Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
Цель работы − междисциплинарное рассмотрение и формулирование комплекса проблем, связанных с необходимостью учёта межсистемных связей между иммунитетом, нейро-эндокринной регуляцией и факторами питания, существенных для формирования защитных функций организма. Основные разделы статьи: взаимосвязь иммунитета, нейроэндокринной регуляции и типа темперамента животных (стресс и гомеостаз, гипоталамо-гипофизарно-адреналовая ось, симпатическая нервная система, темперамент и иммунные функции), концепция системного иммунофизиологического контроля резистентности, иммунитет и питание. От типа темперамента животного зависит секреция стрессорных гормонов, уровень пролиферации лимфоцитов и степень ингибирования гуморального иммунного ответа. Неполноценное питание (нарушение энерго-протеинового соотношения, дефицит витаминов, микроэлементов и др.) оказывает негативное воздействие на фагоцитарную функцию врожденного иммунитета и на проявление адаптивных иммунных реакций, включая синтез цитокинов, клеточно-опосредованного иммунитета и антител. Взаимосвязи нейроэндокринной регуляции и иммунитета анализируются в контексте представления о существовании системного иммунофизиологического надзора, целью которого является контроль уровня резистентности к действию любых физических, химических и биологических агентов, способных вызывать неблагоприятные эффекты или патологическое состояние и тем самым поддерживать жизнеспособность организма. Специфический компонент общей резистентности обеспечивается адаптивным иммунным ответом, неспецифический компонент отражает совместные эффекты врождённого неспецифического иммунитета и обширной сферы внутриклеточных систем нейтрализации, разрушения вредных агентов и молекулярной репарации повреждений. Анализ механизмов, лежащих в основе взаимосвязей между иммунитетом, резистентностью и нейроэндокринным статусом может помочь в выявлении потенциальных резервов жизнеспособности и наметить пути их реализации.
1. Ашмарин И.П. (Ред.). Элементы патологической физиологии и биохимии. − М.: МГУ, 1992, 192 с.
2. Барашкин М. И. Влияние различных факторов на иммунную систему крупного рогатого скота при промышленных технологиях содержания // Аграрный вестник Урала. − 2015. − № 2. − C. 113-119.
3. Верещак Н. А. Оценка показателей иммунной системы и методы коррекции иммунной недостаточности у продуктивных животных и птицы в Уральском регионе: автореф. дисс...д.б.н. − Екатеринбург, 2007. − 32 c.
4. Галочкин В.А., Галочкина В.П. Метаболические трансформации селена и биологическая функция селенопирана // Проблемы биологии продуктивных животных. − 2008. − № 4. − С. 3-20.
5. Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С. Разработка теоретических основ и создание антистрессовых препаратов нового поколения // Сельскохозяйственная биология. − 2009. − № 2. − C. 43-55.
6. Галочкин В.А., Черепанов Г.Г. Неспецифическая резистентность продуктивных животных: трудности идентификации, проблемы, пути решения // Проблемы биологии продуктивных животных. − 2013. − № 1. − С. 5-29.
7. Галочкин В.А., Агафонова А.В., Галочкина В.П., Черепанов Г.Г. Метаболические и регуляторные функции пероксисом // Проблемы биологии продуктивных животных. − 2015. − № 1. − С. 5-24.
8. Ковалев И.Е. Биокибернетические принципы иммунофармакологии. − М., 1987, 142 с.
9. Москалёв А.А. К вопросу о генетической обусловленности процессов старения // Успехи геронтологии. − 2008. − Т. 21. − С. 463-469.
10. Москалёв А.А. Эволюционные представления о природе старения // Успехи геронтологии. − 2010. − Т. 23. − № 1. − С. 9-20.
11. Пол У. (Ред.). Иммунология, Том 1. − М.: Мир, 1987. − 480 с.
