ภูมิคุ้มกันในน้ำนมเหลือง

ภูมิคุ้มกันในน้ำนมเหลือง

อ.น.สพ.ดร.มานะกร สุขมาก

ภาควิชาเวชศาสตร์และทรัพยากรการผลิตสัตว์

คณะสัตวแพทยศาสตร์ ม.เกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน จ.นครปฐม

 

        ระบบภูมิคุ้มกันในนมน้ำเหลืองมีความแตกต่างกันในสัตว์แต่ละชนิดโดยขึ้นอยู่กับโครงสร้างของรก ซึ่งมีผลต่อความสามารถในการเคลื่อนผ่านของภูมิคุ้มกันจากแม่ผ่านรกไปยังลูก ซึ่งในสุกรและสัตว์บางชนิดไม่สามารถถ่ายทอดผ่านรกได้ ดังนั้นลูกสุกรจะได้รับระบบภูมิคุ้มกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งอิมมูโนโกลบูลินผ่านทางนมน้ำเหลืองเท่านั้น และเป็นองค์ประกอบสำคัญในการปกป้องเชื้อโรคในลูกสุกร

        นอกจากอิมมูโนโกลบูลินแล้วในนมน้ำเหลืองยังมีเม็ดเลือดขาวจากแม่สุกรที่ถูกดูดซึมโดยทางเดินอาหารของลูกสุกรมีบทบาทในการสร้างระบบภูมิคุ้มกัน

        อิมนูโนโกลบูลิน (immunoglobulin หรือ lg) เป็นไกลโคโปรตีน ที่พบได้ในเลือดและสารคัดหลั่งต่างๆ ในร่างกาย เป็นสารที่ทำหน้าที่เป็นภูมิต้านทานในเลือด (แอนติเจน) สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ชนิด ได้แก่ lgG, lgM, lgA, lagA และ lgD โดยอิมมูโนโกลบูลิน เหล่านี้ถูกผลิตมาจากเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิด “บี ลิมโฟชัยท์” ในร่างกายของเราจะมีเม็ดเลือดขาวชนิด บี ลิมโฟชัยท์ อยู่เป็นจำนวนมหาศาล ซึ่งในทางทฤษฎีแต่ละเซลล์ล้วนแต่สร้างอิมมูโนโกลบูลินที่แตกต่างกันออกไป (มีโอกาสน้อยมากๆ ที่จะเจอ บี ลิมโฟชัยท์ที่สร้าง อิมมูโนโกลบูลินเหมือนกัน) ทำให้ร่างกายเรามีความสามารถในการต่อต้านสิ่งแปลกปลอมได้อย่างหลากหลาย

        อิมมูโนโกลบูลินบางส่วนจะอยู่บนผิวเซลล์ของบี ลิมโฟชัยท์ เราจะเรียก อิมมูโนโกลบูลินชนิดนี้ว่า “surface lg หรือ slg” โดย อิมบูโนโกลบูลินเหล่านี้ทำหน้าที่เสมือนเป็นทหารคอยตรวจจับสิ่งแปลกปลอม (ที่จำเพาะต่อ อิมมูโนโกลบูลินนั้นๆ) เมื่อพบสิ่งแปลกปลอมที่จำเพาะก็จะไปกระตุ้นให้ บี ลิมโฟชัยท์เซลล์นั้น แบ่งตัวเพิ่มจำนวนกลายเป็นเม็ดเลือดขาวอีกชนิดที่เรียกว่า “พลาสมาเซลล์” ซึ่งพลาสมาเซลล์ทำหน้าสร้างอิมมูโนโกลบูลินอีกชนิดที่มีหน้าที่เป็นภูมิต้านทานในเลือด หรือ “แอนติบดี”

        นอกจากนี้พลาสมาเซลล์บางส่วนเปลี่ยนแปลงตนเองไปเป็นเซลล์กลุ่มที่เรียกว่า “เมมโมรี่เซลล์” ซึ่งจะมีบทบาทในการจดจำสิ่งแปลกปลอม โดยเซลล์ชนิดนี้มีอายุยืนยาวและพร้อมที่จะกระตุ้นเพื่อสร้างแอนติบอดีต่อต้านสิ่งแปลกปลอมเดิมหากได้รับเข้ามาอีกในอนาคต แอนติบอดีที่ถูกสร้างและล่องลอยอยู่ในกระแสเลือดจะไปจับ กับสิ่งแปลกปลอม และทำให้เกิดกระบวนการต่างๆ ตามมา เช่น ล้อมจับแล้วทำให้เชื้อโรคไม่สามารถเข้าสู่ภายในเซลล์ได้ หรือล้อมจับและเหนียวนำให้เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดแมคโครฟาจ (macrophage) มาจับกินอย่างไรก็ตามในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันต่อสิ่งแปลกปลอมไม่ได้ มีเพียงเม็ดเลือดขาวชนิด บี ลิมโฟชัยท์เท่านั้นที่ทำงาน ยังมี “ที ลิมโฟชัยท์” ที่จะทำงานควบคู่กันไปเสมอ

