0
Стресс чаще всего определяют как биологическое явление, представляющую собой реакцию организма на чрезмерные физические или умственные нагрузки. Стресс активирует общий адаптационный синдром (ОАС), характеризующийся специфической гормональной активностью и патологическими изменениями. Основным признаком стрессовой реакции является увеличение выхода гликостероидов из коры надпочечников.
В интенсивном свиноводстве стресс может быть вызван нарушениями, связанными, например, с чрезмерной плотностью животных, частыми перемещениями или длительной транспортировкой, которые нарушают баланс между окружающей средой и животными (Nawroth et al., 2019). В силу связи между различными физиологическими механизмами стресс может негативно влиять не только на иммунитет и, следовательно, на здоровье, но прежде всего на репродуктивную функцию (Dobson et al., 2000).
Различают две реакции на стресс в зависимости от поведения подверженного стрессу животного: активную реакцию, представляющую собой нападение или бегство, и пассивную реакцию, заключающуюся в неподвижности и депрессии при более длительном стрессе (Henry, Stephens, 2013). Прилив адреналина и норадреналина характерен для активной реакции. При пассивной реакции наблюдается повышение уровня кортикостероидов (Menash, 2013).
Влияние стресса на иммунный ответ
Механизмы, связанные со стрессом, которые определяют его влияние на иммунную систему, до сих пор до конца не изучены. Однако взаимное влияние нервной и иммунной систем во многом известно. Основными путями, участвующими в этих взаимодействиях, являются ось симпатической нервной системы (СНС) и ось гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (ГГН). Эти системы сообщаются друг с другом через две оси. Ось СНС включает симпатическую нервную систему и мозговое вещество надпочечников. Симпатическая нервная система является частью вегетативной нервной системы, которая активирует внутренние органы и отвечает за реакцию «бей или беги» (Tindle and Tadi, 2022).
На рис. 1 показана реакция свиньи, когда симпатическая система активируется острым стрессором. Активацию симпатической системы у свиней можно измерить с помощью хромогранина А (CgA), который представляет собой кислоторастворимый белок, принадлежащий к семейству гранинов (Escribano et al., 2013).
Рисунок 1. После запуска стрессового фактора симпатическая система стимулирует надпочечники к выбросу адреналина и норадреналина. Активацию симпатической системы у свиней можно измерить с помощью хромогранина А (CgA).
Другая ось, ГГН, активируется через несколько минут или часов после возникновения стресса (Lightman, 2008), как показано на рисунке 2. Кортизол, вырабатываемый этой реакцией на стресс, широко используется в качестве маркера стресса у свиней, а также в качестве неинвазивного теста слюны (Hillman et al., 2008; Ruis et al., 1997; Valros et al., 2013).
Рисунок 2. Через несколько минут или часов после стресса активируется ось гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (ГГН). Гипофиз выделяет кортикотропин, который, достигая коры надпочечников, вызывает секрецию глюкокортикоидов, в том числе кортизола. Глюкокортикоиды подавляют активность гипофиза и гипоталамуса, благодаря чему регулируют интенсивность стрессовой реакции. Кортизол широко используется в качестве маркера стресса у свиней, а также в качестве неинвазивного теста слюны.
Гликокортикоиды отрицательно влияют на иммунную систему. Они могут влиять на врожденный иммунный ответ, снижая количество циркулирующих моноцитов и, следовательно, также провоспалительных цитокинов. Глюкокортикоиды ингибируют транспорт лейкоцитов и тем самым доступ лейкоцитов к очагу воспаления (Strehl et al., 2019). Сильный и продолжительный стресс угнетает гуморальный и клеточный ответ иммунной системы, что приводит к «гиперадаптации», нередко приводящей к манифестации заболевания (Wrona-Polanska, 2008). Детали показаны на рис. 3. Между тем, кратковременный психологический стресс, такой как социальная изоляция поросят, индуцирует состояние резистентности к кортизолу в иммунных клетках крови, что может быть адаптацией, направленной на поддержание клеточных иммунных ответов в течение короткого времени (Escribano et al., 2013).
Таблица 1. Различают две реакции на стресс: активную реакцию, представляющую собой нападение или бегство, и пассивную реакцию, заключающуюся в неподвижности и депрессии при длительном стрессе.
| Кратковременный стресс: активная реакция | Длительный стресс: пассивная реакция |
|---|---|
| Кратковременный психологический стресс вызывает состояние кортизолорезистентности иммунных клеток крови. | Глюкокортикоиды негативно влияют на иммунную систему: |
|
↑ CD8+ лимфоциты ↓ CD4+/CD8+ соотношение |
↓ Циркулирующие моноциты ↓ Провоспалительные цитокины IL-2, IL-6, TNF-α, and IL-12 ↓ Th1 дифференциация лимфоцитов ↓ T клетки ↓ IL-2 (необходимы для T- клеток) ↓ движение лейкоцитов ↓ гуморальный ответ ↓ клеточная реакция ↓ реактивность лимфоцитов ↓ продукция лимфоцитов (иногда даже активируют процесс их апоптоза) |
Существует несколько иммунных биомаркеров, которые изменяются сразу после стресса, и поэтому их можно легко использовать в качестве биомаркеров острого стресса (Puppe et al., 1997). Включая:
- повышенное соотношение нейтрофилов/лимфоцитов
- амилоид А сыворотки слюны
- иммуноглобулин (Ig А)
- IL-18
Острый стресс обычно связан с провоспалительной реакцией, которая может помочь иммунной системе бороться и исцеляться (Dhabhar et al., 1995). В целом хронический или повторяющийся стресс снижает иммунный ответ, тогда как однократное воздействие стресса повышает иммунитет (Dhabhar, 2009). Это также подтверждается исследованиями врожденного иммунитета у свиней. Однако конечный эффект стрессогенного фактора также зависит от факторов стресса. В таблице 2 представлен список факторов острого и хронического стресса и их воздействие на свиней. Таблица также показывает, что влияние стресса на иммунный ответ может также влиять в период внутриутробного развития.
