Молекулярные основы наследственности (стр. 12 )

Организмам разных видов присущ врожденный иммунитет. Примерами врожденного иммунитета служит невосприимчи­вость крупного рогатого скота к сапу, которым тяжело болеют лошади; алжирские овцы не болеют сибирской язвой; куры породы белый леггорн более устойчивы к пуллорозу, чем куры пород род-айланд, плимутрок, виандот. Высокой устойчивостью среди птиц обладают цесарки. Известно, что разные породы со­бак проявляют разную чувствительность к вирусу чумы. Бо­лее чувствительны и тяжело переносят все три типа чумы (легочную, кишечную, нервной ткани) немецкая и южнорусская овчарки и лайки, а фокстерьер и эрдельтерьер более устойчи­вы и при заболевании переносят чуму легче и без серьезных последствий,

Следовательно, породная, индивидуальная естественная резистентность и иммунитет могут быть результатом естествен­ного отбора или направленной селекции в целях формирования наследственно устойчивого иммунитета.

Естественная резистентность. Кожный покров, слизистые оболочки дыхательных путей, кишечника, мочеполовой системы и клетки этих тканей защищают организм путем выделения за­щитных биохимических веществ. Важную функцию в защите организма выполняет кровь. В обеспечении защиты велика роль костной ткани, тимуса, селезенки, печени, лимфатической системы, клетки которых служат источниками иммунной за­щиты.

Иммунную роль выполняют различные клетки: Т-лимфоциты тимуса, В-лимфоциты костного мозга, макрофаги, нейтро-фильные гранулоциты, базофилы, эозинофилы и другие типы иммуноцитов.

Основные процессы формирования лимфоцитов определены функцией ряда органов:

печень плода, в которой образуются стволовые кроветвор­ные клетки - предшественники лимфоцитов;

костный мозг — источник В-лимфоцитов. Здесь формируют­ся стволовые клетки, которые покидают костный мозг в пери­од эмбриогенеза и переходят в лимфоидные органы;

тимус, в котором формируются Т-лимфоциты; им принадле­жит ведущая роль в становлении клеточного иммунитета, так как они стимулируют синтез антител В-лимфоцигами. Клетки, покидающие тимус, превращаются в лимфоциты и, переходя в кровь, обладают полной иммунокомпетентностью. Тимус уве­личивается в размерах до периода половой зрелости, а в про­цессе старения происходит его физиологическая инволюция;

лимфатические узлы; это вторичные лимфоидные органы, которые улавливают антигены из лимфы. В ткани лимфоузла встречаются лимфоциты и макрофаги. Под влиянием проника­ющих в узел антигенов из лимфоцитов развиваются иммуно-бласты, из которых образуются иммунокомпетентные лимфоци­ты, участвующие в клеточном иммунитете;

селезенка; выполняет роль фильтра для крови, удаляет от­работанные клетки крови и образует новые лимфоциты. У птиц первичным лимфоидным органом является фабрициева сумка (бурса).

Неспецифический иммунитет включает гуморальные и кле­точные факторы.

Гуморальные факторы. К этой группе относят бактерицид­ную активность крови (БА), которая объединяет антимикроб­ную активность таких веществ, как комплемент, пропердин, нормальные антитела, лизоцим, бета-лизин, и действует на обо­лочку бактерии, которая разрушается лизоцимом.

Лизоцим — это фермент, молекула которого имеет одну це­почку из 129 аминокислотных остатков. Лизоцим синтезируется в клетках макрофагов и локализуется в лизосомах. Он широко распространен во всех биологических жидкостях: в околоплод­ной жидкости, молозиве, секретах слизистых оболочек, сыво­ротке крови, Его защитная роль обусловлена способностью лизировать оболочку многих видов микробов, особенно из грам-положительной микрофлоры. Ферментативная активность лизоцима в большей степени связана с третичной структурой его молекулы. Таким образом, лизоцим является клеточным факто­ром неспецифической защиты, а его концентрация в исследуе­мой жидкости (ткани) служит показателем фагоцитарной активности организма. Уровень лизоцимной активности обуслов­лен наследственностью и может подвергаться селекционному воздействию, повышаясь у животных в различных линиях, семействах, у потомства разных производителей в результате селекционного подбора в породе или стаде.

