التنمية المستدامة للإنتاج- الجزء الثاني

Astonishing Synchronization :: التزامن الشديد . وتسبب أيضا حمي عند ثبات درجة الحرارة، IL-1 تبني وتزيد إنتاجTNF * • TNF steps up production of IL-1, it also causes fever in homeotherms

.( سيتوكينز )خلوياIL-1 ، TNF *

• TNF and IL-1 are cytokines (cellular).

Helper T ينبه خاليا/ تسبب أيضا حمي باالضافة الى تكوين عناقيد خاليا مناعية ويحفزIL-1 *

.IL – 2 لتحرير

• IL-1 also causes fever but additionally forms immune cell clusters and

stimulates the helper T cell to release IL-2

. لتحرير جاما انترفيون وبالتالي ينشط الخاليا البالعةT يدفع خالياIL-2 * • IL-2 causes T cells to release gamma interferon which, in-turn,

activates macrophages

. القاتلة للتضاعفT أخري وخالياT يوجه خالياIL-2 * • IL-2 also instructs other helper T cells and“ killer” T cells to multiply.

١٣٢

Immune Response in Fish :: إستجابة المناعة فى الأسماك

•

•

•

•

•

•

•

تقريبا من االنتاج العالمى للحيوانات%٢٥ *تمثل االسماك ذات الزعانف واالسماك المحارية حوالى

.المائية

Cultured finfish and shellfish account for approximately 25% of world

aquatic animal production.

* زيادة كثافة االستزراع السمكى تؤدي الى تدهور بيئة االستزراع وتؤدي الى زيادة اصابة االسماك

.باالمراض

With intensification comes a deterioration in culture environment, leading to

increased incidence of disease.

.* تؤثر نوعية الماء الرديئة على الجهاز المناعى فى االسماك تأثيرا سلبيا Poor water quality affects the fish immune system in a negative way.

. هى القدرة الوراثية لمقاومة العدوى المرضيةStatus of being immune *حالة المناعة The status of being immune is “an inherited ability to resist infection”

(Shoemaker et al., 2000).

. مع االستجابة التالية والذاكرة فى الفقارياتForeign agent * التعرف على العامل الغريب I.e., recognition of“ non-self” or a foreign agent, with subsequent response

and memory in vertebrates.

.* تعتبر االسماك من اكثر الفقاريات االولية ولكن يجب تطوير جهازها المناعى من اجل الوقاية Fish are the most primitive vertebrates, but had to develop an immune system

for protection.

* االستنثناء الوحيد هو انواع اسماك المياة الباردة وذلك بسبب وقت التوالد البكتيرى المنخفض عند درجات

.الحرارة االقل

the only exception was cold water species :due to low bacterial generation

time at lower temperatures.

١٣٤

•

•

•

•

•

•

وكذلك التى تعيش فى البيئات الدافئة تحتاج الىSchooling * االسماك التى تعيش تحت ظروف التعليم

.إستجابة متطورة عالية

those living under schooling conditions and in warm environments needed a

highly developed response.

جزيئات فيروسية وبكتريا وفطر وسموم: * جميع المسببات المرضية فى االسماك تحتوى على أنتيجات

. وطفليات حيوانية

all fish pathogens contain antigens : viral particles, bacteria, fungi, toxins and

animal parasites.

Immune response in fish includes : : تتضمن إستجابة المناعة فى الأسماك ما يلى expansion of cells for the immune response. تمدد استطالة الخاليا من اجل االستجابة.المناعية .( والجزيئات )على سبيل المثال االجسام المضادةregulatory substances expression تعبير الخالياexpression of the cells and molecules (e.g., antibody).

the coordination of the response by regulatory substances.

. تنسيق

* االستجابة بواسطة مواد منظمة

.* دراسة مناعة االسماك ومقاومة االمراض تعتبر نسبية لصغار السن بالمقارنة مع الثدييات Study of fish immunity and disease resistance is relatively young compared

to mammals.

* العمل قديما كان عن طريق المقارنة ولكن حاليا يتم التركيز على تفهم كيفية استجابة الجهاز المناعى .للعوامل الغريبة او وجود مقاومة فطرية نتجت عن طريق برامج التربية Early work was largely comparative, now focuses on understanding how immune system responds to foreign agents or how innate resistance can be

selected for by breeding programs.