Таблица 2. Реакция на стресс зависит от фактора стресса.
| Фактор стресса | Ответ | Исследование | |
|---|---|---|---|
 |
Кратковременная транспортировка (20 минут) |
↑ Некоторые стресс-белки, гаптоглобин и С-реактивный белок ↑ соотношение нейтрофилов/лимфоцитов |
Dhabhar, 2009; Puppe et al., 1997 |
 |
Длительная транспортировка (более 6 часов) |
↑ провоспалительные цитокины н (IL-2, IL-6, IL-12, IL-1β, and IFN-γ) ↓ противовоспалительный цитокин IL-4 |
De et al., 2021 |
 |
Острый иммобилизационный стресс |
Стимуляция СНС ↑ IL-18 в слюне |
Piñeiro et al., 2007 |
| Изоляция маленьких поросят | ↑ IL-6 mRNA в гипоталамусе | Tuchscherer et al., 2004 | |
| Повторяющаяся социальная изоляция поросят | ↑ цитокины (IL-1β) |
Kanitz et al., 2004; Tuchscherer et al., 2004 |
|
 |
Социальный стресс | Подавляет иммунный ответ на вирусную вакцину и, следовательно, ослабляет защиту от провокационной инфекции в большей степени у доминантных, чем у подчиненных животных, подвергающихся социальному стрессу | Groot et al., 2001 |
| Хронический социальный стресс |
Иммунодепрессивное влияние Значительное подавление провоспалительных цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-8), вероятно, из-за сильного повышения экспрессии ИЛ-10 в подвздошной и толстой кишке |
Bennett et al., 2015 | |
 |
Длительный стресс, связанный с перерывами в кормлении | ↑ стресс-белков, особенно у хряков | Muneta et al., 2011 |
 |
Тепловой стресс плода (внутриутробно) | ↑ цитокиновый ответ (TNF-α, IL-1β, and IL-6) липополисахаридов (ЛПС) у плодов в период внутриутробного развития по сравнению с плодами, не подвергавшимися тепловому стрессу, вероятно, из-за измененного метаболического и кортизолового ответа | Johnson et al. 2020 |
| Хронический тепловой стресс | Не влияет на пролиферацию лимфоцитов |
Bonnette et al., 1990; Morrow-Tesch et al., 1994 |
|
| 14-дневное воздействие жары и скученности |
↑ пролиферация Т-клеток и цитотоксичность NK-клеток Не влияет на общую концентрацию IgG |
Sutherland et al., 2006 | |
 |
4-дневный холодовый стресс |
↓ NK активность ↓ Пролиферация Т-клеток ↓ Общая концентрация IgG в плазме |
Salak-Johnson et al., 2018 |
 |
Материнский стресс |
↓ Уровень сывороточного IgG у подсосных поросят и иммуносупрессия пролиферации В- и Т-клеток Отсутствие изменений в цитотоксичности NK-клеток ↓ вес тимуса |
Tuchscherer et al., 2002 |
Представляется, что конечный эффект стресса на иммунную систему зависит не только от продолжительности стресса и факторов стресса, но и от конкретного животного, подвергшегося этому стрессу. Социальный стресс, по-видимому, подавляет иммунный ответ на вирусную вакцину и, следовательно, ослабляет защиту от провокационной инфекции в большей степени у доминирующих, чем у подчиненных индивидуумов, подвергшихся социальному стрессу (Groot et al., 2001). Как правило, у социально доминирующих и подчиненных свиней наблюдались изменения в иммунной функции (повышенное количество нейтрофилов и снижение выработки антител) по сравнению со обычными свиньями. Жара и социальный стресс взаимодействуют друг с другом в своем влиянии на иммунную систему свиней и вызывают иммуносупрессию у обычных животных, хотя у доминирующих свиней также возникают иммунологические издержки (Mc Kim et al., 2018).
Стресс также связан со стереотипами и даже деструктивными расстройствами, такими как кусание хвоста, которым можно противодействовать за счет обогащения окружающей среды (D’Eath et al., 2004). Что интересно, обогащение среды может также влиять на определенные компоненты иммунной системы (Luo et al., 2017; Manciocco et al., 2011; Reimert et al., 2014; Scollo et al., 2013; Scott et al., 2006). Некоторые данные указывают на более низкие отношения N:L и уровня гаптоглобина у свиней, содержащихся в обогащенных условиях, что свидетельствует о том, что они менее подвержены стрессу и их иммунная система менее активна (Beattie et al., 2000). Эти результаты подтверждают связь стресса с иммунной системой, а также благотворное влияние обогащения на поведение и благополучие свиней. Следует подчеркнуть, что кратковременная активация иммунной системы и провоспалительный ответ могут быть полезными, хотя и имеют негативный эффект в долгосрочной перспективе.
