WAWM

World Association Veterinarians and Microbiologists

Международная Ассоциация Ветеринаров и Микробиологов

Лекарственные растения, как новый иммуностимулятор в птицеводстве.

Поделитесь с друзьями этим материалом

Подробный конспект сделала др. вет-х наук Эйнгор М.А.

РЕЗЮМЕ

Целью данного исследования было проведение обзора научных статей, которые были проведены на лекарственных растений и фитогенах, которые модулируют иммунную систему и отдельное внимание уделялось применению лекарственных растений в растительных кормах на птицефермах. Виды использования лекарственных растений в качестве пропагандистов здорового образа жизни привлекают все большее внимание как в потребительском так и научных кругах. Несмотря на то, есть несколько исследований, которые выявили механизм действия иммуностимулирующих соединений лекарственных растений, но точные молекулярные механизмы некоторых трав еще неизвестны. Есть несколько возможных объяснений механизмов иммуномодуляции лекарственных растений и их производных, которые были выдвинуты. В данном обзоре мы более внимательно рассмотрим механизмы лекарственных растений, включая с точки зрения иммуномодуляции, и взаимоотношений между структурами и активностью.

ВВЕДЕНИЕ

Иммунная система обеспечивает защиту от инфекционных заболеваний, которые вызываются различными микроорганизмами, включая вирусы, бактерии, патогенные грибы и паразиты. К сожалению, на протяжении многих лет в птицеводческой отрасли, основной упор делается на улучшении показателей роста, и эти изменения, как было показано, отрицательно связаны с иммунологическими параметрами домашней птицы и животных (Эмерсон, 1997). Хавейстейн и др. (1994) показали, что в период за 35 лет, современные коммерческие бройлеры за 1991 год достигли массы тела в 3,9 раз больше, чем в 1957 году. Контрольная линия в 1957 г. была значительно лучше по ответу антител против Красных клеток крови овец (SRBC), по сравнению с линией коммерческих бройлеров в 1991 году. Также было показано, что генотипы с большей массой тела дают плохой ответ антител на эритроциты овец (SRBC), по сравнению с бройлерами меньшей массой тела. С другой стороны, рекомендации по питанию от Национального совета по исследованиям, как правило, основаны на необходимости поддержания здоровья птиц в условиях идеального управления, но птицы в коммерческих системах, как правило, подвергаются различным видам стресса и заболеваниям. Однако, во многих случаях неизвестно, будут ли оптимальными для иммунологической активности и устойчивости к заболеванию эти рекомендации для укреплению здоровья. Исследование корма животных указывает, что изменения в компонентах иммунной системы чувствительны к диетическому потреблению аминокислот.

Сообщалось, что птенцы, которых кормят кормами с дефицитом аминокислот, имеют не оптимальную выработку интерлейкина во время иммунологического стресса. Рама-Рао и др. (2003) показывают, что корма с уровнями метионина ниже, чем 0,5% формируют у бройлеров плохой иммунный ответ, по сравнению с более высокими концентрациями. Бхаргава и др. (1971) показывают, что увеличение уровня треонина больше, чем в соответствии с рекомендациями NRC повышает титры антител у птенцов, инфицированных вирусом ньюкаслской болезни. В индустрии птицеводства очень важно улучшать иммунную систему, для того, чтобы предотвращать инфекционные заболевания. Также очень важна минимизация иммуносупрессии для успешного птицеводства. Однако, стратегии для контроля иммуносупрессии в большинстве основывается на вакцинации и управлении для минимизации стресса в период выращивания. Использование иммуностимуляторов – это одно из решений для улучшения иммунной системы животных и для снижения их восприимчивости к инфекционным заболеваниям. Взаимосвязь между питанием и иммунной системой должны быть в центре внимания в научных сообществах в последнее десятилетие. Использование растительных продуктов в качестве иммуностимуляторов имеет традиционную историю. Современные исследования растительных препаратов и новое понимание иммунной системы должны объяснить многие механизмы, в которых участвуют эти лекарственные растения. К сожалению, есть небольшое количество исследований, которые выявили механизм действия иммуностимулирующих соединений лекарственных растений. Понимание механизмов, через которые фитохимические препараты влияют на иммунную систему необходимо для того, чтобы оценить использование растений в качестве иммуностимулятора и ветеринарных лекарственных средств.