١٣٥

Immune Tissues and Organs: : الأنسجة والأعضاء المناعية .* يعتبر الكبد والطحال والكليتان والثيموس من اهم اعضاء المناعة • Most important immunocompetent organs :thymus ,kidney (head,

trunk), spleen and liver.

.* االنسجة المناعية فى هذة االعضاء لم تحدد جيدا • Immune tissues in these organs not well defined (Manning, 1994).

.(helpers and killers) T * غدة الثيموس تطور الخاليا اللمفاوية • Thymus: develops T-lymphocytes (helpers, killers ;similar to other

vert’s) indirect evidence.

blood cell * الكليتان هامتان وضروريتان فى كال من المناعة وتميز خاليا الدم

: حيثdifferentiation

• Kidney: important in both immunity and hematopoiesis ,site of blood

cell differentiation

. تتم استجابة المناعة المبكرة بواسطة الكليتان- Early immune response handled by entire kidney.

مع البلوغ الجنسى يستفاد من الجزء االمامى فى استجابة المناعة بينما يستفاد الجزء الخلفى فى.ترشيح الدم واالنشطة البولية - With maturity ,anterior used for immune response; posterior for blood

filtration, urinary activities.

ويتم إصطياد الأنتيجينات أو تتعرض لتداخل الخاليا،* يتدفق تيار الدم ببطء خالل الكليتان

.والخاليا البالعة والخاليا الليمفاوية

• Kidney (cont):

- blood flows slowly through kidney and antigens are “trapped” or exposed to reticular cells, macrophages, lymphocytes - Anterior is where “memory” occurs (Secombs et al., 1982).

* يحتل الطحال المرتبة الثانية بعد الكليتان ويستفاد منة فى التفاعل المناعى وتكوين خاليا الدم .macrophages ويحتوى على الخاليا اللمفاوية والخاليا البالعة • Spleen :secondary to kidney, involved in immune reactivity and blood cell formation, contains lymphocytes and macrophages .* يستفاد من الكبد فى انتاج مكونات مكملة ضرورية فى المقاومة • Liver :could be involved in production of components of the complement cascade, important in resistance; not real clear : من الموانع الطبيعية التى لها جزيئات ذات تأثيرات مناعيةskin والجلدMucus * المخاط ( أميونوجلوبيوليناتAb) اجسام مضادة طبيعية،complement مكمالت،lysozyme ليسوذيم

.(Ig)

.* اجسام مضادة معينة

• Mucus and skin: natural barriers, has molecules with immune

actions:

- Lysozyme.

١٣٦

- Complement.

- Natural antibodies (Ab) and immunoglobulins (Ig).

- Specific antibodies tentatively reported in mucus of Ictalurus punctatus (Lobb, 1987); Oncorhyncus mykiss (St. Louis-Cormier et al., 1984).

- Zilberg and Klesius, 1997) showed mucus immunoglobulin elevated in I .

punctatus after exposure to bacteria.

Natural Immunity and Disease Resistance : المناعة الطبيعية ومقاومة الامراض 1) Non-specific immune cells : : ( خلايا مناعية غير متخصصة١)

.macrophages ونسيج خاليا بالعةMonocytes * خاليا احادية . خاليا اولية فى المراحل االولى لأللتهاب: Neutrophils * خاليا متعادلة يلتحم مع الخالياrecesptor تستخدم مستقبل: Natural Killer Cells * خاليا قاتلة طبيعية .المستهدفة ويحللهم وهى هامة فى المناعة الفيروسية والطفيلية • Monocytes and tissue macrophages : most important cells in immune response ,produce cytokines) Clem et al., 1985 ,(primary cells involved in phagocytosis and first killing of pathogens upon first recognition and subsequent infection (Shoemaker et al.,1997).

