Морські водорості нова альтернатива для стимуляції імунітету - Біомедіа
Вроджений імунітетВроджений імунітет – «перша лінія захисту» від патогенів. Він активізується негайно та діє дуже швидко. Подібні імунні реакції існують у всіх тварин. Вони з'являються завжди, коли організм стикається з патогеном. Проте організм не зберігає у пам'яті інформацію про збудника інфекції. Механізм цього імунітету полягає у розпізнаванні молекулярної моделі, розділеної числом патогенів, які, власне, є мембранні фракції (глікоколікс). Розрізняють такі елементи, які беруть участь у вродженій імунній відповіді: -фізичні бар'єри (слизові оболонки, шкіра, слиз, ворсинки); -клітини-фагоцити, такі як макрофаги; -природні клітини-вбивці, наприклад , великі гранулярні лімфоцити; -визначені цитокіни, які подають організму сигнали про небезпеку; -комплементарна система; -тол-подібні рецептори (ТПР) - сімейство рецепторів мембрани, відкрите зовсім недавно. Вони контролюють експресію молекул, які борються проти інфекції (прямо чи опосередковано, через нервові закінчення та мобілізують активність адаптаційного).імунітету). Елементи, співвідносні з вродженим імунітетом, можуть діяти як безпосередньо, і опосередковано, через нервові закінчення (цитокіни, тощо.). Останні запускають механізм адаптивного імунітету, залучаючи Т і клітини, які є малими лімфоцитами.
Адаптивний імунітетНа відміну від вродженого імунітету отримані або адаптивні реакції виникають тільки у хребетних тварин. Під час першого зіткнення із певним патогеном (первинне інфікування) адаптивний імунітет діє як друга лінія захисту. Його активація займає деякий час, що називається латентним періодом. Але адаптивна імунна система запам'ятовує зіткнення з патогеном, і коли організм знову зустрічається з ним, латентний період стає значно коротшим, і реакція на агресію майже негайна. Адаптивний імунітет є специфічним: він розпізнає молекулярну модель вже відомого патогена. Розрізняють такі елементи, які беруть участь в адаптивній імунній відповіді: -Т-клітини; -В-клітини; -антитіла; -імуноглобулін (Іг), Т-клітинні рецептор (ТКР), Цитотоксик Т-клітини (ЦТК), антитіла (АВ), що виробляють плазмоцити + пов'язана допомога вродженого імунітету.
Нові джерела активних елементівВ останні роки важливість біологічного застосування морських водоростей винесена на перший план, зокрема досліджуються імунні механізми, в яких особливий інтерес викликають сульфатовані полісахариди. Це комплекс карбогідратів, який немає у наземних рослин. Вплив їх на імунну систему ще недостатньо вивчений.
Сульфатовані полісахаридиПолісахариди є структурно різноманітним класом макромолекул, які відносно широко поширені в природі. Існують прості та складні формиполісахаридів. На відміну від білка і нуклеїнових кислот, полісахариди мають структурні властивості, що повторюються, які є ланцюгами моносахаридних залишків, об'єднаних глікозидними зв'язками. Вони формують полімерну структуру, представлену у формі ланцюгів, які можуть бути гомогенними (гомополісахаридними) чи ні (гетерополісахаридними). Прості форми є гомополісахаридами, представленими однотипними цукрами, пов'язаними лінійно (крохмаль, глікоген, целюлоза, і т.д.). Вони є структурними компонентами або механізмами збереження енергії в формі, що легко роз'єднується. Їх структура може стати складнішою завдяки їх здатності встановлювати зв'язку різних рівнях кожного найпростішого елемента у тому, щоб мати можливість розвитку розгалуженої структури у трьох вимірах.
Структурна варіативністьНуклеотиди нуклеїнових кислот та амінокислоти білка можуть прямо з'єднуватися тільки в одному випадку, поки одиниці моносахаридів в олігосахаридах і полісахаридах зв'язуються в декількох точках, для утворення різноманітних лінійних або розгалужених структур. Наприклад, число можливих комбінацій для чотирьох різних мономерів цукру може досягати 35560 єдиних у своєму роді тетрасахаридів, у той час як чотири амінокислоти можуть створити лише 24 різні комбінації. Пояснення цього факту таке: число макромолекул полісахаридів забезпечує високу потужність у несенні біологічної інформації, оскільки має величезний потенціал структурних варіантів. До того ж, однією з властивостей численних морських полісахаридів є їхній поліаніонний характер, який наділяє їхньою хімічною активністю. Аніонактивні полісахариди, більша частина яких присутня у морських водоростях, являють собою сульфатовані полісахариди:галактанові (агар, карагінан), фукоїдани.
