Иммунитет кошек
Влияние питания на имунитет кошек в период развития иммунной системы
Первое и, по видимому наиболее значительное воздействие на иммунитет питание оказывает в период формирования и развития иммунной системы. Клетки иммунной системы появляются еще в период внутриутробного развития, но после рождения животного начинается процесс их созревания, который продолжается в течение всей жизни. Дефицит цинка, белка, незаменимых аминокислот, витамина А и меди — это лишь часть нутриционных нарушений, которые могут повлиять на процесс развития иммунной системы молодых растущих животных. Недостаток питательных компонентов в рационе оказывает влияние как на врожденную, так и на приобретенную формы иммунитета. Число лимфоцитов в тимусе и в селезенке котят может значительно уменьшиться, если кошка-мать, кормящая их молоком, недополучает питательные вещества, и особенно цинк. Специфический антительный ответ на вакцинацию у молодых кошек также будет слабым, если в их рационе содержится слишком мало таких питательных веществ, как цинк, железо, медь, селен и магний.
В целом дефицит необходимых питательных веществ в период роста животных приводит к нарушениям бактериальной колонизации слизистых оболочек, снижению напряженности иммунитета к условно патогенным и патогенным бактериям и, как следствие, к повышению чувствительности к этим агентам и уменьшению способности к их элиминации, если они преодолели защитные барьеры. Такие нарушения могут длительно сохраняться даже после устранения дефицита питательных веществ и влиять на иммунофенотип кошек на протяжении всей их жизни.
Глюкоза
Глюкоза абсолютно необходима моноцитам, нейтрофилам и лимфоцитам, которые используют ее в качестве одного из основных источников энергии. Процесс активирования макрофагов и нейтрофилов, а также пролиферации лимфоцитов сопровождается интенсивным окислением глюкозы, хотя он и носит незавершенный характер, поскольку прерывается на стадии образования лактата. Оба типа клеток помимо глюкозы могут использовать в качестве источника энергии глютамин. У животных, находящихся в состоянии покоя, за счет его метаболизма в этих клетках образуется до 50% АТФ. Как и глюкоза, глютамин окисляется лишь частично, что сопровождается образованием глютамата, аспартата и лактата в качестве конечных продуктов реакции. Только небольшое количество глютамина окисляется полностью до углекислого газа, воды и аммиака.
Хотя жирные кислоты й кетоны также могут окисляться в иммунокомпетентных клетках, высвобождая энергию для образования АТФ, однако в делящихся и находящихся в активированном состоянии лейкоцитах этот процесс не становится более интенсивным. Это свидетельствует о том, что для лейкоцитов жирные кислоты и кетоны не являются стратегическим источником энергии. Окисление глюкозы и глютамина в лейкоцитах носит неполный характер, несмотря на наличие у них митохондрий и всех ферментов, необходимых для осуществления цикла лимонной кислоты. Такая специфика метаболизма позволяет лейкоцитам эффективно выполнять свои функции в тех участках органов и тканей, обеспечение кислородом которых понижено. Высокая интенсивность утилизации глюкозы и глютамина отчасти необходима для биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, которые клетки используют для синтеза ДНК и мРНК
Глютамин
Концентрация глютамина в плазме крови влияет на чувствительность клеток к различным факторам, способным запускать в них механизмы апоптоза: при недостаточном получении этой аминокислоты апоптоз развивается в клетках чаще и быстрее. Глютамин может также защищать от апоптоза активированные Т-лимфоциты. Аналогичный протективный эффект глютамнна отмечен в нейтрофилах, в которых эта аминокислота участвует в регулировании экспрессии NAD - РН-оксидазы. Установлено, что иммунодепрессивное действие аспарагиназы обусловлено ее способностью вызывать гидролиз глютамина, а не снижать активность аспарагиназы, как предполагалось ранее. Кроме того, при пониженной концентрации глютамина в плазме крови регистрируют снижение напряженности как врожденного, так и приобретенного иммунитета кошек.
