popularyzatorski opis rezultatów projektu

Nr wniosku: 166866, nr raportu: 14940. Kierownik (z rap.): dr hab. Janina Skipor
Zakażenia bakteryjne i wirusowe oraz związane z nimi stany zapalne są przyczyną obniżenia
produkcyjności zwierząt gospodarskich. Stanowią częstą przyczynę zaburzeń rozrodu u wielu gatunków zwierząt i
w związku z tym przynoszą znaczne straty ekonomiczne. U samic obszar podwzgórza w mózgu jest głównym
miejscem hamowania procesów rozrodu w wyniku stanów zapalnych, a cytokiny prozapalne wydają się odgrywać
w tym procesie istotną rolę. Mechanizmy, poprzez które stany zapalne (stres immunologiczny) toczące się na
obwodzie stymulują odpowiedz immunologiczną w mózgu nie są dobrze poznane. Splot naczyniówkowy komór
mózgu odgrywa ważną rolę w komunikacji między układem immunologicznym a mózgiem. W splocie
zlokalizowana jest bariera krew-płyn mózgowo-rdzeniowy (płyn m-r) regulująca stopień docierania substancji do
mózgu. Splot jest również głównym miejscem produkcji płynu m-r. Splot naczyniówkowy, otoczony płynem m-r,
pozostaje pod wpływem wysokiego stężenia melatoniny (biochemicznego sygnału informującego organizm o
zmieniającej się długości dnia) wydzielanej z szyszynki bezpośrednio do płynu m-r i krwi. Mając na uwadze fakt,
że funkcje układu immunologicznego są modulowane długością dnia, postawiono hipotezę zakładającą, że
melatonina moduluje działanie stresu immunologicznego na splot naczyniówkowy i tym samym wpływa na
komunikację między układem immunologicznym i mózgiem. Celem naukowym projektu było poznanie wpływu
melatoniny na kolejne etapy odpowiedzi splotu naczyniówkowego owiec na stres immunologiczny wywołany
toksyną bakteryjną (lipopolisacharyd - LPS)
W ramach badań projektu wykazano, że w splocie naczyniówkowym u owiec ma miejsce ekspresja genów
kodujących receptory rozpoznające wzorce patogenów, charakterystyczne dla wirusów, bakterii i grzybów.
Wykazano, że melatonina nie wpływa na poziom ekspresji genów kodujących białka receptora LPS w splocie oraz
na stężenie białka wiążącego LPS w krwi w warunkach fizjologicznych i w warunkach stresu immunologicznego.
Tym samym nie zaburza potencjału splotu do odpowiedzi na działanie LPS. Wykazano, że na skutek stymulacji
receptora LPS dochodzi do indukcji ekspresji genów cytokin prozapalnych i ich receptorów w splocie. Jest to
szczególnie istotne dla wyjaśnienia mechanizmów odpowiedzialnych za przechodzenie cytokin przez barierę krewpłyn m-r. Wykazano, że melatonina obniża ekspresję genu jednej z cytokin – interleukiny 6, ale nie wpływa na
ekspresję pozostałych cytokin (interleukiny 1beta – IL1 i czynnika martwicy nowotworu alfa - TNF )
odgrywających istotną rolę w mechanizmie zaburzeń rozrodu u owiec. Wyniki te są istotne dla badań
wyjaśniających mechanizm zaburzeń procesów rozrodu na poziomie podwzgórza u zwierząt gospodarskich.
Określono również poziom ekspresji enzymów oraz ich inhibitorów odpowiedzialnych za stan substancji
międzykomórkowej i stabilność połączeń ścisłych między komórkami posiadającymi właściwości bariery oraz
określono ekspresje białek połączeń ścisłych odpowiedzialnych za przepuszczalność bariery krew-płyn m-r.
Wykazano, że melatonina nie wpływa na stężenie IL-1 w płynie m-r oraz na przepuszczalność bariery krew-płyn
m-r w początkowym etapie stanu zapalnego.
Wyniki badań projektu przyczyniają się do pogłębienia wiedzy w dziedzinie nauk o zwierzętach
hodowlanych. W naszej szerokości geograficznej cykl rozrodczy owiec i kóz przebiega sezonowo, co sprawia, że
podaż surowców pozyskiwanych od tych zwierząt, głównie mleka i mięsa, zmienia się wraz z porami roku. Jedną z
metod spełniających wymagania rolnictwa zachowawczego i pozwalającą na sterowanie rozrodem owiec i kóz jest
regulacja sezonowości rozrodu za pomocą manipulacji długością dnia i wykorzystania melatoniny o przedłużonym
uwalnianiu. Wyniki badań projektu wykazały, że w warunkach fizjologicznych melatonina stosowana w hodowli
owiec nie zaburza funkcji splotu naczyniówkowego.
Wszystkie uzyskane wyniki przyczyniły się do lepszego poznania stosowanego u zwierząt gospodarskich
modelu do badań centralnych mechanizmów regulacji procesów rozrodu, który jest wykorzystywany przez
naukowców w Polsce, jak również za granicą.