Аллергическая реакция 1 (первого) типа:
Реакция 1 (первого) типа - аллергическая реакция, или реакция гиперчувствительности анафилактического типа. В ее основе лежит реагиновый механизм повреждения тканей, протекающий обычно с участием иммуноглобулинов Е, реже иммуноглобулинов G на поверхности мембран и тучных клеток. При этом в кровь высвобождается ряд биологически активных веществ (гистамин, серотонин, брадикинины, гепарин и др.), которые приводят к нарушению проницаемости мембран, интерстициальному отеку, спазму гладкой мускулатуры, повышению секреции.Типичными клиническими примерами аллергической реакции первого типа являются анафилактический шок , атопическая бронхиальная астма, крапивница , ложный круп, вазомоторный ринит.
Аллергическая бронхиальная астма (атопическая бронхиальная астма, экзогенная бронхиальная астма) представляет собой аллергическую реакцию первого типа, индуцированную аллергенами (главным образом пыльцой трав, растений, комнатной пылью), попадающими в организм при вдыхании. В результате реакции антиген-антитело происходит спазм гладкой мускулатуры бронхиол, сопровождающийся увеличением секреции слизи, отеком слизистой оболочки.
Аллергическая реакция 2 (второго) типа:
Реакция 2 (второго) типа - реакция гиперчувствительности цитотоксического типа. Циркулирующие антитела реагируют с естественными или искусственно (вторично) включенными составными частями мембран клеток и тканей. Второй тип аллергической реакции цитотоксический, протекает с участием иммуноглобулинов G и М, а также при активации системы комплемента, что ведет к повреждению клеточной мембраны.Этот тип реакции наблюдается при лекарственной аллергии, тромбоцитопении, гемолитической анемии, гемолитической болезни новорожденных при резус-конфликте.
Аллергическая реакция 3 (третьего) типа:
Реакция 3 (третьего) типа (иммунокомплексная реакция) - реакция гиперчувствительности, обусловленная образованием преципитирующих комплексов антиген-антитело в небольшом избытке антигенов. Комплексы откладываются на стенках сосудов, активируют систему комплемента и вызывают воспалительные процессы (например, сывороточная болезнь, нефрит иммунокомплексный).Механизм реакции связан с повреждением тканей иммунными комплексами, циркулирующими в кровяном русле, протекает с участием иммуноглобулинов G и М.
Этот тип реакции развивается при экзогенных аллергических конъюнктивитах, иммунокомплексном гломерулонефрите, аллергических дерматитах, сывороточной болезни, системной красной волчанке, ревматоидном артрите.
Аллергическая реакция 4 (четвертого) типа:
Реакция 4 (четвертого) типа - это реакция гиперчувствительности клеточно зависимого типа (клеточная реакция или гиперчувствительность замедленного типа). Реакция вызывается контактом Т-лимфоцитов со специфическим антигеном; при повторном контакте с антигеном развиваются Т-клеточно зависимые замедленные воспалительные реакции (местные или генерализованные), например аллергический контактный дерматит, отторжение трансплантата. В процесс могут вовлекаться любые органы и ткани. Чаще при развитии аллергических реакций четвертого типа страдают кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, органы дыхания. Этот тип реакции характерен для инфекционно-аллергической бронхиальной астмы, бруцеллеза , туберкулеза и некоторых других заболеваний.Аллергическая реакция 5 (пятого) типа:
Реакция 5 (пятого) типа - реакция гиперчувствительности, при которой антитела оказывают на функцию клеток стимулирующее влияние. Примером такой реакции является относящийся к аутоиммунным заболеваниям тиреотоксикоз, при котором за счет активности специфических антител происходит гиперпродукция тироксина.Все аллергические реакции в практическом отношении подразделяют на две большие группы: реакции немедленного типа и реакции замедленного типа.
Аллергическая реакция немедленного типа:
Аллергические реакции немедленного типа развиваются через 15-20 мин после контакта аллергена с сенсибилизированной тканью, характеризуются наличием в крови циркулирующих антител. К реакциям немедленного типа относятся анафилактический шок, аллергическая крапивница, сывороточная болезнь, атопическая (экзогенная) бронхиальная астма, сенная лихорадка (поллиноз), ангионевротический отек (отек Квинке), острый гломерулонефрит и некоторые другие.Аллергическая реакция замедленного типа:
Аллергические реакции замедленного типа развиваются в течение многих (через 24-48) часов, а иногда и суток, развиваются при туберкулезе , бруцеллезе , контактных дерматитах. Факторами, вызывающими реакции замедленного типа, могут быть микроорганизмы (стрептококк, пневмококк, вирус вакцины), растительные (плющ), промышленные, лекарственные вещества.Аллергическими реакциями замедленного типа называют реакции, возникающие лишь через несколько часов или даже суток после воздействия аллергена. Наиболее характерным примером этой группы аллергических проявлений оказались туберкулиновые реакции, поэтому иногда всю группу аллергических реакций замедленного типа называют реакциями туберкулинового типа. К замедленной аллергии относятся бактериальная аллергия, аллергические реакции контактного типа (контактный дерматит), аутоаллергические заболевания, реакции отторжения трансплантата и др.
Бактериальная аллергия
Замедленная бактериальная аллергия может появиться при профилактических вакцинациях и при некоторых инфекционных заболеваниях (при туберкулезе, дифтерии, бруцеллезе, кокковых, вирусных и грибковых инфекциях). Если сенсибилизированному или инфицированному животному нанести на скарифицированную кожу аллерген (или ввести его внутрикожно), то ответная реакция начинается не ранее, чем спустя 6 часов и достигает максимума через 24-48 часов. На месте контакта с аллергеном возникает гиперемия, уплотнение и иногда некроз кожи. Некроз появляется в результате гибели значительного количества гистиоцитов и паренхиматозных клеток. При инъекции малых доз аллергена некроз отсутствует. Гистологически, как и для всех видов аллергических реакций замедленного типа, для бактериальной аллергии характерна мононуклеарная инфильтрация (моноцитами и большими, средними и малыми лимфоцитами). В клинической практике кожные замедленные реакции Пирке, Манту, Бюрне и др. используются для определения степени сенсибилизации организма при той или иной инфекции.
Замедленные аллергические реакции можно получить и в других органах, например, в роговице, бронхах. При ингаляции аэрозоля туберкулина морским свинкам, сенсибилизированным БЦЖ, возникает резкая одышка, гистологически наблюдается инфильтрация легочной ткани полиморфноядерными и мононуклеарными клетками, которые располагаются вокруг бронхиол. Если же в легкие сенсибилизированных животных ввести туберкулезные бактерии, возникает сильная клеточная реакция сказеозным распадом и образованием полостей (феномен Коха).
Контактная аллергия
Контактную аллергию (контактный дерматит) вызывают разнообразные низкомолекулярные вещества (динитрохлорбензол, пикриловая кислота, фенолы и др.), промышленные химикаты, краски (урсол - активное вещество ядовитого плюща), моющие препараты, металлы (соединения платины), косметические средства и др. Молекулярный вес большинства этих веществ не превышает 1000, т. е. они являются гаптенами (неполными антигенами). В коже они соединяются с белками, вероятно, через ковалентную связь со свободными амино- и сульфгидрильными группами белков и приобретают аллергенные свойства. Способность соединяться с белком прямо пропорциональна аллергенной активности этих веществ.
Местная реакция сенсибилизированного организма на контактный аллерген появляется также примерно через 6 часов и достигает максимума через 24-48 часов. Реакция развивается поверхностно, происходит мононуклеарная инфильтрация эпидермиса и образование в эпидермисе небольших полостей, содержащих мононуклеарные клетки. Клетки эпидермиса дегенерируют, структура базальной мембраны нарушается и происходит отслойка эпидермиса. Изменения в глубоких слоях кожи значительно слабее, чем при других видах местных реакций замедленного тип а.
Аутоаллергия
К аллергическим реакциям замедленного типа относится и большая группа реакций и заболеваний, возникающих в результате повреждения клеток и тканей так называемыми аутоаллергенами, т. е. аллергенами, возникшими в самом организме. Природа и механизм образования аутоаллергенов различны.
Часть аутоаллергенов содержится в организме в готовом виде (эндоаллергены). Некоторые ткани организма (например, ткани хрусталика, щитовидной железы, семенников, серое вещество мозга) в процессе филогенеза оказались изолированными от аппарата иммуногенеза, благодаря чему воспринимаются иммунокомпетентными клетками как чужеродные. Их антигенная структура оказывается раздражителем для аппарата иммуногенеза и против них вырабатываются антитела.
Большое значение имеют аутоаллергены вторичные или приобретенные, которые образуются в организме из собственных белков в результате действия на них каких-либо повреждающих факторов внешней среды (например, холод, высокая температура, ионизирующее излучение). Эти аутоаллергены и образующиеся против них антитела играют определенную роль в патогенезе лучевой, ожоговой болезни и др.
При воздействии собственных антигенных компонентов организма человека или животного с бактериальными аллергенами образуются инфекционные аутоаллергены. При этом могут возникнуть комплексные аллергены, сохраняющие антигенные свойства составных частей комплекса (ткани человека или животного + бактерии) и промежуточные аллергены с совершенно новыми антигенными свойствами. Образование промежуточных аллергенов очень четко видно при некоторых нейровирусных инфекциях. Взаимоотношения вирусов с поражаемыми ими клетками характеризуются тем, что нуклеопротеиды вируса в процессе его размножения чрезвычайно тесно взаимодействуют с нуклеопротеидами клетки. Вирус в определенной стадии своего размножения как бы сплавляется с клеткой. Это создает особенно благоприятные условия для образования крупномолекулярных антигенных субстанций - продуктов взаимодействия вируса и клетки, представляющих собой промежуточные аллергены (по А. Д. Адо).
Механизмы возникновения аутоаллергических заболеваний достаточно сложны. Некоторые заболевания развиваются, по-видимому, в результате нарушения физиологического сосудисто-тканевого барьера и высвобождения из тканей естественных или первичных аутоаллергенов, к которым в организме нет иммунологической толерантности. К таким заболеваниям относятся аллергический тиреоидит, орхит, симпатическая офтальмия и др. Но большей частью аутоаллергические заболевания вызываются антигенами собственных тканей организма, измененными под влиянием физических, химических, бактериальных и других агентов (приобретенными или вторичными аутоаллергенами). Так, например, аутоантитела против собственных тканей (антитела типа цитотоксинов) появляются в крови и тканевых жидкостях животных и человека при лучевой болезни. В этом случае, по-видимому, продукты ионизации воды (активные радикалы) и другие продукты распада тканей приводят к денатурации белков, превращая их в аутоаллергены. Против последних и вырабатываются антитела.
Известны также аутоаллергические поражения, которые развиваются благодаря общности антигенных детерминант собственных компонентов ткани с таковыми экзоаллергенов. Обнаружены общие антигенные детерминанты в сердечной мышце и некоторых штаммах стрептококка, тканях легких и некоторых сапрофитных бактериях, обитающих в бронхах и т. д. Иммунологическая реакция, вызванная экзоаллергеном, благодаря перекрестным антигенным свойствам, может быть направлена против собственных тканей. Таким путем могут возникнуть некоторые случаи аллергических миокардитов, инфекционной формы бронхиальной астмы и др. И, наконец, в основе ряда аутоиммунных заболеваний лен{ат нарушения функций лимфоидной ткани, появление так называемых запрещенных клонов, направленных против собственных тканей организма. К подобного рода заболеваниям относят системную красную волчанку, приобретенную гемолитическую анемию и др.
Особую группу поражений, близкую по механизму к аутоаллергическим реакциям, составляют экспериментальные заболевания, вызываемые цитотоксическими сыворотками. Типичным примером таких поражений является нефротоксический гломерулонефрит. Нефротоксическую сыворотку можно получить, например, после повторного подкожного введения морским свинкам эмульсии измельченной кроличьей почки. Если сыворотку морской свинки, содержащую достаточное количество противопочечных цитотоксинов, ввести здоровому кролику, у них развивается гломерулонефрит (протеинурия и гибель животных от уремии). В зависимости от дозы, вводимой антисыворотки гломерулонефрит появляется вскоре (через 24-48 часов) после введения сыворотки или через 5-11 дней. Методом флюоресцирующих антител установили, что соответственно этим срокам в клубочках почек на ранних сроках появляется чужеродный гамма-глобулин, а через 5-7 дней аутологичный гамма-глобулин. Реакция таких антител с чужеродным белком, фиксированным в почках, является причиной позднего гломерулонефрита.
Реакция отторжения гомотрансплантата
Как известно, истинное приживление пересаженной ткани или органа возможно только при аутотрансплантации или гомотрансплануации у однояйцевых близнецов. Во всех других случаях пересаженные ткань или орган отторгаются. Отторжение трансплантата является результатом аллергической реакции замедленного типа. Уже через 7-10 дней после пересадки тканей, а особенно резко после отторжения трансплантата, можно получить типичную замедленную реакцию на внутрикожное введение тканевых антигенов донора. В развитии реакции организма на трансплантат решающее значение имеют лимфоидные клетки. При пересадке ткани в орган со слабо развитой дренажной лимфатической системой (передняя камера глаза, мозг) процесс разрушения пересаженной ткани замедляется. Лимфоцитоз является ранним признаком начинающегося отторжения, а наложение в эксперименте фистулы грудного лимфатического протока у реципиента, позволяющего в какой-то мере уменьшать число лимфоцитов в организме, продлевает срок существования гомотрансплантата.
Механизм отторжения трансплантата можно представить в следующем виде: в результате пересадки чужой ткани лимфоциты реципиента сенсибилизируются (становятся носителями фактора переноса или клеточных антител). Эти иммунные лимфоциты мигрируют затем в трансплантат, там разрушаются и освобождают антитело, которое вызывает деструкцию пересаженной ткани. При контакте иммунных лимфоцитов с клетками трансплантата освобождаются и внутриклеточные протеазы, которые вызывают дальнейшее расстройство метаболизма в трансплантате. Введение реципиенту ингибиторов тканевых протеаз (например, s-аминокапроно-вой кислоты) способствует приживлению пересаженных тканей. Подавление функции лимфоцитов физическими (ионизирующее облучение лимфатических узлов) или химическими (специальные иммунодепрессивные средства) воздействиями, также продлевает срок функционирования пересаженных тканей или органов.
Механизмы аллергических реакций замедленного типа
Все аллергические реакции замедленного типа развиваются по общему плану: в начальной стадии сенсибилизации (вскоре после внедрения в организм аллергена) в регионарных лимфатических узлах появляется большое количество пиронинофильных клеток, из которых, по-видимому, образуются иммунные (сенсибилизированные) лимфоциты. Последние становятся переносчиками антител (или так называемого «фактора переноса»), поступают в кровь, частично они циркулируют в крови, частично оседают в эндотелии кровеносных капилляров, коже, слизистых оболочках и других тканях. При последующем контакте с аллергеном они обусловливают образование иммунного комплекса аллереген-антитело и последующее повреждение тканей.
Природа антител, участвующих в механизмах замедленной аллергии, до конца не выяснена. Известно, что пассивный перенос замедленной аллергии другому животному возможен только с помощью клеточных взвесей. С сывороткой крови такой перенос практически невозможен, требуется добавление хотя бы небольшого количества клеточных элементов. Среди клеток, участвующих в замедленной аллергии, особое значение, по-видимому, -имеют клетки лимфоидного ряда. Так, с помощью клеток лимфатических узлов, лимфоцитов крови удается пассивно переносить повышенную чувствительность к туберкулину, пикрилхлориду и другим аллергенам. Контактную чувствительность можно передать пассивно с клетками селезенки, тимуса, торакального лимфатического протока. У людей с различными формами недостаточности лимфоидного аппарата (например, лимфогранулематозе) аллергические реакции замедленного типа не развиваются. В эксперименте облучение животных лучами Рентгена до появления лимфопении вызывает подавление туберкулиновой аллергии, контактных дерматитов, реакции отторжения гомотрансплантата и других аллергических реакций замедленного типа. Введение животным кортизона в дозах, снижающих содержание лимфоцитов, также как удаление регионарных лимфоузлов подавляет развитие замедленной аллергии Таким образом, именно лимфоциты являются основными носителями и переносчиками антител при замедленной аллергии. О наличии на лимфоцитах таких антител свидетельствует и тот факт, что лимфоциты при замедленной аллергии способны фиксировать на себе аллерген. В результате взаимодействия сенсибилизированных клеток с аллергеном выделяются биологически активные вещества, которые могут рассматриваться как медиаторы аллергии замедленного типа. Главнейшие из них следующие:
1. Фактор торможения миграции макрофагов . Это белок с молекулярным весом около 4000-6000. Он тормозит движение макрофагов в тканевой культуре. При введении внутрикожно здоровому животному (морской свинке) вызывает аллергическую реакцию замедленного типа. Найден у человека и животных.
2. Лимфотоксин - белок с молекулярным весом 70 000-90 000. Вызывает разрушение или торможение роста и пролиферацию лимфоцитов. Подавляет синтез ДНК. Встречается у человека и животных
3. Бластогенный фактор - белок. Вызывает превращение лимфоцитов в лимфобласты; способствует поглощению лимфоцитами тимидина и активирует деление лимфоцитов. Встречается у человека и животных.
4. У морских свинок, мышей, крыс найдены еще и другие факторы как медиаторы аллергических реакций замедленного типа, не выделенные пока у человека, например, фактор кожной реактивности , вызывающий воспаление кожи, хемотаксический фактор и некоторые другие, которые также являются белками с различным молекулярным весом.
Циркулирующие антитела могут появиться в некоторых случаях при аллергических реакциях замедленного типа в жидких тканевых средах организма Их можно обнаружить с помощью реакции преципитации в агаре или реакции связывания комплемента. Однако эти антитела не являются ответственными за сущность сенсибилизации замедленного типа и не участвуют в процессе повреждения и разрушения тканей сенсибилизированного организма при аутоаллергических процессах, бактериальной аллергии, ревматизме и т. п. По их значимости для организма их можно отнести к категории антител-свидетелей (но классификации антител А. Д. Адо).
Влияние тимуса на аллергические реакции
Тимус оказывает влияние на формирование замедленной аллергии. Ранняя тимэктомия у животных вызывает уменьшение количества циркулирующих лимфоцитов, инволюцию лимфоидной ткани и подавляет развитие замедленной аллергии к белкам, туберкулину, нарушает развитие трансплантационного иммунитета, но слабо влияет на контактную аллергию к динитрохлорбензолу. Недостаточность функции тимуса сказывается прежде всего на состоянии паракортикального слоя лимфатических узлов, т. е. того слоя, где при замедленной аллергии из малых лимфоцитов образуются пиронинофильные клетки. При ранней тимэктомии именно из этой области начинают исчезать лимфоциты, что приводит к атрофии лимфоидной ткани.
Влияние тимэктомии на замедленную аллергию проявляется только при условии удаления тимуса на ранних сроках жизни животного. Тимэктомия, выполненная у животных через несколько дней после рождения или у взрослых животных, не сказывается на приживляемости гомотрансплантата.
Аллергические реакции немедленного типа также находятся под контролем тимуса, однако влияние тимуса на эти реакции менее выражено. Ранняя тимэктомия не отражается на формировании плазматических клеток и синтеза гамма-глобулина. Тимэктомия сопровождается торможением циркулирующих антител не ко всем, а лишь к некоторым видам антигенов.
За последние два десятилетия частота аллергических заболеваний существенно возросла, особенно в экономически развитых странах и в странах с неблагополучной экологической ситуацией. По прогнозам некоторых ученых, XXI век станет веком аллергических заболеваний. В настоящее время уже известно более 20 тысяч аллергенов, и их количество продолжает возрастать. В качестве причин повышения частоты аллергических заболеваний сегодня фигурируют различные факторы.
- 1. Изменение структуры инфекционной заболеваемости. В настоящее время принято считать, что в иммунной системе человека при рождении в норме превалирует функция Т-лимфоцитов-хелперов 2-го типа. Это связано с особенностями иммунных механизмов, регулирующих взаимоотношения в системе мать-плод в период беременности. Однако после рождения в период созревания иммунной системы в норме должна произойти смена ориентации в соотношении функции Т-лимфоцитов-хелперов в пользу усиления функции Т-хелперов 1-го типа. В этом им помогают вирусные и бактериальные антигены, которые, активируя макрофаги, способствуют продукции последними интерлейкина 12. В свою очередь, ИЛ-12, воздействуя на Т-хелперы 0 типа, сдвигает их дифференцировку в сторону Т-хелперов 1-го типа, которые продуцируют гамма-ИНФ и подавляют функцию Т-хелперов 2-го типа. Как это ни парадоксально звучит, но сегодня есть все основания говорить, что улучшение качества жизни, снижение числа вирусных и бактериальных заболеваний в детстве, в том числе, туберкулеза, приводит к усилению функции Т-хелперов 2-го типа и развитию аллергических реакций в будущем.
- 2. Наследственные факторы. Установлено, что генетическая предрасположенность к аллергии носит полигенный характер и включает:
генетический контроль усиленной функции Т-хелперов 2-го типа по продукции ИЛ-4 и ИЛ-5;
генетический контроль повышенной продукции IgE; в) генетический контроль гиперреактивности бронхов.
3. Средовые факторы. В последние годы показано, что выхлопные газы, табачный дым за счет содержани явних так их поллютантов как N02, S02, или NO усиливают функцию Т-хелперов 2-го типа и продукцию IgE. Кроме того, воздействуя на эпителиальные клетки воздухоносных путей, они способствуют их активации и продукции провоспалительных цитокинов (ИЛ-8, альфа-ОНФ, ИЛ-6), которые, в свою очередь, оказывают токсическое действие на эпителиальные клетки, способствующие развитию аллергического воспаления.
Стадии истинной аллергической реакции:
Наличие первичного контакта иммунной системы организма с аллергеном (антигеном);
Наличие определенного интервала времени для изменения реактивности развития иммунного ответа, который в этом контексте понимается как возникновение сенсибилизации; заканчивается образованием антител и/или цитотоксических сенсибилизированных Т-лимфоцитов;
Наличие повторного контакта с тем же (специфическим) аллергеном-антигеном;
И, наконец, развитие характерных клинических проявлений, в основе которых лежат те или другие эффекторные иммунные механизмы, о которых упоминалось в общей части настоящей книги, - т.е. развивается собственно аллергическая реакция; действие, приводящее к повреждению.
На основании изложенного выше сегодня выделяют три стадии истинной аллергической реакции.
I.Иммунная стадия - длится от момента первичного контакта иммунной системы с аллергеном до развития сенсибилизации.
II.Патохимическая стадия - включается при повторном контакте иммунной системы со специфическим аллергеном и характеризуется высвобождением большого количества биологически активных веществ.
III.Патофизиологическая стадия - характеризуется нарушением функционирования клеток и тканей организма вплоть до их повреждения под влиянием биологически активных веществ, выделенных иммунной системой во время патохимической стадии.
Можно говорить и о существовании IV стадии - клинической, которая завершает патофизиологическую и является ее клиническим проявлением.
Таким образом, следует помнить, что иммунная система организма, развивая иммунный ответ, реализуя гуморальные и клеточные реакции как защитные реакции, направленные на поддержание иммунного гомеостаза, в некоторых случаях может вызывать повреждение собственных клеток, тканей. Такие реакции, по исторически сложившейся традиции, называют аллергическими, или реакциями гиперчувствительности. Тем не менее, даже в случаях развития повреждения аллергические реакции также рассматриваются как защитные, способствующие локализации попавшего в организм аллергена и его последующего удаления из организма.
Условно все реакции гиперчувствительности в зависимости от длительности периода между началом контакта сенсибилизированного организма с антигеном и возникновением внешних (клинических) проявлений аллергической реакции делятся на три типа:
Аллергические реакции немедленного типа (гиперчувствительность немедленного типа - ГНТ) - развиваются в течение 15--20 мин (или раньше).
Поздние(отсроченные) аллергические реакции ГНТ - развиваются в течение 4-6ч.
Аллергические реакции замедленного типа (гиперчувствительность замедленного типа - ГЗТ) - развиваются в течение 48--72 ч.
Наиболее широко в настоящее время используется классификация реакций гиперчувствительности по Джеллу и Кумбсу (1964), которая предусматривает четыре типа. В последние годы эта классификация дополнена V типом. В основе механизма реакции гиперчувствительности I, II, III и V типов лежит взаимодействие антигена с антителами; реакции гиперчувствительности IV зависят от присутствия в организме сенсибилизированных лимфоцитов, несущих на своей поверхности структуры, специфически распознающие антиген. Ниже приведена характеристика разных типов реакций гиперчувствительности.
I. Анафилактический тип реакций гиперчувствительности. Обусловлен образованием особого типа антител, относящихся к IgE и имеющих высокое сродство (аффинность) к тканевым базофилам (тучным клеткам) и базофилам периферической крови. Эти антитела называют еще гомоцитотропными вследствие их способности фиксироваться к клеткам того же вида животного, от которого они получены.
При первичном попадании аллергена в организм он захватывается антигенпредставляю-щими клетками (макрофагами, В-лимфоцитами, дендритными клетками) и подвергается перевариванию (процессингу). В результате переваривания под влиянием лизосомальных ферментов из аллергена образуется определенное количество пептидов, которые загружаются в пептидсвязывающие бороздки молекул главного комплекса гистосовместимости, транспортируются на поверхность антигенпредставляющих клеток и презентируются для распознавания Т-лимфоцитам-хелперам. В силу определенных причин аллергенные пептиды распознаются Т-хелперами 2-го типа, которые в момент распознавания активируются и начинают продуцировать ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-3 и другие цитокины.
Интерлейкин-4 реализует две важные функции:
Под влиянием ИЛ-4 и при условии наличия костимуляционного сигнала в виде контакта двух молекул CD40L и CD40 В-лимфоцит превращается в плазматическую клетку, которая продуцирует преимущественно IgE;
Под влиянием ИЛ-4, ИЛ-3 усиливается пролиферация базофилов обоих типов и увеличивается на их поверхности количество рецепторов к Fc-фрагменту IgE.
Таким образом, на этом этапе иммунного ответа закладывается фундаментальная основа, отличающая аллергическую реакцию немедленного типа от всех остальных реакций гиперчувствительности: происходит “наработка” специфических IgE (гомоцитотропных антител, или реагинов) и их фиксация на тканевых базофилах и базофилах периферической крови.
Под влиянием ИЛ-5, ИЛ-3 в “боевую готовность” включаются и эозинофилы: усиливается их миграционная активность, способность продуцировать биологически активные вещества, удлиняется срок их жизни. На поверхности эозинофилов в большом количестве появляются молекулы адгезии, позволяющие эозинофилам прикрепляться к эпителию, в частности ICAM.
При повторном попадании специфического аллергена в организм он связывается с IgE (причем, очень важно, чтобы аллерген был определенной молекулярной массы, позволяющей ему связать Fab-фрагменты двух рядом расположенных на мембране базофила (или тучной клетки) молекул IgE), что приводит к дегрануляции базофилов обоих типов с высвобождением тромбо-цитактивирующего фактора, гистамина, лейкотриенов, простагландинов и др.Выделение биологически активных веществ при дегрануляции приводит к:
активации тромбоцитов с выделением серотонина;
активации комплемента с образованием анафилотоксинов - СЗа и С5а, активации гемостаза;
выделению гистамина и повышению проницаемости сосудов;
усилению сокращения гладкой (неисчерченной) мышечной ткани под влиянием лейкотриенов и простагландинов (в частности ПГТ2альфа).
Все это обеспечивает развитие острой фазы реакции, и ее клинических симптомов, которыми являются чихание, бронхоспазм, зуд и слезотечение.
Медиаторы, которые высвобождаются при аллергической реакции I типа делят на переформированные (т. е., уже имеющиеся в гранулах базофилов обоих типов) и вновь образованные под влиянием фосфолипазы А2 при расщеплении арахидоновой кислоты мембраны клеток.
Участие эозинофилов в аллергических реакциях немедленного типа характеризуется двумя функциями.
Из эозинофилов выделяются медиаторы, к которым относятся главный основный белок эозинофилов, катионные белки, пероксидаза, нейротоксин, тромбоцитактивирующий фактор, лейкотриены и др. Под влиянием этих медиаторов развиваются симптомы поздней фазы, которые характеризуются развитием клеточного воспаления, разрушением эпителия, гиперсекрецией слизи, сокращением бронхов.
Эозинофилы продуцируют ряд веществ, способствующих подавлению аллергической реакции, уменьшению последствий ее повреждающей силы:
гистаминазы - разрушающей гистамин;
арилсульфатазы - способствующей инактивации лейкотриенов;
фосфолипазы D - нейтрализующей тромбоцитактивирующий фактор;
простагландина Е - снижающего выделение гистамина.
Таким образом, аллергические реакции I типа, как и другие иммунные реакции, имеют диалектический характер в плане реализации защитного потенциала, который может принять повреждающий характер. Это связано с:
выделением медиаторов, обладающих деструктивным потенциалом;
выделением медиаторов, разрушающих функцию первых.
На первом этапе выделение медиаторов приводит к увеличению проницаемости сосудов, способствует выходу в ткани Ig, комплемента, усиливает хемотаксис нейтрофилов, эозинофилов. Включение гемокоагуляционных механизмов и образование тромбов микрососудистого ложа локализует очаг проникновения аллергена в организм. Все описанное приводит к инактивации и элиминации аллергена.
На втором этапе выделение арилсульфатазы, гистаминазы, фосфолипазы D, простагландина Е2 способствует подавлению функции медиаторов, высвободившихся на первом этапе. Степень клинических проявлений зависит от соотношения указанных механизмов. В целом патофизиологическая стадия реакции гиперчувствительности Т типа характеризуется:
повышением проницаемости микроциркуляторного русла:
выходом жидкости из сосудов;
развитием отека;
серозным воспалением;
усилением образования слизистых экскретов.
Клинически это проявляется бронхиальной астмой, ринитом, конъюнктивитом, крапивницей, ангионевротическом отеком Квинке, кожным зудом, диареей, увеличением количества эозинофилов в крови и в секретах.
Заканчивая рассмотрение аллергических реакций I типа, следует отметить, что аллергены, способствующие продукции IgE, имеют молекулярную массу в пределах 10-70 KD. Антигены (аллергены) массой менее 10 KD, если они не полимеризованы, не в состоянии связать две молекулы IgE на поверхности базофилов и тучных клеток, а значит и не способны “включить” аллергическую реакцию. Антигены массой более 70 KD не проникают через неповрежденные слизистые оболочки и потому не могут связываться с IgE, имеющимся на клеточных поверхностях.
II.Цитотоксический тип реакций гиперчувствительности. Реализуется так же, как и I тип, гуморальными антителами, однако в качестве реактантов выступают не IgE (как при реакциях 1 типа), a IgG (кроме IgG4) и IgM. Антигенами, с которыми взаимодействуют антитела при II типе аллергических реакций, могут быть как естественные клеточные структуры (антигенные детерминанты), например, при повреждении клеток крови, так и внеклеточные структуры, например антигены базальной мембраны почечных клубочков. Но в любом случае эти антигенные детерминанты должны приобрести аутоантигенные свойства.
Причинами приобретения клетками аутоантигенных свойств могут быть:
конформационные изменения антигенов клетки;
повреждение мембраны и появление новых “скрытых” антигенов;
образование комплекса антиген + гаптен.
В итоге иммунного ответа продуцируются IgG и IgM, которые, соединяясь своими F(аb)2-фрагментами с антигенами клетки, образуют иммунные комплексы. Под влиянием образования иммунных комплексов включаются три механизма:
Активация комплемента и реализация комплементопосредованной цитотоксичности;
Активация фагоцитоза;
Активация К-клеток и реализация антителозависимой клеточно-опосредованной цито-токсичности (АЗКОЦ).
В период патохимической стадии активация комплемента сопровождается опсонизацией. активацией миграции воспалительных клеток, усилением фагоцитоза, высвобождением гиста-мина под влиянием С3а, С5а, образованием кининов, разрушением мембраны клеток. Активация нейтрофилов, моноцитов, эозинофилов приводит к выделению из них лизосо-мальных ферментов, образованию супероксидного анион-радикала, синглетного кислорода. Все эти вещества участвуют в развитии повреждения мембраны клеток, в инициации и поддержании свободно-радикального окисления липидов клеточных мембран.
В качестве клинических примеров аллергических реакций II типа можно привести аутоиммунную гемолитическую анемию, аутоиммунный тиреоидит, аллергический лекарственный агранулоцитоз, тромбоцитопению, нефротоксический нефрит и др.
III. Иммунокомплексный тип реакций гиперчувствительности. Характеризуется так же, как и II цитотоксический тип участием IgG и IgM. Но в отличие от II типа, здесь антитела взаимодействуют с растворимыми антигенами, а не с антигенами, находящимися на поверхности клеток. В результате соединения антигена и антитела образуется циркулирующий иммунный комплекс, который при его фиксации в микроциркуляторном русле приводит к активации комплемента, высвобождению лизосомальных ферментов, образованию кининов, супероксидных радикалов, высвобождению гистамина, серотони-на, повреждению эндотелия и к агрегации тромбоцитов со всеми последующими событиями, приводящими к повреждению тканей.Примером реакций III типа являются сывороточная болезнь, местные реакции по типу феномена Артюса, экзогенные аллергические альвеолиты (легкие фермера, легкие голубеводов и др.), гломерулонефрит, некоторые варианты лекарственной и пищевой аллергии, аутоиммунная патология.
Патологический потенциал иммунных комплексов при III типе аллергических реакций определяется следующими факторами:
- 1. Иммунный комплекс должен быть растворимым, сформированным при небольшом избытке антигена и иметь молекулярную массу -900--1000 KD;
- 2. В состав иммунного комплекса должны входить комплемент-активирующие IgG и IgM;
- 3. Иммунный комплекс должен длительно циркулировать, что наблюдается при:
длительном поступлении в организм антигена;
при нарушении выведения иммунных комплексов в результате перегрузки моноцитарно-макрофагальной системы, блокады Fc-, СЗb-и С4b-рецепторов;
4. Должна быть усилена проницаемость сосудистой стенки, что происходит под влиянием:
вазоактивных аминов из базофилов обоих типов и тромбоцитов;
лизосомальных ферментов.
При этом типе реакций в очаге воспаления вначале преобладают нейтрофилы, затем - макрофаги и, наконец, лимфоциты.
IV. Реакции гиперчувствительности замедленного типа (клеточно-опосредованная или туберкулиновая гиперчувствительность). В основе этого типа гиперчувствительности лежит взаимодействие цитотоксического (сенсибилизированного) Т-лимфоцита со специфическим антигеном, что приводит к высвобождению из Т-клетки целого набора цито-кинов, опосредующих проявления замедленной гиперчувствительности.
Клеточный механизм включается при:
Недостаточной эффективности гуморального механизма (например, при внутриклеточном расположении возбудителя - туберкулезной палочки, бруцеллы);
В том случае, когда в роли антигена выступают чужеродные клетки (некоторые бактерии, простейшие, грибы, пересаженные клетки и органы), либо клетки собственных тканей, антигены которых изменены (например, включение аллергена-гаптена в белки кожи и развитие контактного дерматита).
Таким образом, в период иммунологической стадии в организме созревают цитотоксические (сенсибилизированные) Т-лимфоциты.
Во время повторного контакта с антигеном (аллергеном), в патохимической стадии цитотоксические (сенсибилизированные) Т-лимфоциты выделяют следующие цитокины:
Фактор, угнетающий миграцию макрофагов (МИФ, MIF), который обладает способностью усиливать фагоцитоз и участвует в образовании гранулем;
Фактор, стимулирующий образование эндогенных пирогенов (ИЛ-1);
Митогенные (ростовые) факторы (ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-6 и т.д.);
Хемотаксические факторы для каждой линии белых клеток, особенно, ИЛ-8;
Гранулоцитарно-моноцитарные колониестимулирующие факторы;
Лимфотоксины;
Опухоль-некротизирующий фактор;
Интерфероны (альфа, бета, гамма).
Выделяющиеся из сенсибилизированных Т-лимфоцитов цитокины активируют и привлекают в очаг воспаления клетки моноцитарно-макрофагального ряда.
В том случае, если действие лимфоцитов направлено против вирусов, инфицирующих клетки, или против трансплантационных антигенов, стимулированные Т-лимфоциты трансформируются в клетки, обладающие свойствами клеток-киллеров по отношению к клеткам-мишеням, несущим данный антиген. К таким реакциям относятся: аллергия, формирующаяся при некоторых инфекционных заболеваниях, реакция отторжения трансплантата, некоторые виды аутоиммунных поражений.
Таким образом, во время патофизиологической стадии повреждение клеток и тканей происходит за счет:
Прямого цитотоксического действия Т-лимфоцитов;
Цитотоксического действия Т-лимфоцитов за счет неспецифических факторов (провос-палительные цитокины, апоптоз и др.);
Лизосомальных ферментов и иных цитотоксических веществ (NO, оксиданты) активированных клеток моноцитарно-макрофагального ряда.
При аллергических реакциях IV типа среди клеток, инфильтрирующих очаг воспаления, преобладают макрофаги, затем Т-лимфоциты и, в последнюю очередь, нейтрофилы.
Примером гиперчувствительности замедленного типа являются аллергический контактный дерматит, реакция отторжения аллотрансплантата, туберкулез, лепра, бруцеллез, микозы, про-тозойные инфекции, некоторые аутоиммунные заболевания.
V. Стимулирующий тип реакций гиперчувствительности. При реализации реакций этого типа повреждения клеток не наступает, а, напротив, происходит активация функции клеток. Особенностью этих реакций является то, что в них участвуют антитела, не обладающие комплементсвязывающей активностью. Если такие антитела направлены против компонентов клеточной поверхности, участвующих в физиологической активации клетки, например, против рецепторов физиологических медиаторов, то они будут вызывать стимуляцию данного типа клеток. Например, взаимодействие антител с антигенными детерминантами, входящими в структуру рецептора тиреоидстимулирующего гормона, приводит к реакции, аналогичной действию самого гормона: к стимуляции тиреоидных клеток и продукции тиреоидного гормона. Фактически, такие антитела относятся к аутоиммунным антителам. Этот иммунный механизм лежит в основе развития болезни Грейвса - диффузного токсического зоба. Рассмотренная классификация реакций гиперчувствительности, несмотря на то, что была предложена более 30 лет назад, позволяет составить общее представление о видах иммунологически опосредованных реакций, воздействующих на клетки и ткани; позволяет понять принципиальные различия механизмов, лежащих в их основе, а также в основе клинических проявлений; и, наконец, позволяет объяснить возможные способы лечебного контроля за течением этих реакций.
Важно учитывать, что в механизмах развития отдельных нозологических форм принимает участие, как правило, не один, а несколько типов реакций гиперчувствительности.
Аллергическая реакция – патологический вариант взаимодействия иммунной системы с чужеродным агентом (аллергеном), следствием которого является повреждение тканей организма.
Иммунная система: структура и функции
Строение иммунной системы очень сложное, в нее входят отдельные органы (вилочковая железа, селезенка), островки лимфоидной ткани, разбросанные по организму (лимфоузлы, глоточное лимфоидное кольцо, узлы кишечника и др.), клетки крови (различные виды лимфоцитов) и антитела (особые белковые молекулы).
Одни звенья иммунитета отвечают за распознавание чужеродных структур (антигенов), другие обладают способностью запоминать их строение, третьи обеспечивают выработку антител для их обезвреживания.
В нормальных (физиологических) условиях антиген (например, вирус оспы), первый раз попадая в организм, вызывает реакцию иммунной системы – он распознается, его структура анализируется и запоминается клетками памяти, к нему вырабатываются антитела, сохраняющиеся в плазме крови. Следующее поступление этого же антигена ведет к немедленной атаке заранее синтезированных антител и его быстрому обезвреживанию – таким образом, заболевание не возникает.
Помимо антител, в иммунной реакции принимают участие и клеточные структуры (T-лимфоциты), способные выделять ферменты, разрушающие антиген.
Аллергия: причины возникновения
Аллергическая реакция не имеет принципиальных отличий от нормального реагирования иммунной системы на антиген. Разница между нормой и патологией заключается в неадекватности соотношения силы реакции и причины, ее вызывающей.
Человеческий организм постоянно подвергается воздействию разнообразных веществ, поступающих в него с продуктами питания, водой, вдыхаемым воздухом, через кожные покровы. В нормальном состоянии большинство этих веществ «игнорируется» иммунной системой, к ним существует так называемая рефрактерность.
При аллергии возникает ненормальная чувствительность к веществам или физическим факторам, на которые начинает формироваться иммунный ответ. В чем причина поломки защитного механизма? Почему у одного человека развивается сильная аллергическая реакция на то, что другой просто не замечает?
Однозначного ответа на вопрос о причинах аллергии не получено. Резкий рост числа сенсибилизированных людей в последние десятилетия отчасти можно объяснить огромным количеством новых соединений, с которыми они сталкиваются в повседневной жизни. Это синтетические ткани, парфюмерия, красители, лекарственные препараты, пищевые добавки, консерванты и др. Сочетание антигенной перегруженности иммунной системы с врожденными особенностями строения некоторых тканей, а также стрессами и инфекционными заболеваниями может вызвать сбой в регуляции защитных реакций и развитие аллергии.
Все вышесказанное касается внешних аллергенов (экзоаллергенов). Помимо них, существуют аллергены внутреннего происхождения (эндоаллергены). Некоторые структуры организма (например, хрусталик глаза) не соприкасаются с иммунной системой – это требуется для их нормального функционирования. Но при отдельных патологических процессах (травмах или инфекциях) происходит нарушение такой естественной физиологической изоляции. Иммунная система, обнаружив ранее недоступную структуру, воспринимает ее как чужеродную и начинает реагировать путем образования антител.
Еще один вариант возникновения внутренних аллергенов – изменение нормальной структуры какой-либо ткани под действием ожогов, обморожений, облучения или инфекции. Измененная структура становится «чужой» и вызывает иммунную реакцию.
Механизм аллергической реакции
Все виды аллергических реакций имеют в своей основе единый механизм, в котором можно выделить несколько стадий.
- Иммунологическая стадия . Происходит первая встреча организма с антигеном и выработка к нему антител – возникает сенсибилизация. Нередко к моменту образования антител, которое занимает некоторое время, антиген успевает покинуть организм, и реакции не происходит. Она случается при повторном и всех последующих поступлениях антигена. Антитела атакуют антиген с целью его уничтожения и образуют комплексы антиген–антитело.
- Патохимическая стадия . Образующиеся иммунные комплексы повреждают особые тучные клетки, имеющиеся во многих тканях. В этих клетках находятся гранулы, содержащие в неактивной форме медиаторы воспаления – гистамин, брадикинин, серотонин и др. Данные вещества переходят в активное состояние и выбрасываются в общий кровоток.
- Патофизиологическая стадия происходит как следствие воздействия медиаторов воспаления на органы и ткани. Возникают разнообразные внешние проявления аллергии – спазм мускулатуры бронхов, усиление перистальтики кишечника, желудочной секреции и образования слизи, расширение капилляров, появление кожной сыпи и др.
Классификация аллергических реакций
Несмотря на общий механизм возникновения, аллергические реакции имеют явные различия в клинических проявлениях. Существующая классификация выделяет следующие типы аллергических реакций:
I тип – анафилактические , или аллергические реакции немедленного типа. Данный тип возникает за счет взаимодействия антител группы E (IgE) и G (IgG) с антигеном и оседания образовавшихся комплексов на мембранах тучных клеток. При этом высвобождается большое количество гистамина, который оказывает выраженное физиологическое действие. Время возникновения реакции – от нескольких минут до нескольких часов после проникновения антигена в организм. К данному типу относятся анафилактический шок, крапивница, атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит, отек Квинке, многие аллергические реакции у детей (например, пищевая аллергия).
IIтип – цитотоксические (или цитолитические) реакции. В данном случае иммуноглобулины групп M и G атакуют антигены, которые входят в состав мембран собственных клеток организма, следствием чего является разрушение и гибель клеток (цитолиз). Реакции протекают медленнее, чем предыдущие, полное развитие клинической картины возникает через несколько часов. К реакциям II типа относятся гемолитическая анемия и гемолитическая желтуха новорожденных при резус-конфликте (при этих состояниях происходит массовое разрушение эритроцитов), тромбоцитопения (гибнут тромбоциты). Сюда же причисляют осложнения при гемотрансфузии (переливании крови), введении лекарственных препаратов (токсико-аллергическая реакция).
III тип – иммунокомплексные реакции (феномен Артюса). Большое количество иммунных комплексов, состоящих из молекул антигена и антител групп G и M, откладывается на внутренних стенках капилляров и вызывает их повреждение. Реакции развиваются в течение часов или суток после взаимодействия иммунной системы с антигеном. К данному типу реакций принадлежат патологические процессы при аллергическом конъюнктивите, сывороточной болезни (иммунный ответ на введение сыворотки), гломерулонефрите, системной красной волчанке, ревматоидном артрите, аллергическом дерматите, геморрагическом васкулите.
IV тип – поздняя гиперсенсибилизация , или аллергические реакции замедленного типа, развивающиеся через сутки и более после поступления в организм антигена. Данный тип реакций происходит при участии T-лимфоцитов (отсюда еще одно их название – клеточно-опосредованные). Атака на антиген обеспечивается не антителами, а специфическими клонами T-лимфоцитов, размножившимися после предыдущих поступлений антигена. Лимфоциты выделяют активные вещества – лимфокины, способные вызывать воспалительные реакции. Примеры заболеваний, имеющих в основе реакции IV типа, – контактный дерматит, бронхиальная астма, ринит.
V тип – стимулирующие реакции гиперчувствительности. Данный тип реакции отличается от всех предыдущих тем, что антитела взаимодействуют с клеточными рецепторами, предназначенными для молекул гормонов. Таким образом, антитела «подменяют» собой гормон с его регулирующим действием. В зависимости от конкретного рецептора следствием контакта антител и рецепторов при реакциях V типа может быть стимуляция или угнетение функции органа.
Пример заболевания, возникающего на основании стимулирующего влияния антител, – диффузный токсический зоб. При этом антитела раздражают рецепторы клеток щитовидной железы, предназначенные для тиреоидстимулирующего гормона гипофиза. Следствием является повышение выработки щитовидной железой тироксина и трийодтиронина, избыток которых вызывает картину токсического зоба (Базедовой болезни).
Другой вариант реакций V типа – выработка антител не к рецепторам, а к самим гормонам. При этом нормальная концентрация гормона в крови оказывается недостаточной, поскольку часть его нейтрализуется антителами. Таким образом возникают диабет, устойчивый к воздействию инсулина (вследствие инактивации инсулина антителами), некоторые виды гастрита, анемии, миастении.
Типы I–III объединяют острые аллергические реакции немедленного типа, остальные – замедленного типа.
Аллергия общая и местная
Помимо подразделения на типы (в зависимости от скорости возникновения проявлений и патологических механизмов), аллергия подразделяется на общую и местную.
При местном варианте признаки аллергической реакции носят локальный (ограниченный) характер. К данной разновидности можно отнести феномен Артюса, кожные аллергические реакции (феномен Овери, реакцию Праустница – Кюстнера и др.).
К общей аллергии причисляют большинство немедленных реакций.
Псевдоаллергия
Иногда возникают состояния, клинически практически не отличимые от проявлений аллергии, однако на самом деле ею не являющиеся. При псевдоаллергических реакциях нет главного механизма аллергии – взаимодействия антигена с антителом.
Псевдоаллергическая реакция (устаревшее название «идиосинкразия») возникает при попадании в организм продуктов питания, лекарственных препаратов и других веществ, которые без участия иммунной системы вызывают выделение гистамина и прочих медиаторов воспаления. Следствие действия последних – проявления, очень похожие на «стандартную» аллергическую реакцию.
Причиной таких состояний может быть снижение обезвреживающей функции печени (при гепатитах, циррозе, малярии).
Терапией любых заболеваний аллергической природы должен заниматься специалист – врач-аллерголог. Попытки самолечения малоэффективны и способны привести к развитию тяжелых осложнений.
Аллергия - наиболее частая форма патологии человека, связанная с неадекватными проявлениями активности иммунной системы, основана на индивидуальной повышенной чувствительности, которая определяется обычно как гиперчувствительность, т. е. повышенная способность организма отвечать воспроизводимым повреждением своих тканей при контакте с определенными, как правило экзогенными, соединениями в концентрациях, к которым толерантны нормальные индивиды.Познание механизмов формирования аллергических реакций имеет свою богатую событиями историю. Повышенную чувствительность к повторному парентеральному введению вакцинных препаратов, проявляющуюся в виде сыпи и эритемы, впервые описал еще в XVIII веке Р.
Суттон. В 1890 г. Р. Кох открыл гиперчувствительность замедленного типа при внутрикожном введении туберкулина. В 1902 г. Ш. Рише и Р. Портье описали анафилактический шок, который они наблюдали при повторном введении собакам экстрактов щупалец морских актиний (введенный ими термин «анафилаксия» происходит от лат. anaphylaxic - противозащита). В 1906 г. К. Пирке ввел термин «аллергия» (от лат. alios ergon - другое действие) для обозначения измененной чувствительности к субстанциям, с которыми организм ранее контактировал, он же описал сывороточную болезнь.
В 1923 г. А. Кока и Р. Кук ввели понятие «атопия» для обозначения наследственной предрасположенности к развитию реакций гиперчувствительности. Об аллергии говорят тогда, когда чрезмерно сильная или необычная иммунная реакция имеет патологические последствия. В начале прошлого столетия аллергию считали редким явлением. Об этом свидетельствует и этимология термина, введенного К. Пирке для обозначения «другой», т. е. не обычной, а исключительной реактивности организма. В настоящее время аллергия выявляется с неуклонно нарастающей частотой. В последние годы аллергия понимается как собирательное определение группы типовых иммунопатологических процессов, развивающихся в сенсибилизированном организме генетически предрасположенных индивидов. Антигены, провоцирующие аллергию, называются аллергенами. Это в основном низкомолекулярные белки или гаптены, способные связываться с белками организма, которые при первом поступлении в организм вызывают образование IgE-антител, а при последующих поступлениях - аллергические реакции.