        เป็นที่ทราบกันดีว่าในนมน้ำเหลืองและน้ำนมนั้นอุดมไปด้วยอิมมูโนโกลบูลิน ซึ่งมีอิทธิพลอย่างยิ่งในการต่อต้านสิ่งแปลกปลอมในลูกสัตว์แรกคลอด โดยพบ lgM, lgA และ lgG เป็นส่วนมาก การถ่ายทอดอิมมูโนโกลบูลินนั้นมีการถ่ายทอดมายังลูกแตกต่างกันตามชนิดของสัตว์ ซึ่งในสุกรมีการถ่ายทอดผ่านทางสิ่งคัดหลั่งจากเต้านม เช่นเดียวกันกับโค ม้า และแพะ โดย lgM เป็นอิมมูโนโกลบูลินชนิดแรกที่ถูกสร้างขึ้น เมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย lgA เป็นอิมมูโนโกลบูลินหลักที่พบตามเยื่อบุและสิ่งคัดหลั่ง ในขณะที่ lgG เป็นอิมมูโนโกลบูลินที่มากที่สุดในน้ำนม และนมน้ำเหลือง

        ภาพที่ 1  แสดงสัดส่วนของปริมาณอิมมูโนโกลบูลินแต่ละชนิดที่พบได้ในนมน้ำเหลือง (วงกลมวงนอก) และน้ำนม (วงกลมวงใน) โดยขนาดของวงกลมบ่งบอกถึงความเข้มข้นของอิมมูโนโกลบูลินที่วัดได้จากนมทั้งสองชนิดซึ่งจะเห็นได้ว่านมน้ำเหลืองมีความเข้มข้นที่มากกว่า ในนมน้ำเหลืองในสุกรนั้นจะเห็นได้ว่ามีปริมาณของ lgG มากที่สุด รองลงมาเป็น lgA และ lgM ตามลำดับ ในขณะที่ในน้ำนมจะมีปริมาณของ lgA มากที่สุดและตามทมาด้วย lgG และ lgM

ที่มา : Hurtey et at., 2011

         

        ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงที่มาของอิมมูโนโกลบูลินแต่ละชนิด lgG ซึ่งเป็นอิมมูโนโกลบูลิน หลักที่พบได้ในนมน้ำเหลือง lgG ที่พบในน้ำนมนั้นมาจากสองแหล่งหลักๆ ด้วยกัน ได้แก่ จากซีรั่มซึ่งเป็นแหล่งหลัก และผลิตจากพลาสมาเซลล์ที่อาศัยอยู่บริเวณเนื้อเยื่อเต้านมเป็นแหล่งรอง โดยคาดการณ์กันว่า lgG นั้นถูกส่งผ่านทางเซลล์เยื่อบุของเต้านมออกมาสู่น้ำนมซึ่งมีการศึกษาอย่างละเอียดในโค สำหรับในสุกรมีการค้นพบรีเซปเตอร์ดังกล่าวในเต้านมเช่นกัน แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาโดยละเอียดถึงการทำงานของรีเซปเตอร์นี้ในสุกร

        ภาพที่ 2  แสดงสมมติฐานของกระบวนการขนส่ง lgG จากซีรั่มออกนอกหลอดเลือดโดยอาศัยการทำงานของรีเซปเตอร์ FcRn โดย lgG จะถูกดูดซึมเข้าสู่ภายในเซลล์เยื่อบุหลอดเลือด (ภายใน endosome) เมื่อ lgG จับกับ FcRn จะเกิดกระบวนการขนส่ง lgG ออกสู่นอกเซลล์ (ในกรณีนมน้ำเหลืองหรือน้ำนมก็จะเข้าสู่ระบบการสร้างน้ำมนต่อไป) หาก lgG ไม่ได้ทำปฏิกิริยากับ FcRn ก็จะถูกทำลายโดยเอนไซม์ภายในเซลล์

ที่มา :Cervenak, 2009

 