Бета-лизин — это пептид, содержащий большое количество лизина и синтезируемый тромбоцитами. Он обнаружен в сыво­ротке крови, слюне, плазме, в легких, кишечнике, печени и др. Бета-лизин воздействует на грамположительные микроорганиз­мы, точнее — на цитоплазматическую мембрану бактерий, и вызывает их лизис,

Комплемент является сложным белком ферментного типа и состоит из 9 компонентов разного ферментного действия. У птиц в комплемент входят 4 компонента; у лошадей, круп­ного рогатого скота — 9 компонентов. Комплемент способен соединяться с комплексом антиген — антитело. Он разрушает липидную оболочку микроба под действием эстеразного комп­лекса и способствует процессу фагоцитоза. Синтез комплемента происходит в клетках тонкого отдела кишечника, лимфоцитах, клетках селезенки, лимфоузлов, костного мозга.

Пропердин играет важную роль в естественной неспеци­фической резистентности. В его состав входят белок сыворотки крови, ионы магния и комплемент. Действие его осуществля­ется совместно с другими защитными факторами.

Интерферон — неспецифическое противовирусное вещество, синтезируемое лейкоцитами; действует на разные вирусы и быстро образуется в клетке с появлением вируса, влияя на нуклеиновые кислоты в период репликации их РНК.

Холинэстераза — это высокоактивный фермент. Он может служить показателем неспецифической резистентности орга­низма. Присутствует в плазме крови, препятствует распростра­нению ацетилхолина в тканях.

К группе гуморальных факторов можно отнести естествен­ные антитела, которые присутствуют в крови или иной жидко­сти. Естественные антитела синтезируются в В-лимфоцитах, они усиливают клеточную защиту в виде фагоцитоза, стимули­руют функцию рецепторов В - и Т-клеток, способствуют скучиванию и разрушению микробных клеток и нейтрализации ток­синов. Антитела разделяют на сывороточные (в крови, молози­ве, молоке) и на секреторные (на поверхности слизистых оболочек).

Неспецифическая гуморальная защита проявляется в виде так называемого бактерицидного эффекта (или активности), которая обеспечивается действием пропердина, лизоцима, ком­племента, интерферона, бета-лизина, антител. Бактерицидная активность служит интегральным показателем гуморальных факторов естественной резистентности.

Клеточный тип защиты. Кроме гуморального иммунитета, важную роль в защите организма играет клеточный иммуни­тет, особенно необходимый при некоторых инфекциях, оттор­жении трансплантантов при пересадке органов или эмбрионов, аутоиммунных заболеваниях (в этом процессе клеточный иммунитет является формой защиты организма от инфекций, вызванных микроорганизмами).

Клеточный тип защиты обусловлен фагоцитозом, который осуществляют многие клетки: микрофаги (гранулярные лейко­циты и лимфоциты), макрофаги (ретикулоэндотелий печени, селезенки, костного мозга, лимфатических желез), подвижные клетки соединительной ткани (гистоциты, моноциты). Наиболее активно фагоцитируют полиморфно-ядерные зернистые лейко­циты. Тромбоциты, выделяя агглютинин, повышают актив­ность нейтрофильных гранулоцитов.

Основным элементом иммунной системы служат популяции лимфоцитов двух основных типов: лимфоциты типа В и Т, символы которых приняты в 1969 г.

В-лимфоциты формируются в костном мозге. Их основная функция состоит в синтезе антител, то есть иммуноглобулинов, которые служат источником гуморальных факторов иммуни­тета.

Т-лимфоццты образуются в тимусе. Они не вырабатывают антитела, а выполняют защитную роль с помощью рецепторов, находящихся на поверхности лимфоцита.

Рецепторы — это образования макромолекулярной структу­ры В - и Т-лимфоцитов, расположенные на поверхности этих клеток и обеспечивающие «узнавание» конкретного антигена. Рецепторные клетки имеют специфичность, обусловленную ге­нетически в процессе их биосинтеза, что создает возможность распознавания каждого антигена.

Т-лимфоциты могут выполнять разные функции. Существу­ют Т-киллеры, которые, соединяясь с чужими клетками, убива­ют их. Другие Т-лимфоциты содействуют В-лимфоцитам в син­тезе антител. Третий тип Т-лимфоцитов — это Т-супрессоры, подавляющие функции В-клеток,

Фагоцитоз регулируется нервной системой с помощью медиаторов, выделяемых нервными окончаниями. Процессу фаго­цитоза способствует активация макрофагов антителами (опсонинами) и комплементом.