Аллергические реакции являются результатом активации иммунной системы в ответ на поступление комплекса молекул, входящего в состав аллергена и содержащего не только белки, но и сахара, липиды, нуклеиновые кислоты и их соединения. Практически все наиболее распространенные аллергены - грибковые, пыльцевые, пищевые, бытовые, бактериальные яды насекомых - являются многокомпонентными соединениями, в которых белки представлены в минорных количествах. Небелковые соединения распознает система иммунитета, роль которой при формировании аллергических реакций явно недооценивают.
Известно, что макрофаги и другие фагоцитирующие клетки способны быстро активироваться при первой встрече с патогеном и элиминировать его. Это и привело к открытию системы врожденного иммунитета. Однако лишь недавно ученые составили представление о том, как именно это происходит. В 1997 г. был описан гомолог Тоll-рецептора мушки дрозофилы, найденный у млекопитающих и названный Тоll-подобным рецептором. Система TLR относится к врожденной системе иммунитета. TLR распознают различные типы патогенов и обеспечивают первую линию защиты организма. К настоящему времени известно семейство TLR, состоящее из 10 членов.
Установлены структура рецепторов, пути прохождения сигнала через них в ядро, структура распознаваемых молекул патогенов и механизмы их распознавания системой TLR. TLR распознают специфические структуры патогенов, принципиально важные для выживания последних. Эти структуры получили название патогенассоциированных молекулярных структур. Лигандами TLR в большинстве случаев являются небелковые молекулы, такие, как бактериальные пептидогликаны, липопротеины, липополисахариды, липотейхоевая кислота, бактериальная ДНК, бактериальный белок флагеллин, галактоманнан из грибов, двунитевая вирусная РНК и др. С помощью взаимодействия между TLR происходит сортировка репертуара патогенов, что позволяет ограниченному числу TLR охватить все многообразие их молекулярных структур. Активация врожденного иммунитета происходит сразу же при встрече с патогеном. Для этого не требуется стадии дифференцировки клеток, усиления экспрессии TLR на их поверхности, пролиферации и накопления специфичных клонов. В связи с этим врожденная иммунная система является первой и эффективной линией защиты против патогенов.
Одним из существенных вопросов формирования аллергической реакции является выяснение причин преимущественной индукции аллергенами гуморального IgE-ответа при относительно низкой способности атопиков вызывать продукцию антител других изотипов. Проявлению аллергенности способствуют небольшие размеры молекул (мол. масса обычно 5000-15 000), что позволяет аллергенам проникать через слизистые оболочки; их низкие концентрации благоприятствуют формированию Т-хелперов типа Th2, которые способствуют повышенной продукции IgE; аллергены поступают через слизистые оболочки, в которых сосредоточена одна из основных популяций тучных клеток, сюда же мигрируют IgE-B-клетки, формируются Т-хелперы Тh2-типа. Однако все эти факторы лишь благоприятствуют развитию аллергической реакции, но не определяют ее течения.
IgE-антитела - это вБ-глобулины с мол. массой 188 000, которые по общему плану структурно достаточно близки IgG. В их состав входят по две Н-(е) И две L-цепи. Структура L-цепей (к или А,) существенно не отличается от таковой в иммуноглобулинах других классов. Цепь е представляет собой особый изотип. В ее составе содержится 5 доменов т 1Vи 4 С-типа, т. е. на 1 С-домен больше, чем в составе у-цепей. В е-цепи содержится 6 участков связывания углеводов. IgE довольно лабильны к физическим и химическимвоздействиям. Участки связывания с Fee -рецепторами тучных клеток и базофилов локализованы в доменах Се2 и СеЗ: первичное связывание осуществляется с участием СЕЗ, после чего открывается еще один локус, расположенный в Се2 и СЗ, этот локус обеспечивает более прочное связывание. Наиболее способны связывать IgE-антитела рецепторы для IgE, найденные на тучных клетках и базофилах крови, поэтому эти клетки получили название клетки-мишени 1-го порядка. На одном базофиле может фиксироваться от 3000 до 300 000 молекул IgE. Рецепторы для IgE обнаружены также на макрофагах, моноцитах, эозинофилах, тромбоцитах и лимфоцитах, но связывающая способность этих клеток ниже, поэтому они и получили название клетки-мишени 2-го порядка.
Связывание IgE на мембранах клеток зависимо от времени, поэтому оптимальная сенсибилизация может наступить через 24-50 ч. Фиксированные антитела могут долго находиться на клетках, в связи с чем возможно проявление аллергической реакции спустя неделю и больше.
Особенностью IgE-антител является также трудность их обнаружения, так как они не участвуют в серологических реакциях. К настоящему времени получено достаточно много моноклональных антител, распознающих эпитопы в различных участках молекулы IgE. Это послужило основой для разработки твердофазных иммуноферментных тестсистем для определения IgE. Как правило, это двусайтовые системы - с фиксацией на пластике одних антител и выявлением их комплекса с IgE с помощью антител, реагирующих с другим эпитопом. Для определения антигенспецифических IgE-антител до сих пор используют радиоиммуносорбентный тест с фиксацией на твердой основе аллергена и выявлением связывания с ним IgE-антител с помощью антиIgE, меченных радионуклидом. Созданы аналогичные иммуноферментные тест-системы. Концентрацию IgE выражают в весовых единицах и в единицах активности МЕ/мл; 1 ME равна 2,42 нг. Анализ IgE-ответа в большей мере отражает характер активации специфического аллергического иммунного ответа. К тому же переключение В-клеток на синтез IgE-антител полностью зависит преимущественно от продукции ИЛ-4 и/или ИЛ-13 Т-клетками, то есть от ключевых для аллергического ответа цитокинов.
Концентрация IgE в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет 87-150 нг/мл, тогда как у лиц с атопическими заболеваниями она может быть на несколько порядков выше. IgE практически отсутствует у новорожденных, но его концентрация постепенно возрастает с 3-го месяца жизни. Уровень IgE у годовалых детей примерно в 10 раз ниже, чем у взрослых. Его количество, характерное для взрослых, достигается к 10 годам жизни. В секретах содержание IgE примерно в 10 раз выше, чем в сыворотке крови; особенно много его в молозиве. Даже в моче оно выше, чем в крови. Установлено, что большая часть IgE секретируется в лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистыми оболочками. Сывороточный IgE имеет короткий срок полужизни - 2,5 сут.
Установлено, что за переключение изотипов иммуноглобулина до гена С ответствен ИЛ-4 (помимо взаимодействия CD4-CD154). Вклетки, стимулированные бактериальным липополисахаридом в присутствии ИЛ-4, начинают секретировать IgE.
Поскольку ИЛ-4 является продуктом Т-хелперов Тh2-типа, именно эти клетки играют ключевую роль в обеспечении IgE-ответа и формировании аллергических реакций. Как в норме, так и при патологии синтез IgE связан преимущественно с лимфоидной тканью, ассоциированной со слизистыми оболочками, включая брыжеечные и бронхиальные лимфатические узлы. Полагают, что это обусловлено особенностями микроокружения этих структур, которое способствует дифференцировке активированных CD+4-клеток в Th2. К факторам микроокружения, обладающим таким действием, относятся трансформирующий фактор роста-p, ИЛ-4, продуцируемый тучными клетками, а также стероидный гормон 1,25-дигидроксивитамин D3. Считают также, что эндотелий посткапиллярных венул в лимфатических узлах, связанных со слизистыми оболочками, экспрессирует (возможно, под действием тех же факторов) соответствующие адрессины, т.е. молекулы адгезии, которые распознают мембранные структуры Тh2-клеток и способствуют их миграции в ткань. Ключевая роль Тh2-клеток и их продуктов ИЛ-4 и ИЛ-5 в развитии аллергических реакций достаточно хорошо аргументирована и проявляется не только на стадии выработки IgE.
Формирование специфических Th2-клеток и активация IgE+-B-KJieток происходят в лимфатическом узле, откуда Е+-бласты мигрируют в lamina propria слизистых оболочек и подслизистый слой. Совместное действие на клоны В-лимфоцитов аллергенов и ИЛ-4 одновременно с активацией индуцирует экспрессию адгезивных молекул, способствующих миграции этих клеток в lamina propria слизистых оболочек. Хотя типичными являются случаи, когда место развертывания аллергического процесса пространственно соответствует пути поступления аллергена (например, при бронхиальной астме), это правило не универсально в силу способности клеток, активированных в одном регионе лимфоидной ткани слизистых оболочек, мигрировать в другие регионы и там оседать в подслизистом слое и lamina propria.
Важное место в контроле секреции IgE уделяют растворимой форме молекулы CD23. Находясь на поверхности клеток, она выполняет роль низкоаффинного рецептора. Этот С-лектиновый рецептор присутствует на поверхности 30% В-лимфоцитов, будучи связанным с рецептором комплемента CR2 (CD21), и на 1% Т-клеток и моноцитов (у больных с аллергией этот процент существенно повышается). Под влиянием ИЛ-4 CD23 начинает продуцироваться В-клетками и моноцитами в растворимой форме. Растворимая молекула CD23 взаимодействует с рецепторным комплексом В-клеток, содержащим CD 19, CD 21 и CD 81. При этом через тирозинкиназу lyn, связанную с CD 19, в клетку запускается сигнал к переключению изотипов иммуноглобулинов на Се, к усилению пролиферации IgE+-B-mieTOK и секреции ими IgE.
Существуют и другие факторы, регулирующие выработку IgE. Установлена роль ослабления супрессорного контроля за выработкой IgE. Механизмы участия CD8+-cупpeccopoв в регуляции синтеза IgE и развития аллергии не изучены; предполагают, что эти клетки продуцируют названный выше супрессорный фактор. В то же время известно, что функцию супрессоров IgE-ответа могут выполнять С04+-клетки типа Thl, которые подавляют дифференцировку Тh2-клеток и секрецию ими ИЛ-4. Эта активность Thl-клеток связана в основном с интерфероном-у. В связи с этим любой фактор, способствующий дифференцировке Thl-клеток, автоматически ингибирует развитие Тh2-клеток и аллергических процессов. К таким факторам относятся, например, ИЛ-12 и интерферону.
IgE, секретируемые плазматическими клетками в слизистых оболочках, фиксируются на высокоаффинных рецепторах FceRI тучных клеток, находящихся в том же компартменте слизистых оболочек, что и клеткипродуценты IgE. Рецептор FceRI имеет 4 цепи: а-цепь имеет два внеклеточных домена, с помощью которых рецептор взаимодействует с доменами Се2 и СеЗ IgE, р-цепь, 4 раза пронизывающая мембрану, и две у-цепи, которые передают сигнал в клетку, у-цепь гомологична £-цепи Т-клеточного рецептора TCR-CD3 и даже может заменять ее в уб+ Т-клетках слизистых оболочек. Фиксация свободных молекул IgE не сопровождается поступлением в клетку активационного сигнала. IgE, для свободной формы которого характерен быстрый оборот, на поверхности тучных клеток может сохраняться очень долго (до 12 мес).
Состояние организма, в котором на рецепторах поверхности тучных клеток фиксируются IgE-антитела к конкретному аллергену, обозначается как сенсибилизация к данному антигену. Поскольку IgE-антитела, идентичные по специфичности, но относящиеся к разным классам, связываются с одними и теми же эпитопами, образование нереагиновых антител к аллергенам одновременно с IgEантителами может уменьшить вероятность связывания с аллергеном IgEантител и, следовательно, ослабить проявления аллергии. На данном этапе это один из возможных путей контроля аллергического процесса. Действительно, показано, что IgG-антитела к аллергенам уменьшают проявления гиперчувствительности, конкурируя с IgE-реагинами, поэтому их называют блокирующими антителами. Усиление их продукции является возможным способом предотвращения аллергии, который состоит в усилении IgG-ответа и ослаблении IgE-ответа на аллергены. Первое достигается повышением иммуногенности аллергенных субстанций с помощью разного рода адъювантов, второе пока практически недостижимо из-за отсутствия точных сведений о взаимосвязи структуры аллергенов и их способности предпочтительно индуцировать IgE-ответ.
Аутоаллергия - патологический процесс, в основе которого лежит повреждение, вызываемое реакцией иммунной системы на собственные эндоаллергены. При аллергии действие иммунных механизмов направлено на экзогенный аллерген и повреждение тканей становится побочным эффектом этого действия. При аутоаллергии иммунная система взаимодействует с измененными и ставшими чужеродными для организма, антигенами. Последние образуются при различных типах патологических процессов (некроз, воспаление, инфицирование и др.) и обозначаются как аутоаллергены. В процессе взаимодействия с иммунной системой происходит элиминация аутоаллергенов и дополнительное повреждение различных тканей.
Среди многочисленных классификаций аллергических реакций большое распространение получила классификация, предложенная Сооке в 1930 г., согласно которой все аллергические реакции распределяются на реакции немедленного и замедленного типов, в основе которых лежат соответственно гуморальные (IgE-опосредованные) и клеточные (опосредованные CD4+ Т-лимфоцитами) механизмы.
В основу этой классификации положено время проявления аллергической реакции после повторного контакта с аллергеном. Реакции немедленного типа развиваются через 15-20 мин, замедленного типа через 24-48 ч. К реакциям немедленного типа относятся анафилактический шок, атопическая форма бронхиальной астмы, поллинозы, отек Квинке, аллергическая крапивница, сывороточная болезнь и др. К реакциям замедленного типа относятся аллергический контактный дерматит, реакция отторжения трансплантата, поствакцинальный энцефаломиелит и др. Гиперчувствительность замедленного типа сопровождает туберкулез, бруцеллез, сифилис, грибковые заболевания, протозойные инфекции и др. Важно отметить, что понятие об аллергических реакциях немедленного и замедленного типа, возникшее в клинике, не отражает всего разнообразия проявлений и механизмов развития аллергии.
В настоящее время широко распространена классификация, предложенная P. Gell, R. Coombs, которая основана на патогенетическом принципе. Согласно этой классификации в зависимости от механизма иммунной реакции выделяют 4 основных типа аллергических реакций.
. 1-й тип, к которому относятся немедленные аллергические реакции, включает реагиновый подтип, связанный с выработкой антител IgEкласса и лежащий в основе атопических заболеваний, и анафилактический, обусловленный в основном IgEи С4-антителами и наблюдаемый при анафилактическом шоке.
. 2-й тип - цитотоксический, который связан с образованием IgG (кроме IgGl) и IgM-антител к детерминантам, имеющимся на собственных клетках организма. Аллергические болезни этого типа включают в себя некоторые формы гематологических болезней, например, аутоиммунную гемолитическую анемию, миастению и некоторые другие.
. 3-й тип - иммунокомплексный, связан с образованием комплексов аллергенов и аутоаллергенов с IgG или IgM-антителами и с повреждающим действием этих комплексов на ткани организма. По этому типу развиваются сывороточная болезнь, анафилактический шок и др.
. 4-й тип - клеточно-опосредованный (часто используют другое определение - гиперчувствительность замедленного типа, гиперчувствительность замедленного типа) связан с образованием аллергенспецифических лимфоцитов (Т-эффекторов). По этому типу развиваются аллергический контактный дерматит, реакция отторжения трансплантата и т. п. Этот же механизм участвует и в формировании инфекционно-аллергических заболеваний (туберкулез, проказа, бруцеллез, сифилис и др.).
В патогенезе многих аллергических болезней можно обнаружить механизмы одновременно различных типов аллергических реакций. Например, при атопической бронхиальной астме и анафилактическом шоке участвуют механизмы 1-го и 2-го типов, при аутоиммунных заболеваниях - реакции 2-го и 4-го типов.
Однако для патогенетически обоснованной терапии всегда важно установить ведущий механизм формирования аллергической реакции.
Независимо от того, к какому типу относится аллергическая реакция, в ее развитии условно выделяют 3 стадии.
. I стадия, стадия иммунных реакций (иммунная), начинается с первого контакта организма с аллергеном и заключается в образовании аллергических антител (или аллергенспецифических лимфоцитов) и их накоплении в организме. В результате организм становится сенсибилизированным, или повышенно чувствительным, к специфическому аллергену. При повторном попадании в организм специфического аллергена происходит образование комплекса антигенантител, которые и обусловливают развитие следующей стадии аллергической реакции.
. II стадия, стадия биохимических реакций (патохимическая), определяется преимущественным выделением готовых (преформированных) биологически активных соединений и образованием новых веществ (медиаторов аллергии) в результате последовательных биохимических процессов, запускаемых комплексами аллергена антител или аллергенспецифическими лимфоцитами.
. III стадия, стадия клинических проявлений (патофизиологическая), является реакцией клеток, тканей и функциональных систем организма на образовавшиеся в предыдущей стадии медиаторы.