• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania owiec ujawniają koszty silnego układu immunologicznego

    04.11.2010. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Według wyników nowych badań przeprowadzonych przez naukowców z USA i Wlk. Brytanii silny układ immunologiczny może wydłużyć życie zwierzęcia, ale prowadzi do niższej płodności. Odkrycia opublikowane w czasopiśmie Science dają pojęcie o tym, dlaczego jedni ludzie są bardziej podatni na infekcje od innych.

    Występuje znaczne zróżnicowanie siły układu immunologicznego wśród ludzi. Powstaje pytanie, dlaczego na drodze ewolucji geny powiązane ze słabszym układem immunologicznym nie zostały wyrugowane. Jedna z możliwych odpowiedzi wskazuje, że ceną jaką trzeba zapłacić za silny układ immunologiczny może być obniżona płodność.

    "Od dawna podejrzewaliśmy, że silne reakcje immunologiczne powinny przedłużać życie w obliczu infekcji, ale mogą być również kosztowne dla możliwości reprodukcyjnych" - wyjaśnia Andrea Graham z Uniwersytetu Edynburskiego w Wlk. Brytanii i Uniwersytetu Princeton w USA. "Znalezienie dowodu na tego typu kompromis może wyjaśnić, dlaczego siła reakcji immunologicznych u zwierząt jest tak bardzo zróżnicowana, a nawet ich predyspozycję do infekcji lub autoimmunizację."

    Aby dotrzeć do sedna sprawy profesor Graham wraz z kolegami badała dziką owcę Soay na odległej i niezamieszkanej wyspie Hirta w archipelagu St Kilda, który jest położony około 160 kilometrów (km) od zachodnich wybrzeży Szkocji. Co roku w sierpniu, przez 11 lat naukowcy pobierali próbki krwi zwierząt i odnotowywali ile jagniąt wydała każda owca oraz długość życia poszczególnych osobników.

    Zespół interesował poziom przeciwciał we krwi zwierząt, gdyż owce z wyższym poziomem przeciwciał mają silniejszy układ immunologiczny i są lepiej przygotowane do zwalczania infekcji pasożytniczych, które są wyjątkowo powszechne wśród populacji owiec na wyspie Hirta.

    Badania ujawniły, że owce z wysokim poziomem przeciwciał żyją najdłużej i mają największe prawdopodobieństwo przetrwania srogich zim. Aczkolwiek mniej prawdopodobne jest wydanie przez nie młodych w porównaniu z innymi osobnikami.

    Dla porównania owce ze stosunkowo niskim poziomem przeciwciał rodziły co roku więcej jagniąt, ale ich życie było krótsze niż w przypadku owiec z wysokim poziomem przeciwciał.

    W sumie z ewolucyjnego punktu widzenia obydwie grupy osiągają to samo, wydając mniej więcej tę samą liczbę młodych w ciągu swojego życia. Według naukowców to może wyjaśniać, dlaczego odporność jest tak bardzo zróżnicowana u poszczególnych osobników. Co więcej, skłonność do silniejszego lub słabszego układu immunologicznego wydaje się być cechą rodzinną. "Ta podstawa genetyczna oznacza, że dobór naturalny może kształtować cechę" - stwierdza profesor Graham.

    Ponadto odkrycia sugerują, że autoimmunizacja, w przypadku której układ immunologiczny jest tak silny, że atakuje tkanki własnego organizmu, może występować w naturalnym środowisku. Do tej pory autoimmunizację zaobserwowano jedynie u ludzi oraz u ssaków laboratoryjnych, domowych i przetrzymywanych w niewoli. Zdaniem naukowców potrzebne są dalsze badania, aby przeprowadzić głębszą analizę.

    Lynn Martin z Uniwersytetu Południowej Florydy w USA, która nie brała udziału w badaniach, podkreśla że wykorzystanie przez naukowców dzikich zwierząt ma ogromne znaczenie.

