Аллергия (от греч. alios – «другой», иной, ergon – «действие») – это типовой иммунопатологический процесс, возникающий на фоне воздействия антигена-аллергена на организм с качественно измененной иммунологической реактивностью и сопровождающийся развитием гиперергических реакций и повреждением тканей. Различают аллергические реакции немедленного и замедленного типа (соответственно гуморальные и клеточные реакции). За развитие аллергических реакций гуморального типа ответственны аллергические антитела. Для проявления клинической картины аллергической реакции необходимо, по крайней мере, два контакта организма с антигеном-аллергеном.
Первая доза воздействия аллергена (малая) носит название сенсибилизирующей. Вторая доза воздействия – большая (разрешающая), сопровождается развитием клинических проявлений аллергической реакции. Аллергические реакции немедленного типа могут возникать уже через несколько секунд или минут либо спустя 5–6 ч после повторного контакта сенсибилизированного организма с аллергеном. В ряде случаев возможна длительная персистенция аллергена в организме, и в связи с этим практически невозможно провести четкую грань между воздействием первой сенсибилизирующей и повторной разрешающей доз аллергена.
Антигены-аллергены подразделяются на антигены бактериальной и небактериальной природы.
Среди небактериальных аллергенов выделяют:
1) промышленные;
2) бытовые;
3) лекарственные;
4) пищевые;
5) растительные;
6) животного происхождения.
Выделяют полные антигены, способные стимулировать выработку антител и взаимодействовать с ними, а также неполные антигены, или гаптены, состоящие только из детерминантных группировок и не индуцирующие выработку антител, но взаимодействующие с готовыми антителами. Существует категория гетерогенных антигенов, имеющих сходство со структурой детерминантных групп.
Аллергены могут быть сильными и слабыми. Сильные аллергены стимулируют выработку большого количества иммунных или аллергических антител.
В роли сильных аллергенов выступают растворимые антигены, как правило, белковой природы. Антиген белковой природы тем сильнее, чем выше его молекулярная масса и жестче структура молекулы. Слабыми являются корпускулярные, нерастворимые антигены, бактериальные клетки, антигены поврежденных клеток собственного организма.
Различают также тимусзависимые аллергены и тимуснезависимые. Тимусзависимые – это антигены, которые индуцируют иммунный ответ только при условии обязательного участия три клеток: макрофага, Т-лимфоцита и В-лимфоцита. Тимуснезависимые антигены могут индуцировать иммунный ответ без участия Т-лимфоцитов-хелперов.
В свете рассматриваемой проблемы различают аллергические реакции немедленного типа (или гуморальные) и замедленного типа (или клеточные). Реакции гуморального типа характеризуются очень быстрым развитием (уже через несколько секунд или минут после взаимодействия сенсибилизированного организма и антигена-аллергена). В основе механизма развития таких реакций лежит поверхностное серозное воспаление, которое через несколько часов исчезает без следа. В данном случае отличный терапевтический эффект дают антигистаминные препараты.
Антигенными свойствами могут обладать различные вещества белковой природы (протеины животного и растительного происхождения). Они способны вызывать индукцию (образование) антител или специфические клеточные реакции. Существует огромное количество веществ, вступающих в контакт с антителами, после чего не следует дальнейшее синтезирование антител. Это гаптены.
Соединившись с белками организма, они приобретают антигенные свойства. Антиген тем сильнее, чем выше и жестче его молекулярная структура и больше масса молекулы. Сильными антигенами являются растворимые аллергены, слабыми - нерастворимые, корпускулярные, бактериальные клетки. Различают эндогенные аллергены, которые имеются или образуются в самом организме, и экзогенные, попадающие в организм человека из окружающей среды. А. Д. Адо предложил классифицировать экзогенные аллергены по происхождению на неинфекционные и инфекционные. К неинфекционным относятся:
1) простые химические соединения (моющие средства, парфюмерия, бензин);
2) бытовые (цветочная пыльца, домашняя пыль);
3) пищевые аллергены животного и растительного происхождения (цитрусовые, белок яиц и др.);
4) эпидермальные (перхоть, шерсть);
5) лекарственные (аспирин, сульфаниламиды, антибиотики
и др.).
Неинфекционные аллергены подразделяют по источнику происхождения на: промышленные (шерстяная, мучная пыль); бытовые (пыль, шерсть) и природные (пыльца цветов, злаков и растений).
Инфекционные аллергены представлены грибками, вирусами, бактериями и продуктами их метаболизма (жизнедеятельности).
Экзогенные аллергены в организм проникают различными путями, например парентерально, энтерально, ингаляционно и перкутантно (через кожные покровы).