12. Сурай П.Ф., Фисинин В.И. Современные методы борьбы со стрессами в птицеводстве: от антиоксидантов к витагенам // Сельскохозяйственная биология. − 2012. − № 4. − С. 3-13.
13. Уилсон Д. Тело и антитело. − М.: Мир, 1974. − 289 с.
14. Фисинин В.И., Сурай П. Кишечный иммунитет у птиц: факты и размышления // Сельскохозяйственная биология. − 2013. − № 4. − С. 5-15.
15. Черепанов Г.Г. Обоснование концепции о ключевой роли конститутивной резистентности для жизнеспособности и длительности использования высокопродуктивных животных // Проблемы биологии продуктивных животных. − 2014. − № 4. − С. 5-34.
16. Черепанов Г.Г., Михальский А.И. Проблема поиска возможных подходов для оценки потенциала жизнеспособности и продления сроков использования высокопродуктивных животных// Проблемы биологии продуктивных животных. − 2016. − № 1. − С. 5-25.
17. Ярилин А.А. Основы иммунологии. − М.: Медицина, 1999. − 607 с.
18. Allen J.I., Perri R.T., McClain C.J., Kay N.E. Alterations in human natural killer cell activity and monocyte cytotoxicity induced by zinc deficiency // J. Lab. Clin. Med. − 1983. − Vol. 102. − No. 4. − Р. 577-589.
19. Anderson R., Oosthuizen R., Maritz R., Theron A., Van Rensburg A.J. The effects of increasing weekly doses of ascorbate on certain cellular and humoral immune functions in normal volunteers // Am. J. Clin. Nutr. − 1980. − Vol. 33. − No. 1. − P. 71-76.
20. Arthur J.R., McKenzie R.C., Beckett G.J. Selenium in the immune system // J. Nutr. − 2003. − Vol. 133. − Suppl. 1. − P. 1457S-1459S.
21. Ashwell J.D., Lu F.W., Vacchio M.S. Glucocorticoids in T cell development and function // Annu. Rev. Immunol. − 2000. − Vol. 18. − P. 309-345.
22. Avitsur R., Padgett D.A., Sheridan J.F. Social interactions, stress, and immunity // Neurologic Clinics. − 2006. − Vol. 24. − No. 3. − P. 483-491.
23. Bailey L.B., Gregory J.F. Folate // In: Present knowledge in nutrition (Bowman B.A., Russell R.M., eds.), 9th ed., Vol. I. − Washington: ILSI Press, 2006. − P. 278-301.
24. Вalock J.E. The immune system as a sensory organ // J. Immunol. − 1984. − Vol. 132. − P. 1067-1070.
25. Beard J.L. Iron biology in immune function, muscle metabolism and neuronal functioning // J. Nutr. − 2001. − Vol. 131. − Suppl. 2. − P. 568S-579S.
26. Blalock J.E., Smith E.M. The immune system: Our mobile brain? // Immunol. Today. − 1985. − Vol. 6. − P. 115–117.
27. Blalock J.E. The syntax of immune-neuroendocrine communication // Immunol. Today. − 1994. − Vol. 15. − P. 504-511.
28. Blomhoff H.K., Smeland E.B., Erikstein B. et al. Vitamin A is a key regulator for cell growth, cytokine production, and differentiation in normal B cells // J. Biol. Chem. − 1992. − Vol. 267. − No. 33. − P. 23988-23992.
29. Boandl K.E., Wohlt J.E., Carsia R.V. Effects of handling, administration of a local anesthetic, and electrical dehorning on plasma cortisol in Holstein calves // J. Dairy Sci. − 1989. − Vol. 72. − No. 8. − P. 2193-2197.
30. Bonham M., O'Connor J.M., Hannigan B.M., Strain J.J. The immune system as a physiological indicator of marginal copper status? // Br J Nutr. − 2002. − Vol. 87. − No. 5. − P. 393-403.