Иммунная система: Основная роль иммунной системы – это распознавание чужеродных  микроорганизмов или веществ, которые попадают в организм, и для инициации и управления соответствующего физиологического ответа для нейтрализации или их ликвидации. Иммунная система использует различные механизмы для достижения этой цели, в том числе инактивацию биологических агентов, лизис (растворение) чужеродных клеток, агглютинацию (склеивание) или осаждение молекул или клеток и фагоцитоз (захват и инактивация) чужеродных агентов. Иммунный ответ имеет два способа воздействия с чужеродными патогенами. B-лимфоциты синтезируют специфические антитела, называемые иммуноглобулинами. Это явление, известно, как гуморальный иммунитет. Другая система включает в себя Т-лимфоциты, которые регулируют синтез антител, а также непосредственную активность клеток-киллеров и воспалительной реакции гиперчувствительности замедленного типа. Эта система известна как клеточно-опосредованный иммунитет. Т-клетки далее делятся на лимфоциты-хелперы (Th) и цитотоксические клетки (ТС), также известные, как клетки супрессоры. Когда Т-клетки сталкиваются с чужеродным патогеном (антигеном), они дополнительно выделяют ряд молекулярных активаторов, называемых лимфокины, цитокины, интерлейкины или интерфероны. Эти факторы в дальнейшем развивают и направляют иммунный ответ на специфический антиген. Весь процесс является симфонией многих сопутствующих факторов, которые складываются в сложный иммунный ответ.

Иммунная система растений и вторичные метаболиты:

Лекарственные растения приведены в таблице 1. Растения, в отличие от млекопитающих, не имеют мобильных клеток защиты и соматическую адаптивную иммунную систему. Вместо этого они полагаются на врождённый иммунитет каждой клетки и на системные сигналы, исходящие из участков инфекции. Этот тип защитной реакции связан с наличием больших, разнообразных органических соединений, которые не имеют прямой функции в росте и развитии растения. Эти вещества известны как вторичные метаболиты, вторичные продукты, или натуральные продукты.

Таблица 1:   Лекарственные растения и их воздействие на иммунную систему

Виды Часть растения Химические компоненты Химическая идентификация
Алоэ вера Листья CARN750 Полисахариды
Лекарственный дудник Корни Angelan Полисахариды
Астрагал перепончатый Корни Полисахариды
Трутовик лакированный Плодовые тела Водяные экстракты

GLIS

Водно-спиртовые экстракты

Растворимые экстракты

Гликопротеины

Протеолгикан

Полисахариды

Женьшень Корни Панаксадиол, Панаксатриолы, Гинсан Сапонины

Кислые

Полисахариды

Женьшень Листья Rhamnogalacturonan II Сапонины
Шлемник байкальский Wogonin Флавоноиды

