Многочисленные свидетельства указывают на то, что термин «иммунная супрессия» для описания изменения состояния иммунной системы после отела должен эволюционировать. Некоторые аспекты иммунной системы снижаются, а другие повышаются и укрепляются.

Новотельные коровы более восприимчивы к заболеваниям, чем в любой период лактации, и это традиционно связывают с угнетением иммунной системы в период отела. Изолированные иммунные клетки (включая нейтрофилы), собранные в транзитный период и исследованные в лаборатории (ex vivo), показали целый ряд ослабленных функций, которые могут указывать на снижение реакции на патогены, включая уменьшение окислительного взрыва и проявление адгезии молекул, необходимых для миграции нейтрофилов в места воспаления. В конечном итоге эти показатели ослабленного иммунитета привели ученых к предположению, что в период отела наступает состояние иммунной супрессии, что, предположительно, объясняет, почему у новотельных коров повышается заболеваемость.

Однако более поздние исследования значительно расширили наше понимание роли воспаления в период отела, что требует нового определения иммунитета коров транзитного периода. Хотя выделение нейтрофилов и оценка их функций ex vivo оказали неоценимую помощь в исследовании иммунитета, необходимо учитывать несколько важных особенностей. Во время отела зрелые и высокофункциональные нейтрофилы, находящиеся в крови, направляются к местам воспаления или реконструкции тканей (включая матку и вымя). По мере того как циркулирующие нейтрофилы мигрируют из кровотока, костный мозг выделяет новые нейтрофилы для их восполнения. Новые нейтрофилы все еще развиваются и не полностью функциональны, что может объяснить, почему их выделение у транзитных коров и оценка их функций ex vivo указывают на снижение иммунитета (рис. 1).

Предполагаемые причины иммунной супрессии у транзитных коров включают влияние метаболических изменений новотельных коров (гипокальциемия, повышенное содержание неэстерифицированных жирных кислот [NEFA] и гиперкетонемия). Когда иммунные клетки инкубируют с высоким содержанием кетонов и NEFA или сниженной концентрацией кальция в лабораторных средах, пытаясь смоделировать условия содержания новотельных коров, в некоторых исследованиях определенные функции иммунных клеток снижаются (окислительный взрыв, секреция антител и фагоцитоз). Однако в других многочисленных исследованиях с этим не соглашаются и сообщают о незначительных или нулевых последствиях снижения функций иммунных клеток (пролиферация клеток, фагоцитоз), а в некоторых даже наблюдается повышение функций (адгезия, окислительный взрыв) при манипуляциях со средой инкубации ex vivo, чтобы имитировать концентрацию метаболитов в организме транзитной коровы. Несоответствия в исследованиях ex vivo демонстрируют ограниченность этого исследовательского подхода и могут привести к чрезмерному упрощению оценки состояния всей иммунной системы - одной из самых сложных систем в организме, которая особенно динамична в период отела.

Все больше фактов указывают на то, что в начале лактации воспалительный профиль отличается особой активностью и реактивностью. Теперь мы знаем, что все молочные коровы в транзитный период испытывают ту или иную степень воспаления, хотя степень этого воспаления варьирует в зависимости от коровы и часто соответствует различиям в производственных показателях. Вероятность встречи с патогенами и возникновения воспалительной реакции у транзитных коров гораздо выше, поскольку отелы, лактация, смена рациона и переход в загоны повышают риск бактериального заражения репродуктивного тракта, молочной железы и желудочно-кишечного тракта.

Недавно мы опубликовали в журнале Journal of Dairy Science (JDS) исследование, посвященное оценке воспалительного и иммунного ответа у коров ранней лактации (20 дойных дней) и средней лактации (130 дойных дней). Вместо того чтобы изолировать клетки и оценивать их функции ex vivo, мы исследовали реакцию всего организма на контролируемый иммунный стимулятор (липополисахарид; LPS), вводимый внутривенно. Хотя все коровы, независимо от стадии лактации, проявляли иммунный ответ, коровы в начале лактации демонстрировали более сильную воспалительную реакцию, что не согласуется с традиционной теорией о том, что коровы транзитного периода подавляют иммунитет или слабо реагируют на инфекции.

Когда животные чувствуют себя плохо, они снижают потребление корма, поэтому у коров в нашем эксперименте аппетит был снижен во время испытания. Поскольку воспалительная реакция у ранних лактирующих коров была усилена, потребление корма снизилось сильнее, чем у коров средней лактации. Однако, несмотря на снижение потребления питательных веществ, потери удоя у ранних лактирующих коров были такими же, как и у среднелактирующих, на протяжении всего периода восстановления (рис. 2). Эти данные свидетельствуют о том, что коровы в начале лактации способны быстро мобилизовать больше собственных резервов организма при нормальном отрицательном энергетическом балансе, чтобы обеспечить себя питательными веществами для восстановления молочной продуктивности.

Мы также провели аналогичный эксперимент, смоделировав более естественный путь заражения (мастит). Результаты в целом совпали с предыдущим экспериментом, хотя интрамаммарный LPS в меньшей степени влиял на потребление корма. Закономерности, наблюдаемые в наших исследованиях, согласуются с некоторыми другими данными, согласно которым у коров в начале лактации наблюдается аналогичное или менее сильное снижение удоев после различных стрессовых факторов по сравнению с коровами на более поздних стадиях лактации, включая другие интрамаммарные проблемы и тепловой стресс. Интересно, что недавняя вспышка птичьего гриппа среди молочного скота сильно снижает удои у коров с установившейся или поздней лактацией, тогда как ранние лактирующие животные, по-видимому, менее восприимчивы. Представление о том, что продуктивность транзитных коров может быть менее подвержена воздействию теплового стресса и высокопатогенного птичьего гриппа, кажется несовместимым с определением иммунной супрессии.

Таким образом, существует множество доказательств того, что термин «иммунная супрессия» для описания изменения иммунной системы в период отела должен эволюционировать. Некоторые аспекты иммунной системы снижаются, другие повышаются и усиливаются (например, воспалительный ответ), а некоторые остаются неизменными (например, иммунитет слизистых оболочек). Следовательно, хотя повышенная заболеваемость (мастит, метрит и т.д.), очевидно, имеет место в начале лактации, она, по-видимому, вызвана не «подавлением иммунитета», а скорее увеличением риска воздействия антигенов и патогенов.

Несмотря на то, что идея модулирования иммунной системы транзитных коров для повышения продуктивности, вероятно, многообещающая, об этой чрезвычайно сложной системе еще многое предстоит узнать, и исследования должны совершить гигантский скачок вперед за пределы иммунной супрессии, чтобы предоставить молочным фермерам значимые и надежные решения.