Иммунитет организма обеспечивает защиту не только от микроорганизмов, но и от других генетически чужеродных ве­ществ, особенно при пересадках органов и тканей; от собствен­ных переродившихся клеток при изменении их генетического аппарата, в том числе раковых.

Регуляция иммунного ответа осуществляется путем специ­фической стимуляции лимфоцитов, что приводит либо к био­синтезу антител, либо к усилению клеточного иммунитета. На регуляцию иммунного ответа оказывают влияние некоторые гормоны, например катехоламин и гормоны надпочечников. Кортикостероиды влияют на созревание, дифференцировку и распределение лимфоцитов.

Иммунная система характеризуется тесным взаимодействи­ем факторов гуморального и клеточного иммунитета. Это про­является в том, что гуморальные вещества, такие как опсонины, агглютинины и другие антитела, синтезируемые иммуно-компетентными лейкоцитами, способствуют осуществлению кле­точного иммунитета, то есть реакции фагоцитоза. Фагоцитар­ные реакции не могут уничтожать вирусы и токсины, на кото­рые активно действуют гуморальные факторы. Вместе с тем клеточная реакция способствует образованию антител, нейтра­лизующих токсины. Следовательно, гуморальные и клеточные факторы проявляют единство в системе защиты организма.

Онтогенетические этапы образования лимфоцитов. В пери­ферической крови циркулируют стволовые клетки, которые яв­ляются предшественниками лимфоцитов. В конце эмбриональ­ного периода органом кроветворения является печень, а затем костный мозг. В первые дни после рождения в циркулирующей крови в десятки раз больше стволовых клеток, чем у взрослых животных.

Выброс стволовых клеток из костного мозга в периферичес­кую кровь имеет суточную цикличность и связан с обратным направлением суточного выброса в кровь гормонов кортикостероидов. Следовательно, поступление в периферическую кровь лимфоцитов находится под гормональным контролем со сторо­ны коры надпочечников и гипофиз адреналиновой системы.

Существуют популяции лимфоидных клеток, обладающих способностью сохранять информацию о каком-либо антигене в течение длительного периода времени («клетки памяти»). Это создает условия сохранения длительного иммунитета к данно­му антигену, однако «иммунная память» лимфоцитов не насле­дуется.

Установлено (Петров, 1966), что существуют генетически сильные и слабые продуценты антител. Эти данные подтверж­дают возможность селекционной работы с животными в целях повышения естественной резистентности в поколениях.

(1984) разработана схема онтогенетических изменений, происходящих в иммунной системе (рис. 62).

На формирование активности иммунной системы и резистентности большое влияние оказывают возрастные процессы, так как с ними связаны не только интенсивность физиологиче­ского состояния организма, но и накопление в клетках и тка­нях организма различных мутационных эффектов в виде новых генов, которые являются источником новых антигенов, образо­вания опухолей, патологии различных процессов, что и отраже­но в приведенной схеме.

В процессе старения происходит постепенное уменьшение числа стволовых клеток костного мозга, снижается фагоцитарная активность, сокращается синтез антител, уменьшается миграция клеток костного мозга в кровь, наступает снижение об­щей иммунной активности и появление аутоиммунных антител как результат патологии.

Вопрос о продлении иммунной активности, уменьшении про­цессов возрастной иммунной депрессии имеет важное значение для практики племенного животноводства, когда для селекци­онных целей целесообразно продлевать сроки использования ценных производителей и самок.

Иммунореактивность. Способность иммунной системы Свое­временно отвечать на проникновение инфекции называют иммунореактивностью. Реакция зависит от концентрации антител (иммуноглобулинов) и соотношения численности и связи меж­ду Т - и В-лимфоцитами.

Иммунореактивность зависит и от гормонального фона, например от кортикостероидов. На уровень реактивности ока­зывают влияние биоритмы. Факторами, нарушающими иммун­ную систему и иммунореактивность организма, являются раз­личного типа стрессы, неблагоприятные для организма факто­ры среды, которые нарушают необходимый иммунный гомеостаз.