Растворимые спиртовые экстракты

Имбирь аптечный Корневище Флавоноиды

Растворимые спиртовые экстракты

Вторичные метаболиты не имеют определенные роли в процессе фотосинтеза, дыхания, растворимого транспорта, транслокации, синтеза белка, питательной ассимиляции, дифференциации или в образовании углеводов, белков и жиров. Вторичные метаболиты также отличаются от первичных метаболитов (аминокислот, нуклеотидов, сахаров, липидов) в том что довольно мало распространены в растительном мире. То есть, отдельные вторичные метаболиты часто встречаются лишь у одного вида растений или связаны с группой видов, в то время как первичные метаболиты обнаруживаются по всему царству растений. Кроме того, они часто генерируются только в течение определённого периода развития растения. Многие такие соединения встречаются в природе в качестве антифединговых и противоинфекционных химических веществ, которые также эффективны против микробов. Флавоноиды и гидроксилированные фенолы, например, естественным образом синтезируются растениями в ответ на инфекцию. Флавоноиды и флаваноны, будучи горьким, также имеют естественные антифединговые эффекты. Алкалоиды являются наиболее распространенными растительными метаболитами. Была доказана инсектицидная активность производного алкалоидов никотина. Хинин, другой алкалоид, выделенный из коры хинного дерева в Южной Америке в 1817, был первым эффективным антималярийным препаратом. Совсем недавно было предположено, что многие вторичные метаболиты имеют свойства иммуномодулирования у животных (Таблица 1).  

Растительные препараты, как стимуляторы роста и укрепления здоровья. Результаты исследования фитобиотиков, как стимуляторов роста и укрепления здоровья в птицеводстве не полностью согласуются одни с другими. Некоторые авторы подтверждают значительное положительное влияние на производительность бройлеров, в то время как, другая группа авторов не отмечает значительных эффектов на производительность. Предполагается, что различия в результатах является следствием различных факторов, таких как: тип и часть растения и их физиологических свойств, время сбора; способ получения растительных добавок, методы экстракции и совместимость с другими пищевыми компонентами. Однако, качество цыплят, состояние здоровья могут быть рассмотрены в качестве других параметров, на которые влияют фитобиотики, но эти эффекты не всегда могут быть подтверждены. Одним из основных механизмов, с помощью которых растительные растения оказывают полезные влияния на рост и здоровье животных являются иммуностимулирующие свойства.

Растительные лекарственные средства и их добавки влияют на состояние иммунной системы животных: Иммуномодуляция может быть определена, как изменения в стимуляции и подавлении индикаторов клеточного, гуморального и неспецифического защитного механизма. Как правило, иммунная система осуществляется в гомеостатическом балансе между иммуностимуляцией и иммуносупрессией. Питание – важный фактор иммунного ответа, а недоедание – это одна из самых частых причин иммунодефицита по всему миру. Из микроэлементов, цинк (Кардозо и др., 2006), селен (Da Silva и др., 2010), медь (Хоссейни и др., 2011), витамин А (Dalloul и др., 2002), витамин С (Kadam и др Al, 2010), витамин Е (Erf и др., 1998;. Кардозо и др, 2006;.. Abdukalykova и Ruiz-Feria, 2006) и В-6 (Блэлок и др, 1984) имеют важное влияние на иммунный ответ. Натуральные продукты и натуральные производные продукта имеют традиционную историю, как иммуностимуляторы. Все новые данные показывают, что травяные препараты оказывают свое благотворное воздействие на иммунную систему животного в основном с помощью растительных вторичных метаболитов. Иммуностимулирующая деятельность многих из этих компонентов была наиболее широко изучена у мышей, кур и человека. Эти фармакологические эффекты имеют обширный диапазон. Например, Женьшень со стероидным сапонином, иммуностимулируют выработку цитокинов (IL-2, IL-6, TNF-a и INF-гамма), активируют макрофаги и активность лимфоцитов. С другой стороны, флавоноиды и терпены из Гинко билоба влияют на выработку воспалительных цитокинов (Li, 2000). Сапонины обладают способностью стимулировать иммунную систему на клеточном уровне, а также могут повышать продуцирование антител. Сапонины индуцируют производство цитокинов, таких как, интерлейкины и интерфероны. Meyer сапонины, Quillaja сапонины и бутанола экстракт Lonicera japonica и де-ацилированный сапонин-1 вводили на слизистую оболочку носа,  и все они стимулировали иммунные реакции в естественных условиях. Иммуностимулирующая активность сапонина связана с сахарными цепочками или альдегидными группами или ацильным остатком, несущего агликона. В отличие от стимулирующих эффектов на специфические иммунные компоненты, сапонины могут остановить некоторые неспецифические иммунные реакции, такие как воспаление и пролиферация моноцитов. Растительные полисахариды также были широко изучены на предмет иммуностимулирующих эффектов, и было установлено, что полисахариды, полученные от четырех китайский трав, астрагала, Isatis root, Achyranthes root и Chinese Yam, значительно улучшили титр антител у вакцинированных птенцов. Бета-ситостерин и его гликозид являются молекулами стерина и их смесь обладает иммуностимулирующей активностью. Этот фитостероловый комплекс влияет специфически на Т-лимфоциты-хелперы, клетки Th1 и Th2, помогая нормализовать их функционирование, что приводит к повышению активности Т-лимфоцитов и Т-киллеров. Кроме того, также сообщалось, что китайские травы могут стимулировать развитие иммунных органов, таких, как тимуса и селезенки (Гао и Wu, 1994), а также увеличивать мощность в производства антител.

