Иммунологический подход

В дополнение к цитогенетическому подходу, характеризующе­му эффективность иммунной системы организма в отношении элиминации клеток с генетическими нарушениями, возможны развернутая оценка изменений иммунореактивности животного, исследование параметров иммунитета, таких как состав крови и гемолимфы, определение наличия антител в жидкостях организ­ма, концентрации белков плазмы, перивисцеральной жидкости и гемолимфы, оценка динамики клеточного состава.

Основная функция иммунной системы состоит в поддержании постоянства внутренней среды организма. Иммунная система одна из самых лабильных, поэтому любые серьезные изменения в сре­де обитания влияют на функциональную активность иммунокомпетентных клеток. Значительные по величине и продолжительно­сти неблагоприятные воздействия приводят к перенапряжению, истощению и рассогласованию в функционировании отдельных звеньев иммунитета и, как следствие, к развитию иммунодефи­цита. Все иммунологические тесты по оценке иммунного статуса млекопитающих дают информацию о трех основных клеточных популяциях иммунной системы. К ним относятся: 1) фагоцитиру­ющие клетки, обеспечивающие захват и переваривание чужерод­ных или измененнных собственных клеточных структур; 2) Т-лим-фоциты, регулирующие взаимодействие клеток внутри системы с помощью цитокинов; они осуществляют распознавание и унич­тожение генетически чужеродных и измененных клеток организ­ма, дают сигнал В-лимфоцитам к продукции антител; 3) В-лим-фоциты, продуцирующие антитела иммуноглобулиновой приро­ды, которые нейтрализуют действие чужеродных агентов и облег­чают фагоцитоз.

Иммунологический подход при оценке состояния окружаю­щей среды заключается в изучении изменений врожденного и при­обретенного иммунитета у беспозвоночных и позвоночных живот­ных.

Предлагается использовать параметры иммунитета животных как критерий состояния организмов, их популяций и сообществ экосистем в норме и при техногенном воздействии.

Широко изучаются реакции врожденного иммунитета рыб, иглокожих, ракообразных, моллюсков, насекомых, червей. По­казано, что врожденный иммунитет низших позвоночных и бес­позвоночных животных во многом подобен таковому у млекопи­тающих и представляет собой совокупность реакций неспецифи­ческой антимикробной защиты, которая действует практически без латентного периода, с высокой эффективностью и избира­тельностью распознавания «своего» и «чужого». Антимикробные белки фагоцитов, гемоцитов и жидких сред организмов являются физиологически активными веществами, участвующими в реали­зации и обеспечении взаимодействия защитных реакций при фа­гоцитозе, воспалении и стрессе. К фагоцитам позвоночных жи­вотных относят нейтрофилы, эозинофилы, моноциты и макро­фаги; у беспозвоночных животных — это гемоциты и амёбоциты. Перечисленные клетки объединены в общий функциональный тип вследствие наличия у них ряда общих структурно-метаболических свойств и стереотипности поведения в фагоцитарном процессе. Биохимическая специализация фагоцитов заключается в присут­ствии у них развитого лизосомального (гранулярного) аппарата, где депонируются физиологически активные вещества антибио­тического действия.

Ведущую роль в уничтожении микроорганизмов играет группа катионных белков, таких как миелопероксидаза, лактоферрин, эластаза, катепсин G, лизоцим, дефенсины. Катионные полипеп­тиды которые осуществляют первичную защиту от инфекций и ухудшения условий среды обитания, представлены в природе от простейших животных до человека. При ухудшении условий среды обитания или при атаке чужеродных агентов в целомической жид­кости беспозвоночных и в сыворотке крови позвоночных живот­ных происходит резкое нарастание фагоцитирующих клеток и, как следствие, антимикробных белков и катионных полипепти­дов, которые осуществляют нейтрализацию стресса или гибель внедрившихся чужеродных агентов. Изучение динамики реакций врожденного иммунитета у водных животных, например опреде­ление концентрации гемоцитов и лизоцима, обнаружение новых белков в сыворотке и целомической жидкости, определение на­личия специфических антител и сравнение этих параметров с нормой позволяет сделать выводы об изменении условий среды обитания или появлении заболеваний у животных.

Исследование параметров иммунологического статуса водных животных (рыб, моллюсков, морских звезд) в зависимости от изменений условий среды обитания, развития заболеваний или антигенного воздействия показало увеличение количества макро-фагоподобных клеток, концентрации лизоцима и, как следствие, появление в жидкостях организмов новых цитотоксических бел­ков и антимикробных пептидов.

Предложенная методология биотестирования пригодна для оценки любой наземной и водной экосистемы по тест-функциям растений и животных. Тестирование позволяет определять состоя­ние живых организмов по комплексу морфологических, генети­ческих, физиологических, биохимических, биофизических и им­мунологических параметров. Используемый набор методов иссле­дования и тестов охватывает разные стороны индивидуального раз­вития организма, обеспечивая интегральную оценку состояния биоты и качества среды в целом.

Методы биотестирования просты, относительно недороги, пригодны для широкого применения и дают возможность оцени­вать качества природной среды при всем многообразии экологи­ческих изменений.