Эндогенные аллергены, или аутоаллергены, делятся на первичные (естественные) и вторичные (приобретенные).
Естественные антигены находятся в коллоиде щитовидной железы, сером веществе головного мозга, хрусталике глаза, семенниках.
При некоторых патологиях в связи с повышенной проницаемостью физиологических барьеров (гематоэнцефалогического или гистогематического) происходит так называемая дистопия этих антигенов из вышеперечисленных тканей и органов с последующим контактом их с иммунокомпетентными клетками, вследствие чего начинают вырабатываться аугоантитела. В результате возникает повреждение соответствующего органа.
Приобретенные (вторичные) аутоаллергены синтезируются из белков собственного организма под воздействием некоторых вредных агентов (ионизирующие излучения, низкая или высокая температура и т. д.). В частности эти механизмы лежат в основе лучевой и ожоговой болезни.
Низкая температура, холод - это, конечно, не аллерген, но этот фактор способствует агглютинации (слипанию) эритроцитов при активном участии антиэритроцитарных антител. Образовавшиеся агглютинины (слипшиеся образования) запускают активизацию системы комплемента, что ведет к гибели эритроцитов.
Такие явления могут иметь место, например, при алкогольном циррозе печени, инфекционном мононуклеозе, микоплазменных инфекциях.
Следует отметить, что под воздействием микроорганизмов белки макроорганизма образуются комплексные эндоаллергены и промежуточные. Комплексные появляются в результате контакта собственных тканей организма с микроорганизмами или их токсинами, что способствует выработке антител взаимодействию их с антигенами и в конечном итоге повреждению тканей.
Промежуточные эндоаллергены образуются вследствие соединения микроорганизмов с тканями организма, но в этом случае формируется структура с совершенно новыми антигенными свойствами.
Различают тимуснезависимые антигены (когда иммунный ответ не требует участия Т-лимфоцитов-хелперов) и тимусзависимые антигены (когда ответ иммунной системы возможен при обязательном участии Т-лимфоцита, В-лимфоцита и макрофага).
Классификация аллергических реакций немедленного типа включает в себя:
1) анафилактические (атопические) реакции;
2) цитотоксические реакции;
3) иммунокомплексную патологию.
1. Анафилактические реакции наиболее часто вызываются такими аллергенами, как домашняя и производственная пыль, пыльца растений и споры грибов, косметические средства и парфюмерия, эпидермис и шерсть животных. Они называются местными анафилактическими реакциями (крапивница, отек Квинке, атопическая бронхиальная астма, аллергический конъюнктивит и ринит). Источниками генерализованных аллергических реакций (анафилактический шок) являются аллергены гормонов, антитоксических сывороток, белков плазмы крови, лекарственных препаратов, рентгенконтрастных веществ. Таким образом, местные анафилактические реакции возникают в случае попадания антигена естественным путем в организм и обнаруживаются в местах фиксации (слизистые, кожные покровы и т. д.). Выделяются антитела-агрессоры, принадлежащие к классу иммуноглобулинов Е и G4, которые обладают способностью прикрепляться, например, к тучным клеткам, макрофагам, тромбоцитам, базофилам, нейтрофилам, эозинофилам. При этом имеет место выброс медиаторов аллергии, в частности эозинофилы продуцируют катионные белки, фосфатазу Д, гистоминазу, арилсульфатазу В; тромбоциты освобождаю серотонин, тучные клетки и базофилы - гистамин, гепарин арилсульфатазу А, галактозидазу, химиотрипсин, лейкотриены, простагландины, супероксиддисмутазу, нейтрофильный и эозинофильный хемотоксические факторы.
2. Также тромбоциты, нейтрофилы, базофилы, лимфоциты и эндотелиальные клетки являются источниками тромбоцитактивирующего фактора. Медиаторы аллергии - это биологически активные вещества, с их помощью происходит активация так называемой медленно реагирующей субстанции анафилаксии (МРС-А), которая, собственно, и вызывает анафилаксию (тип аллергической реакции).
Развитие таких аллергических реакций представлено тремя стадиями:
1) иммунологическая;
2) патохимическая;
3) патофизическая.
