physiology of animal Iran

فیزیولوژی دام

آنتی بادی ها

یک آنتی بادی، پروتئینی است که در سیستم ایمنی برای تشخیص و خنثی کردن عوامل خارجی مانند باکتری ها و ویروس ها استفاده می شود. هر آنتی بادی یک آنتی ژن ویژه را برای هدفش تشخیص می دهد. تولید آنتی بادی ها بنام سیستم ایمنی همورال نامیده می شود.

تعریف: ایمنوگلوبولینها ،گلیکوپروتئینهایی از خانواده بزرگ گلوبولین هستند که بعنوان آنتی بادیها عمل می کنند. اصطلاحات آنتی بادی و ایمنوگلوبولینها اغلب بصورت قابل تبادل استفاده شده اند.ایمنوگلوبولینها در خون و مایعات بافتی و در بیشتر ترشحات پیدا شده اند. ایمنوگلوبولینها بوسیله پلاسماسل ها ساخته و ترشح می شوند که از سلولهای B سیستم ایمنی مشتق شده اند.سلولهای B تحت باند شدن با آنتی ژن ویژه فعال شده و به پلاسماسل ها تمایز پیدا میکنند.در برخی موارد فعل و انفعال سلول B با سلول T کشنده نیز ضروری است.

ساختمان آنتی بادی: ایمنوگلوبولینها پروتئینهای سنگین پلاسمایی، که اغلب با زنجیره های قندی اضافه شده روی N انتهایی(همه آنتی بادیها) و گهگاه روی O انتهایی(Ig A1 و Ig D) اسیدهای آمینه هستند. واحد پایه هر آنتی بادی منومر است. یک آنتی بادی میتواند منومریک، دیمریک، تریمریک، تترامریک، پنتامریک و ... باشد. منومر یک مولکول Y شکل است که شامل دو زنجیر سنگین مشابه و دو زنجیر سبک مشابه است که بوسیله پیوندهای دی سولفیدی بهم متصلند. پنج نوع زنجیر سنگین وجود دارد: γ،α،μ،δ،ε. اینها بعنوان کلاسهای آنتی بادی تعریف شده اند. زنجیره های سنگین γ و α تقریبا 450 اسید آمینه دارند در حالی که µ و ε تقریبا 550 اسید آمینه دارند. هر زنجیره سنگین یک ناحیه ثابت دارد که در همه ایمنوگلوبولینهای یک کلاس همسان است و یک ناحیه متغیر دارد که بین ایمنوگلوبولینهای سلولهای B مختلف،متفاوت است اما برای همه ایمنوگلوبولینهای تولید شده بوسیله سلول B همسان، یکسان است.زنجیره های سنگین γ و α و δ ناحیه ثابت ساخته شده از سه دومن دارند اما یک ناحیه مفصل دارند. ناحیه ثابت زنجیر سنگین µ و ε از چهار دومن ساخته شده است. ناحیه دومن متغیر هر زنجیر سنگین از یک دومن ساخته شده است. این دومن حدود 110 اسید آمینه طول دارد.همچنین برخی آمینو اسیدها بین دومنهای ثابت وجود دارد.فقط دو نوع زنجیر سبک وجود دارد: κوλ. در انسانها آنها مشابه اند.اما فقط یک نوع در هر آنتی بادی وجود دارد.هر زنجیر سبک دو دومن متوالی دارد.یک دومن ثابت و یک دومن متغیر.طول تقریبی هر زنجیر سبک از 211 تا 217 آمینواسید است. منومر Y شکل دو زنجیر سبک و دو زنجیر سنگین دارد.با همدیگر شش تا هشت دومن ثابت و چهار دومن متغیر دارد. هر نصف انتهای چنگالی Y یک قطعه Fab نامیده میشود.این قطعه از یک دومن ثابت و یک دومن متغیر هر زنجیر سبک و سنگین ساخته شده است که با هم جایگاه پیوند آنتی ژنی در انتهای آمین انتهایی هر منومر را تشکیل میدهند.دو دومن متغیر با آنتی ژن های ویژه خود باند میشوند.آنزیم پاپایین یک منومر را به دو قطعه Fab  (Fragment antigen binding)و یک قطعه Fc((Fragment crystallizable تقسیم میکند.آنزیم پپسین زیر ناحیه مفصل عمل میکند و یک قطعه 2(Fab) و یک قطعه Fc را تشکیل میدهد.باهمدیگر آنتی بادیها در یک ارگانیسم میتوانند با یک دامنه وسیع آنتی ژنها ی خارجی باند شوند. رویدادهای نوترکیبی سوماتیک این تنوع را ایجاد میکنند. این هنگامی است که ژنها برای تشکیل ترکیبات بیشمار انتخاب شده اند(متغیرV))،گوناگونیD))و اتصالیJ)) برای زنجیرهای سنگین و فقط VوJبرای زنجیرهای سبک).دلیل اصلی که سیستم ایمنی انسان توانایی باند شدن با اکثر آنتی ژنها را دارد، ناحیه متغیر زنجیر سنگین است.بطور ویژه این ناحیه ای است جایی که این ژنهای VوDوJ پیدا شده اند. در غیر این صورت بعنوان ناحیه 3 تعیین مکمل شناخته میشوند(CDR3). قطعه Fc،تنه Y، از دو زنجیر سنگین که هر یک با دو یا سه دومن ثابت ساخته شده است(بسته به کلاس آنتی بادی). Fc به گیرنده های سلولی مختلف و پروتئینهای کمپلمان باند میشوند.از این طریق، این اثرات فیزیولوژیکی متفاوت آنتی بادیها (خنثی کردن، لیز سلولی، دگرانوله کردن ماست سل ، بازوفیل و ائوزینوفیل و دیگر مراحل) را میانجیگری میکند.ناحیه های متغیر زنجیره های سبک و سنگین میتوانند با هم برای تشکیل یک قطعه متغیر زنجیر یک (scFv) آمیخته شوند که اثرات اصلی ایمنوگلوبولین والد را نگه میدارد.یک تخمین ساده سطوح ایمنوگلوبولین میتواند به وسیله الکتروفورز پروتئین ساخته میشود. در اینجا،پروتئینهای پلاسما به آلبومین،آلفا گلوبولین(1و2) بتاگلوبولین(1و2) و گاماگلوبولین مطابق با وزن تفکیک میشوند.ایمنوگلوبولینها همگی در بخش گاما هستند.در تومور مغز استخوان و دیگر وضعیتهای بیماری غلظت خیلی بالای یک ایمنوگلوبولین ویژه بعنوان باند کلونال نشان داده خواهند شد.قسمت Fc ایمنوگلوبولین G نمیتواند بطور ویژه با آنتی ژن ترکیب شود اما مسئول تثبیت کمپلمان، تثبیت پوست، انتقال جفتی و حامل تعیینهای آنتی ژنی ویژه کلاس و ویژه گروه است.