• Neutrophils: primary cells in early stages of inflammation) Manning, 1994 ,(neutrophils produce cytokines to recruit immune cells to damaged or infected area ;neutrophils are phagocytic in I .Punctatus ,kill bacteria by

extracellular mechanisms

• Natural killer cells: use receptor binding to target cells and lyse them;

important in parasitic and viral immunity

: معظم بدايات ميكانيكيات الدفاع تحدث فى مراحل: Phagocytosis ( خاليا بالعة٢)

)مباشرة( أو كيموكينيز )غير مباشرة( الخاليا البالعةchemotaxis حركة بواسطة. من أجل االستجابة للشىء الغريبphagocyties . Lectins عن طريق الليكتيناتAttachment االتصال.( )حركة بسيطة الى الخاليا البالعة. العامل الغريبEngulfment ابتالع، منخفضpH : ( ميكانيكيات مستقلة عن الأكسوجين١) :digestion والهضمkilling القتل.( ميكانيكات تعتمد على الأكسجين٢) .هيدرولتيك/ انزيمات أتولتيك،ايزوذيم 2) Phagocytosis :most primitive of defense mechanisms, occurs in

stages

• Movement by chemotaxis (directional) or chemokinesis (non-d) of

phagocytes in response to foreign object.

• Attachment via lectins

• Engulfment of the foreign agent (simple movement into the phagocyte).

• Killing and digestion

- Oxygen-independent mechanisms: low pH ,lysozyme ,lactoferrin ,

oteolytic/hydrolytic enzymes.

١٣٧

- Oxygen dependent mechanisms.

3) Nonspecific Humoral Molecules:

Molecule الجزيئ

Lectins

ليكتينات

•

•

•

•

Composition التركيب

:( جزيئات دموية غير متخصصة٣)

Mode of Action طريقة التأثير

بروتينات مرتبطة بسكر

sugar-binding

التلازن/التعرف والترسيب والتغرية

Recognition ,precipitation,

agglutination

Lytic enzymes

إنزيمات ليتك

..... ليسوذيم محفزات بروتين ليزوذيم

الخ

Catalytic proteins lysozyme,

etc.

. الإنحلال،نشاط مضاد للبكتريا

Hemolytic and antibacterial activity

لاكتوفيرين/ ترانسفيرين

Transferrin/lactoferrin

Glycoprotein

سيريوبلازمين

Ceruloplasmin

بروتين المرحلة الحرجة

Acute-phase protein

Copper binding

النحاس

بروتين نشط

C-reactive protein

بروتين المرحلة الحرجة

Acute-phase protein

Activation of complement

Interferon انترفيرون

Protein

Specific

proteins

جليكوبروتين

بروتين

Iron binding

الاتحاد مع الحديد

الإتحاد مع

تنشيط المكمل

مقاومة العدوى الفيروسية

Resistance to viral infection

: Natural Immunity and Disease Resisteince المناعة ومقاومة المرض هى إنزيمات مضادة للبكتريا تعمل على تفسخ رابطةLytic enzymes * إنزيمات تحلل الخاليا . مركب استيل جلوكوز امين فى جدر الخاليا البكتيرية، لمركب أستيل ميوراميك٤ ، ١ بيتا Gram - positive يعمل على البكتريا الموجبة لصبغة جرامLysozyme * إنزيم ليسوذيم

. وتكمل على السالبة لجرام،bacteria

: عبارة عن بروتينات سيرم الدمAcute - phase proteins * بروتينات المرحلة الحرجة مسؤل عن االتحاد بعنصر النحاس وعادة ما يتولد نتيجةceruloplasmin السيريوبالذمين

Stress لألجهاد

.C-reactive proteins * تؤثر التغذية ايضا على مستويات بروتين Lytic enzymes are antibacterial molecules that cleave the β 1,4 linkages n-acetyl muramic and n-acetyl glucosamine in bacterial cell walls.

Lysozyme (another enzyme) works on Gram-positive bacteria,

complement on Gram-negative.

Acute-phase proteins are serum proteins: ceruloplasmin responsible for binding of copper, usually generated as the result of stress.

Nutrition also influences levels of C-reactive protein.

