Archiwum

Oliwia Duszyńska-Stolarska

Uniwersytet Technologiczno Przyrodniczy w Bydgoszczy

Układ odpornościowy stanowi niezwykle skomplikowany mechanizm pozwalający na zabezpieczenie organizmu przed wniknięciem czynników infekcyjnych. Utrzymanie równowagi środowiska wewnętrznego w przypadku narażenia na patogeny jest niezwykle istotnym oraz trudnym zadaniem. Natomiast przemysłowy chów drobiu niewątpliwie naszpikowany jest wieloma czynnikami, które mogą zaburzyć wewnętrzną równowagę organizmu.

Rozpoznawanie substancji obcej w organizmie jest niezwykle istotną funkcją układu odpornościowego aczkolwiek nie jedyną. Kolejna jego właściwością jest eliminowanie uprzednio zlokalizowanych „intruzów” czyli antygenów. Sprawne działanie układu immunologicznego opiera się na wielu skomplikowanych procesach. Natomiast faza początkowa zawsze wiąże się  z wniknięciem antygenu do organizmu. Następnie antygen zostaje pochłonięty przez komórki żerne makrofagi, które „prezentują” antygen limfocytom T i B. Te natomiast we współpracy produkują przeciwciała niwelujące antygeny. Proces odpowiedzi immunologicznej przedstawia schemat nr.1 Ważnym elementem regulacyjnym układu immunologicznego są cytokininy, które u drobiu występują w kilkudziesięciu odmianach. Substancje te posiadają zdolność oddziaływania na różnorodne komórki posiadające w swoich strukturach receptory cytokinin wzmagając proces zapalny lub wpływając na ruchy komórek.

Zjawisko odporności stanowi bardzo złożony proces na który ściśle pracują liczne komórki oraz czynniki rozpuszczalne współdziałając stan homeostazy organizmu. Natomiast za integralność organizmu odpowiada główny układ zgodności tkankowej (MHC). Układ MHC składa się wiele genów o bardzo dużym polimorfizmie, które w znaczący sposób wpływają na odpowiedź immunologiczną. Geny kodujące antygeny zgodności tkankowej należą do cząsteczek MHC w obrębie których można wyróżnić cząsteczki I i II klasy. Cząsteczki MHC I klasy są zlokalizowane na powierzchni wszystkich komórek jądrzastych organizmu. Natomiast cząsteczki klasy II występują głównie w limfocytach B i T, monocytach, makrofagach oraz komórkach dendrytycznych czyli tych bezpośrednio odpowiedzialnych za inicjowanie odpowiedzi immunologicznej. Najistotniejszą funkcja cząsteczek MHC jest prezentacja antygenów limfocytom T po ich uprzednim związaniu.

Mechanizm odporności swoistej i nieswoistej

Mechanizmy nieswoistej odporności rozwijają się już w filogenezie. Pomimo, iż są mało wybiórcze w stosunku do patogenu to stanowią pierwszą linię obrony organizmu. Reakcja to przebiega najczęściej w trzech etapach: rozpoznanie, zwiększanie przepustowości naczyń, skupienie w miejscu inwazji komórek układu odpornościowego. Elementy odporności nieswoistej znajdują się w obrębie całego organizmu. Komórki odpowiedzi immunologicznej nieswoistej rozpoznające struktury drobnoustrojów nazywane są receptorami rozpoznającymi wzorce. Receptory są szeroko rozpowszechnione w organizmie dlatego też najczęściej pierwsze alarmują o zagrożeniu. Natomiast struktury rozpoznawane to wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP). Jednym z odkryć dotyczących drobiu było zlokalizowanie grupy receptorów PRR nazywanych również receptorami Toll podobnymi biorących udział w rozpoznawaniu antygenów PAMP. Struktury te są odpowiedzialne inicjowanie mechanizmów obronnych zanim nastąpi inwazja patogenów. W początkowych etapach odpowiedzi immunologicznej ważną rolę odgrywają komórki tuczne. Uwalniają one mediatory (np. histamina, prostaglandyny) pobudzając procesy zapalne. Pomocnymi stają się również komórki żerne takie jak granulocyty oraz makrofagi. Kolejnym ważnym mechanizmem obronnym odporności nieswoistej jest reakcja fazy ostrej podczas której wytworzeniu ulegają białka ostrej fazy (BOF). Odpowiedzialne są one za izolację oraz zniszczenie czynników zakaźnych oraz aktywację procesów naprawczych. Synteza tych białek ma miejsce w wątrobie. U drobiu stymulatorem wytwarzania tych białek jest interleukina. Następnym efektywnym mechanizmem odporności jest układ dopełniacza. Nie rozpoznaje on samodzielnie antygenów natomiast ulega aktywacji w obecności przeciwciał. Układ dopełniacza pełni wiele funkcji. Aktywacja dopełniacza polega na inicjowaniu funkcji szeregu białek prowadząc do degradacji błony komórkowej patogenu. Ocenia się, że u ptaków oprócz klasycznej drogi aktywacji dopełniacza istnieje również alternatywna. Rola niespecyficznych mechanizmów obronnych jest tak istotna, że w większości przypadków nie dochodzi do zaangażowania odpowiedzi swoistej.