Иммунные реакции организма на воздействия могут откло­няться от нормального ответа и проявлять иные, специфические реакции на антигены, чаще всего имеющие патологический ха­рактер. Так, например, известна повышенная чувствительность организма к разным антигенам, проявляющаяся в виде аллер­гии, которая часто протекает в острой патологической форме заболевания. Гиперчувствительность может проявляться в ви­де анафилаксии и анафилактического шока, которые вызывают опасные симптомы удушья, падения кровяного давления и др.

В противоположность перечисленным реакциям существует явление иммунологической толерантности* к антигенным фак­торам. Это, в частности, проявляется в отсутствии иммунного ответа материнского организма на антигены плода во время беременности, что спасает плод от его отторжения.

Существует и такая форма иммунного ответа, когда орга­низм начинает синтезировать антитела на антигены собствен­ного организма (аутоантитела), например к гормонам щито­видной железы, что приводит к серьезным нарушениям в об­мене веществ. У животных появление аутоантител может про­исходить в отношении своих гамет, что приводит к бесплодию.

В последнее десятилетие выявлен так называемый синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД), при котором иммун­ная система организма утрачивает свою защитную функцию под влиянием вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) и это приводит к неизбежной гибели людей. Борьба со СПИДом приобрела глобальный характер.

Генетическая обусловленность иммунной системы. Основная способность иммунной системы заключается в определении «своего» и «чужого» в организме. Ее реакция на «чужое» сво­дится к устранению его из организма.

Вещества, вызывающие иммунный ответ организма на «чу­жое», называют антигенами. Ими могут быть различные белки, полисахариды, микроорганизмы (бактерии и их токсины, ви­русы, грибы), аллергены (выделения растений или насекомых, комнатная пыль), антигены групп крови, трансплантационные антигены пересаживаемых тканей, чужеродные вещества дру­гих организмов.

Свойство антигенов вызывать иммунную реакцию организ­ма называется иммуногенностью. Каждый антиген вызывает специфическую реакцию организма в виде синтеза специфиче­ских веществ (антител), образуемых в организме, подвергну­том воздействию антигенов. Не имеют антигенных свойств ну­клеиновые кислоты, липиды (жиры, воск).

Антигенными свойствами обладают эритроциты. Набор ан­тигенов у эритроцитов имеет специфичность и индивидуаль­ность у каждого организма. Эта индивидуальность, то есть присущие организму группы крови, должна учитываться, если необходимо перелить кровь донора в организм реципиента. Если эритроцитарные антигены донора и реципиента несовмес­тимы, то переливание крови проводить нельзя, иначе произой­дут патологические процессы и даже гибель реципиента.

Реакция антиген — антитело специфична, что объясняется генетической специфичностью антител, соответствующих опре­деленному антигену. Реакция антиген — антитело может про­являться в виде агглютинации, преципитации, лизиса и др. Эти реакции используют для диагностики протекающего им­мунного ответа организма.

Генетические и физиологические особенности иммуноглобу­линов. Основным элементом иммунной системы являются ан­титела, синтезируемые иммунокомпетентными лимфоцитами в качестве реакции на антиген. С 1964 г. антитела принято назы­вать иммуноглобулинами (Ig). Выявлено пять различных классов: IgG, IgM, IgD, IgE, IgA. Иммуноглобулины представ­ляют собой белки сыворотки крови. В реакции антиген — ан­титело иммуноглобулины реагируют только с определенными антигенами; это обусловлено специфической аминокислотной последовательностью N-концевого участка их молекулы, что является результатом строения ДНК клеток, синтезирующих иммуноглобулины.

Иммуноглобулин G обнаружен в сыворотке крови и молози­ве жвачных. Он составляет около 75% от общего количества иммуноглобулинов. IgA составляет около 10% всех иммуногло­булинов сыворотки крови; он найден в большом количестве в пищеварительной системе и в молозиве.

Структура молекулы иммуноглобулинов независимо от типа иммунного ответа имеет ряд общих элементов. В нее вхо­дят две тяжелые полипептидные цепи Н (heary) и две легкие L (tight), которые короче цепей H. Эти полипептидные цепи соединяются между собой дисульфидными связями. Тяжелые H-цепи обладают антигенностью, и на них организм отвечает синтезом антител. В состав H-цепей входит 420 — 440 аминокис­лотных остатков. H-цепи входят в состав существующих 5 клас­сов иммуноглобулинов. Тяжелые цепи имеют обозначение для каждого класса иммуноглобулинов, а именно: γ для IgG, μ для IgM, α для IgA, δ для IgD, ε для IgE.

