Układ immunologiczny u ptaków został już dość dobrze poznany. Prawidłowe funkcjonowanie systemu odpornościowego w organizmie zależy od równowagi między czynnikami nieustannie na niego oddziałującymi. Stymulujący wpływ na układ immunologiczny wywierają antygeny. Po ich zapamiętaniu i wyeliminowaniu z organizmu system odpornościowy wraca do stanu spoczynku. Przy ponownym kontakcie z danym antygenem organizm bardzo szybko uruchamia swoją „pamięć immunologiczną”, dzięki czemu może niezwykle sprawnie i precyzyjnie działać. Tego typu zjawiska mają szerokie zastosowanie w immunoterapii.

W skład układu immunologicznego kręgowców wchodzą różnorakie komórki tworzące specyficzne tkanki i narządy. O ile zasady działania mechanizmów odpornościowych jest bardzo podobne u wszystkich gatunków zwierząt, o tyle jego morfologia wykazuje wyraźne różnice. Skuteczne działanie systemu odpornościowego polega na rozpoznawaniu i likwidowaniu substancji obcych dla organizmu. Nie byłoby to możliwe, gdyby nie doskonała współpraca wszystkich komórek zaangażowanych w reakcję obronną. Usprawnia to system komunikacji, na który składają się receptory i komórki układu zgodności tkankowej (MHC) oraz białka pośredniczące w reakcji odpornościowej (cytokiny).
    Wszystkie ptaki posiadają specyficzne organy limfatyczne. Należą do nich szpik kostny, bursa Fabrycjusza i grasica. W tych podstawowych narządach odbywa się dojrzewanie komórek odpornościowych, jakimi są limfocyty. Oprócz tego w ptasim organizmie wykształcają się obwodowe struktury limfatyczne, w których zachodzą reakcje odpornościowe. Tutaj także wytwarzane jest odpowiednie dla interakcji między antygenami a limfocytami środowisko. Tymi obwodowymi organami immunologicznymi są: śledziona, gruczoł Hardera, tkanka limfatyczna oskrzeli i przewodu pokarmowego.
    Szpik kostny jest narządem zarówno limfatycznym, jak i krwiotwórczym. To w nim produkowane są wszystkie komórki krwi, także limfocyty. Biorąc pod uwagę fakt, że szpik znajduje się w wielu kościach stanowi on prawdopodobnie największą tkankę limfatyczną. Specyficznym dla ptaków narządem opornościowym jest bursa Fabrycjusza. Przynależy ona do grzbietowej ściany steku. W jej wnętrzu rozciągają się liczne fałdy tkanki nabłonkowej, między którymi są rozproszone grudki limfatyczne. W bursie Fabrycjusza różnicują się i dojrzewają limfocyty B.
    Do grupy centralnych narządów limfatycznych u ptaków należy także grasica. Odpowiada ona za komórkową odporność immunologiczną. Gruczoł ten jest zlokalizowany w szyjno-piersiowej okolicy ciała. W jego płatach różnicują się limfocyty T. Z wiekiem grasica zanika.
    Śledziona ptaków to owalna struktura znajdująca się w obrębie jamy ciała. Jej rola polega na magazynowaniu erytrocytów i trombocytów. W okresie rozwoju zarodkowego pełni także funkcję narządu krwiotwórczego. W narządzie tym wyróżnia się dwie strefy: miazgę czerwoną, która jest odpowiedzialna za przechowywanie czerwonych ciałek krwi oraz miazgę białą – centrum odpornościowe. 
    U ptaków skupiska tkanki limfatycznej na terenie dróg oddechowych i pokarmowej są rozproszone. Ich rolą jest przede wszystkim udział w reakcjach immunologicznych, podobnie jak w przypadku węzłów chłonnych u ssaków.
    W organizmie zachodzi szereg reakcji odpornościowych będących odpowiedzią na kontakt z antygenem. Układ odpornościowy ptaków dzieli się na dwie części różniące się pod względem strukturalnym i funkcjonalnym. Pierwszą z nich stanowi układ zależny od grasicy (limfocyty T) odpowiedzialny za odporność komórkową. Drugą zaś jest układ zależny od bursy Fabrycjusza (limfocyty B) odpowiedzialne za wytwarzanie przeciwciał. Limfocyty B i T w różny sposób rozpoznają antygeny. Limfocyty B używają w tym celu immunoglobuliny powierzchniowe specyficzne dla konkretnych nienaruszonych antygenów. Limfocyty T natomiast rozpoznają antygeny uprzednio spreparowane przez komórki prezentujące antygen. Generalnie odpowiedź immunologiczną możemy podzielić na komórkową i humoralną. 