+ بروتين سيرم مختلفة٢٠ او اكثر من٢٠ يتكون المكمل من: Complement ( المكمل٤)

جليكوبروتينات لها وظيفة إنزيمية وعادة ما تسمى المكمل بهذا االسم النة عبارة عن مادة بيولوجية

.مكملة لتأثير الجسم المضاد

١٣٨

Complement " * االجسام المضادة تنشط سلسلة من التفاعالت فى السيرم والتى تعرف

." Cascade

* يتداخل المكمل اما مع جسم مضاد معين او انة يؤثر على سطح جزيئات البكتريا والفيروسات

. وكال المسارين يحدث فى السمك،والطفيليات

ويشاركimmune complexes يوضح جزيئات االنتجين والمعقدات المناعية:action * التأثير

.phagoctosis فى االلتهاب واالبتالع

4)

Complement:consists of 20 or more chemically different serum proteins + glycoproteins having enzyme function.

•

originally named “complement” because it was considered a biological substance complementing the action of antibody

•

Instead, antibodies actually activate a series of reactions in serum known

as the “complement cascade.”

•

interacts with either a specific antibody, or acts non-specifically on surface molecules of bacteria, viruses and parasites; both pathways exist in

fish (Sakai, 1992)

•

Action: clears antigenic molecules, immune complexes, participates in

inflammation and phagocytosis.

: Humoral Immunity in Fish المناعة الدموية السائلة فى االسماك

.* الجسم المضاد يستجيب لالنتجينات الغريبة

B )خاليا جلوبين المناعية الموجبة السطحية( الشبيهة فى تركيبها بخالياB * تمتلك االسماك خاليا

.الموجود فى الثدييات

للتعرف علىRECEPTOR يفيد كمستقبلB لخالياIgM * سطح هيموجلوبيولين المناعة .االنتيجين ويكون بنفس التخصص مثل جزئى الجسم المضاد الذى سوف يتم انتاجة حيث تمتلك االسماك ذاكرة المناعةCrustaceans * تختلف المناعة فى الأسماك عن القشريات معIgM * تستخدم كل من استجابة الذاكرة والإستجابة الأولية نفس جزئ هيموجلوبيولين المناعة

.(ثمانية مواضع انتجين )منشط فعال للمكمل

•

Defined: the antibody response to foreign antigens.

•

Fish posses B-cells (surface immunoglobulin-positive cells), similar to

mammals in structure.

•

Surface IgM of B-cells serves as receptor for antigen recognition and is of same specificity as the antibody molecule that will be produced

(Janeway and Travers, 1994).

•

Unlike crustaceans, fish possess immunologic memory (Arkoosh and

Kaattari, 1991).

•

Their primary and memory response both use the same IgM molecule, with eight antigen binding sites, a potent activator of complement.

١٣٩

•

•

•

•

•

: Cell - Mediated Immunity in Fish المناعة الخلوية الوسيطة فى االسماك .( البكتريا والفيروس والطفيليات: * استخدمت للتخلص من المسببات المرضية داخل الخاليا )مثل مع المعروض المتتالى لالنتيجين الذىforeign invader * إعتمادا على احتكاك الغازى الغريب I or II) Magor histcompatability Complex لة نفس المعقد الرئيسى المنسجم هستولوجيا

. المساعدةT ( لخالياMHC

فإن السيتوكنيز الناتج ينشط خاليا التأثير )خاليا، السيتوكنيز،T-helper * مجرد تنبية خاليا

.ليمفاوية سيتوتوكيز( او الخاليا البالعة

، الخاليا المذكورة سابقا وتجدد خاليا جديدة للمنطقة وتنشطهاCytokines * تنبة السيتوكينات

.وتعمل جيدا ضد البكتريا

Used to eliminate intracellular pathogens (e.g., bacteria, virus,

parasites).

Relies on contact of the foreign invader with the subsequent presentation of an antigen having the same major histocompatability complex(MHC I

or II) to T-helper cells (REM?).

Once T-helper cells are stimulated, the produce cytokines that result in stimulation of effector cells (cytotoxic lymphocytes) or macrophages.

Cytokines stimulate aforementioned cells and also recruit new cells to

the area, activate them.

Work quite well against bacteria, important against Edwardsiella ictaluri

(Shoemaker, et al., 1999).