Концевая часть H - и L-цепей, несущая NHз-остатки, характеризуется большой изменчивостью по составу входящих ами­нокислот и обозначается символом V (variable). Эта вариа­бельная часть молекулы Ig обеспечивается генами локуса V, который определяет порядок размещения 97 аминокислот L-цепй, Противоположный конец молекулы имеет постоянный со­став по аминокислотам и обозначен буквой С (constant). Цепи L и H различаются не только по длине, но и по составу. Так, цепи L имеют четыре формы: λ1, λ2, λ3 и x — состоящие из 210 — 230 аминокислотных остатков. Эти цепи присущи всем пяти классам иммуноглобулинов,

Генетическая особенность и изменчивость молекул иммуно­глобулинов обусловлена структурой N-концевой части H- и L-цепей.

Другой концевой (С) участок цепей отличается постоянст­вом состава цепи по аминокислотам, V- и С-участки цепей ДНК кодируются разными генами трех хромосом. У мыши локусы H-цепи находятся в 12-й хромосоме; локус х L-цепи — в 6-й хромосоме, а локус λ L-цепи — в 16-й хромосоме.

Причиной большого разнообразия антител является сомати­ческое мутирование, разрывы и рекомбинации между локусами V- и С-генов, Следовательно, специфичность и разнообра­зие антител в иммунной системе обусловлены особенностями в структуре и функциях V- и С-частей тяжелых и легких цепей молекулы иммуноглобулина.

Биосинтез и генетика антител. В основе синтеза антител на первом этапе этого процесса лежит матричный механизм, обус­ловленный генной структурой ДНК и РНК ядер иммунокомпетентных лимфоцитов и генетическими особенностями ферментов.

Синтез H- и L-цепей Ig детерминирован одним С-геном, а разнообразие цепей определяется большим числом Y-генов, Каждый из двух С-генов H- и L-цепей сочетается с Y-геном и образует структуру, называемую цистроном. Цистрон является исходным генетическим элементом. Его генетическая информа­ция копируется однонитевой молекулой РНК, которая приобре­тает информационную генетическую функцию, преобразуясь в иРНК.

Информационная РНК переходит из ядра лимфоцита в его цитоплазму и на полирибосомы цитоплазмы. Начинается синтез полипептидных цепей. H- и L-цепи синтезируются на разных рибосомах. Продолжительность этого синтеза — около 30—90 с. После образования H- и L-полипептидные цепи со­единяются дисульфидными мостиками и происходит оконча­тельная сборка молекулы иммуноглобулина, включающая четырехцепочечную структуру. Образуется специфическое антите­ло, синтез которого был ответом организма на воздействие чу­жеродного антигена.

Скорость синтеза молекул Ig велика. Так, внутри одной клетки за одну секунду синтезируется около двух тысяч одина­ковых молекул.

Установлено, что особи одного вида различаются по скорости образования антител на один и тот же антиген. Такие раз­личия в скорости реакции биохимического процесса в иммуно-компетентных В - и Т-клетках обусловлены видовыми и индиви­дуальными генетическими особенностями каждой клетки. Это означает, что существует локус, определяющий степень экс­прессии гена в синтезе Ig, Этот локус назвали локусом иммунного ответа, который обозначен символом Ir.

Классы иммуноглобулинов Иммуноглобулины различаются по составу H-цепей и образуют пять классов, каждый из кото­рых имеет физико-химическую особенность и биологическую активность

Легкие цепи входят в состав всех пяти классов иммуногло­булинов. IgG наиболее распространен. Он обладает способно­стью проходить через плаценту и тем самым защищает разви­вающийся зародыш. Период полужизни IgG —21 день. Он бо­лее активен в присутствии комплемента и опсонореакции. IgM в процессе эволюции был филогенетически более ранним. В онтогенезе он также синтезируется раньше других иммуно­глобулинов (у плода и новорожденного синтезируется в основ­ном IgM), IgM находится преимущественно в плазме крови и в лимфе, период полужизни — 5,1 дня. Активируется в реакции агглютинации и лизиса в присутствии комплемента. Он не об­ладает способностью проникновения через плаценту. При ин­фекциях уровень IgM повышен. IgA содержится в сыворотке крови, слюне; типичен для слизистых оболочек и осуществляет местную защиту от инфекции, нейтрализует токсины. Он име­ет две формы: сывороточную и секреторную. Роль IgD доста­точно не установлена Возможно, он служит рецептором В-лимфоцитов IgE участвует в связывании антигенов на слизистых оболочках.