31. Borchers A.T., Selmi C., Meyers F.J., Keen C.L., Gershwin M.E. Probiotics and immunity // J. Gastroenterol. − 2009. − Vol. 44. − P. 26-46.
32. Brennan A., Katz D.R., Nunn J.D. et al. Dendritic cells from human tissues express receptors for the immunoregulatory vitamin D3 metabolite, dihydroxycholecalciferol // Immunology. − 1987. − Vol. 61. − No. 4. − P. 457-461.
33. Burdick C., Banta J.P., Neuendorff D.A. et al. Interrelationships among growth, endocrine, immune, and temperament variables in neonatal Brahman calves // J. Anim. Sci. − 2009. − Vol. 87. − No. 10. − P. 3202-3210.
34. Burrow H.M. Measurements of temperament and their relationship with performance traits in beef cattle // Animal Breeding Abstracts. − 1997. − Vol. 65. − P. 477-495.
35. Carrasco G.A., Van De Kar L.D. Neuroendocrine pharmacology of stress // Eur. J. Pharm. − 2003. − Vol. 463. − No. 1–3. − P. 235-272.
36. Cavigelli S.A., Bennett J.M., Michael K.C., and Klein L.C. Female temperament, tumor development and life span: relation to glucocorticoid and tumor necrosis factor α levels in rats // Brain, Behavior, and Immunity. − 2008. − Vol. 22. − No. 5. − P. 727-735.
37. Chandra R.K., Sudhakaran L. Regulation of immune responses by vitamin B6 // Ann. N. Y. Acad. Sci. − 1990. − Vol. 585. − 404-423.
38. Charmandari E., Tsigos C., Chrousos G. Endocrinology of the stress response // Ann. Rev. Physiol. − 2005. − Vol. 67. − P. 259-284.
39. Cunningham-Rundles S., McNeeley D.F., Moon A. Mechanisms of nutrient modulation of the immune response // J. Allergy Clin. Immunol. − 2005. − Vol. 115. − No. 6. − P. 1119-1128.
40. Curley K.O.Jr., Neuendorff D.A., Lewis A.W., Cleere J.J., Welsh T.H., Randel R.D. Functional characteristics of the bovine hypothalamic-pituitary-adrenal axis vary with temperament // Hormones and Behavior. − 2008. − Vol. 53. − No. 1. − P. 20-27.
41. Devereux G. The immune system: an overview // In: Nutrition and immune function (P.C. Calder, C.J. Field, H.S. Gill, eds.). − N.Y.: CABI Publ., 2002. − P. 1-20.
42. DeVrese M., Schrezenmeir J. Probiotics, prebiotics, and synbiotics // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. − 2008. − Vol. 111. − P. 1-66.
43. Dunkelberger J.R., Song W.C. Complement and its role in innate and adaptive immune responses // Cell Res. − 2010. − Vol. 20. − No. 1. − P. 34-50.
44. Fell L.R., Colditz I.G., Walker K.H., Watson D.L. Associations between temperament, performance and immune function in cattle entering a commercial feedlot // Austr. J. Exp. Agric. − 1999. − Vol. 39. − No. 7. − P. 795-802.
45. Franzetti B., Schoehn G., Ebel C. et al. Characterization of a novel complex from halophillic archaebacteria, which displays chaperone-like activities in vitro // J. Biol. Chem. − 2001. − Vol. 276. − No. 32. − P. 29906-29914.
46. Gibbs D.M., Vale W. Presence of corticotropin releasing factor-like immunoreactivity in hypophysial portal blood // Endocrinology. − 1982. − Vol. 111. − No. 4. − P. 1418-1420.
47. Guarente L., Kenion C. Genetic pathways that regulate ageing in model organisms // Nature. − 2000.− Vol. 51. − No. 6. − P. 887-898.
48. Harman D., Miller R.A. Effect of vitamin E on the immune response to influenza virus vaccine and the incidence of infectious disease in man // Age. − 1986. − Vol. 9. − P. 21-23.