Стадия иммунных реакций, или иммунологическая, начинается с накоплением антител в организме после внедрения чужеродного антигена, что приводит к развитию сенсибилизации, или повышенной чувствительности организма к данному аллергену. В это время происходит образование клона сенсибилизированных (чувствительных) Т-лимфоцитов. В латентном (скрытом) периоде сенсибилизации имеет место узнавание и поглощение макрофагом аллергена, в результате чего большая часть антигена разрушается под воздействием гидролитических ферментов. Оставшаяся часть антигена фиксируется на мембране А-клетки в комплексе с белками. Такой комплекс называется суперантигеном, он обладает определенной иммуногенностью и способен активировать продукцию антител. На этот процесс влияют Т-хелперы, Т-супрессоры. Доказано, что даже незначительные изменения их соотношения могут привести к серьезным расстройствам иммуногенеза. Образование и выделение медиаторов аллергии составляет следующую стадию иммунных реакций - патохимическую стадию, в которой особое значение для синтеза медиаторов имеет энергетический запас клеток. Организм становится сенсибилизированным примерно через две недели. При повторном попадании аллергена образуются комплексы антиген - антитело. Этот момент является пусковым механизмом. Повышается обмен веществ, синтезируются и освобождаются новые медиатоI. Различают два вида медиаторов, которые выделяются при реакциях немедленного типа.
Первичные - эту группу представляют серотонин, гистамин, они образуются в момент протекания реакции антигенантитело.
Вторичные - синтезируются в процессе воздействия других клеток и ферментов (например, медиатор брадикинин).
По своей биологической активности и химическому строению медиаторы делятся на:
1) хемотаксические (привлекающие определенные клетки
крови);
2) протеогликаны;
3) ферменты;
4) действующие на гладкую мускулатуру и сосуды.
1. К хемотаксическим медиаторам относятся фактор хемотаксиса нейтрофилов (вид лейкоцитов) (ФХН) и эозинофилов (вид лейкоциотов) (ФХЭ). Факторы хемотаксиса нейтрофилов отвечают за прекращение местного действия медиаторов, принимают участие в модулировании высвобождения биологически активных веществ. Наиболее значительным является гистамин, который способствует усилению или угнетению хемотаксиса нейтрофилов, действуя опосредованно через Н,-рецепторы или Н2-рецепторы соответственно. Важную роль играют также продукты окисления арахноидиновой кислоты (лейкотриен В4). После начала контакта «антиген - антитело» через 5- 15 минут наблюдается высвобождение высокомолекулярного фактора хемотаксиса нейтрофилов. Эозинофилы мигрируют и скапливаются в очаге поражения благодаря фактору гемотаксиса эозинофилов. Усиливают хемотаксис эозинофилов и другие продукты метаболизма, в частности арахноидиновая кислота, лейкотриен В4, монои гидроксижирные кислоты, гистамин.
2. Протеогликаны. После внедрения антигена в организм происходит выделение медиатора, который модулирует (изменяет) активность трипсина (разрушающего фермента), тормозит работу системы свертывания крови. Это гепарин, который находится в гранулах тучных клеток кожи и легких человека и тесно связан с гистамином. Гепарин способствует угнетению функций комплемента. Такие протеогликаны, как хондронтинсульфаты, находящиеся в базофилах, аналогично гепарину обладают антикоагуляционной способностью, однако по своей активности уступают ему примерно в пять раз.
3. Ферменты как медиаторы аллергии представлены нейт; ральными протеазами (расщепляющими белки) (активные брадикинина, легочный фактор Хагемана, триптаза) и кислыми (пероксидаза и гидролаза). Усиление воспалительных процессов, отложение фибрина около тучных клеток, угнетение свертываемости крови - все это находится в ведении таких ферментов, как кислые гидролазы, в частности арилсульфатаза, супроксиддисмутаза, пероксидаза, бета-глюкоронидаза, бета-гексаминаза.
4. Медиаторы, действующие на гладкую мускулатуру и сосуды. Ярким представителем является гистамин, который содержится в тучных клетках кожи, легких, подслизистом слое кишечника. Гистамин находится в тесной ионной связи с гепарином. Также гистамин обнаруживается и в базофилах (тип лейкоцитов), но в меньшем количестве. Чем больше концентрация антигена, попавшего в организм, тем выше скорость высвобождения гистамина. В малых дозах он воздействует на β-рецепторы, что, в свою очередь, приводит к сужению бронхов, легочных и коронарных сосудов, усилению хемотаксиса эозинофилов и нейтрофилов, увеличению синтеза простагландинов F2-альфа, Е2, тромбоксана и других продуктов метаболизма арахноидиновой кислоты. Активация Н,-рецепторов обеспечивает усиление секреции слизи в верхних дыхательных путях, повышение концентрации цГМФ внутри клетки, повышение проницаемости кровеносных сосудов и их расширение и, наконец, стимуляция Н,-рецепторов вызывает частичное разобщение связей между клетками, что обусловливает развитие крапивницы или отека.