Глютамин попадает в плазму крови преимущественно из скелетной мускулатуры. Поскольку эту аминокислоту активно утилизируют кишечник и печень, то ее концентрация в плазме крови после приема корма повышается незначительно. При воспалительном процессе усиливается катаболизм мышечной ткани в ответ на снижение уровня содержания инсулина в плазме крови и повышение резистентности к этому гормону тканей, под действием кортизола и катаболических цитокинов. Это дает возможность использования глютамина для печеночного глюконеогенеза. а также непосредственно для обеспечения жизнедеятельности лейкоцитов. Вот почему предполагают, что если рацион больных животных не содержит источников глютамина, это ведет к ингибированию высвобождения глютамина из мышц и снижению его концентрации в плазме крови, что способствует возникновению относительной иммунодепрессии. И наоборот, обогащение рациона глютамином усиливает фагоцитарную активность макрофагов, помогает поддерживать на определенном уровне число Т-лимфоцитов, циркулирующих в крови, и нормализует функции лимфоцитов при тяжелом септическом состоянии. Как и предполагалось, было установлено, что обогащение глютамином растворов, предназначенных для полного парентерального питания, обеспечивает снижение смертности тяжелобольных людей, у которых развился сепсис. При перо - ральном введении глютамина важно, в какой форме он используется. Эффективность его утилизации повышается, если он применяется в несвязанной форме.
Абсорбция глютамина
Абсорбция и утилизация аминокислот, которые добавляют в рацион в свободном виде или в составе интактных полипептидов, неодинаковы. Смесь мелких пептидов имеет большую питательную ценность как для роста животных, так и для лечения мальнугриции, чем аналогичная по составу смесь аминокислот. Когда голодающих крыс снова начинают кормить, то при рационе с гидролизатами белков масса тела и концентрация глютамина в плазме крови нормализуются у них быстрее, чем у крыс, которые получали корм со свободными аминокислотами.
Кроме того, эффективность конверсии энергии, утилизации белка и задержки азота в организме крыс, получавших рацион с гидролизатами белков, также оказалась намного выше. У людей концентрация глютамина в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки после энтерального введения белков, богатых этой аминокислотой, повышается значительнее, чем при использовании с той же целью ее очищенных растворов. Возможно, это объясняется тем, что многие аминокислоты в свободном виде плохо растворяются в той среде, которая имеется в просвете кишечника. Это приводит к их более интенсивному окислению в печени, снижению уровня окисления в кишечнике и повышеиию ферментации кишечной микрофлорой свободных аминокислот по сравнению полипептидами.
Глютамин можно добавлять в рацион как в свободном виде, так и в виде полипептидов, образующихся в результате гидролиза белков Сочетание высокой биодоступности и перевариваемости с пониженной антигенностью делает питательные смеси на основе умеренно гидролизованных белков идеальными для энтерального кормления пациентов с тяжелыми воспалительными заболеваниями.
Деление клеток
Лейкоцитам для осуществления их функций и деления необходимы не только незаменимые аминокислоты и другие источники энергии, которыми пользуются иммунокомпетентные клетки, но и целый ряд витаминов. Особенно важна их роль в процессе выработки иммунного ответа со стороны лимфоцитов.
Дефицит незаменимых питательных веществ, ограничивает пролиферацию клеток и тем самым снижает напряженность клеточного и гуморального иммунного ответа.
Обеспеченность животных глютамином требует особого внимания, так как его биодоступность значительно снижается при тяжелых заболеваниях, а его низкая концентрация в плазме крови коррелирует с заболеваемостью людей. Во время деления лимфоциты используют эту аминокислоту не только в качестве источника энергии, но и для синтеза нуклеотидов. Поэтому низкая концентрация глютамина в крови ингибирует, а его повышенное содержание стимулирует пролиферацию лимфоцитов. Кроме того, такое влияние глютамина на делящиеся лимфоциты усиливается аминокислотой аргинином.