    Za odporność typu komórkowego odpowiedzialne są przede wszystkim makrofagi i limfocyty T. Makrofagi są komórkami fagocytującymi, niszczącymi materiał obcy, czynniki bakteryjne lub wirusowe. Te komórki produkują także prostaglandyny i cytokiny, które regulują aktywność limfocytów i pozostałych makrofagów. Głównym zadaniem tych komórek w reakcji immunologicznej jest przygotowywanie antygenu i prezentowanie ich limfocytom T. Dzięki wydzielaniu cytokin odgrywają one bardzo ważną rolę w procesach zapalnych.
    Wśród limfocytów T wyróżniamy trzy subpopulacje: limfocyty T pomocnicze (Th), limfocyty T cytotoksyczne (Tc) i limfocyty T supresorowe (Ts). Limfocyty pomocnicze koordynują reakcją odpornościową. Po zetknięciu z antygenem rozpoznają go i uwalniają cytokiny. Dzięki temu pozostałe komórki immunologiczne są aktywowane. Populacja limfocytów cytotoksycznych niszczy komórki zmienione przez antygeny. Komórki te w niewielkim stopniu także produkują cytokiny. Gdy tylko organizm upora się z infekcją reakcja immunologiczna zostaje zahamowana dzięki aktywności limfocytów supresorowych.
    Druga gałąź odpowiedzi immunologicznej – humoralna, polega na produkowaniu i uwalnianiu przeciwciał przez limfocyty B oraz różnicujące się z nich komórki plazmatyczne.
    Przeciwciała są białkowymi strukturami, dzięki którym mogą zachodzić reakcje odpornościowe. Odkrycie budowy cząsteczek przeciwciał w 1972 roku zostało wyróżniona nagrodą Nobla. Każde z przeciwciał składa się z czterech łańcuchów białkowych: dwóch ciężkich i dwóch lekkich. Łańcuchy te splatają się ze sobą i tworzą miejsca aktywne rozpoznające antygeny. W obrębie jednego antygenu może znajdować się wiele miejsc wiążących przeciwciała. Nazywają się one epitopami lub determinantami antygenowymi. Antygen, który posiada kilka epitopów to tzw. antygen poliwalentny (wielowartościowy). 
    Po związaniu się antygenu z receptorem limfocytu B komórka ta zaczyna dojrzewać i uwalnia przeciwciała. Trafiają one do krwi, z nią do wielu miejsc w organizmie, ale dzięki specyficzności zawsze rozpoznają ten sam antygen.
    Białka odpornościowe, czyli immunoglobuliny występują u wszystkich kręgowców. Ze względu na różnice w budowie wyróżnia się pięć klas przeciwciał: IgA, IgD, IgE, IgM i IgG. U ptaków opisano trzy klasy przeciwciał: IgA, IgM i Ig G, zwane inaczej IgY.
    Immunoglobuliny klasy A należą do immunoglobulin wydzielniczych. Wytwarzane są na powierzchni błon śluzowych. Ich obecność stwierdza się w treści jaja, żółci, ślinie, łzach, wydzielinie jelitowej, górnych dróg oddechowych i dróg moczowo-płciowych. Mimo, iż nie odgrywają znaczącej roli diagnostycznej są one niezwykle istotne dla reakcji odpornościowej.
    Przeciwciała klasy M znajdują się na powierzchni większości limfocytów B. Pełnią tu rolę receptorów komórkowych. Powstają one jako pierwsze po kontakcie z antygenem, we wczesnych stadiach zakażenia. Odgrywają one rolę w diagnostyce serologicznej, szczególnie w odczynie precypitacji, aglutynacji, haemaglutynacji i teście ELISA.
    O ile ptasie przeciwciała klas IgA i IgM są niemal identyczne jak u ssaków, o tyle immunoglobuliny IgG znacznie się różnią. Ich budowa i ciężar molekularny znacznie różnią się od tychże przeciwciał u ssaków. Z tego powodu często nadaje się im nazwę IgY. Występują one w żółtku jaja i surowicy krwi. Biorą także udział w tworzeniu odporności matczynej. Przeciwciała tej klasy zawarte w surowicy u kur niosek przekazywane są żółtka jaja, a tym samym do woreczka żółtkowego zarodka, a następnie wykluwającego się pisklęcia. W żółtku jaja i surowicy krwi piskląt stwierdza się znaczną zawartość tych białek. Ich obecność chroni nowo wyklute ptaki przed zakażeniami w początkowym okresie ich życia. Przeciwciała typu IgG (IgY) mogą być wykrywane w odczynie precypitacji, seroneutralizacji i teście ELISA.
    Opisane wyżej klasy przeciwciał ptasich różnią się między sobą dynamiką powstawania w efekcie kontaktu z antygenem. Jako pierwsze pojawiają się immunoglobuliny klasy IgM. Czas potrzebny do ich wytworzenia wynosi od kilkunastu godzin do kilkunastu dni. Po siódmym dniu od zakażenia powstają kolejne klasy przeciwciał: IgA i IgG (IgY). One zapewniają długotrwałą odporność. Diagnozowanie poszczególnych typów immunoglobulin w różnorakich odczynach serologicznych pozwala na określenie w jakiej fazie zakażenia i odpowiedzi immunologicznej znajduje się organizm.
    Diagnostyka oparta na reakcjach serologicznych wykorzystuje mechanizmy odpornościowe. Śledząc przebieg odpowiedzi immunologicznej zyskujemy informacje o drobnustrojach, z którymi zetknęły się ptaki, o rozprzestrzenianiu się zakażeń w stadach drobiu i ich środowisku. Szczególnie jest to ważne w przypadku infekcji bezobjawowych, przebiegających bez wyraźnych objawów klinicznych. Stwierdzenie obecności przeciwciał w surowicy krwi badanych ptaków może być dowodem przebytego zakażenia. Aby przekonać się, czy immunoglobuliny wykryte w surowicy są reakcją na świeżą, czy na dawną infekcję, badaniu należy poddać pary surowic lub określić typ przeciwciał. Do prób serologicznych wykorzystuje się najczęściej krew ptaków. W celu uzyskania materiału dobrej jakości, przed pobieraniem krwi ptaki nie powinny jeść co najmniej kilka godzin. Przy wykonywaniu tego zabiegu trzeba zadbać o właściwe warunki higieniczne. Po pobraniu krew pozostawia się do skrzepnięcia lub odwirowuje, by pozyskać surowicę. Jeśli zachodzi konieczność przesłania materiału biologicznego do laboratorium należy zapewnić odpowiednie warunki jego transportu. Oprócz krwi do badań serologicznych można przeznaczać także żółtka jaj. Jest to bogate źródło przeciwciał IgG (IgY).
    Jednym z wykorzystywanych w diagnostyce chorób drobiu testów opartych na reakcjach serologicznych jest odczyn precypitacji (AGP), zwany także odczynem immunodyfuzji w żelu agarowym (AGID). Wykrywa się w nim głównie przeciwciała klasy IgM. W teście tym dochodzi do połączenia przeciwciał z antygenami, które mają zdolność dyfundowania w żelu agarowym. Efektem spotkania przeciwciał i antygenów jest powstawanie dużych agregatów widocznych w postaci linii precypitacyjnej. Próbę tę można wykonać stosunkowo szybko. Wynik jest otrzymywany w ciągu 48. godzin. Niestety czułość tego testu jest mniejsza w porównaniu z pozostałymi. Stosuje się go w diagnostyce zakaźnego zapalenia oskrzeli kur, zakaźnego zapalenia krtani i tchawicy, zakaźnego zapalenia bursy Fabrycjusza, zakażeń reowirusowych i adenowirusowych drobiu. Odmianą tego odczynu jest immunodyfuzja radialna (RID). Tę modyfikację wykorzystuje się w diagnostyce choroby Mareka. Istotą tego testu jest wykrywanie antygenu wirusowego znajdującego się w folikułach piór.
    Innym testem służącym do wykrywania zakażeń wirusowych: zakaźnego zapalenia oskrzeli kur, rzekomego pomoru drobiu, syndromu spadku nieśności i influenzy ptaków jest odczyn hamowania hemaglutynacji (HI). Reakcję tę stosuje się także do oceny jakości szczepień wykonywanych u drobiu. W tym odczynie wykorzystuje się zdolności niektórych wirusów do aglutynowania krwinek czerwonych. Jest to możliwe dzięki obecności hemaglutynin na powierzchni cząstek wirusowych. W efekcie krwinki zlepiają się i opadając tworzą charakterystyczny osad. W odczynie hamowania hemaglutynacji swoiste przeciwciała reagują z antygenami wirusa i w rezultacie hamują proces hemaglutynacji. Krwinki opadają pojedynczo tworząc charakterystyczny „guzik” na dnie naczynka,, w którym przeprowadzana jest reakcja. Jest to test czuły i swoisty, wykrywający przede wszystkim przeciwciała IgG (IgY).
    Kolejnym, dość często stosowanym odczynem serologicznym w laboratoryjnej diagnostyce chorób drobiu, jest aglutynacja (Fot. 2). W reakcji aglutynacji dochodzi do interakcji powierzchniowych antygenów znajdującego się na nierozpuszczalnej cząstce (np. komórka) i swoistych przeciwciał dla tych antygenów. Wykrywane są w nim przeciwciała typu IgM. Wykorzystuje się go miedzy innymi w diagnostyce wczesnych zakażeń mykoplazmozowych.
    W ocenie poziomu immunoglobulin w surowicy badanych ptaków, a także w identyfikacji wirusa zastosowanie znalazł odczyn seroneutralizacji (SN). Polega on na zobojętnianiu wirusa przez swoiste przeciwciała, dzięki czemu mieszanina pozbywa się właściwości zakaźnych. Ten bardzo czuły i swoisty test pozwala wykrywać przeciwciała IgG (IgY). Jego zaletą jest jeszcze możliwość wykonywania ze wszystkimi wirusami na podłożach, na których dany wirus się namnaża. Niestety praktyczne wykorzystanie tej reakcji serologicznej ogranicza koszt oraz długi czas oczekiwania na wynik.
    Popularną serologiczną metodą diagnostyczną jest test oparty na reakcji immunoenzymatycznej (Fot. 1). Odczyn ten pozwala na ocenę reakcji antygen-przeciwciało za pomocą znakowania powstałego kompleksu aktywnym enzymem, np. peroksydazą chrzanową lub fosfatazą alkaliczną. Pomiar aktywności enzymu wykonuje się poprzez spektrofotometryczne określenie natężenia koloru substratu zmienionego przez enzym. Z metod immunoenzymatycznych najczęściej stosowany jest test ELISA. Wykorzystuje się go zarówno do wykrywania antygenu, jak i przeciwciał. Jest to metoda powszechna ze względu na szybkość wykonania, dokładność, powtarzalność wyników i stosunkowo niski koszt. Pozwala ona na szybkie zbadanie wielu prób. Celem monitoringu serologicznego wykonywanego m.in. w oparciu o test ELISA jest określanie poziomu przeciwciał matczynych, ocena techniki szczepień i odporności poszczepiennej, sygnalizowanie pojawiających się problemów zdrowotnych, precyzyjne i wczesne rozpoznawanie choroby, porównywanie stad między sobą, obniżenie konfiskat rzeźnych i kosztów produkcji poprzez poprawę stanu zdrowotnego.
    Obecnie do diagnostyki chorób drobiu coraz częściej wprowadza się techniki biologii molekularnej. Najczęściej stosowana jest metoda polegająca na amplifikacji kwasu nukleinowego, czyli łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR). Opiera się ona na znajomości sekwencji nukleotydów w genomie wirusa lub komórki bakteryjnej. Do przeprowadzenia reakcji wymagana jest jednoniciowa matryca DNA, startery – sekwencje oligonukleotydów komplementarnych do końcowych sekwencji wybranego regionu genomu, mieszanina trójfosforanów nukleotydów oraz termostabilna polimeraza DNA. Reakcja przebiega w trzech etapach. Faza pierwsza to denaturacja DNA zachodząca w wysokiej temperaturze (92-96°C). Faza druga to przyłączenie starterów do homologicznego odcinka DNA, a ostatnia – trzecia to wydłużanie łańcucha kwasu nukleinowego. Kilkukrotne podnoszenie i obniżanie temperatury powoduje polimeryzację wybranego odcinka DNA. Kolejne cykle, czyli denaturacja, przyłączanie starterów, transkrypcja i powielanie odcinka DNA zachodzą miliony razy w ciągu kilku godzin. Otrzymane DNA jest następnie rozdzielane w żelu poliakrylamidowym lub agarozowym, wybarwiane bromkiem etydyny lub związkami srebra i poddawane analizie. Technika PCR jest stosowana głównie do szybkiego wykrywania patogenów, których hodowla in vitro jest trudna i długotrwała. Pozwala także na identyfikację czynnika etiologicznego choroby przed pojawieniem się swoistej odpowiedzi immunologicznej.
    Obecnie dostępne metody diagnostyki serologicznej oraz wykorzystanie technik biologii molekularnej usprawniają procesy wczesnego wykrywania zakażeń i podejmowania odpowiednich działań zapobiegawczych. 
 
Piśmiennictwo wykorzystane w niniejszym artykule
jest dostępne u autorki.

Tags: drób , profilaktyka , zdrowie