العوامل المؤثرة على مقاومة المرض وإستجابة المناعة لألسماك Factors Influencing Disease Resistance and Immune Response of Fish1

General عامة

Genetics جينات

.ربما تظهر الافراد المستقلة فروق فى المقاومة الفطرية والمناعة المكتسبة Individuals may exhibit differences in innate resistance and acquired

immunity

Environment البيئة

Stress

الاجهاد

Nutrition

Fish

Pathogen

Specific خاصة

Temperature, season, photoperiod

. فترة الاضاءة, فصول السنة, درجة الحرارة

. دورات التربية, التدوال والنقل, التلوث وكثافة الاسماك, نوعية المياه وكميتة Water quality, pollution, density, handling and transport, breeding cycles

التغذية

السمك

المسبب المرضى

العوامل المضادة للتغذية فى, استخدام محفزات مناعية, العناصر الغذائية المتاحة, نوعية وكمية العلف

.الاعلاف

Feed quality and quantity, nutrient availability, use of immunostimulants,

antinutritional factors in feeds

Age, species or strains, individuals

. الافراد المستقلة, النوع او السلالة, العمر

. فيروس( وشدته, بكتريا, النوع ) طفيل, مستويات التعرض Exposure levels, type (parasite, bacterial, viral), virulence

1

From Shoemaker et al.,2001. Immunity and disease resistance in fish. In: Nutrition and Fish Health (Ed.: Lim, C., Webster, C.D.). Food Products Press, NY. Pgs 149-162.

١٤٠

العوامل المؤثرة على استجابة المناعة :درجة الحرارة Factors Affecting Immune Response Temperatase:

* درجة حرارة جسم السمكة فى فترة الراحه تكون قريبة من درجة الحرارة المحيطة.

* وقت توالد المسبب المرضى يتوقف على درجة الحرارة.

* االسماك التى تعيش فى درجات حرارة باردة لها احتياج اقل لإلستجابة المناعية.

* اسماك المياة الباردة التنتج جلوبيولينات المناعة .immunoglobulins * استجابة المناعة تكون بطيئة عند درجات الحرارة الباردة )حتى ٢٨يوم(.

Resting fish body temperature is near ambient.

pathogen generation time is temperature dependent.

fishes living in cold temperatures have little need for an immune

response.

coldwater fishes do not produce immunoglobulins.

immune response slower at cold temperatures (up to 28 days!).

العوامل المؤثرة على استجابة المناعة :العمر : Factors Affecting Immune Response: age * المناعة الكافية تتطور ببطئ نسبيا فى الحيوانات.

* تحصل الثدييات على االجسام المضادة من خالل لبن االم حتى ٦اسابيع وهذة الحالة غير

موجودة فى االسماك.

* اسماك التروتة القزحية تكون فى مناعة كافية عند عمر مبكر )وزن ٠,٣جرام(.

* الأهمية :إكتساب المناعة لدى االسماك الصغيرة جدا يكون عمليا.

Immune competency develops relatively slowly in animals.

mammals obtain antibodies through mother’s milk for up to six weeks

not the case with fish.

rainbow trout are found to be immune competent at an early age (0.3g).

significance: immunization of very young fish is practical.

المناعة السلبية :التحصين : Passive Immunity : Vaccination * معظم المواد المناعية المتطورة في االسماك كانت بكتيرية ،وهذه تقتل ،وتعلق خالياها الكاملة

من البكتيريا المسببة للمرض.

* توجد بعض الفاكسينات الفيروسية العملية )مثل الفاكسينات :ل .(CCV * ربما تعطى الفاكسينات عن طريق حقن السالالت الفيروسية.

* اكتساب المناعة ضد طفليات الحيوان ربما تكون ممكنة.

Most immunizing substances developed for fish have been bacterins.

these are killed, whole-cell suspensions of pathogenic bacteria.

some practical viral vaccines exist (e.g., for CCV).

probably will take place through injection of avirulent viral strains.

immunization against animal parasites might also eventually be possible.

فترة دوام المناعة الكمية : Duration of Passive Immunity * االستجابة المناعية "النمطية" تكون ذات فترة قصيرة ويعتمد ذلك على درجة الحرارة البيئة.

* االستجابة االولية بالحقن تكون عادة فى حدود اسابيع قليلة.

١٤١

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•