ایزوتیپ ها: مطابق با تفاوتها در دومن های زنجیره های سنگین، ایمنوگلوبولینها به پنج کلاس یا ایزوتیپ گروه بندی شده اند:Ig G،Ig A،Ig M،Ig DوIg E (ایزوتیپ همچنین با زنجیرهای سبک تعریف شده اند،اما آنها بعنوان کلاس تعریف نمیشوند).آنتی بادی هایی که لنفوسیت B تولید میکنند میتوانند در زنجیر های سنگین متفاوت باشند و سلول B اغلب کلاسهای متفاوت آنتی بادی ها را در زمان همسان بیان میکند.اگرچه آنها در ویژگیشان برای آنتی ژن یکسان هستند، به وسیله ناحیه متغیرشان فرق میکنند.با دست یافتن به تعداد بزرگ ویژگی هایی که بدن برای محافظت خود بر ضد بیشتر آنتی ژنهای خارجی متفاوت احتیاج دارد، باید میلیونها لنفوسیت B تولید شود.این مهم است برای توجه که در جهت تولید هر یک گوناگونی جایگاههای پیوندی آنتی ژن با یک ژن جدا برای هر آنتی ژن ممکن، سیستم ایمنی بیشتر از ژنهایی که در ژنوم بیان مشوند را نیاز خواهند داشت.در عوض همچنانکه Susumu Tonegawa در سال 1976 نشان داد قسمتهای ژنوم در لنفوسیتهای B میتواند برای تشکیل همه تغییر دیده شده در آنتی بادیها و بیشتر نوترکیبی کند(3).

ژن زنجیر سبک کاپا روی بازوی کوتاه کروموزوم شماره 2 قرار دارد در حالی که ژن زنجیر سبک لامبدا روی کروموزوم شماره 22 است.جایگاه ژن مربوط به زنجیر سنگین بر کروموزوم شماره 14 واقع است.هر یک از این ژنها در واقع بصورت یک خوشه ژنی است.خوشه ژنی زنجیر سنگین متشکل از حدود 200 ژن تغییرپذیر،حدود 500 ژن گوناگونی،6 ژن اتصالی و یک یا چند ژن برای ناحیه ثابت، در هر یک از رده های ایمنوگلوبولین است. در هر سلول پلاسما بر اثر فرایند نوترکیبی بدنی(Somatic recombination)، یک ژن V، یک ژن D، یک ژن J و یک ژن C پهلوی هم قرار میگیرند و به یک مولکول پیوسته از RNA پیک رونویسی میشوند. مولکول DNA باقیمانده از خوشه ژنی بریده میشود و بعنوان نشانگر سودمند لنفوسیتهایی که از سلول B منشاء میگیرند عمل میکند.هر گونه ترکیبی از این ژنها میتواند رخ دهد و این رخدادها منجر به تشکیل دست کم 12000 ترکیب احتمالی از VDJ میشود. بعلاوه، ممکن است نوکلئوتیدهای اضافی در محل اتصال ژنهای V،D و J وارد شوند و چنین ژنهایی پس از ایجاد مستعد رخداد جهش سوماتیکی خواهند بود که گوناگونی باز هم بیشتر در آنها پدید می آورد.هرچند که ترکیب VDJ بطور معمول در سلول پلاسما و در تمام سلولهای زاده آن ثابت باقی میماند اما احتمال تغییریافتن ژن ثابت(C) مثلاً از رده Ig M به رده Ig G وجود دارد، در عین حال ویژگی پادگنی بدون تغییر باقی میماند. این تغییر ابتدا توسط بهم پیوستن افتراقی Differential splicing)) RNA پیک و سپس در نتیجه نوآرایی(Rearrangement) مولکول حاصل میشود. گیرنده سلول B نوعی پادتن (معمولاً Ig M) است و بنابراین سلول پلاسمایی که به پادگن متفاوتی پاسخ میدهد ترکیب VDJC دیگری را ظاهر خواهد ساخت.خوشه های ژنی زنجیره های سبک کاپا و لامبدا با داشتن حدود 200 ژن متغیر و 4 ژن اتصالی ساختار مشابهی باهم دارند اما به عکس خوشه های ژنی زنجیرهای سنگین تنها یک ژن ثابت دارند و فاقد ژن گوناگونی هستند. هر سلول پلاسما زنجیر سبک با تنها یک نوع ترکیب VJC و فقط زنجیر کاپا یا زنجیر لامبدا ولی نه هر دو نوع زنجیره را تولید میکند. این توانایی هر خوشه ژنی برای تولید گروهی پلی پپتید متفاوت یک استثنای مهم بر قاعده یک ژن_یک پلی پپتید به شمار می آید.(1)

ایمنوگلوبولینهای گاوی:

در انسان 4 زیرکلاس Ig G شناسایی شده اند: Ig G4,Ig G3,Ig G2,Ig G1. در خوک گینه ،گوسفند،بز،گاو اخته شده و خرگوش دو زیر کلاس Ig G تشخیص داده شده اند.در موش،اسب و موش صحرایی سه زیر کلاس تشخیص داده شده اند.در گاوزنجیرهای سنگین Ig Dو Ig Eقدری بزرگتر از آنها در Ig Gو Ig Mهستند و زنجیرهای سنگین آنها فقط توسط یک باند دی سولفیدی بهم متصلند.تفاوتهایی در مقدار و ترکیب کربوهیدراتها در کلاسهای Ig  گاو پیدا شده است. در Ig G بطور نسبی پایین(2تا3%کربوهیدرات)است در حالی که در Ig A شامل 7تا10% و در Ig m،Ig Dو Ig E همگی شامل 10 تا 12% هستند.سه کلاس از نظر آنتی ژنی ایمنوگلوبولین مجزای گاوی تعریف شده اند:Ig G،Ig A،Ig m که همگی در سرم و ترشحات شیری وجود دارند.کلاس Ig G به دو زیرکلاس Ig G1وIg G2 تقسیم میشوند. بیشتر مولکولهای Ig G ، Ig G2است.بخاطر جفت چسبیده کوریون(Syndesmochorial placenta) گوسفند،بز و گاو مصون کردن غیرفعال نتاج از راه شیر و آغوز ضروری است(5).

Ig سطحی روی لنفوسیتهای B گاو و گوسفند:

Ig D ابتدا در انسان و بطور مشخصی در پریماتها و جوندگان نشان داده شده بود.علاوه بر Ig M یک ایزوتیپ تک غشایی دومی که در کل Ig D در نظر گرفته شده بود در تعدادی از گونه های دیگر شامل سگ و طیور اثبات شده بود. به دلیل حضور گسترده این آنتی بادی بطور گسترده ای پذیرفته شده که Ig D از نظر شجره ای حفظ شده است،به موجب آن از نظر عملکردی در بلوغ سلول B مهم میباشد.Jan Naessens نتوانست Ig D را روی سلولهای  B گاوی مشتق شده از خون محیطی، گره های لنفاوی، طحال و طحال گوساله نوزاد بوسیله ته نشین کردن با آنتی بادی ضد زنجیر سبک اثبات کند.این فقدان قابل آشکار Ig D در سلولهای B خون محیطی گوسفند تأیید شده بود و سؤالهایی را در مورد احتیاجات برای Ig D در تمایز سلولی و ترشح Ig بر می انگیزد. به نظر نمیرسد که بیان مولکول Ig D در مراحلی که منجر به ترشح Ig میشود ضروری باشد.در موشهای Ig D_Knockout سلولهای B که Ig D را بیان نمیکنند در هر مرحله از بلوغ سطوح سرمی نرمال همه ایزوتیپهای Ig را به استثنای Ig E دارند. چندین مشخصه Ig D پیشنهاد میکند که این ایمنوگلوبولین در مراحل فعالسازی سلولهای B درگیر است.  Jan Naessensگزارش کرده است که یک آنتی بادی برای زنجیر سبک Ig گاوی فقط Ig M را از سطح لنفوسیتهای خون محیطی گاوی ته نشین کرده است که نشان میدهد هیچ ایزوتیپ Ig اضافه بر Ig M روی سطح لنفوسیت B گاو و گوسفند نمیتواند پیدا شده باشد. در مطالعه  Jan Naessensبا استفاده از ته نشینی ایمنی، Ig سطحی روی لنفوسیتهای گاوی توصیف شده است.احتمالاً Ig D دارای توزیع سلولی متفاوت و بنابراین عملکرد متفاوت در نشخوارکنندگان نسبت به دیگر گونه هاست.Ig D مولکولی ضروری برای تمایز سلول B و ترشح Ig نیست. در نتیجه دیگر فشارهای انتخابی تکامل سلولهای B در نشخوارکنندگان ممکن است سلولهای B با فنوتیپها و عملکردهای مختلف را نسبت به سلولهای B دیگر پستانداران،شامل فقدان ژنها یا توانایی برای سنتز Ig D، بالا برده باشد(13).

ایمنوگلوبولین E گاوی:

مطالعات اخیر روی Ig E گاوی از تست حساسیت شدید جلدی غیر فعال(PCA) برای تشخیص و اندازه گیری فعالیت Ig E استفاده کرده است. نقش حفاظتی Ig E در دفاع علیه پارازیتها شناسایی شده است. اثر نژادی بر سطوح Ig E وجود دارد که گاو دورگ آنگوس سطوح بالاتر Ig E را نسبت به دیگر نژادها دارد. سرم گرفته شده از گاوهای مقاوم به جرب ،پوست گاوهای گیرنده مصون نشده را برای PCA حساس کرده اند در حالی که سرم گرفته شده از گاوهای حساس به جرب برای انجام آن ناتوان بودند. غیر فعال سازی گرمایی ثابت کرده است که آنتی بادی مسئول Ig E بود.بطور شگفت آوری اسناد کمی درباره اتفاق افتادن طبیعی بیماری آلرژی در گاو وجود دارد.پاسخ Ig G به پروتئینهای شیر از قبیل لاکتاآلبومین و کازئین در گاوهای شیری با تولید بالا نشان داده شده است. نقش تغییرپذیری افراد(تنوع ژنتیکی) در پاسخ Ig E ثابت شده است(8).