Антиоксиданты
Пищевые антиоксиданты выполняют две функции связанные с иммунитетом. Во-первых, они предохраняют лейкоциты от повреждения эндогенными свободными радикалами. Во-вторых, защищают организм в целом от тех же свободных радикалов. Об условиях, способствующих повышению внутриклеточной антиоксидантной устойчивости нейтрофилов и макрофагов, упоминалось выше. Это — обеспеченность организма таурином, глютатионом, аскорбатами и токоферолом. Самым важным антиоксидантом является глютатион, непосредственно взаимодействующий со свободными радикалами и являющийся субстратом для регенерации аскорбатов. Биодоступность глютамина может ограничиваться интенсивным образованием глютатиона. Включение в рацион глютамина в увеличенном количестве повышает образование супероксида в нейтрофилах.
Установлено также, что на иммунитет кошек оказывает влияние и ряд других антиоксидантов. Наиболее значительные из них — каротиноиды. Бета-каротин и лютеин утилизируют лимфоциты и нейтрофилы собак и кошек; особенно много каротиноидов находится в мембранах митохондрий клеток, где они, по-видимому, защищают липидные слои от повреждения эндогенными свободными радикалами.
Внеклеточные антиоксиданты также ограничивают повреждение тканей и эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов в процессе иммунного ответа. Таурин, аскорбаты, токоферол, глютатион и каротиноиды обеспечивают комплексную защиту тканей от повреждения свободными радикалами, которые образуют и выделяют активированные фагоциты.
Голодание
Голодание ведет к атрофии лимфоидных органов, снижению численности и функциональной активности циркулирующих лейкоцитов, а также к возникновению структурных и функциональных дефектов в эпителиальных барьерах. В итоге повышается чувствительность организма к эндогенным и экзогенным инфекциям.
У собак голодание приводит к снижению численности циркулирующих лимфоцитов и их пролиферации в условиях стимуляции, а также к частичному снижению интенсивности специфического Т - и В-лимфоцитарного ответа на экзогенные антигены. Хемотаксис нейтрофилов и образование в печени острофазных белков снижаются. Дефицит специфических питательных компонентов может вызывать различные нарушения. Например, у собак дефицит витамина Е негативно влияет на пролиферацию лимфоцитов, что можно лишь отчасти компенсировать применением других антиоксидантов. Хотя специальные исследования по изучению влияния недостатка питательных веществ на иммунитет кошек не проводились, однако нет оснований считать, что кошки значительно отличаются в этом от животных других видов. У кошек, которые наблюдались в ветеринарных госпиталях, концентрация альбуминов в сыворотке крови коррелировала с упитанностью, выраженной в баллах, и скорее всего иммунные индексы у таких животных также были понижены.
Острофазный ответ
Острофазный ответ — выраженная системная реакция организма на местное или генерализованное нарушение гомеостаза, вызванное инфекцией, травмой, хирургической операцией, опухолью или аутоиммунным заболеванием, Цитокины активируют рецепторы различных ктлеток-мишеней, что ведет к развитию системной реакции, приводящей к активированию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой части эндокринной системы, снижению секреции гормона роста и сопровождающейся рядом клинических изменений. Кроме того, в организме происходит каскад эндокринных и биохимических изменений, в том числе снижение в крови концентрации липопротеинов высокой и низкой плотности, более интенсивное образование адренокортикотропного гормона и глюкокортикоидов, уменьшение содержания в сыворотке крови кальция, цинка, железа, витамина А и альфа-токоферола, изменение концентрации некоторых белков плазмы крови.
Помимо снижения в сыворотке крови концентрации цинка, железа и альбумина на острой фазе иммунного ответа наблюдается также уменьшение содержания в крови трансферрина, кортизолсвязывающего глобулина, транстирелина и ретинолсвязывающего белка. Как следствие, нарушается обмен витамина А Дефицит этого витамина у детей и беременных женщин в развивающихся странах из-за недополучения ими необходимых питательных веществ усиливается на фоне хронических инвазий или развития воспален™. Недостаток витамина А как известно, оказывает негативное влияние на иммунную систему — это одно из наиболее хорошо описанных проявлений иммтао - депрессивного влияния мальнутриции.