    "Od tak dawna immunologia opiera się na badaniach udomowionych zwierząt w czystych środowiskach laboratoryjnych, w których zwierzętom podaje się karmę w takich ilościach, jakich potrzebują, zapewnia się schronienie przed żywiołami oraz wystawia na niewielkie, o ile jakiekolwiek, działanie pasożytów" - mówi. "Takie warunki są doskonałe do zdobycia szczegółowych informacji na temat sposobu radzenia sobie gospodarzy z pasożytami na poziomie molekularnym i komórkowym, niemniej nie są one reprezentatywne dla warunków naturalnych i mogą tendencyjnie wypływać na nasze poznawanie funkcji immunologicznych."

    Co najważniejsze, odkrycia przyczynią się do wyjaśnienia, dlaczego niektóre osoby cierpią bardziej niż inne w przypadku narażenia na infekcje oraz dlaczego szczepionki są skuteczniejsze u niektórych osób.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Soay – rasa owcy domowej (Ovis aries) wywodząca się z odizolowanej populacji prymitywnych owiec dziko żyjących na wyspie Soay (archipelag St Kilda), uznawana za najstarszą i najbardziej prymitywną rasę spośród udomowionych owiec europejskich. Przodkowie rasy Soay zachowali budowę owiec z okresu neolitu. Ich pochodzenie nie jest jednoznacznie wyjaśnione. Badacze uważają, że zostały pozostawione na wyspie Soay w IX lub X w. przez wikingów. W latach 30. XX w. stado ponad stu owiec zostało przeniesione na wyspę Hirta, gdzie od lat 50. XX w. objęto je badaniami naukowymi, zwłaszcza pod kątem zależności pomiędzy ubarwieniem i rozmiarami, a płodnością. Przeciwciało heteroklityczne to takie przeciwciało, które powstało w wyniku immunizacji danym antygenem, ale które wykazuje wyższe powinowactwo (patrz: przeciwciało) do innego antygenu. Ten inny antygen może być w ogóle nie spokrewniony lub jedynie słabo spokrewniony z antygenem użytym do immunizacji. Przykładowo, immunizacja zwierząt laboratoryjnych 2,4-dinitrofenolem (DNP) powoduje wytworzenie przeciwciał regujących zarówno z DNP, jak i z menadionem . Mimo że w większośći przypadków przeciwciała heteroklityczne opisano w odpowiedzi na hapteny, to znane są także przypadki przeciwciał heteroklitycznych skierowanych przeciwko białkom . Autoimmunizacja – odpowiedź odpornościowa układu odpornościowego organizmu, w przebiegu której powstają nieprawidłowo skierowane przeciw własnym tkankom limfocyty T lub przeciwciała i która może prowadzić do powstania chorób autoimmunologicznych.

    Antyprzeciwciałami lub antyimmunoglobulinami nazywamy takie przeciwciała, które są immunogenne względem innych przeciwciał. Wynika to z faktu, że przeciwciała będąc białkami też są immunogenne (mogą wywoływać odpowiedź immunologiczną (patrz: odpowiedź odpornościowa)). Przeciwciała obcego organizmu podane innemu, wywołują w powstawanie antyprzeciwciał, czyli antyimmunoglobulin. Dzieje się tak szczególnie w przypadku, gdy dawca i biorca przeciwciał należą do różnych gatunków. Antyprzeciwciała mogą powstać również w obrębie tego samego organizmu. Nazywamy je wtedy auto-antyprzeciwciałami. Antyprzeciwciała mogą powstać przeciwko różnym determinantom białkowym w cząsteczce immunoglobuliny (np. idiotypowym, allotypowym lub izotypowym). Największe znaczenie kliniczne mają dwie grupy przeciwciał: czynnik reumatoidalny przeciwciała antyidiotypowe Okienko serologiczne - jest to przedział czasu od chwili zakażenia do możliwości wykrycia tego zakażenia przez laboratorium za pomocą oznaczania obecności przeciwciał (na przykład za pomocą testu ELISA); inaczej okres od początku infekcji do wytworzenia przez organizm wykrywalnego stosowanymi w diagnostyce metodami miana przeciwciał zwalczających dany antygen. W przypadku HIV może trwać to kilka tygodni. Wcześniej chorobę można wykryć np. badaniami na obecność materiału genetycznego wirusa, np. metodą PCR. W okresie okienka serologicznego osoba może zakażać innych - już po 48 godz. od swojego zakażenia.