Синтез иммуноглобулинов начинается в онтогенезе в разные сроки. Так, синтез IgM обнаруживается на 10-й, а синтез IgG — c 11—12-й недели внутриутробного развития, но уровень его у плода ниже, чем у взрослых организмов.

Сельскохозяйственные животные имеют различия в наборе иммуноглобулинов. У крупного рогатого скота выявлен igG, подразделяемый на два подкласса: IgG1 и IgG2 с периодом по­лураспада 20—25 дней, — а также IgA и IgM. У овец и коз зарегистрированы три класса: IgG1, IgG2, IgG3; IgA; IgM. У свиней определены три класса: IgG; IgA; IgM.

У лошадей выявлены IgG, IgG(t), IgM, IgA(t),

Использование генетической обусловленности естественной резистентности в практике животноводства. Естественная резистентность, отражающая врожденный иммунитет, является прежде всего следствием видовой невосприимчивости живот­ных, которая формируется в процессе эволюции. Кроме этого, практика животноводства выявила породную и индивидуальную устойчивость некоторых домашних популяций или групп животных в отношении различных инфекций. При этом животные не заболевают даже в очаге массовой инфекции или пере­носят заболевание в легкой форме.

В основе видовых, породных и индивидуальных свойств ес­тественной резистентности у животных лежит их наследственная обусловленность, которая отражает генетические особен­ности организма. Повышение уровня естественной резистентности сельскохозяйственных животных может быть следствием целенаправленного отбора и подбора, способствующего распространению и закреплению в популяции желательных генотипов.

Способность животных проявлять повышенную резистентность становится важным селекционным признаком. Известно, что организация промышленных животноводческих комплексов сопровождается увеличением концентрации поголовья на срав­нительно малой территории. При этом может создаваться благоприятная ситуация для быстрого распространения инфекций (или инвазий). В условиях современной промышленной техно­логии животноводства повышенная резистентность животных приобретает особенно важное значение.

Сила и реакция иммунного ответа на антиген у разных особей данного вида различны и обусловлены индивидуальной наследственностью Передача особенностей иммунитета от родителей потомкам наследуется по законам Менделя и может быть охарактеризована популяционными параметрами, такими как коэффициенты корреляции, регрессии, наследуемости, если срав­нить показатели факторов иммунитета (естественной резистентности) между родственными животными. В этом направлении было проведено изучение наследуемости 12 показателей, характеризующих естественную резистентность у группы коров-матерей черно-пестрой породы и их дочерей в молозивно-молочный период онтогенеза (Меркурьева и сотр., 1986). Данные, получен­ные в процессе исследований, приведены в табл. 38.

Из представленных в табл. 38 данных о величине коэффициента насле­дуемости можно сделать вывод о том, что при проведении селекции в молочном стаде путем отбора более резистентных коров-матерей можно полу­чать более устойчивое к инфекциям потомство.

Для формирования иммунологического гомеостаза желате­лен такой тип нервной деятельности и поведения животных, который мог бы поддерживать требуемый гомеостаз и иммун­ную реактивность, обеспечивающую защиту организма от ин­фекционного воздействия и влияния неблагоприятных условий среды. Поэтому осуществление селекционой работы по созда­нию желательного типа высшей нервной деятельности и пове­дения способствует также и закреплению в породе, линиях или семействах естественной резистентности и иммунной защищен­ности.

Генетически обусловленная резистентность к болезням и устойчивость к неблагоприятным условиям среды должны стать элементом оценки животных и отражаться в планах пле­менной работы со стадом и породой. Разработка методов оценки генетической обусловленности резисгентности животных является важным разделом современной зоотехнии

Классификация наследственных патологических отклонений. Аномалии или болезни животных вызываются эндогенными (наследственность) и экзогенными (условия окружающей сре­ды) факторами. С учетом этих факторов выделяют три группы болезней и аномалий.