پارامترهای ژنتیکی ایمنوگلوبولینهای سرم گاوی:

در مطالعه mazengera و همکاران: هر دوی Ig G1وIg G2 با افزایش سن افزایش می یابند اما افزایش IgG2 دو برابر G1  Igاست. مرحله شیردهی تفاوت معنی داری روی Ig G2 وIg m ایجاد میکند.Ig G2 در اولین 200 روز بعد از گوساله زایی بیشترین است و Ig M در شیردهی و در طی دوره خشک بیشترین است.ایزوتیپ های ایمنوگلوبولین بطور مثبتی با همدیگر همبسته شده بودند.همبستگی های ژنتیکی در میان چهار ایزوتیپ ایمنوگلوبولین از 0.49 تا 1.02 محدود شده است.همبستگی های ساده بین ایزوتیپ های Ig و تولید شیر و چربی بطور عام پایین و مثبت بود.همبستگی های ژنتیکی بین Ig G2 و روز 305 تولید شیر و چربی 0.36 و 0.13 بود و بین Ig A و تولید شیر و چربی روز 305، 0.37 و 0.63 بود. همبستگی های ژنتیکی بین Ig M و تولید شیر و چربی منفی بود.(0.83- تا 0.34-). همبستگی فنوتیپی بین ایزوتیپ های ایمنوگلوبولینها پایین بود به استثنای همبستگی بین Ig G1و Ig G2 که 0.36 بود.سن بطور مثبتی با Ig G1،Ig G2و Ig A همبستگی دارد و با Ig Mهمبستگی منفی دارد اما همبستگی ها پایین بود.اثرات سن روی Ig G1 و Ig G2 معنی دار است. مرحله شیردهی اثر معنی داری روی Ig G2 وIg M دارد(P<0.01). اثرات گروهی برای همه چهار ایزوتیپ های Ig معنی دار بود(p<0.01). تخمین های کوچکترین مربع غلظتهای Ig  نشان میدهد که غلظت سرمی Ig G2 با سن تقریباً دو برابر نرخ Ig G1 افزایش یافته است. غلظتهای Ig G1 سرمی قبل از گوساله زایی پایین بود در حالی که غلظتهای سرمی Ig G2 بطور نسبی در طی همان دوره بالا رفته بود. انتخاب برای تولید آنتی بادی در یک مزیت عمومی در مقاومت به بیماری نتیجه ای نمیدهد. بزرگی همبستگی های ژنتیکی بین ایزوتیپ ها نشان میدهد که غلظتهای لیمنوگلوبولین بوسیله همان ژنها تحت تأثیر قرار گرفته اند. این دلالت میکند که هنگامی که غلظتهای Ig  سرم یک ایزوتیپ بطور ژنتیکی تحت تأثیر قرار گرفته اند،همچنانچه در انتخاب، غلظت دیگر ایزوتیپ ها همچنین در یک شیوه مشابه تحت تأثیر قرار خواهند گرفت.اگر انتخاب برای غلظتهای بالاتر Ig A وIg G2 سرم انجام گیرد،تولیدات شیر و چربی بدلیل همبستگی های ژنتیکی مثبت بین Ig G2، Ig A ، تولید شیر و تولید چربی کاهش نخواهند یافت. همچنانکه ورم پستان باعث کاهش تولد شیر میشود، پیوستگی ژنتیکی مثبت بین Ig G2 و تولید شیر ممکن است انعکاس برخی مقاومت ژنتیکی به ورم پستان در گاوهای با Ig G2 بالا باشد.همبستگی های ژنتیکی بین Ig M و تولید منفی بود و انتخاب کردن برای Ig M ممکن است تولید شیر در نتاج را کاهش دهد. وراثت پذیری های ایزوتیپ های Ig از 0.9 تا 0.14 محدود شده است و برای نشان دادن اینکه غلظتهای Ig به انتخاب پاسخ دهد اگر میل داشته باشیم،اگرچه بطور آهسته،به اندازه کافی بزرگ است.همبستگی های ژنتیکی بین کلاسهای Ig بالا و مثبت است.ایمنوگلوبولینهای G2 و A همبستگی های ژنتیکی مثبت و Ig M یک همبستگی منفی با تولید شیر و چربی داشتند(11).

جذب ایمنوگلوبولینهای آغوز در گوساله های نوزاد:

ایمنی غیرفعال برای برخی عوامل عفونی از گاو به گوساله از طریق آغوز انتقال داده میشود.انتقال بوسیله یک سیستم لوله ای رأسی در سلولهای جاذب روده ای برای زمانی محدود بعد از تولد انجام میگیرد.جذب ماکرومولکولها به سلولها بصورت غیر انتخابی انجام میگیرد. توقف انتقال از سلولهای اپیتلیال بعد از 12 ساعت سن اتفاق می افتد.نسبت کلاسهای متفاوت ایمنوگلوبولینها در سرم گوساله ها بعد از مصرف آغوز بازتابی از نسبت های آنها در آغوز هنگام جذب کامل آغوز است.تفاوت در میان گوساله ها در غلظت سرمی ایمنوگلوبولینها وسیع است.مقادیر کل γگلوبولین یا مقدار زیاد Ig M، مقدار جذب شده قطعی را افزایش نمیدهد.کارایی جذب هنگامی که مصرف اولین آغوز به تأخیر می افتد کاهش می یابد که اهمیت مصرف شیر بلافاصله بعد از تولد را نشان می دهد.حتی اهمیت بیشتر این است که فراکوچ باکتریایی آنتی ژنیک میتواند بوسیله آغوز در حفره روده ای جلوگیری شود.کارایی جذب نسبی برای Ig M بطور منفی با مقادیر مصرف شده همبستگی دارد در حالی که این رابطه برای Ig A و Ig G وجود نداشت.معنی دار بودن بیولوژیکی مصرف ماکرومولکولها به سلولهای روده ای مستقل از انتقال به خون است.تفاوتها در زمان بسته شدن(توقف مصرف یا کشیدن به درون از طریق پنوسیتوز به اپتلیوم روده ای) برای کلاس های ایمنوگلوبولینIg G،Ig M و Ig A معنی دار نبود.بسته شدن نزدیک 24 ساعت سن با توزیع نرمال و با انحراف استاندارد تقریباً 4 ساعت تخمین زده شده است.همچنانکه زمان تغذیه به تأخیر می افتد،زمان تخمین زده شده برای بسته شدن نیز به تأخیر می افتد.بسته شدن بطور خودبخودی با سن در یک نرخ بطور تصاعدی افزایش یافته بعد از 12ساعت پس از زایمان اتفاق می افتد.محله بسته شدن ظاهراً به شیوه تنزلی اتفاق می افتد یعنی در غشای سلول پایه آزادسازی محصول evacoulate،انتقال و سرانجام مصرف آن توسط سیستم لوله ای متوقف میشود.رابطه مثبتی بین غلظت ایمنوگلوبولین در آغوز دام و سرم گاوهایشان وجود ندارد.مقدار ایمنوگلوبولین مصرف شده اثر معنی داری روی غلظت γگلوبولین و Ig G ویژه در سرم در 24 ساعت  دارد. غلظت γگلوبولین در آغوز مانند یک فاکتور مستقل اثر ناچیزی روی غلظت ایمنوگلوبولین در سرم دارد.بنابراین حجم ایمنوگلوبولین مصرف شده نه حجم کل آغوز، فاکتور اولیه تعیین کننده غلظت در سرم گوساله هاست.در عمل غلظت ایمنوگلوبولینها در آغوز در تعیین مقدار قطعی مصرف ایمنوگلوبولین دارد.گوساله ها همان مقدار Ig M را در آغوز با Ig M پایین جذب میکنند که در آغوز با  Ig Mبالا جذب میکنند.جذب γگلوبولین در گوساله هایی که مایع دودنال قبل از مصرف آغوز مایه کوبی شده باشد کاهش می یابد. بازده جذب، کسر جذب شده مقدار معینی ایمنوگلوبولین را بیان میکند که بطور خطی تا حدود نصف برای تغذیه از 2 تا 20 ساعت تأخیر کاهش می یابد.موادی در پنیر آغوز جذب γگلوبولین را هنگامی که در ترکیب با فسفر غیرآلی،گلوکز 6 فسفات و قسمت پروتئینی با وزن مولکولی پایین است، تسهیل میکنند.نمکهای لاکتیک،پیروئیک،استیک،بوتیریک و استرهای ایزوبوتیریک فاکتورهای مشابه در آغوز در تسهیل جذب γگلوبولین هستند.

Ig A کمترین تأثیر را در جلوگیری از اسهال و تغلیظ خون دارد،در حالی که Ig G و Ig M تأثیرشان روی بیماری روده ای مشابه بود.مصرف اکسیژن بیشتر بوسیله نوتروفیلها در گوساله های تغذیه شده با آغوز هنگامی که باکتری ها بوسیله مشتق از خود یا سرم های گاوی بی اثر شده بودند، نشان دهنده یک اثر مستقیم آغوز روی متابولیسم سلولها مستقل از اثرات سرم است.

Ig G خورده شده در واحد وزن بدن بلافاصله بعد از تولد،مهمترین فاکتور تعیین کننده این غلظتها در سرم است.در مقابل کارایی جذب Ig M همچنانکه مصرف افزایش می یابد،رو به کاهش می نهد،چون خوردن بیشتر Ig M باعث افزایش جذب آن نمیشود(4).

ایمنوگلوبولینهای شیر برای پیشبرد سلامتی:

غلظت آنتي باديهاي وي‍ژه بر عليه يك ميكروارگانيسم پاتوژني معين را ميتوان در آغوز شير بوسيله مصون كردن گاوها با اين پاتوژن يا آنتي ژن آن بالا برد. ايمنوگلوبولينها همراه با لاكتوفرين، لاكتوپراكسيداز و ليزوزيم سيستم آنتي ميكروبي خيلي مهم ترشحات شير گاوي را تشكيل ميدهند.آغوز گاوي كه منبع غني Ig است با سيستم غير فعال براي نوزاد در طي تكامل سيستم ايمني اش همكاري ميكند.عملكرد بيولوژيكي Igها در شير و آغوز گاوي محافظت از غده پستان بر ضد پاتوژنها و آماده كردن گوساله ها با يك محافظت بيولوژيكي بر ضد پاتوژنهاي اطراف است.Ig G كلاس Ig غالب آغوز است.آنتي بادي Ig M كه در مقادير كمتر از Ig G توليد ميشود بطور قابل توجهي نسبت به Ig G در بيشتر فعاليتهاي خنثي سازي،تثبيت كمپلمان،جلوگيري از چسبيدن ميكروبهاي پاتوژني به سطح سلولهاي اندوتليال،مهار متابوليسم باكتريها بوسيله بلوكه كردن آنزيمها،بهم چسباندن باكتريها و خنثي سازي سموم  و ويروسها كاراتر است.Ig A كمپلمان را تثبيت يا باكتريها را خنثي نميكند،اما باعث چسبيدگي آنتي ژنها،خنثي سازي سموم ويروسها و باكتريها و جلوگيري از چسبيدگي باكتريهاي پاتوژن روده اي به سلولهاي اپيتليال موكوسي ميگردد. توليدات اخير تجاري Ig از آغوز گاوهاي غير واكسن شده و مصون شده تهيه شده است.آغوز جمع آوري ميشود،چربي آن گرفته ميشود،تحت وضعيتهايي كه فعاليت بيولوژيكي ثابت باقي بماند پاستوريزه شده و خشك ميشود.محصولات در شكل اسپري خشك شده و پودرهاي يخ بسته خشك و مايعات و كنسانتره هاي آب پنير آغوز تصفيه شده توليد ميشود.توليدات خشك شده شامل پودر آغوز كامل،پودر شير خامه،كنسانتره پروتئين شير خامه آغوز و كنسانتره آب پنير آغوز است.