    ELISA (ang. enzyme-linked immunosorbent assay), czyli test immunoenzymatyczny lub immunoenzymosorbcyjny – jeden z najpowszechniej stosowanych testów w badaniach biomedycznych, zarówno naukowych, jak i diagnostycznych. Służy on do wykrycia określonych białek w badanym materiale z użyciem przeciwciał poliklonalnych lub monoklonalnych skoniugowanych z odpowiednim enzymem. W podstawowej wersji testu ELISA, pewna ilość antygenu unieruchomiona jest na powierzchni fazy stałej. Wykonanie testu polega na wprowadzeniu materiału biologicznego zawierającego przeciwciała specyficzne dla unieruchomionego antygenu. Przeciwciała te powinny być uprzednio połączone wiązaniem kowalencyjnym z enzymem. Unieruchomiony antygen i specyficzne przeciwciało tworzą kompleks immunologiczny, dzięki któremu przeciwciało zostaje trwale związane z podłożem. Po przepłukaniu środowiska reakcji i dodaniu odpowiedniego substratu, enzym związany ze specyficznym przeciwciałem katalizuje reakcję, której produkt (najczęściej barwny) można oznaczyć spektrofotometrycznie. Należy jednak zdawać sobie sprawę z faktu, że przedstawiony powyżej opis działania metody jest silnie uproszczony i może podlegać wielu modyfikacjom, a najważniejsze z nich przedstawiono w dalszej części artykułu. Antygeny heterofilne to takie antygeny, które występują u różnych gatunków, zwykle bardzo słabo ze sobą spokrewnionych, np. u ssaka i bakterii, różniące się pod względem chemicznym, zawierające jednak te same lub podobne determinanty antygenowe (epitopy). Z chemicznego punktu widzenia antygeny heterofilne są zwykle glikoproteinami lub lipopolisacharydami. Ze względu na szerokie rozpowszechnienie, niektóre z tych antygenów występują u różnych gatunków kręgowców, ale nie u wszystkich. U tych zwierząt, których tkanki zawierają dany antygen, nie stwierdza się obecności przeciwciał względem antygenu heterofilnego, przeciwciała takie występują natomiast szeroko u takich gatunków, których tkanki danego antygenu nie posiadają. Przeciwciała te powstają, jak się obecnie przypuszcza, w wyniku zakażeń bakteryjnych - u gatunków posiadających antygen heterofilny jest on tolerowany, natomiast u tych, które go nie posiadają, dochodzi do odpowiedzi odpornościowej.

    Immunizacja - polega na pobudzaniu mechanizmów odpornościowych organizmu do wywołania odpowiedzi immunologicznej, w wyniku działania antygenów. Możemy rozróżnić immunizację czynną i immunizację bierną. Czynna może przebiegać w sposób naturalny lub sztuczny. Sposób naturalny polega na przebyciu przez organizm choroby, natomiast sztuczny na otrzymaniu szczepionki. Immunizacja bierna ma miejsce wtedy, gdy organizm otrzymuje gotowe przeciwciała.W zależności od źródła przeciwciał, może to być immunizacja bierna dokonana w sposób sztuczny (np. surowica odpornościowa) lub w sposób naturalny (np. przeciwciała w siarze matki). Zmienność segmentalna – właściwość przeciwciał polegająca na możliwości zmiany kąta pomiędzy ramionami przeciwciała. Jest to o tyle istotne, że przeciwciało może w ten sposób dopasować się lepiej do antygenu, gdyż epitopy na antygenie mogą znajdować się w różnych odległościach od siebie. Taka plastyczność przeciwciał pozwala im zatem na jednoczesne związanie dwu epitopów, co często jest warunkiem koniecznym dla zajścia dalszych procesów istotnych w odporności, bowiem przeciwciało wiążące tylko jeden epitop z reguły nie jest w stanie tych mechanizmów uruchomić. Przeciwciałami o ograniczonej zmienności segmentalnej są immunoglobuliny A, co związane jest z istnieniem dodatkowego wiązania dwusiarczkowego pomiędzy łańcuchami lekkimi.

    Autoprzeciwciała – przeciwciała skierowane przeciwko tkankom własnego organizmu. Mogą występować w chorobach autoimmunologicznych, przejściowo w pewnych stanach patologicznych związanych z uszkodzeniem tkanek (a nie mających podłoża immunologicznego) lub u osób całkowicie zdrowych. Występują także u większości osób po 70. roku życia.

    Ciąża rzekoma (c. pozorna, pseudociąża) – pojawienie się u samic niektórych ssaków przemian macicy charakterystycznych dla ciąży, przy jednoczesnym braku płodu. Dodatkowym objawem może być wzrost masy ciała, powiększenie sutków, a nawet laktacja. Pseudociąża jest wywoływana przez brak lub zaburzenia owulacji albo przez kopulację z bezpłodnym samcem. Zjawisko to jest często obserwowane u zwierząt domowych, występuje również u zwierząt dziko żyjących, a także u ludzi. U psowatych ciąża rzekoma jest zjawiskiem fizjologicznym. U zwierząt domowych może być wynikiem przerwania terapii hormonalnej.

    Komórki plazmatyczne, plazmocyty są komórkami układu immunologicznego, których funkcją jest produkcja i wydzielanie przeciwciał (immunoglobulin).
    Komórki plazmatyczne powstają w wyniku pobudzenia limfocytów B i są jedynymi komórkami zdolnymi do produkcji przeciwciał, dzięki czemu odgrywają poważną rolę w odporności humoralnej i usuwaniu antygenu. Po zakończeniu odpowiedzi odpornościowej komórki te ulegają apoptozie. Umaszczenie – maść, ubarwienie sierści; uwarunkowany genetycznie kolor okrywy włosowej zwierzęcia; w wyniku domestykacji i powiązanych z tym procesem zmian środowiska, sztucznej selekcji, czy też utrwalaniem mutacji uzyskano różne umaszczenia. W przypadku niektórych zwierząt stało się ono podstawowym kryterium oceny zwierzęcia (zwierzęta futerkowe, owce).

    Prawa zwierząt – idea, zgodnie z którą zwierzęta mają fundamentalne interesy lub prawa, które powinny być uszanowane tak samo, jak to się dzieje w przypadku podstawowych, analogicznych interesów ludzi. Według Encyklopedii Britannica, prawa zwierząt to moralne lub legalne prawa przypisywane zwierzętom, zazwyczaj ze względu na złożoność ich życia w sferze poznawczej, emocjonalnej i społecznej oraz ich zdolności do odczuwania fizycznego bądź emocjonalnego bólu lub przyjemności. Do zasadniczych praw zwierząt zalicza się najczęściej prawo do życia i prawo do wolności od cierpienia. Filozofowie uznający konieczność zmiany stosunku człowieka do zwierząt innych niż ludzie prezentują dużą różnorodność poglądów – od protekcjonizmu Petera Singera wyrastającego z filozofii utylitarystycznej, przez podejście oparte na niezbywalnych prawach preferowane przez Toma Regana do abolicjonizmu prezentowanego przez takich myślicieli jak np. Gary L. Francione. Pomimo wielu różnic w ruchu praw zwierząt istnieje daleko idący konsensus, że zwierzęta powinny być traktowane jako osoby i włączone do moralnej wspólnoty; że nie powinny być traktowane jak przedmioty, ale jak podmioty; że nie powinny być zabijane na pożywienie, wykorzystywane w eksperymentach medycznych czy rozrywce. Bardzo często praktycznym skutkiem przyjęcia idei praw zwierząt jest przejście na wegetarianizm lub weganizm. Przeciwciała wielospecyficzne – przeciwciało, które może reagować z kilkoma różnymi antygenami. Ich cechą charakterystyczną jest to, że zwykle nie mają one zbyt wysokiego powinowactwa do rozpoznawanych antygenów, co zapobiega powstaniu choroby autoimmunizacyjnej. Przeciwciała wielospecyficzne to zwykle immunoglobuliny M, co jest wynikiem tego, że IgM nie podlegają dojrzewaniu powinowactwa. Główną funkcją takich przeciwciał w organizmie jest usuwanie resztek komórek, które się rozpadły, zwykle w wyniku apoptozy.

    Dodano: 04.11.2010. 17:26  


    Najnowsze