Водораслите са нова алтернатива за стимулиране на имунитета - Научно-популярният портал "Биомедиа"
Вроден имунитетВроденият имунитет е първата линия на защита срещу патогени. Активира се веднага и действа много бързо. Подобни имунни реакции съществуват при всички животни. Те се появяват винаги, когато тялото се сблъска с патоген. Тялото обаче не съхранява информация за инфекциозния агент в паметта. Механизмът на този тип имунитет се състои в разпознаването на молекулярен модел, разделен от редица патогени, които всъщност са мембранни фракции (гликокаликс). Има следните елементи, които участват във вродения имунен отговор: - физически бариери (лигавици, кожа, слуз, въси); - фагоцитни клетки, като макрофаги; - естествени клетки убийци, например големи гранулирани лимфоцити; - определени цитокини, които дават на тялото сигнали за опасност; ) е наскоро открито семейство мембранни рецептори. Те контролират експресията на молекули, които се борят срещу инфекцията (директно или индиректно, чрез нервни окончания и мобилизират активността на адаптивнияимунитет). Елементите, свързани с вродения имунитет, могат да действат както директно, така и индиректно чрез нервни окончания (цитокини и др.). Последните задействат механизма на адаптивния имунитет чрез набиране на Т и В клетки, които са малки лимфоцити.
Адаптивен имунитетЗа разлика от вродения имунитет, научените или адаптивни реакции възникват само при гръбначните животни. По време на първата среща с определен патоген (първична инфекция) адаптивният имунитет действа като втора линия на защита. Неговото активиране отнема известно време, наречено латентен период. Но адаптивната имунна система запомня срещата с патогена и когато тялото го срещне отново, латентният период става много по-кратък и реакцията на агресията е почти мигновена. Адаптивният имунитет е специфичен: той разпознава молекулярния модел на вече известен патоген. Има следните елементи, които участват в адаптивния имунен отговор: -Т-клетки; -В-клетки; -антитела; -имуноглобулин (Ig), Т-клетъчен рецептор (TKR), цитотоксични Т-клетки (CTC), антитела (AB), произвеждащи плазмени клетки + свързана помощ на вродения имунитет.
Нови източници на активни съставкиПрез последните години значението на биологичното приложение на морските водорасли е изведено на преден план, по-специално се изследват имунните механизми, в които сулфатираните полизахариди са от особен интерес. Това е въглехидратен комплекс, който не присъства в сухоземните растения. Ефектът им върху имунната система все още не е добре разбран.
Сулфатирани полизахаридиПолизахаридите са структурно разнообразен клас макромолекули, които са относително широко разпространени в природата. Има прости и сложни формиполизахариди. За разлика от протеините и нуклеиновите киселини, полизахаридите имат повтарящи се структурни свойства, които представляват вериги от монозахаридни остатъци, свързани с гликозидни връзки. Те образуват полимерна структура, представена под формата на вериги, които могат да бъдат хомогенни (хомополизахарид) или не (хетерополизахарид). Простите форми са хомополизахариди, представени от същия тип захари, свързани линейно (нишесте, гликоген, целулоза и др.). Те са структурни компоненти или механизми за съхранение на енергия в лесно разглобяема форма. Тяхната структура може да стане по-сложна поради способността им да установяват връзки на различни нива на всеки елемент, за да могат да развият разклонена структура в три измерения.
Структурна вариацияНуклеотидите на нуклеиновите киселини и аминокиселините на протеина могат да бъдат директно свързани само в един случай, докато монозахаридните единици в олигозахаридите и полизахаридите са свързани в няколко точки, за да образуват разнообразие от линейни или разклонени структури. Например, броят на възможните комбинации за четири различни захарни мономера може да достигне 35 560 уникални тетразахариди, докато четири аминокиселини могат да създадат само 24 различни комбинации. Обяснението на този факт е следното: броят на полизахаридните макромолекули осигурява най-висока мощност в пренасянето на биологична информация, тъй като има огромен потенциал за структурни възможности. В допълнение, едно от свойствата на много морски полизахариди е техният полианионен характер, което ги прави реактивни. Анионните полизахариди, повечето от които присъстват в морските водорасли, са сулфатирани полизахариди:галактан (агар, карагенан), фукоидани.
ПолзиОгромната променливост в структурата на полизахаридите осигурява необходимата гъвкавост за точността на регулаторните механизми в различни междуклетъчни взаимоотношения във висшите организми. Сулфатирането по-специално води до различни биологични активности, наблюдавани в полизахаридните екстракти от морски водорасли.
Сулфатирани морски полизахариди: роля и ефект върху имунитетаУстановено е, че сулфатираните полизахариди, които са широко разпространени в морските водорасли, имат антиинфекциозни (антивирусни, антибактериални, противотуморни), антиоксидантни, антитромботични свойства. Те също така имат имуномодулиращи качества, стимулирайки имунните отговори или контролирайки активността на имунните клетки, за да намалят негативните ефекти, като възпаление. Един скорошен фокус на морските сулфатирани полизахариди е тяхната роля в активирането на подобни на такса рецептори (TLR). Проучването показва, че полизахаридите от морски водорасли могат да повлияят на вродения имунитет чрез фиксиране на рецептори за разпознаване, наречени рецептори за разпознаване на образи, като монозахаридни рецептори или TPR на фагоцитни клетки, особено макрофагоцити. Toll-подобните рецептори са трансмембранни протеини, които откриват нахлуващи патогени чрез свързване към антистрални молекули от микробен произход, наречени патоген-асоциирани молекулярни модели (PAMPs). PAMPs влизат в контакт на ниво TPR, инициирайки каскадни реакции, които водят до експресията на гени за възпалителна реакция. При бозайниците тези рецептори са изолирани наскоро и са номерирани от 1 до 11 (TPR1-TPR11). В контакт със съответните PAMPs,TPR активира сигналния път последователно на ядрен фактор kappa B и активиращ протеин 1, транскрипционни фактори, които регулират възпалителните цитокини. Това предполага, че ролята на TPR е ключова за адаптивния имунитет, но техните сигнали водят до активиране на голям брой други имунни клетки и функции, които играят значителна роля както във вродения, така и в адаптивния имунитет. може да е резултат от определени структурни прилики между тези морски полизаци. харидите и бактериалните липополизахариди (LPS). Бактериалният LPS е структурен тип, наблюдаван на повърхността на външните мембрани и разпознат като определени бактериални елементи. Бактериалните LPS при бозайници се разпознават от подобни на такса рецептори 4 (TLR4).
Употреби за здравето на животнитеУстановено е, че морските водорасли съдържат захари под формата на полизахариди, някои от които – сулфатирани полизахариди – са сложни полианови структури, които имат различни биологични свойства. Голям брой изследвания вече са доказали ефекта на сулфатирани полизахариди, особено фукоидани и карагенани, върху определени механизми на възпалителни реакции и имунитет. Идентифицирането и изолирането на полизахариди от подходящи морски водорасли прави възможно използването на тези молекули като агенти за стимулиране на различни механизми, свързани със защитата на организма и по-специално механизмите на естествения имунитет.
В обхвата на потенциалните приложения в животновъдството и хуманното отношение към животните могат да бъдат предложени две неизключителни стратегии: 1. Постоянна последователна употреба за общостимулиране на защитните механизми на организма: редовната консумация без ваксинация помага за укрепване на защитните свойства. Многократната употреба стимулира "основната" имунна система и повишава защитните свойства на вродения имунитет. Използването на полизахариди в превантивна програма може да бъде ценен принос за подобряване на нивото на имунната защита на индивид или стадо във ферма и да подобри системата за контрол на инфекциите в стадо във ферма. Това предотвратява повторни инфекциозни патологии. 2. Планиран прием като част от ваксинационната програма. Такива практики могат да подобрят усвояването и продължителността на действие на ваксината, както и да подобрят техническото и икономическото качество на програмите за профилактика на ваксината.