КористьВелика варіативність структури полісахаридів забезпечує необхідну гнучкість для точності регуляторних механізмів у різноманітних міжклітинних взаємозв'язках вищих організмів. Сульфатизація зокрема веде до різноманітних видів біологічної активності, поміченої в екстрактах полісахаридів з морських водоростей.
Морські сульфатовані полісахариди: роль і вплив на імунітетЗ'ясували, що сульфатовані полісахариди, які широко поширені в морських водоростях, мають протиінфекційні (антивірусні, антибактеріальні, протипухлинні), антиоксидантні, антитромботичні властивості. Також вони мають імуномоделюючі якості, стимулюючи імунні реакції або контролюючи діяльність імунних клітин для того, щоб знизити негативний вплив, наприклад, запалення. Один із напрямів морських сульфатованих полісахаридів, помічене нещодавно, – їхня роль в активації толл-подібних рецепторів (ТПР). Дослідження демонструє, що полісахариди морських водоростей можуть впливати на вроджений імунітет фіксацією розпізнаючих рецепторів, названих рецепторами розпізнавання структур, таких як моносахаридні рецептори або ТПР клітин-фагоцитів, особливо макрофагоцитів. Толл-подібні рецептори являють собою трансмембранні білки, які виявляють прорвані патогени, зв'язуючи анцистральні молекули мікробного походження, названі патоген-асоційовані молекулярні патерни (ПАМПи). запальної відповіді. У ссавців ці рецептори виділені нещодавно та пронумеровані від 1 до 11 (ТПР1-ТПР11). При зіткненні з відповідними їм ПАМП,ТПР активізують сигнальний шлях послідовно ядерний фактор каппа-В і білок-активатор 1 - транскрипційні фактори, що регулюють запальні цитокіни. Це говорить про те, що роль ТПР є ключовою для адаптивного імунітету, проте їх сигнали ведуть до активізації великої кількості інших клітин та функцій імунітету, які відіграють істотну роль як для вродженого імунітету так і для адаптивного. Діяльність деяких сульфативних водоростевих полісахаридів, таких як ТПР активаторів може бути результатом певної структурної подібності між цими морськими полісахаридами та бактеріальними ліпополісахаридами (ЛП). Бактеріальні ЛПС - структурний тип, що спостерігається на поверхні зовнішніх мембран і розпізнається як певні бактеріальні елементи. Бактеріальні ЛПС у ссавців розпізнаються толл-подібними рецепторами 4 (ТПР4).
Використання для здоров'я тваринЗ'ясувалося, що морські водорості містять цукру у формі полісахаридів, деякі з яких – сульфатовані полісахариди – являють собою складні поліанічні структури, які мають різні біологічні властивості. Великою кількістю досліджень вже доведено вплив сульфатованих полісахаридів, особливо фукоїданів та карагенанів на певні механізми запальних реакцій та імунітет. Ідентифікація та виділення полісахаридів з відповідних морських водоростей робить можливим використання цих молекул як агентів для стимуляції різноманітних механізмів, пов'язаних із захистом організму і, зокрема, механізмів природного імунітету.
В рамках потенційного застосування у сфері тваринництва та добробуту тварин можуть бути запропоновані дві неексклюзивні стратегії: 1. Постійне послідовне вживання для загальноїстимуляції захисних механізмів організму: регулярне споживання без вакцинації сприяє зміцненню захисних властивостей Повторне використання стимулює «базову» імунну систему та підвищує захисні властивості вродженого імунітету. Використання полісахаридів у профілактичній програмі може бути цінним внеском у вдосконалення рівня імунного захисту індивіда чи сільськогосподарського стада та покращити систему контролю виникнення інфекцій у сільськогосподарському стаді. Це запобігає повторним інфекційним патологіям. 2. Заплановане споживання у рамках програми вакцинації. Подібна практика може вдосконалити споживання та тривалість дії вакцини, а також підвищити технічну та економічну якість вакцинації профілактичних програм.