مانند غلظت Ig  آنتي بادي هاي ويژه نيز بطور معني داري در شير و آغوز گاوهاي مختلف بسته به روبرو شدن با آنتي ژن در طي زندگي حيوان متغير است. PH پايين اسيديته عده بطور معني داري فعاليت Ig شيري گاو را كاهش ميدهد.  Igهاي شيردر مجراي GI انسان به قطعات F(ab)2، Fab و Fc بوسيله آنزيمهاي پروتئوليتيك روده اي پپسين،تريپسين،كيموتريپسين،كربوكسي پپتيداز و الاستاز تجزيه ميشود.اگرچه قطعات F(ab´)2 و Fab منتج، بيشتر فعاليت طبيعيشان در حفره دهاني و مري نگه ميدارند ودست كم قسمت فعاليتهاي خنثي كردن و مهار چسبيدن را در روده انجام ميدهند. Igهاي شير و آغوز ميتوانند از حمله پاتوژنها به سطح اپيتليال جلوگيري كند كه يك مرحله حياتي در برقراري عفونت است(12).

انتقال ایمنوگلوبولین های G :

مقايسه بين سطوح مادري و جنيني ايمنوگلوبولينها نشان يدهد كه جفت انسان در طي توسعه آبستني يك مكانيسم انتقال ويژه براي Ig G در جهت مادري به جنين ايفا ميكند.تفوتهايي براي چهار زير كلاس Ig G وجود دارد با انتقال مقدم 1 Ig Gدر حالي كه انتقال آهسته تر براي 2 Ig Gنشان داده شده است.در شرايط ریزش در شرایط in vitroیک نر،Ig G جفت انسان هنگامی که با دیگر پروتئینها مقایسه شده است، بطور معنی داری نرخ انتقال بالاتر زیرکلاس های آن از مادری به طرف جنین نشان داده شده است که نشاندهنده یک مکانیسم انتقال ویژه است.یک نرخ انتقال مقدم بالاتر برای Ig G1 و پایینتر برای2Ig G  مشابه با آنهایی که تحت شرایط in vivo مشاهده شده اند وجود دارد.همانندی در انتقال anti-TT-Ig G و آنتی ژن کزاز که تحت وضعیتهای in vivo وin vitro مشاهده شده اند ممکن است حمل بعنوان کمپلکس آنتی بادی-آنتی ژن را پیشنهاد کند.عفمنت های بدست آمده درون رحمی یا لایه خارجی جنینی دلایل مهم مرگ و میر و مریضی جنین هستند. بدلیل نارس بودن سیستم ایمنی جنین،محافظت ایمنی جنین و نوزاد وابسته به انتقال جفتی آنتی بادی های مادری هستند که ظاهراً به ایمنوگلوبولین کلاس G در یک لایه معین در طی هفته های آواخر آبستنی محدود شده است.وزیکولهای پوشیده شده فرضی از Ig G بر علیه پروتئازهای لیزوزومی محافظت میکنند که اجازه میدهد که Ig G بصورت کامل به سیستم گردشی جنینی رها شود. Ig G1صعود مشخصی را در هفته های 41-37 آبستنی با غلظت هفت برابر بیشتر از 2Ig G  نشان داده است.Ig G3  و4Ig G  همچنین صعود مشخصی را در سطوح مشابه همچنانکه در سیستم مادری بدست آمده بود،نشان داده اند.سطوح 2Ig G  بطور معنی داری زیر غلظتهای مادری باقی مانده است.زیر کلاسهایIg G  هنگامب که مطابق با تفاوتها در ظرفیت انتقال طبقه بندی شدند توالی زیر را نشان دادند:

2Ig G  < Ig G3<4Ig G< Ig G1. Ig A جنینی افزایش طولی آهسته را با سطوح جنینی در طی دوره نشان داده است که تقریباً 1000 بار پایین تر از غلظتهای گردشی مادری باقی مانده است (10).

خالص سازی ایمنوگلوبولین Y از تخم مرغ ها:

طیور یک ایمنوگلوبولین G همولوگ تولید میکنند که بعضی اوقات بعنوان Ig Y خوانده میشود(برای بازتاب تفاوتها در دومن زنجیره سنگین مقایسه شده با Ig G پستانداران) که میتواند براحتی از زرده تخم مرغها جدا شود.1)غلظت ایمنوگلوبولین در زرده تخم مرغ بطور شدیدی با سرم یکسان است(10-15mg⁄ml) و بطور میانگین یک تخم مرغ میتواند تقریباً mg100-80 حاصل کند.تخم مرغها میتوانند بنابراین یک منبع فراوان آنتی بادی پلی کلونال به حساب بیایند که ممکن است بطور غیرتعارضی(noninvasively) از تخم مرغهای گذاشته شده توسط مرغهای مصون شده بدست آمده باشد.2) تولید آنتی بادی های پلی کلونال در طیور مزیتهای دیگری برای استفاده سنتی گونه های پستاندارن مهیا میکند.مکانیسم تولید آنتی بادی و سازمان دادن سیستم ایمنی طیور کاملاً متمایز از پستانداران است و همچانچه طیور از نظر شجره ای بخاطر اگرایی تکاملی شان در میلیونها سال پیش دور از پستانداران هستند،این احتمال است که پاسخهای آنتی بادی به پروتئینهای شدیداً محفوظ شده تولید میکنند که در گونه های پستانداران به آسانی یک پاسخ ایمنی را استخراج نمیکنند.ایمنوگلوبولینهای طیور مشخصات دیگری را داراست که از آنتی بادی های پستانداران متفاوت است که ممکن است مزیتهایی را در تکنیکهای ایمنولوژیکی معین عرضه کند. بیشتر فعل و انفعالات از طریق ناحیه Fc در آنتی بادی های پستانداران با ایمنوگلوبولینهای طیور اتفاق نمی افتد. Ig Gطیور سیستم کمپلمان پستانداران را فعال نمیکنند و با فاکتورهای رماتیسمی پستانداران واکنشی نمیدهند و هیچ کدام از پروتئینهای A یا G با Ig G طیور باند نمیشوند.اگرچه آنتی بادی های طیور برای آنتی بادی های پستانداران در تکنیکهای زیادی میتوانند جایگزین شوند،این ممکن است برای وضیتهای بهینه در سیستمهای معین بطور ویژه با تکنیکهای ته نشست جایی که Ig G طیور با کارایی کمتر نسبت به آنتی بادی های پلی کلونال مرسوم پستانداران ظاهر میشود،ضروری باشد. برای جدا کردن ایمنوگلوبولینهای طیور از زرده تخم مرغ لیپید اول حذف میشود.این میتواند بوسیله ته نشست دکستران سولفات بدست بیاید،بعد از آن ایمنوگلوبولینهای طیور میتوانند بوسیله ته نشست سدیم سولفات خالص سازی شوند(7).