49. Helfand S.L., Inouye S.K. Rejuvenating views of the aging process // Nat. Rev. Genet. − 2002. − Vol. 3. − P. 149-153.
50. Hershberg R.M., Mayer L.F. Antigen processing and presentation by intestinal epithelial cells-polarity and complexity // Int. J. Med. Microbiol. − 2010. − Vol. 300. − P. 11-18.
51. Ibs K.H., Rink L. Zinc-altered immune function // J. Nutr. − 2003. − Vol. 133. − Suppl 1. − P. 1452S-1456S.
52. Iwasaki A., Medzhitov R. Regulation of adaptive immunity by the innate immune system // Science. − 2010. − Vol. 327. − No. 5963. − P. 291-295.
53. Jariwalla R.J., Harakeh S. Mechanisms underlying the action of vitamin C in viral and immunodeficiency disease // In: Vitamin C in health and disease. − New York: Macel Dekker, Inc. Publ., 1997. − P. 309-322.
54. Johnston C.S., Kolb W.P., Haskell B.E. The effect of vitamin C nutriture on complement component C1q concentrations in guinea pig plasma // J. Nutr. − 1987. − Vol. 117. − No. 4. − P. 764-768.
55. Jolly C.A., Fernandes G. Protein-energy malnutrition and infectious disease // In: Nutrition and immunology: principles and practice (Gershwin M.E., German J.B., Keen C.L., eds.). − Totowa, New Jersey: Humana Press, 2000. − P. 195-202.
56. Lithgow G.J., White T.M., Melov S., Johnson T.E. Thermotolerance and extended life-span conferred by single-gene mutations and induced by thermal stress // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. − 1995. − Vol. 92. − P. 7540-7544.
57. Löwenberg M., Stahn C., Hommes D. W., Buttgereit F. Novel insights into mechanisms of glucocorticoid action and the development of new glucocorticoid receptor ligands // Steroids. − 2008. − Vol. 73. − No. 9-10. − P. 1025-1029.
58. Mak T.W., Saunders M.E. Innate immunity // In: The immune response: basic and clinical principles. − Amsterdam: Elsevier Acad. Press, 2004. − P. 70-92.
59. McEwen B.S., Biron C.A., Brunson K.W. et al. The role of adrenocorticoids as modulators of immune function in health and disease: neural, endocrine and immune interactions // Brain Res. Rev. − 1997. − Vol. 23. − No. 1-2. − P. 79-133.
60. Oliphint R.A. Evaluation of the inter-relationships of temperament, stress responsiveness and immune function in beef calves: M.S. thesis, Texas A&M University, College Station, 2006.
61. O'Shea M., Bassaganya-Riera J., Mohede I.C. Immunomodulatory properties of conjugated linoleic acid // Am. J. Clin.Nutr. − 2004. − Vol. 79. − 6 Suppl. − P. 1199S-1206S.
62. Pacák K., Palkovits M. Stressor specificity of central neuroendocrine responses: implications for stress-related disorders // Endocrine Reviews. − 2001. − Vol. 22. − No. 4. − P. 502-548.
63. Pallast E.G., Schouten E.G. de Waart F.G. et al. Effect of 50- and 100-mg vitamin E supplements on cellular immune function in noninstitutionalized elderly persons // Am. J. Clin. Nutr. − 1999. − Vol. 69. − No. 6. − P. 1273-1281.
64. Percival S.S. Copper and immunity // Am. J. Clin. Nutr. − 1998. − Vol. 67. − Suppl. 5. − P. 1064S-1068S.
65. Powell J., Borchers A.T., Yoshida S., Gershwin M.E. Evaluation of the immune system in the nutritionally at-risk host // In: Nutrition and immunology: principles and practice (M.E. Gershwin, J.B. German, C.L. Keen, eds.). − Totowa, New Jersey: Humana Press, 2000. − P. 21-31.