Mechanizm odpowiedzi swoistej

Mechanizmy te są znacznie młodszym ewolucyjnym wynalazkiem niż w przypadku mechanizmu odporności nieswoistej. Rozwój procesów immunologicznych wymaga upływu określonego czasu natomiast zainicjowane reakcje skierowane są przeciwko określonym antygenom. Podstawowymi jednostkami strukturalnymi są limfocyty wśród których możemy wyróżnić grasicozależne limfocyty T oraz zależne od bursy Fabrycjusza limfocyty B. W okresie rozwoju zarodkowego rozwój limfocytów następuje w komórkach pnia zlokalizowanych w ścianie woreczka żółtkowego. Następnie ulegają one przekształceniu w grasicy lub bursie Fabrycjusza i zasiedlają obwodowe narządy limfatyczne. Swoistą odpowiedź immunologiczną można podzielić na dwa typy : humoralną oraz komórkową. W odpowiedzi typu humoralnego najważniejszą rolę ogrywają przeciwciała ulokowane we krwi, płynach tkankowych oraz na powierzchni komórek. Kontakt z antygenem wpływa na aktywację oraz proliferację limfocytów B oraz T. Powstałe komórki rozpoczynają produkcję przeciwciał. W odpowiedzi komórkowej reakcji ulegają limfocyty T. Reakcja najczęściej następuje ok 24 godzin od zaistnienia antygenu w organizmie dlatego też odpowiedź immunologiczna jest najczęściej kompilacja typu humoralnego i komórkowego. Limfocyty typu T pod wpływem kontaktu z antygenem wytwarzają cytokininy, które wzmagają proces zapalny. Ponadto limfocyty T wpływają na istnienie odporności komórkowej organizmu obecnej podczas chorób nowotworowych oraz wirusowych. Dodatkowo limfocyty typu T biorą udział w procesie nadwrażliwości. Najczęściej wykorzystywanym procesem nadwrażliwości u drobiu jest próba tuberkulinowa. Polega ona na wprowadzeniu do organizmu ptaka oczyszczonego białka wyizolowanego z prątka ptasiego. Badanie ma na celu wykazać jaka część stada jest zarażona prątkiem. Zainfekowane organizmy wytwarza specyficznie uczulone limfocyty T, które w celu zwalczania infekcji wydzielają mediatory powodując powstanie miejscowego procesu zapalnego. Objawami są zaczerwienienie obrzęk oraz bolesny dzwonek. Jeśli ptak nie zetknął się z chorobą i nie została ona zapisana w komórkach pamięci immunologicznej reakcja nie nastąpi. Drugim rodzajem limfocytów są limfocyty typu B, które po kontakcie z antygenem wytwarzają przeciwciała zwane również immunoglobulinami. Wśród przeciwciał wyróżnić można kilka klas. Najaktywniej immunoglobuliny zwalczają bakterie zewnątrzkomórkowe, w mniejszym stopniu wirusy, grzyby czy pasożyty. Liczba przeciwciał w organizmie ptaka jest ogromna. Można podzielić te substancje na kilka klas.  Największe znaczenie w przypadku ptaków odgrywają przeciwciała klasy 3. Do najważniejszych immunoglobulin należą : Y-IgY, M-IgM oraz A-IgA. Nioska przekazuje potomstwu immunoglobulinę typy Y. Należy ona do przeciwciał krążących odpowiedzialnych za odporność bierną naturalną. Szczególnie aktywna w zwalczaniu antygenów jest IgM, której najwięcej znajduje się w wydzielinach nosa, dróg oddechowych, przewodzie pokarmowym żółci. Natomiast immunoglobulina A ma za zadanie chronić błony śluzowe, a dzięki posiadaniu fragmentu wydzielniczego nie zostaje strawiona przez enzymy trawienne. Podstawową cechą immunoglobulin jest ich swoistość pozwalająca na rozpoznać antygen przeciw któremu zostały wytworzone. W organizmie ptaków obecne są również przeciwciała typu D i E natomiast ich dokładna rola nie została jeszcze określona. Prawdopodobnie biorą one udział w procesach nadwrażliwości.

Odporność czynna i bierna

Sposób nabywania odporności może stanowić kryterium jej podziału. Odporność czynna powstaje podczas aktywnego kontaktu organizmu z antygenem. Czas kształtowania się tej odporności może wynosić od kilku do kilkunastu dni. Przebycie przez ptaka choroby stanowić będzie naturalna formę tej odporności. Natomiast szczepienie stanowić będzie sztuczną formę odporności naturalnej gdyż kontakt następuje z antygenem zawartym w szczepionce. Odporność bierna kształtuje się bez udziału układu immunologicznego. Naturalną odpornością piskląt są przeciwciała przekazywane od matki. Miejscem przechowywania immunoglobulin jest żółtko z którego pisklę pobiera te substancje zapewniając odporność na pierwszych kilka dni po wykluciu. Sztuczna forma odporności biernej polega natomiast na podaniu gotowych przeciwciał jednakże w praktyce drobiarskiej nie jest często stosowane.

Właściwe funkcjonowanie układu odpornościowego ma szczególnie istotne znaczenie zwłaszcza w dużych hodowlach. Warunki wielkotowarowej produkcji często są przyczyną powstawania oraz rozprzestrzeniania się chorób. Poszerzanie wiedzy odnośnie mechanizmów powstawania oraz funkcjonowania odporności wpływa na świadome unikanie zagrożeń mogących ją zachwiać.

Piśmiennictwo dostępne u autorki