Несмотря на это, есть небольшое количество исследований, которые выявили механизм действия иммуностимулирующих соединений лекарственных растений, точные молекулярные механизмы влияния некоторых трав еще не известны. Есть несколько возможных объяснений механизмов иммуномодуляции вызванные лекарственными растениями и их производными. В данном обзоре мы рассмотрим механизмы, в том числе с точки зрения иммуномодуляции и отношений между структурами и функцией.

Белки теплового шока: Недавние исследования иммунной системы могут объяснить воздействие фитогенов в механизме защиты от патогенов – это производство белков теплового шока (HSPs) в клетках. Белки теплового шока производятся в изобилии в клетке в ответ на различные стрессовые раздражители. Они являются эволюционным консервативным семейством белков, экспрессия которых возрастает в ответ на разнообразие различных отрицательных воздействий. Несмотря на их назначения, большая часть HSPs конститутивно экспрессируется и выполняет важные функции.

В стрессовых условиях, таких как тепловой шок, сдвиг рН или гипоксии, повышенная экспрессия HSPs защищает клетки и помогает в транспорте белков в митохондрии и эндоплазматический ретикулум, защищает белки в условиях стресса, стабилизирует белки, давая время клетке для ремонта или ресинтезу поврежденных белков и транспортирует их через мембраны и протеолиз. Клеточные факторы стресса, которые индуцируют белки теплового шока, приведены в таблице 2.

Белки теплового шока значительно повышают эффективность производства внутриклеточного белка и транспорта, и могут повысить иммунитет против патогенных микроорганизмов за счет улучшения иммунного надзора за инфицированными клетками. Ряд трав или их производных показали, что они вызывают или облегчают HSP опосредованные реакции, которые перечислены ниже, и такие травы могут усилить системную реакцию на антигены. Все они были традиционно использованы в качестве тонизирующих средств, адаптогенов, и иммуномодуляторов.

Они включают в себя: Allium savitum, Curcuma longa, Schisandra chinensis, Glycyrrhizin spp., Paeonia spp. и китайские медицинские травы Panax notoginseng, Platycodon grandiflorum и Saussurea lappa, Zingiber zerumbet и Zingiber officinale.

Toll-подобные (TLRs) рецепторы: До недавнего времени считалось, что неспецифическая сторона иммунной системы, характеризующаяся тканевыми макрофагами, дендритными клетками и системой комплемента рассматривалась как плохой-кузен специфического иммунитета производимого гуморальной и клеточно-опосредованной системами. Считалось, что неспецифический иммунитет был в основном локальным иммунным ответом и что специфический иммунитет, характеризующийся В-лимфоцитами и Т-клетками должен быть непосредственно активирован, чтобы вызвать системный ответ. Последние открытия в области иммунологии показали, что TLRs имеет основную функцию в иммунной системе. TLRs представляют собой класс белков, которые играют ключевую роль в системе врожденного иммунитета. Они являются одиночными, трансмембранными, некаталитическими рецепторами, которые структурно распознают молекулы, полученные из микробов. После того, как эти микробы нарушили физические барьеры, такие как кожу или слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, они распознаются через TLRs, которые активируют реакцию иммунных клеток. Последние открытия в области TLRs в макрофагах и дендритных клетках показали, что различные TLRs, распознающие различные патоген-ассоциированные молекулярные шаблоны (PAMPs) и эти неспецифические защитные клетки также могут инициировать системный ответ ранее неизвестными путями.