66. Prasad A.S. Zinc in human health: effect of zinc on immune cells // Mol. Med. − 2008. − Vol. 14. − No. 5-6. − P. 353-357.
67. Rall L.C., Meydani SN. Vitamin B12 and immune competence // Nutr. Rev. − 1993. − Vol. 51. − No. 8. − P. 217-225.
68. Rescigno M., Lopatin U., Chieppa M. Interactions among T cells, dendritic cells, macrophages, and epithelial cells in the gut: implications for immune tolerance and intestinal homeostasis // Curr. Opin. Immunol. − 2008. − Vol. 20. − P. 669-675.
69. Roy M., Kiremidjian-Schumacher L., Wishe H.I., Cohen M.W., Stotzky G. Supplementation with selenium and human immune cell functions. I. Effect on lymphocyte proliferation and interleukin 2 receptor expression. // Biol. Trace Elem. Res. − 1994. − Vol. 41. − No. 1-2. − P. 103-114.
70. Ruemmele F.M., Bier D., Marteau P. Clinical evidence for immunomodulatory effects of probiotic bacteria // J. Pediatr. Gastroent. Nutr. − 2009. − Vol. 48. − No. 2. − P. 126-141.
71. Sapolsky M., Romero L.M., Munck A.U. How do glucocorticoids influence stress responses? Integrating permissive, suppressive, stimulatory, and preparative actions // Endocrine Reviews. − 2000. − Vol. 21. − No. 1. − P. 55-89.
72. Scott L.V., Dinan T.G. Vasopressin and the regulation of hypothalamic-pituitary-adrenal axis function: implications for the pathophysiology of depression // Life Sci. − 1998. − Vol. 62. − No. 22. − P. 1985-1998.
73. Smoak K.A., Cidlowski J.A. Glucocorticoid signaling in health and disease // Neuro Immune Biology. − 2008. − Vol. 7. − P. 33-53.
74. Spallholz J.E., Boylan L.M., Larsen H.S. Advances in understanding selenium's role in the immune system // Ann. N. Y. Acad. Sci. − 1990. − Vol. 587. − P. 123-139.
75. Stephensen C.B. Vitamin A, infection, and immune function // Ann. Rev. Nutr. − 2001. − Vol. 21. − P. 167-192.
76. Sutton A.L., MacDonald P.N. Vitamin D: more than a "bone-a-fide" hormone // Mol. Endocrinol. − 2003. − Vol. 17. − No. 5. − P. 777-791.
77. Tsigos C., Chrousos G.P. Hypothalamic-pituitary-adrenal axis, neuroendocrine factors and stress // J. Psychosom. Res. − 2002. − Vol. 53. − No. 4. − P. 865-871.
78. Tyrka L.M., Wier L.H. Price et al. Cortisol and ACTH responses to the Dex/CRH Test: Influence of temperament // Hormones and Behavior. − 2008. − Vol. 53. − No. 4. − P. 518-525.
79. Vann C., Holloway J.W., Carstens G.E., Boyd M.E., Randel R.D. Influence of calf genotype on colostral immunoglobulins in Bostaurus and Bosindicus cows and serum immunoglobulins in their calves // J. Anim. Sci. − 1995. − Vol. 73. − No. 10. − P. 3044-3050.
80. Veldman C.M., Cantorna M.T., DeLuca H.F. Expression of 1,25-dihydroxyvitamin D(3) receptor in the immune system // Arch. Biochem. Biophys. − 2000. − Vol. 374. − No. 2. − P. 334-338.
81. Villena J, Suzuki R., Fujie H., Chiba E. Immunobiotic Lactobacillus jensenii modulates toll-like receptor 4-induced inflammatory response via negative regulation in porcine antigen presenting cells // Clin. Vaccin. Immunol. − 2013. − Vol. 19. − P. 1038-1053.