Первая группа болезней и аномалий вызывается мутацией генов одного или нескольких локусов с наследованием в виде простых менделевских закономерностей (аномалии, уродства, гемофилия и т. д ).

Вторая группа болезней обусловлена взаимодействием наследственности с факторами среды. Наследование их носит по­лигенный характер и находится под влиянием генов-модифика-горов. При этом признак характеризуется специфической пре­рывистостью его фенотипического проявления, получившей название порогового состояния признака, например резистент­ные — восприимчивые, выживающие — погибающие, больные — здоровые. Такое фенотипическое пороговое состояние признака наблюдается при определенном числе активных генов и их ку­мулятивном действии и имеет разную силу выраженности (экс­прессивности) или проявляется в виде пенетрантности, когда заболевание охватывает часть членов популяции.

Болезни третьей группы обусловлены воздействием неблагоприятных факторов среды. Такие заболевания протекают на фоне модификационной (ненаследственной) изменчивости, но при этом реакция разных особей на изменение условий будет неодинаковой, что зависит от генотипа конкретного организма. У животных известен ряд уродств, вызываемых условиями среды; их называют фенокопиями, так как фенотипически эта группа уродств или аномалий сходна с теми, что вызывают му­тации, изменяющие наследственность, но не передающиеся по­томству. Например, в птицеводстве при нарушении режима инкубации яиц наблюдаются уродства цыплят, подобные на­следственным.

Методы определения наследственной обусловленности ано­малий и болезней. Для определения наследственной обуслов­ленности зарегистрированной аномалии или заболевания ис­пользуют комплекс зоотехнических, генетических и ветеринар­ных методов.

Зоотехнический метод основывается на анализе родослов­ной животного, у которого обнаружено уродство или заболевание. Для этого в группе предков животного, братьев, сестер и боковых родственников устанавливают, была ли у кого-либо из них аналогичная патология или нет; выявляют связь обнару­женной патологии с определенным предком, послужившим ро­доначальником патологического эффекта; проводят оценку про­изводителей по фенотипу, родословной и по качеству потом­ства.

Генетические методы включают специальный подбор пар. на основе которого осуществляют анализирующее скрещивание и семейный анализ. К генетическим методам относят цитогенетическую характеристику кариотипа с целью выявления хромосомных аномалий. Применяют иммуногенетические методы, позволяющие оценить иммунную совместимость или ее отсутствие у родителей. Генетико-стагистический анализ популяции дает возможность установить степень гомо - и гетерозиготности локусов по аномальным генам, определить частоту летального аллеля и сделать прогноз вероятности его распространения.

Ветеринарные методы используют показатели клеточного и гуморального иммунитета, патологоанатомический анализ для суждения о патологии и аномалиях у конкретной особи или в обследуемой группе животных. Комплексный подход при выявлении наследственной обусловленности и типа наследования различных аномалий и болезней ставит задачу генетической диагностики, профилактики и разработку методов лечения или ослабления патогенетического эффекта наследственных болез­ней.

Основные типы аномалий и наследственных заболеваний. У сельскохозяйственных животных выявлено более 130 наслед­ственных аномалий и заболеваний, имеющих генетическое про­исхождение. Большая часть их затрагивает морфологическое строение, выражаясь в аномалиях скелета, кожи, головного мозга, органов зрения, пищеварении, мышечной ткани, половой и мочевыделительной систем, синтеза пигмента, в аномалии обмена веществ. К таким аномалиям и болезням относятся: водянка головного мозга, аномалии скелета, крипторхизм, гермафродитизм, катаракты, альбинизм, аномалия зубной системы, дисплазия центральной нервной системы (тремор, атаксия, эпилепсия, параличи), карликовость, дисплазия коленной чашечки и тазобедренного сустава, мышечная дистрофия, грыжа (пупочная, паховая, мошоночная) аномалии кровеносной системы и крови (гемофилия) заболевания щитовидной железы (зоб, микседема, гипертиреоз), диабет Созданы международная классификация и список летальных дефектов (по Стормонту и Визнеру) У крупного рогатого скота учтено 46 аномалий и заболеваний, у лошадей 10, у свиней 18, у овец 15, у кур 45, у индеек — шесть, у уток три, у голубей — три.