        สำหรับ lgM และ lgA ในน้ำนมและนมน้ำเหลืองนั้น มักพบอยู่ในรูปของ secretory lgM และ lgA หรือ slgA ซึ่งส่วนมากถูกผลิตโดยพลาสมาเซลล์ที่อยู่อาศัยในเนื้อเยื่อเต้านม พลาสมาเซลล์เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากเนื้อเยื่อเต้านม พลาสมาเซลล์เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากเนื้อเยื่อน้ำเหลืองที่อยู่ในระบบของเยื่อบุชุ่ม (Mucosa-associated lymphoid tissue) หรือ “MALT” ซึ่งเปรียบเสมือนที่อยู่อาศัยของเหล่าเซลล์เม็ดเลือดขาว อาทิเช่น เนื้อเยื่อน้ำเหลืองในระบบทางเดินอาหาร หรือ “GALT (Gut-associated lymphoid tissue)” ซึ่งตอบสนองต่อเชื้อโรคในบริเวณทางเดินอาหาร และเนื้อเยื่อน้ำเหลืองในบริเวณทางเดินหายใจ หรือ “NALT (Nasophrynx-associated lymphoid tissue)” ซึ่งตอบสนองต่อเชื้อโรคในทางเดินหายใจ เมื่อมีเชื้อโรคเข้าสู่ร่างกายตามตำแหน่งต่างๆ ดังกล่าวพลาสมาเซลล์ที่ถูกกระตุ้นให้ทำงานเหล่านี้บางส่วนจะเคลื่อนที่ออกจาก MALT ชนิดต่างๆ และไปอาศัยอยู่ ณ เนื้อเยื่อต่างๆ รวมทั้งเนื้อเยื่อเต้านม และทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างภูมิต้านทานที่เกิดขึ้นในแม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่แม่ได้รับเชื้อโรคทางเดินอาหารหรือทางเดินหายใจ

 

        ภาพที่ 3  แสดงความสัมพันธ์ระหว่างภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นในแม่สู่ลูกมนุษย์โดยอาศัยตัวกลางคือพลาสมาเซลล์ เมื่อแม่ได้รับเชื้อโรค เนื้อเยื่อน้ำเหลืองบริเวณนั้นๆ เช่น ทางเดินหายใจ (NALT) และทางเดินอาหาร (GALT) จะตอบสนองและมีการเคลื่อนไหวที่ของพลาสมาเซลล์ (เซลล์วงกลมสีเขียว) จากเนื้อเยื่อน้ำเหลือง เข้าสู่ต่อมน้ำเหลือง (mesenteric lymph node) ผ่านกระแสเลือด (peripheral blood) และไปอาศัยอยู่ตามเยื่อบุบริเวณต่างๆ รวมทั้งเต้านม เพื่อผลิต SlgA และ SigM เมื่อลูกดื่มนมก็จะได้รับภูมิต้านทานที่จำเพาะต่อเชื้อโรคจากแม่ และสามารถปกป้องตนเองจากเชื้อโรคในทางเดินหายใจ และทางเดินอาหารได้เช่นกัน

ที่มา :Brandtzage, 2010

       

        เมื่อพลาสมาเซลล์เคลื่อนย้ายไปอาศัยอยู่ในเซลล์เต้านมก็จะผลิต lgA เป็นส่วนมาก และ lgM รองลงมาโดยการขนส่ง lgM และ lgA ผ่านทางเยื่อบุเต้านมสามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกับกรณีที่เกิดใน lgG แต่จะใช้รีเซปเตอร์ในการขนส่งที่แตกต่างกัน (plgR) เนื่องจากในสุกร lgA และ lgM ไปใช่องค์ประกอบหลักในนมน้ำเหลืองและน้ำนมทำให้ไม่มีการศึกษามากนักเกี่ยวกับกลไกการขนส่งที่แน่นอนในสุกร อย่างไรก็ตามกลไกดังกล่าวสามารถศึกษาได้จากการทดลองในสัตว์ทดลองอื่นๆ และมนุษย์

        ภาพที่ 4  แสดงกลไกการขนส่งโมเลกุลของ lgA ผ่านเซลล์เพาะเลี้ยงไตสุนัข (MDCK cell) โดยโมเลกุลของ dlgA (ในเส้นประรูปดาว) จะจับกับรีเซปเตอร์ plgR (เส้นประวงกลม) แล้วจึงถูกขนส่งเข้าสู่ภายในเซลล์ทางด้านข้างและฐานของเซลล์ (basolateral surface) และผ่านกระบวนการต่างๆ ภายในเซลล์ก่อนที่ส่งออกนอกเซลล์ไปทางด้านบนของเซลล์ (apical surface) ในรูปของ SlgA (เส้นประสี่เหลี่ยม)

ที่มา : ดัดแปลงจาก Hunziler, 1998

 

        สำหรับปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตอิมนูโนโกลบูลินในนมน้ำเหลือง และน้ำนมนั้นได้มีผู้ทำการศึกษากันอย่างแพร่หลาย ซึ่งประกอบไปด้วยหลายปัจจัย เช่น พันธุกรรม จากการศึกษาเปรียบเทียบระดับความเข้มข้นของ lgA ในนมน้ำเหลืองหมูพันธุ์ผสม Hampshire หรือ Landrace กับพันธุ์ Yorkshire พบว่ามีความเข้มข้นมากกว่าหมูพันธุ์ Landrace และ Yorkshire บริสุทธิ์ ในขณะที่ความเข้มข้นของ lgG ในหมูพันธุ์ Landrace บริสุทธิ์มีความเข้มข้นในนมน้ำเหลืองมากกว่าพันธุ์ Hampshire, Yorkshire และพันธุ์ Landrace x Yorkshire (Inoue et al., 1980)

        นอกจากนี้การเสริมสารอาหารบางอย่างเพิ่มเติมในอาหารให้แม่สุกรกินในช่วงตั้งท้อง เช่น การเสริม mannan oligosaccharide (MOS) ในช่วงการตั้งท้องระยะท้ายส่งผลให้มีปริมาณของ lgM ในนมน้ำเหลืองเพิ่มมากขึ้นในขณะที่ lgA และ lgG ไม่เปลี่ยนแปลง (Newman, 2001)

        ในขณะที่การศึกษาของ O’Quinn (2001) พบว่า lgG มีปริมาณที่มากขึ้น ในทำนองเดียวกันการเสริมอาหารหมักเหลว (fermented liquid feed) ในช่วงระยะท้ายของการตั้งท้องส่งผลให้มีความเข้มข้นของ lgG และ lgA เพิ่มขึ้นในขณะที่ lgM เท่าเดิม

        นอกจากนี้การเสริมยีสต์ (Saccharomyces cerevisiae boulardii) ยังส่งผลให้เพิ่มความเข้มข้นของ lgG  และ lgA เพิ่มขึ้นในขณะที่ lgM เท่าเดิมเช่นเดียวกัน

        นอกจากการเสริมสารอาหารต่างๆ จะมีผลต่อการผลิตอิมมูโนโกลบูลินในนมน้ำเหลืองและน้ำนมแล้วหลายๆ การศึกษาในต่างประเทศแสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของฤดูกาลต่อความเข้มข้นของอิมมูโนโกลบูลิน เช่น ความเข้มข้นของ lgA จะลดลงในฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน และฤดูใบไม้ร่วง แต่เพิ่มขึ้นในฤดูหนาว (Inoue, 1981) ในขณะที่ความเข้มข้นของ lgG เพิ่มขึ้นในฤดูใบไม้ผลิและลดลงในฤดูร้อนและใบไม้ร่วง (Inoue, 1980)

        นอกจากนี้อิมมูโนโกลบูลินที่เป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับต่อต้านเชื้อโรคที่มีในน้ำนมเหลืองแล้ว ในนมน้ำเหลืองยังสามารถพบเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันที่สามารถถ่ายทอดไปยังลูกสุกรได้ เช่น บี ลิมโฟชัยท์ ที ลิมโฟชัยท์ แมโครฟาจ นิวโทรฟิว และเยื่อบุชนิดอื่นๆ โดยประมาณแล้วมีความเข้มข้นของเซลล์ประมาณ 1 ล้านเซลล์ต่อมิลลิลิตรในน้ำนมเหลืองซึ่งลูกสุกรจะได้รับเฉลี่ยวันละ 50-70 ล้านเซลล์ต่อวัน เซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันเหล่านี้จะปรากฎอยู่ในเต้านมในช่วงประมาณวันที่ 80 ของการตั้งท้อง

        ลิมโฟชัยท์ซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่พบในปริมาณที่มากที่สุด จะแทรกผ่านเซลล์เยื่อบุลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดและเคลื่อนที่ไปยังระบบน้ำเหลือง กระจายต่อไปยัง ม้าม ตับ และปอด โดยจากการเก็บตัวอย่างต่อมน้ำเหลืองบริเวณลำไส้ จากลูกสุกรอายุ 1 วัน ทำให้สันนิษฐานได้ว่ามีการเคลื่อนที่ของลิมโฟชัยท์จากทางเดินอาหาร

        นอกจากนี้ยังพบอีกว่าลิมโฟชัยท์ที่มาจากแม่สุกรตัวอื่นๆ ที่ไม่ได้มีความสัมพันธ์ใดๆ กับลูกสุกรตัวนั้นไม่สามารถแทรกผ่านลูกสุกรเข้าไปได้ กล่าวคือต้องเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวจากแม่ของลูกสุกรตัวนั้นเท่านั้น จึงจะสามารถถ่ายทอดไปยังลูกสุกรได้

 

ที่มา : หนังสือ โลกสุกร ปีที่ 14 เล่มที่ 156 เดือนธันวาคม 2558 หน้า 32-34

Visitors: 80,926