Экологическая иммунохимия
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»
Кафедра иммунохимии.
Реферат по иммунохимии на тему:
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИММУНОХИМИЯ.
Выполнил: Черакшев А.М.
Группа: Х-290702
Преподаватель: Мочульская Н.Н.
Екатеринбург 2011
Содержание
Введение 3
Экология иммунной системы человека 4
Пищевая экология и иммунная система 5
Экология инфекционных заболеваний и иммунная система 7
Социальная экология и иммунная система 8
Будущее экологической иммунологии человека 10
Заключение 11
Литература 12
Введение.
Иммунная функция человека весьма сложна, и текущие биомедицинские исследования решают эту сложность, сосредотачиваясь на клеточных и молекулярных механизмах, которые относятся непосредственно к иммунной защите. Однако, человеческая иммунная система - продукт естественного отбора, развивающийся и функционирующий в целых организмах, которые являются неотъемлемыми частями их окружающей среды. Популяционный уровень - необходимое дополнение к уровню микроанализа. В настоящее время такой подход одобрен биомедицинской иммунологией.
Исследования человеческой иммунной системы рассмотрены в рамках экологических факторов различных культур, с акцентом на экологии пищи, инфекционных заболеваниях, репродукции и психосоциальном напряжении.
Иммунология не так давно привлекла внимание антропологии, по крайней мере, по трем причинам. Во-первых, инфекционные заболевания были, и продолжают быть, главной глобальной проблемой здоровья. Во-вторых, иммунная система - превосходная модель для того, чтобы исследовать процессы, связанные с развитием, фенотипической пластичностью, а также историей жизни на Земле. В-третьих, это возможность проследить некоторые аспекты культурной и лингвистической эволюции, которые не будут затронуты в данной работе.
Биомедицинская иммунология
Экология иммунной системы человека
Сосредотачиваясь на ближайших механизмах, лежащих в основе развития и функции
иммунной системы, биомедицинская
иммунология установила основу, на
которой экологическая
сделают инвестиции в определенные физиологические системы (или подсистемы) более важные в данное время, чем другие.
Эта организация отражает важность этих экологических областей, но имеет тенденцию к исследованию их эффектов в изоляции. Мы активно строим нашу окружающую среду, и культурно установленное поведение структурирует наши
взаимодействия с этой окружающей средой.
Пищевая экология и иммунная система
История документирует тесную связь
между недостаточным питанием и
эпидемиями. Сегодня, Всемирная Организация
Здравоохранения
(a) Недостаточное питание может
сократить эффективность
(b) более частые инфекции, требуют
более высокого уровня
(c) болезнетворные микроорганизмы
(и связанные иммунные) ответы, могут
вызвать долгосрочное
(d) цитокины участвующие в борьбе с инфекцией могут привести к потере аппетита, уменьшая потребление энергии, когда требования высоки;
(e) особенности инфекционной
Хотя краткосрочные эффекты недостаточного питания на иммунной системе известны, недавнее исследование предполагает, что пищевой фактор на ранних этапах жизни может обусловить долгосрочные воздействия в иммунной функции. Например, недокормленные крысы родили потомство с иммунным дефицитом, который сопровождается на протяжении всей их жизни, даже притом, что потомство имело неограниченный доступ к пище. Кроме того, они переносят эти дефициты в следующее поколение из потомства, демонстрируя долгосрочное, относящиеся к разным поколениям эффекты материнского недостаточного питания. Подобные процессы, кажется, работают у людей. Младенцы в расширяющейся городской территории Филиппин, родившиеся с низкой массой от матерей относительно обедневшей предродовой пищевой окружающей среды, на прививку в юности отвечают меньшими концентрациями тимопоэтина, относящегося к зобной железе важного гормона для клеточного иммунитета. Кроме того, замедленные нормы роста в младенчестве показатель пониженного отклика на вакцину синтезом тимопоэтина в юности. В общем, потому что беременность и раннее младенчество - критические периоды иммунологического развития, ранняя пищевая недостаточность может, поэтому быть непропорциональным воздействием на иммунитет позже в жизни. Дополнительное, и ни в коем случае не противоречащее адаптации объяснение предлагает то, что окружающая среда рано в жизни может быть надежным показателем будущего наличия ресурса. Таким образом, у пищевых факторов есть прямые значения для иммунного развития и функции, так же как косвенные воздействия, определяя интенсивность обменных процессов и их затраты на разные физиологические системы, в сумме обеспечивающие поддержание жизни человека. Количество и качество местных пищевых ресурсов, поэтому вероятно, способствуют изменению иммунной функции.
Экология инфекционных заболеваний и иммунная система
Поскольку защита против микробного вторжения первичная функция иммунной системы, можно было бы ожидать существенной связи иммунной функции и экологии возбудителя.
Первый и самый очевидный путь тот, в котором местная экология болезни формирует иммунное развитие и функция следует логически из механизма клонового выбора. Определенный антиген связывают только B лимфоциты с соответствующим рецептором. Эти лимфоциты становятся активными, пролиферируют, и дифференцируются в исполнительный элемент. Через этот управляемый антигеном процесс клонового выбора, иммунная система буквально воплощает знание о местной экологии болезни в его репертуар памяти T и B лимфоцитов. Различная экология, поэтому произведет различные иммунные репертуары. Например, на Филиппинах, достаточно высокий уровень заразных болезней на первом году жизни больше чем удваивает силу ответа на прививку от тифа в юности. Подобные ассоциации между ранней инфекцией и позже иммунокомпетентностью имеют место и в других популяциях, хотя также присутствуют противоречивые результаты. Так же рано, как пищевая окружающая среда может влиять на долгосрочные изменения в иммунитете, ранняя встреча с патогенном может свидетельствовать о будущей экологической патогенности среды. Так, люди в высоко патогенной окружающей среде могут затратить больше ресурсов на развитие антипатогенных защит. Кроме того, частота и интенсивность у патогенного воздействия может быть разной длительности и соответственно оказывать отличные эффекты на подсистемы защиты. Для примера, два подмножества Th лимфоцитов играют дополнительные роли в регулировании определенного иммунного действия, с содействием клеток Th1к установленному клеткой процессу и клетки Th2, продвигающие гуморально обусловленные действия и производство антитела. T лимфоциты оказывают влияние на фенотип Th2 при рождении, и развитие надлежащего баланса между Th1 и ответами Th2 важно для максимизирования эффективности против широкого диапазона потенциальных болезнетворных микроорганизмов и для того, чтобы минимизировать риск иммунопатологии. Перенесение заразной болезни рано в жизни играет критическую роль в определение эффективной регулирующей сети T-клеток. Отсутствие такой ситуации может быть ответственным за возрастающие уровни IgE а также за повышенную вероятность атопической болезни, такие как аллергия и астма в популяциях, где недавние усовершенствования в очистке и прививке имеют значительно уменьшенное патогенное воздействие. Поддержка этой “гигиенической гипотезы” приходит от многих исследований, сообщая, что заболеваемость рано в жизни связана с увеличениями производства цитокинов Th2, концентрации IgE, и признаками аллергии и астмы позже в жизни. (Рисунок 4). Напротив, популяции для которых характерны хронические гельминтозы также имеют высокие концентрации цитокинов производимых Th2 и IgE, но не страдают от аллергии или астмы. В этом случае хронический патоген стимулирует развитие сильной анти-воспалительной регуляторной сети, которая позволяет Th2-индуцированным процессам бороться с гельминтозной инфекцией без включения иммунопатологических эффектов, которые проявляются в популяциях с низким уровнем гельминтозов. Таким образом, экология инфекционной болезни может формировать физиологические обмены в пределах иммунной системы непосредственно и способствовать развитию антипатогенной обороноспособности, которая приспособлена к местным патогенам. Эта пластичность может объяснить расходящиеся эффекты раннего знакомства с патогенами иммунной системы юношей Филиппин. Высокие уровни биологической патогенности среды в младенчестве связаны с более сильным иммунным ответам на вакцинацию в юности, но более низкой концентрацией свободного IgE. Является ли это адаптивным процессом, который мобилизует более эффективную обороноспособность, которая приспособлена к местной болезнетворной фауне – еще неизвестно. Есть также предположение, что склонность младенцев брать в рот разные предметы связанна с необходимостью приспособить иммунную систему к среде обитания. Однако современная гигиеническая культура приводит к существенному снижению предъявления разных антигенов развивающемуся человеческому организму, следствием чего может служить мало обученная иммунная система, которая скорее начнет атаковать собственный организм позже в жизни.
Социальная экология и иммунная система
Недавние исследования продемонстрировали, что у социальных и познавательных процессов, приводящих к психоэмоциональному напряжению есть прямое влияние на многие параметры иммунной системы. Как отмечено ранее, иммунная система тесно связана с нервной и эндокринной на многих уровнях, обеспечивая интеграцию процессов происходящих в среде и их адекватное отражение организмом в виде адаптации. Так явления, вызывающие стресс способствуют снижению потребления энергии рядом систем организма. В том числе за счет усиленного апоптоза как в нервной ткани, так и в гемопоэтической, что в свою очередь отражается на поведении индивидов и их иммунном статусе, а также на энергетическом перераспределении в организме. Область науки, занимающаяся исследованиями таких явлений – психонейроиммунология. Большинство исследований в данной области проведены на моделях животных или основаны на клинических случаях, установлено, что иммунная система отражает социальные проблемы или явления стрессирующие.
В частности социальные взаимоотношения – важный источник стресса, также как и поддержки и взаимовыручки. Например, ранние работы в этой области демонстрируют последовательное снижение активности иммунной системы в ответ на потерю любимого человека, тогда как недавние работы по этой теме демонстрируют, что проблематика отношений между людьми неблагоприятно воздействует на параметры иммунной системы. Замедляется процесс исцеления раны, увеличивается вероятность инфекции, ослабляется ответ на прививку – результаты высокого психоэмоционального напряжения. Показано также, что стрессирование матери во время беременности неблагоприятно сказывается на иммунной системе ребёнка и имеет длительный эффект, сохраняющийся на всем периоде жизни. Хронические психосоциологические стрессоры были последовательно связаны с сокращенными числами T, B, NK клетками, подавлением быстрого увеличения числа лимфоцитов и цитостатической деятельности, а также более низкие уровни sIgA и IgM. Антитела к герпесвирусу подняты во время стресса, указывая на сокращение аспектов установленной клеткой иммунной функции. Анализ этой литературы поддерживает следующие предварительные заключения относительно воздействия стресса на человеческую иммунную функцию:
(a) Объективные события имеют
большие эффекты, если
(b) долгосрочные стрессоры имеют более последовательные отрицательные эффекты, чем острые стрессоры, с небольшим периодом воздействия, свидетельствуя, что иммунная система приспосабливается к хроническому стрессу;
(c) социальные и несоциальные стрессоры ведут к различным иммунологическим последствиям.
Одним из недостатков ПНИ является то, что подавляющее большинство исследований проводиться на относительно однородной, обеспеченной западной части населения. Недавний обзор подчеркивает этот момент, заявив: «Типичным объектом исследований в психоиммунологии являются молодые мужчины, европейцы, здоровые, студенты медики или психологи, вероятно мало или некурящие, потребляющие мало или никакого алкоголя или кофе, без аллергии или недавних инфекционных заболеваний…» (Biondi 2001 г., стр.202). Это отражает часть методологических ограничений, связанных с оценкой иммунных функций, но это также означает, что социо-культурные факторы, влияющие на уровень стресса не являются главной задачей. Скорее стрессоры осмысляются в качестве отправной точки для исследований физиологических функций уточняющие связь между поведением, нейроэндокринной деятельности, иммунной функцией и патологическим процессом. Стрессорный опыт локально сформирован и внедрен в конкретных культурных условиях (Young 1980), и относительно узкая направленность ПНИ упускает возможность рассмотрения культурного и экологического разнообразия стрессогенности и его влияния на иммунитет.
Стресс является центральной концепцией в биологической антропологии (Brown 1981, Dressler 1995, Goodman et al. 1988), но относительно мало исследований рассматривает его влияние на иммунную систему. Flinn и England провели долговременное, натуралистическое исследование стресса и физического здоровья детей в Доминике, измеряя уровень кортизола в слюне, чтобы разобраться в физиологических эффектах ряда психосоциальных стрессоров (Flinn & England 1995, 1997). Хронический стресс, в частности, стрессоры, связанные с составом семьи и взаимоотношениями в семье, связаны с более высоким уровнем кортизола, который в свою очередь связан с увеличением частоты инфекционных заболеваний. Стрессиндуцированные изменения в иммунной функции могут быть важным посредником этих связей: недавние исследования показывают – дети имеют более низкие концентрации sIgA и концентрации неоптерина и β2-микроглобулина в слюне (показатели клеточной иммунной деятельности), сниженные, по крайней мере через два дня после стрессорных воздействий (Flinn & England 2003).
В явной попытке интегрировать ПНИ и антропологию, McDade и коллеги исследовали культурные изменения, стресс и иммунную функцию у детей и подростков в Самоа. Исследования были проведены у 760 испытуемых 4-20 летнего возраста путем измерения титров антител на EBV в высушеных образцах крови из пальца (McDade et al. 2000a). Этот косвенный показатель функциональной меры клеточного иммунитета является одним из наиболее согласующихся иммунологических коррелятов с хроническим стрессом (Herbert & Cohen 1993), а измерение в сухом пятне крови преодолевает материально-технические препятствия, связанные со сбором и транспортировкой сыворотки или плазмы. Экологические сравнения показали, что у детей и подростков столицы и прилегающих районов титры антител EBV выше, чем у их сверстников отдаленных районов (McDade et al. 2000b). Более высокие титры антител отражают более низкий уровень клеточного иммунитета, указывающего на более высокий уровнь психосоциального стресса, возможно из-за возникающего влияния западного образа жизни в городских районах Самоа. Кроме того, в соответствии с предыдущими исследованиями стресса и иммунитета в популяциях США, основные события жизни были связаны с увеличением титров антител EBV, хотя социально-экономический статус был ведущим этого эффекта (рис. 5) (McDade 2003a). Еще одна серия исследований изучила более тонко, на индивидуальном уровне модели культурных изменений и стресса (McDade 2002, McDade & Worthman 2004).
В целом, психосоциальные факторы оказывают прямое воздействие на некоторые параметры иммунной системы.
Будущее экологической иммунологии человека
Экологические факторы иммунной функции человека разнообразны. Центральными аспектами развития и функционирования иммунной системы являются реакции на ряд пищевых, патогенных, репродуктивных и социальных факторов. Тем не менее, исследования в каждой из этих обастей проходило в относительной изоляции. Полное понимание концептуальных факторов формирования человеческого иммунитета требует более всеобъемлющего, многомерного подхода (рис. 6). Несмотря на значительные методологические и концептуальные проблемы, есть несколько преимуществ такого подхода.
Во-первых, синтетический подход отражает более точно характер взаимодействия в реальной среде. Хотя лабораторные или клинические исследования могут выделить конкретные параметры, психосоциальные и экологические стрессоры редко разделимы. Например, недостаточное питание и ифекционные болезни часто идут рука об руку. Отсутствие продовольственной безопасности может быть важным источником психосоциального стресса, а также приводить к недоеданию. Репродуктивное поведение может быть связано с характером патогенного воздействия. Одновременное рассмотрение этих факторов точнее отражает реальность среды в которой мы живем.
Во-вторых, одновременное рассмотрение
нескольких экологических факторов
в соответствии с тем фактом,
что физиологические системы интегрируют
информацию из нескольких источников.
Например, как отмечалось выше, гипоталамо-гипофизарно-
В-третьих, комплексный подход способствует
исследованию взаимодействия между
экологическими областями. Например, в
какой степени недоедание усугубляет
или подавляет воздействие
Характер взаимодействия между этими областями становится интересным эмпирическим вопросом. Приоритетной задачей развития будет интеграция экологической точки зрения так как иммунная система может быть чувствительна к различным экологическим воздействиям на различных этапах жизни. Текущие исследования показывают, что питание и патогенные факторы особенно важны на раннем этапе жизни, в то время как репродуктивные влияние не возникают до подросткового возраста.
Психосоциальный стресс играет важную роль на протяжении всей жизни. На данный момент, относительную силу этих эффектов следует рассматривать как умозрительную, поскольку они еще не были оценены одновременно. Кроме того, различные факторы могут быть более или менее актуальными для конкретных подсистем иммунной защиты, и среда в раннем возрасте может обуславливать чувствительность к экологическим стрессорам позже в жизни.
Заключение.
Иммунная система человека также
как и другие физиологические
системы – продукт
Литература.
Besedovsky HO, del Rey A. 1996. Immune-neuro-endocrine interactions: facts and hypotheses.
Endocr. Rev. 17:64–102
Bjorksten B, Kjellman NIM. 1990. Perinatal environmental factors influencing the development
of allergy. Clin. Exper. Allergy 20:3–8
Lunn PG. 1994. Lactation and other metabolic loads affecting human reproduction. Ann. NY
Acad. Sci. 709:77–85
Lunn PG. 2000. The impact of infection and nutrition on gut function and growth in childhood.
P. Nutr. Soc. 59:147–54
McDade TW. 2002. Status incongruity in Samoan youth: a biocultural analysis of culture
change, stress, and immune function. Med. Anthropol. Q. 16:123–50
McDade TW. 2003a. Life event stress and immune function in Samoan adolescents: toward a
cross-cultural psychoneuroimmunology. SeeWilce 2003, pp. 170–188
McDade TW. 2003b. Life history theory and the immune system: steps toward a human
ecological immunology. Yrbk. Phys. Anthropol. 46:100–25
McDade TW. 2005. Life history, maintenance, and the early origins of immune function. Am.
J. Hum. Biol. 17:81–94
Murray MJ, Murray A, Murray CJ. 1980.Anecological interdependence of diet and disease?Am.
J. Clin. Nutr. 33:697–701
Stoltzfus R. 2001. Defining iron-deficiency anemia in public health terms: a time for reflection.
J. Nutr. 131:565S–67

- Экологическая инфраструктура
- Экологическая картина мира. Роль экологии в формировании научной картины мира
- Экологическая катастрофа
- Экологическая катастрофа
- Экологическая катастрофа в Мексиканском заливе
- Экологическая катастрофа и экологический кризис
- Экологическая классификация организмов
- Экологическая диагностика
- Экологическая доктрина Российской Федерации
- Экологическая доктрина Российской Федерации
- Экологическая доктрина Российской Федерации
- Экологическая документация на предприятиях РК
- Экологическая и гигиеническая оценка факторов окружающей среды
- Экологическая и гигиеническая оценка факторов окружающей среды