Полученные в различных опытах данные свидетельствуют о сходном действии ряда генов в организме животных разных видов, вызывающем одинаковые аномалии и болезни. Рецессивный характер наследования приводит к летальному или полулетальному исходу в эмбриональный или постэмбриональный периоды развития особи.

Селекция на устранение из популяции наследственных аномалий и дефектов менее сложна, чем на повышение естествен­ной резистентности, так как фенотипическое проявление анома­лий или уродств выявляется при гомозиготном состоянии рецес­сивного гена, обусловливающего патологию. Такую патологию легко обнаружить в стаде по фенотипическому проявлению аномалий, которые отмечают в редких случаях. Для предотвра­щения дальнейшего распространения аномалий в поколениях проводят выбраковку животных, проявляющих уродство, или их родителей, через которых они передаются, в результате чего популяция очищается от носителей генетической патологии.

Исследования по изучению аномалий и уродств проведены А И Жигачевым на десяти племпредприятиях, разводящих молочный скот, в ряде зон и областей РСФСР, с использованием фенотипического описания животных, кариотипического исследования, анализа родословных и популяционного анализа (1986). Установлено, что средняя частота встречаемости аномалии невысокая (1,15% — в костромской породе), но у сычевского и симменталь­ского скота встречаемость транслокаций достигает 8,2 — 26,66%.

Анализ спектра аномалий и динамики в их частоте указывает на наличие генетического груза, установленного в процессе мониторинга по поколениям и по календарным отрезкам. Исследование показало необ­ходимость цитогенетической аттестации животных и проведения семейного и общепопуляционного анализа в породах и стадах для планирования мер, пресекающих распространение аномалий.

У крупного рогатого скота выявлены следующие аномалии: доминантные — ахондроплазия (бульдоговидные телята); рецессивные — бесшерстность телят (летальный исход), отсутствие конечностей, укорочение позвоночника (мертворождение), об­щая водянка, анкилоз суставов, смещение зубов (летальный исход), атрезия (отсутствие) ануса, мозговая грыжа, укороче­ние или отсутствие нижней челюсти, гидроцефалия, врожденные судороги (летальный исход), удлинение срока стельности на 20 — 90 дней (мертворождение) и на 80 — 100 дней (извлечение плода хирургическим путем), дисфункция щитовидной железы (гибель через две недели после рождения), гиперемия кожи и слизистых оболочек, выкидыши.

У крупного рогатого скота сцепленные с полом доминант­ные признаки, имеющие летальный характер, приводят к гибели бычков, отсутствию у них зубов, волосяного покрова, к недо­развитию передней доли гипофиза. Действие доминантных генов при их неполной пенетрантности сопровождается аномали­ей черепа и гибелью животного.

У свиней выявлены рецессивные (мозговая грыжа, отсутст­вие ануса, недоразвитие ушных раковин, уродство или паралич конечностей, водянка мозга, микседема, выпадение прямой киш­ки) и доминантные аномалии (порфирия — красно-коричневая окраска костей и зубов, гемофилия, желтуха новорожденных).

У овец зарегистрированы аномалии, обусловленные рецес­сивным действием генов: мышечная контрактура и мертворожденность, недоразвитость ушной раковины, паралич задних ко­нечностей, деформация скелета, грыжи, отсутствие фаланг, летальная серая окраска шерсти у каракульских овец, карликовость, патологическая светочувствительность, мышечная дист­рофия, приводящая к гибели вскоре после рождения, отсутствие нижней челюсти и непроходимость пищевода, отсутствие ануса.

У лошадей рецессивные аномалии выражаются в виде непро­ходимости ободочной кишки; дефектов эпителия кожи; искрив­ления грудных конечностей; мозжечковой атаксии (опрокиды­вание на спину, паралич и гибель на 5—6-й день); отсутствия глазного яблока, грудных конечностей; пупочной грыжи; ис­кривления шеи.

Подробный материал по аномалиям и болезням собак приведен в книге R. Robinson (1982), в которой дается их генетичес­кий анализ. Даны перечень и характеристика 57 заболеваний и аномалий, в том числе 15 — с доминантным проявлением. Выяв­лено большое разнообразие заболеваний, затрагивающих раз­личные системы жизненно важных органов и систем. К числу доминантных патологий относятся катаракта, дисплазия бедра, гемофилия, бесшерстность, лимфоотек, микрофтальмия.