Исследования показывают, что некоторые полисахариды из лекарственных растений могут вызвать экспрессию и активность некоторых TLR и растения, содержащие полисахариды, могут помочь в стимуляции системы иммунного контроля. Растения или полисахариды растительного происхождения, которые могут инициировать или усиливать реакцию TLR и активацию иммунной системы это: Ganoderma Lucidum, астрагал перепончатый, Женьшень, Panax quinquefolius, эхинацея узколистная и пурпурная, Acanthopanax, Platycodon grandiflorum, Тиноспор Сердцелистный и Кордицепс.

Следует отметить, что полисахариды не растворяются в спирте, и не представлены в настойках, с содержанием спирта, более чем 35%. Эти растения должны быть взяты в виде порошков, настоев или отваров для стимуляции TLR.

TH-1 / TH-2 Баланс: Т-хелперы (TH) – подобны «защитникам» иммунной системы, и они координируют эскалацию как гуморальных (антитела), так и клеточно-опосредованных реакций. Пролиферирующие Т-хелперы, которые развиваются в эффекторных Т-клетках, дифференцировались в два основных подтипа клеток, известных как Th1 и Th2 клетки. Th1-клетки, продуцирующие INF-γ, IL-2 и TNF-β, участвуют в регуляции клеточного иммунитета. С другой стороны, Тh2-клетки, продуцирующие IL-4, IL-5 и IL-6, играют важную роль в гуморальном иммунитете. Состав TH комплекса клеток может стать несбалансированным, в пользу одной стороны иммунного комплекса над другим.

Некоторые питательные вещества и гормоны измеримо влияют на Th1/Th2 баланс, в том числе растительные стерины/стеролины, мелатонин, пробиотики, прогестерон, минералы, такие как селен, цинк и некоторые длинные цепи жирной кислоты, как эйкозапентаеновая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (DHA). Растительные лекарственные средства могут быть использованы, чтобы помочь восстановить баланс Th1/Th2, но доказательств последовательных эффектов на любую систему не хватает, и трудно предсказать соответствие клинических эффектов в пробирке и в естественных условиях. Пятью лекарственными растениями с некоторыми доказательствами того, что они восстанавливают равновесие в доминирующей системе TH-2, являются Allium sativum, Astragalus membranaceus, Ganoderma lucidum, Grifola frondosa и Panax ginseng.

ВЫВОДЫ

Глобальная индустрия птицеводства испытала взлеты и падения за последние 50 лет в попытках приспособиться к растущему спросу. С другой стороны, спрос населения и научный интерес к органическому птице-производству, в частности кормление медицинскими лекарственными растениями, значительно увеличились в последние годы. Предыдущие исследования четко установили тот факт, что лекарственные растения и их производные обладают потенциалом иммуномодуляторов. И врожденные и приобретенные компоненты иммунной системы стимулируются фитогенами. Однако, исследования чрезмерно полагались на данные в пробирке, и редко исследовали препараты на животных и птице. Кроме того, в большинстве исследований использовали растительные экстракты, а не очищенные соединения. Таким образом, есть еще сомнения относительно эффективности и оптимальной дозировки лекарственных растений и их производных в качестве иммуностимуляторов. Следовательно, требуются дальнейшие исследования для научной проверки лекарственных растений, как мощных иммуномодуляторов для животных.

 


Поделитесь с друзьями этим материалом

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *