1.2.1 Цитомедины – пептидные биорегуляторы

В последние годы успешно развивается новое научное направление – биорегулирующая терапия, где наряду с традиционными лекарственными средствами, предусматривается использование новых препаратов – цитомединов, специфических биорегуляторов в популяциях клеток организма.

Наибольший интерес с практической точки зрения приобрели интерфероны, интерлейкины, монокины, препараты из тимуса (вилочковой железы), а так же синтетические фрагменты, модулирующие их активный центр. В практике птицеводства, в основном, пока применяются лишь препараты из тимуса.

Основанием для получения тимусных препаратов явились данные о центральной роли тимуса и пептидных факторов, синтезируемых этой железой, в функционировании иммунной системы.

Еще в 30-50 годы. Исследования отечественных ученых показали, что размеры тимуса у только что вылупившихся цыплят связаны с их жизниспособностью и потенцией к росту. Биологическое значение тимуса состоит в способности «задавать темп» скорости формирования структур в эмбриональном и раннем постнатальном периодах развития, а так же управлять иммунными реакциями организма, а именно: защитой от вирусов, микробной, микозной и паразитарной инфекцией, устойчивостью к опухолевым клеткам собственного организма и токсинам. Поэтому различные нарушения развития тимуса и синтеза тимических факторов приводит к возникновению в организме иммунодефицитных состояний.

Тимусные препараты обладают широким спектром воздействия на иммунную, нервную, эндокринную и другие системы, действуют В малых дозах, имеют высокий индекс терапевтической широты, практически безвредны, так как являются продуктами метаболизма организма.

К настоящему времени цитомедины выделены почти из всех тканей и органов животного организма, однако наиболее полно изучена функциональная активность пептидных биорегуляторов из органов иммунной системы. Арсенал иммуномодуляторов очень широк. Известны разнообразные вещества, обладающие иммуномодулирующим действием: полиэлектролиты, дрожжевая РНК, бактериальный липополисахарид, ненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты, витамины, гормоны.

В.Г. Морозов и В.Х. Хавинсон сформулировали представление о новом классе информативных молекул – цитомединах, осуществляющих перенос специфической информации, необходимой для нормального функционирования, развития и взаимодействия клеток. Цитомедины представляют собой пептиды с молекулярной массой 1000-10000 дальтон. Они участвуют в регуляции функциональной активности тех клеточных популяций, которые послужили исходным материалом для их выделения.

В настоящее время выделено и охарактеризовано по биологической активности и структуре более 20 иммунологических факторов тимуса.

Одной из хорошо изученных групп цитокинов являются медиаторы, синтезируемые иммунокомпетентными клетками – регуляторами иммунной системы. Источником получения таких медиаторов могут быть как клетки человека, так и всех видов животных.

Медиаторы иммунной системы, учитывая, что иммуннологический ответ реализуется трехклеточной системой, включающей макрофаги, Т- и В-лимфоциты, условно подразделяют на три основные группы. К первой группе отнесены препараты преимущественно регулирующие неспецифическую резистентность. Вторую группу составляют препараты влияющие на функциональную активность Т-системы иммунитета. Третья группа объединяет корректоры В-системы.

Полагают, что в основе механизма стимулирующего действия иммунотропных средств заложен эффект неспецифической защиты. В комплексную систему защиты входят: фагоцитоз, комплемент-опсонин, пропердин, продукция лизоцима, образование интерферона. Также в нее входит спонтанная клеточная цитотоксичность, эффекторами которой являются ЕК, макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты, Тклеточные предшественники, Т-и В-лимфоциты.

Механизм действия иммуностимуляторов можно рассматривать также с позиции гипотезы системы биологических регуляторов – цитомединов, которые осуществляют перенос специфической информации, необходимой для нормального функционирования, развития и взаимодействия клеточных популяций. В основе функционирования цитомединов лежит тканеспецифичность, геномный уровень регуляции, специфическая индукция процессов цитодифференцировки клеток-мишеней.

Предполагают, что существует система пептидных регуляторов, способных осуществлять специфическую связь малых групп клеток между собой и тем самым влиять на их функциональную активность.

Наибольший интерес представляют стандартные полипептидные фракции из тимуса: тимозин, тимопоэтин, тимостимулин, тимарин, тималин, тимоген, Т – активин и другие; низкомолекулярные пептиды, стимулирующие в первую очередь клеточный иммунитет. Например, тимозин – комплекс кислых полипептидов с молекулярной массой 10000 дальтон. Для его получения используют, в основном, гипофиз телят в возрасте до 2 лет. Тимозин также можно получить из крови, мозга селезенки, печени, легких. Тимозин обладает значительной гетерогенностью. Так, в составе одной из фракции (тимозин-5) обнаружено 30 различных компонентов белковой природы, из них 12 выделено и идентифицировано.

Тимопоэтин – это полипептид, выделенный из тимуса животных в 1971 г, состоит из 49 аминокислотных остатков. Препарат регулирует процессы лимфопоэза, обеспечивает дифференцировку Т-клетоку, силивает реактивность Т-лимфоцитов на ФГА и Кон А.

Т-активин представляет собой смесь полипептидов с молекулярной массой 1500-1600 D. Он усиливает миграцию стволовых клеток из костного мозга и киллерную активность, способствует восстановлению соотношения кортикальных и медуллярных лимфоцитов. Т-активин по биологической активности сходен с тимозином и тимарином. Тимарин был выделен из экстрактов тимуса телят.

Опытным путем установлено, что этот экстракт при введении животным стимулировал реакции клеточного и гуморального иммунитета. В процессе дальнейшей очистки, проведенной при помощи ионообменной хроматографии, из экстракта и был выделен полипептидный фактор тимуса – тимарин с молекулярной массой около 5000 D состоящий из 48 аминокислотных остатков.

Вторым по значению после тимозина можно поставить отечественный препарат тималин, полученный также из тимуса телят. Тималин состоит из трех основных компонентов (1000-5000 D), различающихся между собой по электрохимическим свойствам. Каждый из компонентов содержит от 6 до 10 фракций веществ пептидной природы. Пептиды, содержащиеся в тималине, при взаимодействии с поверхностной мембраной Т-лимфоцитов активируют экспрессию специфических рецепторов и тем самым повышают функциональную активность этих клеток. В популяции незрелых клеток тималин увеличивает количество Т-хелперов, а в популяции дифференцированных клеток – Т-супрессоров.

Кроме того, он усиливает сопротивляемость организма птицы к срессовым факторам, стимулирует обменные процессы и интенсивность роста повышает эффективность вакцинации цыплят против БМ и НБ. Его действие реализуется через тимус. Этот препарат применяют при иммунодефицитных состояниях и для активации иммунного ответа.

Выявлено, что применение тималина при ИДС способствует нормализации количественных и функциональных показателей Т-системы иммунитета, а также процессов фагоцитоза. Установлено, что в основе механизма действия препарата тимуса лежит его регулирующее влияние на внутриклеточные биохимические процессы и экспрессию дифференцированных антигенов на поверхности лимфоцитов, ингибирующее влияние на глюкокортикоидную функцию надпочечников и метаболизм.

Тимоген синтетический аналог тималина – глютамил триптофан был получен в 1988 г. Представляет собой дипептид, белый или белый с желтоватым оттенком порошок без запаха, хорошо растворим в воде, синтезированный по аналогии с веществом, выделенным методом высокоэффективной жидкостной хроматографии из тималина [87]. Клинические изучения показали безопасность применения тимогена, отсутствие у него побочных эффектов, осложнений. Экспериментально установлено, что для достижения аналогичного эффекта доза синтетического препарата в 100 раз меньше применяемой дозы тималина. Он оказывает регулирующее влияние на показатели клеточного иммунитета при экспериментальной патологии [42, 78].

Предполагают, что имеется две «точки» приложения иммуномодулирующего действия тималина и тимогена. Одна из них находится на участке превращения костномозговых предшественников Т-клеток в тимоциты, а другая – на этапе созревания тимоцитов в периферические Т-лимфоциты [102]. Сравнительное изучение биологической активности тимогена и природных препаратов тимуса показало сходство их действия на иммунологическую реактивность. Однако тимоген оказывал аналогичное действие в дозах в 10-100 раз меньших, чем природные препараты тимуса. Применение тимогена способствует восстановлению количества Т- и В-лимфоцитов в лимфоидных органах животных с вторичным иммунодефицитом и нормализует функциональную активность лимфоцитов и нейтрофилов крови [161].

Тимопептиды способны оказывать стимулирующее действие на гистогенез тимуса в ранние сроки эмбрионального развития, но при этом тормозят развитие бурсы. Реципроктные связи в морфофункциональной активности вилочковой железы и бурсы при введении экзогенных пептидов тимуса могут играть роль афферентного сигнала при сопряжении функции иммунной системы и гипофиза – центрального органа эндокринной системы [175,114].

Наряду с иммуномодуляторами, выделенными из тимуса, ведется поиск путей их получения из других органов. Так, из оптического ганглия промысловых видов кальмаров выделен ганглин, проявляющий активность как в отношении Т-клеток, так и в В-клеток. Кроме того, он повышает трансплантационный иммунитет [45]. Из бурсы кур получен иммуномодулятор бурсилин. Он нормализует ответ на Тзависимые антигены, увеличивает число лимфоцитов с иммуноглобулиновыми рецепторами. Бурсилин нормализует показатели иммунитета и гемокоагуляции у бурсэктомированных цыплят [17]. Обнаружено, что не только в тимусе, но и в костном мозге вырабатываются иммунорегуляторные пептиды, названные миелопептидами. Они синтезируются в процессе нормального метаболизма клетками костного мозга различных видов животных и человека [46]. Миелопептиды оказывают влияние на функционирование клеток В-ряда, усиливая антителообразование в момент максимального развития иммунной реакции. Они обладают способностью коррегировать дефекты В-системы иммунитета [28,113]. Из миелопептидов наиболее полно изучен стимулятор антителопродуцентов (САП) и гемалин. САП представляет собой рибонуклеопротеид с молекулярной массой около 1300 [29, 30].

Гемалин – препарат полипептидной природы, выделенный из костного мозга телят путем уксусно-кислой экстракции с последующей ионообменной хроматографией [34]. Установлено, что гемалин регулирует функциональную активность Влимфоцитов, способствует их дифференцировке, а именно увеличивает в крови количество В- и Т-лимфоцитов и их субпопуляций [33, 87, 88, 89]. Выявлено стимулирующее действие гемалина на свертывающую систему крови. Полученные результаты позволяют судить о том, что гемалин может быть эффективно применен при нарушении функциональной активности В-системы иммунитета и гемостаза [32].

При сопоставлении и сравнении препаратов, приготовляемых из различных органов по аналогичным методикам, выявлены существенные различия в их биологических свойствах. Так, установлено, что в зависимости от вида клеток, на которые направлено действие факторов, может проявляться стимулирующее, угнетающее или модулирующее действие [34, 82, 83, 109]. Полипептиды тимуса, селезенки, лимфатических узлов, костного мозга, регулируют соотношение Т- и Влимфоцитов. При этом полагают, что соотношение Т- и В-лимфоцитов в крови регулируется, главным образом, факторами тимуса и костного мозга, а соотношение Т- и В-лимфоцитов в лимфоидных органах – факторами циркулирующих лимфоцитов. Цитомедины участвуют в регуляции функциональной активности тех клеточных популяций, которые послужили исходным материалом для их выделения [34, 83, 108, 115]. Таким образом, пептидные биорегуляторы, обладая широким спектром действия на нервную, эндокринную и иммунную систему, усиливают сопротивляемость организма к стресс-факторам, стимулируют обменные процессы и интенсивность роста. В тоже время эти вопросы в мясном птицеводстве изучены явно недостаточно.