаимосвязи иммунокомпетентных структур; – гемоциркуляция; – материнские белки; – - - - белки молозива.

Особенностью патоморфологических изменений во многих внутренних органах (сердце, легкие, почки, тимус, селезенка, кости) является нарушение сосудистотканевых взаимоотношений. Сосуды микроциркуляторного русла, особенно венозной его части, расширены, переполнены кровью, которая, в некоторых участках, выходит за их стенку в окружающую ткань. Характерно, что при этом вокруг кровеносных сосудов отмечается пролиферация клеток макрофагального и лимфоцитарного ряда. Клеточные структуры органов находятся на разных стадиях деструкции. В тимусе нечетко выражена граница между корковым и мозговым веществом.

При протекании реакции гиперчувствительности замедленного типа у неонатальных телят проявляется нарушение органов пищеварения на 2-3 сутки с клиническими признаками, на первом этапе, частым выделением жидких фекалий, на втором – обезвоживанием организма. В данном случае большое количество “стартового” антигена (иммуноглобулинов молозива), накапливаясь в тощей кишке, вызывает реакцию гиперчувствительности местного типа, которая проявляется усиленной перистальтикой кишечника и предопределяет быстрое его выведение. Исключение кормления телят молозивом и назначение диетотерапии из отваров (настоев) трав, солевых растворов, что мы отмечаем во многих хозяйствах, дает позитивные результаты. Антиаллергическое действие настоев трав или солевых растворов, препятствует развитию реакции гиперчувствительности. При условии же последующего кормления молозивом у телят развивается дегидратация организма с явлениями токсикоза. Своевременное введение в организм недоразвитых (сенсибилизированных) телят специальных антиаллергенов также препятствует развитию аллергических реакций. Повышенная чувствительность телят к иммуноглобулинам молозива постепенно исчезает до 10-14 суток после рождения, что совпадает с началом функционирования рубца.

Следовательно, нарушение плацентарного барьера является одним из главных факторов, который предопределяют недоразвитие телят в пренатальный период онтогенеза. Благодаря циркуляции материнских белков в крови плода, возникает сенсибилизация к иммуноглобулинам молозива у телят, которая проявляется реакцией гиперчувствительности. Целесообразно определить, что иммуноглобулины молозива у неонатальных телят выполняют функцию иммунологического “старта”, предопределяя быструю реакцию собственных иммунокомпетентных структур на антигенное действие инородных белков окружающей среды.