Кахексия у кошек
Голодание сопровождается адаптацией метаболизма организма к потреблению питательных веществ, необходимых для нормального функционирования жизненно важных органов. Голодание ведет к снижению секреции инсулина и умеренному повышению концентрации кортизола в крови, а эти изменения - к катаболизму мышечной ткани и липолизу. В результате липолиза высвобождаются жирные кислоты, которые захватывает печень. В ней они упаковываются в липопротеины очень низкой плотности и возвращаются обратно в циркулирующую кровь вместе с кетоновыми телами - большая часть клеток организма использует их в качестве источника энергии. Аминокислоты, которые высвобождаются из мышечной ткани, утилизируется печенью для синтеза незаменимых белков. Кроме того, в почках и печени из них синтезируется глюкоза, которую используют не только эти органы, но также эритроциты, лейкоциты и другие типы клеток. Как только ткани приспосабливаются к утилизации кетоновых тел вместо глюкозы, высвобождение аминокислот из мышечной ткани замедляется и прекращается ее катаболическое разрушение. Все описанные выше метаболические нарушения имеют обратимый характер - их можно устранить, нормализуя кормление.
Тяжелый воспалительный процесс также сопровождается каскадом нарушений обмена веществ, который приводит к ускорению липолиза и катаболизма мышечной ткани, а также образованию продуктов обмена, что нельзя объяснить одним только уменьшением потребления корма. Основное отличие голодания и кахексии заключается в том, что при кахексии принудительное питание не устраняет возникших нарушений, в том числе снижения мышечной массы, а только приводит к появлению у животных жировых отложений. По данным наблюдений, кахексия может возникать при сепсисе, неспецифических воспалениях, опухолях и сердечной недостаточности. Кахексия считается непосредственной причиной смерти 30-80% людей со злокачественными опухолями: к летальному исходу приводят резкое снижение функциональной активности диафрагмы, отеки, иммунодепрессия.
Воспалительные цитокины, особенно TNF-a, IL-1 и IL-6, являются основными причинами нарушений в организме, причем они оказывают не только местное действие, но и индуцируют эндокринные изменения.
Например, при тяжелых инфекционных процессах циркулирующий в крови TNF-a значительно ускоряет липолиз, и вследствие нарушения регуляции функционирования убик - витил-протеосомной системы индуцирует диспропорциональный мышечный катаболизм, ассоциированный с кахексией. В дополнение может возникать нарушение метаболизма некоторых аминокислот. У животных, инфицированных вирусом иммунодефицита кошек, который является близким генетическим родственником возбудителя СПИДа человека, усиливается образование FFN--y, который стимулирует интенсивный катаболизм триптофана и снижает концентрацию этой аминокислоты в сыворотке крови. Какие непосредственные последствия влечет такой метаболический ответ, в настоящее время неизвестно, хотя не исключено, что обогащение рациона животных некоторыми метаболитами триптофана будет полезно кошкам, больным вирусным иммунодефицитом,
При заболеваниях, сопровождающихся воспалительными процессами, усиливается секреция инсулина после приема корма, однако большая часть клеток организма проявляют к повышенной концентрации инсулина резистентность. В результате предотвращается утилизация глюкозы, и ее могут использовать остро нуждающиеся в ней клетки.
Отмечают интенсивное повышение в крови концентрации кортизола, который индуцирует значительное повреждение жировой и мышечной ткани, способствует большему поступлению в печень свободных жирных кислот и аминокислот, а также в значительной степени ускоряет катаболизм белка мышц и внутренних органов. Печень резистентна к действию инсулина, поэтому нормализация питания больного животного лишь в небольшой степени предотвращает дальнейшее образование глюкозы, и в результате развивается гипергликемия.