اثر مدت محرومیت از خوراک بر تولید کل ایمنوگلوبولینها:

محدودیت غذایی میتواند مقدار کل ایمنوگلوبولینها  را افزایش دهد ولی روند مشخصی در رابطه با مدت محرومیت از خوراک در برنامه های محدودیت غذایی و مقدار کل ایمنوگلوبولینها وجود ندارد.بیشترین مقدار ایمنوگلوبولینها در مرغهای با تغذیه یک روز در میان مشاهده شده است. لذا محدودیت غذایی بویژه برنامه محدودیت یک روز در میان میتواند بعنوان راهکاری جهت بهبود سیستم ایمنی همورال مورد استفاده قرار گیرد. اثر فاکتور جنس بر مقدار ایمنوگلوبولینها معنی دار است که مقدار ایمنوگلوبولین در مرغها بیش از خروسها است(P<0.05). افزایش روزهای گرسنگی با ایجاد وضعیت مناسبتر در غدد درون ریز تولید ایمنوگلوبولینها را افزایش میدهد. در آزمایشی که توسط وکیلی و همکاران(1386) اثر مدتهای مختلف محرومیت از خوراک(تعداد روزهای گرسنگی در چهار روش محدودیت فیزیکی خوراک طی دوران پرورش) بر مقدار ایمنوگلوبولین و درصد لنفوسیت های نیمچه ها و خروسهای نابالغ مادر گوشتی در 16 و 21 هفتگی و در پایان دوره پرورش انجام گرفت که نتایج آن در جدول زیر آمده است(2):

 

 

گیرنده های Fc در گونه های اهلی:
برخی گیرنده های Fc در حیوانات اهلی غیر معمول هستند شاید مورد توجه ترین آنها 2RγFc گاوی که اگرچه به دیگر RγFcهای پستانداران نسبت داده شده است متعلق به خانواده ژنی جدیدی است و IIIARγFc خوک که با یک مولکول شامل همولوگ معنی داری برای خانواده cathelin پروتئینهای ضد میکروبی است،همراه شده است. جمع آوری داده ها احتمالاً نقشی متفاوت برای FcRn در نشخوارکنندگان پیشنهاد میکند که ممکن است Ig G را به درون سطوح موکوسی نسبت به جذب کردن آب ترشح کند.این تفاوتها ممکن است با تنوع کلاسهای ایمنوگلوبولین در گونه های متفاوت پستانداران ارتباط داشته باشد و ممکن است در اعمال ایمنی متفاوتی شرکت کنند. FcRها مولکولهای سطح سلولی هستند که با ناحیه Fc ایمنوگلوبولینها باند میشوند. هر عضو خانواده ایمنوگلوبولین یک ایزوتیپ را تشخیص میدهد. FcRها میتوانند به کلاس کاری طبقه بندی شوند.یک کلاس گیرنده ها روی سطح سلولهای مؤثر حضور دارند که پاسخ های بیولوژیکی متفاوتی را تحت کمپلکس باندی آنتی بادی-آنتی ژن شروع میکنند. گیرنده های γFc برای Ig G (IRγFc،RIIγFc، RIIIγFc و 2RγFc گاوی) گیرنده های ε Fc برای Ig E(IRε Fcو RIIε (Fcو گیرنده های α Fc برای Ig A(IR α(Fc وجود دارد. کلاس دیگر گیرنده های مسئول برای انتقال ایمنوگلوبولینها در عرض سطوح اپیتلیال هستند که شامل گیرنده پلی Ig A(pIgA) و انتقال دهنده Ig G نوزادی(FcRn) است. FcRهای ایمنوگلوبولین روسی سطح همه سلولهای خونساز بیان میشوند و نقش حیاتی در دفاع ایمنی بوسیله مهار کردن ارتباط بین کمپلکس های آنتی بادی-آنتی ژن و تشکیلات مؤثر سلولی ایفا میکند.ارتباط عرضی FcRها با کمپلکس های ایمنی شامل Ig دامنه وسیع مکانیسمهای مؤثر از قبیل فاگوسیتوز،سیتوتوکسیسیتی وابسته به آنتی بادی (ADCC) و آزادسازی سیتوکینز و دیگر میانجی های عفونی را شروع میکند.فعال و مهار سازی γFc روی ماکروفاژها، منوسیتها، نوتروفیلها و ائوزینوفیلها با هم بیان میشوند(9).

گیرنده Fc نوزاد نقش حیاتی در متابولیسم Ig G در گونه های اهلی ایفا میکند:

نقش FcRn در متابولیسم Ig G بنیادی است.این در انتقال ایمنی مادری و محافظت از تجزیه سریع Ig G در سراسر زندگی درگیر است.در حالی که اکتساب ایمنی همورال از طریق انتقال Ig G از مادر به فرزند تفاوتهای گونه ای نشان میدهد، مکانیسم چگونگی محافظت  FcRn از Ig G در مقابل تجزیه در همه گونه هایی که تاکنون آنالیز شده اند،خیلی مشابه است.در طی واکسیناسیون یا عفونت، ایمنوگلوبولینها در یک واکنش ایمنی ویژه ترشح شده اند.آنها محافظ هستند به صورتی که آنها پاتوژن و محصولات سمی آنها را خنثی یا حذف میکنند.Sera های کامل ایمن بطور اصلی دارای آنتی بادیهای کلاسهای Ig G،Ig A و Ig M هستند.Ig D و Ig E فقط در غلظتهای پایین در سرم وجود دارد و با مدیگر کمتر از 1% کل ایمنوگلوبولین سرم را میسازند.اهمیت ایزوتیپ Ig G با این حقلیق که ایمنی مادی بسته به انتقال Ig G از مادر به نوزاد یا کودک است و اینکه Ig G یک نیمه عمر طولانی در سیستم گردشی دارد روشن تر میشود.اکتساب ایمنی همورال در پستانداران از طریق انتقال Ig G از مادر به فرزند تفاوت گونه ای نشان میدهد.مرحله انتقال وابسته به PH  است که این ویژه بودن PH باند شدن ویژه در برخی وزیکولهای درون سلولی (مثل اندوزوم های تازه) و در برخی موارد روی سطح سلول(سلولهای روده ای دودنال) را مطمئن میسازد.بدلیل ساختمان پیچیده جفت در سم داران انتقال ایمنی مادری در نشخوارکنندگان،اسب ها و خوک بطور انحصاری بوسیله Igهای آغوزی میانجیگری میشود. با خوردن آغوز Igها با دیگر ماکرومولکولها از عرض سد روده ای نوزادان به سیستم گردشی آنها انتقال داده میشود.فقدان  FcRn در سلولهای روده ای با تئوری که جذب Ig G سالم از آغوز در نتیجه یک مکانیسم غیر ویژه یا نهایتاً مستقل از آغوز است سازگار است.بر خلاف خوک، FcRn(گیرنده Fc نوزاد) فقط در سلولهای حفره ای اپیتلیال هر دوی روده کوچک و بزرگ در گاو نر بالغ وجود دارد.

نقش FcRn در انباشت Ig G در آغوز: پیشنهاد میشود که FcRn در شیردهی غده پستان نقشی در بازچرخش  Ig Gنسبت به ترشح کردن زیرکلاسهای Ig G انتخاب شده از غده پستان ایفا میکند که میتواند به سیستم ایمنی بازگردد.Ig G آغوز در حیوانات اهلی بطور انتخابی به 40-10 بار سطوح پلاسما تغلیظ شده است.این پدیده در نشخوارکنندگان جایی که Ig G1 بطور ویژه غنی است و با یک اُفت شدید در Ig G1 پلاسمای مادری در ماه پیش از زایمان همراه میشود،بهتر مطالعه شده است.(محتویات آغوز 50-40 و تقریباً 3mg/ml به ترتیب برای   Ig G1و Ig G2 ،در حالی که غلظت پلاسمایی آنها تقریباً برابر است یعنی mg/ml 11-9).     cervenak و kacskovics پیشنهاد کرده اند که با توجه به اینکه بیان bFcRn (bovine FcRn ) در زمان شیردهی در غده پستان زیاد میشود در محافظت از Ig G شرکت میکند و بنابراین مدت زندگی آن را طولانی میکند.Ig G1 گاوی بطور ضعیفتری به FcRn می یابد بنابراین آسانتر به آغوز انتقال داده میشود،در حالی که Ig G2 بطور قوی تری به این گیرنده باند میشود و بنابراین بطور کاراتری به سیستم  گردشی بازگردانده میشود(6).

 References:

1-نوری دلوئی، م. اشاره ای بر ژنتیک سیستم ایمنی طبیعی. دانشگاه علوم پزشکی تهران

2-وکیلی، ر.، پ. خضرائی نیا، پ. پرستویی و م. احمدزاده. 1386. اثرمدت محرومیت از خوراک بر تولید کل ایمنوگلوبولینها و درصد لنفوسیتهای نیمچه ها و خروسهای نابالغ مادر گوشتی. مجله تحقیقات دامپزشکی. دوره 62. شماره 3. 124-121.

3-Antibody. From Wikipedia

4-Bush, L. J., and T. E. Staley. 1980. Absorption of Colostral Immunoglobulins in Newborn Calves. J. Dairy Sci. 63: 672-680.

5-Butler, J. E. Bovine Immunoglobulins: A Review. J. Dairy Sci. Vol. 52, no. 12.

6-Cervenak, J., I. Kacskovics. 2009. The Neonatal Fc Receptor Plays A Crucial Role in The Metabolism of IgG in Livestock Animals. Veterinary Immunology and Immunopathology. 128. 171-177.

7-Bird, C. R. and R. Thorpe. Purification of Immunoglobulin Y from Chicken Eggs. The Protein Protocols Handbook. 2nd Edition.

8-Gershwin, L. J. 2009. Bovine Immunoglobulin E. Veterinary Immunology and Immunopathology. 132. 2-6

9-Kacskovics,I. 2004. FC Receptors in Livestock Species. Veterinary Immunology and Immunopathology. 102. 351-362.

10-Malek, A. 2003. Ex vivo Human Placenta Models: Transport of Immunoglobulin G and its Subclasses. Vaccine. 21. 3362-3362.

11-Mazengera, K. E., B. W. Kennedy, E. B. Burnside, B. N. Wilkie and J. H. Burton. 1985. Genetic Parameters of Bovine Serum Immunoglobulins. J. Dairy Sci. 68. 2309-2314.

12-Mehra, R., P. Marnila and H. Korhonen. 2006. Milk Immunoglobulins for Health Promotion. International Dairy Journal. 16. 1262-1271.

13-Naessens, J. 1997. Surface Ig on B Lymphocytes from Cattle and Sheep. International Immunology. Vol. 9. No. 3. 349-354.  

+ نوشته شده در  جمعه 1389/09/26ساعت 6:49 بعد از ظهر  توسط محمد حسن افشاری  |