Н2-гистаминовые рецепторы расположены в большинстве своем в сердце. Стимуляция этих рецепторов сопровождается расширением коронарных сосудов сердца. Под их воздействием также повышается секреция соляной кислоты в желудке. Нормальный уровень в крови этого медиатора должен составлять 0,6 ± 0,2 нг/мл. Повышение его до 1,6 нг/мл ведет к увеличению частоты сердечных сокращений на 30%, до 2,4 нг/мл - головную боль, покраснение кожных покровов, до 4,6 нг/мл - еще большее увеличение скорости сокращения левого желудочка и умеренную гипотонию, а свыше 30 нг/мл приводит к остановке сердца. Необходимо учитывать тот факт, что при введении любого внутривенного препарата у 10-30% лиц может наблюдаться выброс в кровь нескольких нг гистамина. Сочетание таких средств иногда приводит к суммарному повышению уровня гистамина, что иногда является причиной возникновения различных осложнений.
В некоторых случаях при повышении уровня гистамина наблюдается активация Н2-рецепторов, находящихся на Т-супрессорах, что является пусковым механизмом для возникновения приступов у больных атопической бронхиальной астмой.
Другим медиатором, играющим не последнюю роль, является серотонин, который также воздействует на сосуды и гладкую мускулатуру. Серотонин участвует в миграции сенсибилизированных лейкоцитов через сосудистый эндотелий (внутренний слой). Серотонин обеспечивает агрегацию (слипание) тромбоцитов, а также стимулирует секрецию лимфокинов Т-лимфоцитами. В присутствии серотонина увеличивается проницаемость сосудистой стенки и сокращается гладкая мускулатура бронхов.
В третьей патофизиологической стадии аллергических реакций немедленного типа после образования и освобождения медиаторов аллергии (в патохимической стадии) происходит развитие биологических эффектов действия этих медиаторов и клинических проявлений. Самым серьезным и опасным проявлением аллергии является анафилактический шок, в развитии которого не последнюю роль играют метаболиты арахноидиновой кислоты. Они классифицируются на:
1) продукты циклоксигеназы: простациклин, тромбоксаны,
простагландины;
2) продукты липоксигеназы: лейкотриены.
Простагландины - это медиаторы, которые синтезируются
из арахноидиновой кислоты при участии фермента циклоксигеназы, процесс происходит в большинстве случаев в тучных клетках паренхимы (ткани) легких. Это медиаторы воспалительных реакций, бронхоспазма, гипертонии в системе легочной артерии.
Лейкотриены образуются из жирных кислот под влиянием фермента липоксигеназы. Три из них: С4, Д4 и Е4 составляют медленно реагирующую субстанцию (МРС-А). Действие лейкотриена С4 проявляется уже через десять минут после проникновения антигена в организм и исчезает по истечении двадцати пяти-тридцати минут. Этот медиатор увеличивает проницаемость микроциркуляторного русла, вызывает бронхоспазм, способствует уменьшению сердечного выброса и повышению системной и легочной гипертензии с сопровождением лейкопении и гемоконцентрации. Лейкотриен Д4 намного сильнее по своим характеристикам гистамина, особенно в отношении способности сужать мелкие бронхи, коронарные сосуды и сосуды малого круга кровообращения. Лейкотриен Е4 активизирует образование тромбоксана в бронхах, вызывая их отек, увеличение выделения слизи и обусловливая тем самым длительный бронхоспазм.
1. Аллергология и иммунология: клинические рекомендации для педиатров / Под ред. А.А. Баранова и Р.М. Хаитова. – М.: М-Студио, 2008. – 248 с.
2. Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. – 604 с.
3. Змушко Е.И., Белозеров Е.С., Митин Ю.А. Клиническая иммунология: руководство для врачей. – СПб: Питер, 2001. – 576 с.
4. Кетлинский С.А. Цитокины / С.А. Кетлинский, А.С. Симбирцев. – СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2008. – 552 с.
5. Клиническая аллергология и иммунология / Под ред. Л.А. Горячкиной, К.П. Кашкина. – М., 2009.
6. Клиническая иммунология и аллергология / Под ред. Г. Лолора, Т. Фишера, Д. Адельмана. – пер. с англ. М.В. Пащенкова, Н.Б. Гамалеи. – М.: Практика, 2000. – 806с.
7. Клиническая иммунология: руководство для врачей / Под ред. Е.И. Соколова. – М.: Медицина, 1998. – 272с.
8. Пыцкий В.И., Адрианова Н.В., Артомасова А.В. Аллергические заболевания. – 3-е изд, перераб. и доп. / Под ред. В.И. Пыцкого. – М.: «Триада-Х», 1999. – 470 с.
9. Рёкен М., Гроверс Г., Бургдорф В. Наглядная аллергология. – М., 2013. – 238 с.
10. Ярилин А.А. Иммунология. М.: ГЭОТАР – Медиа, 2010. – 752 с.
11. Abbas A.K. Diseases of immunity / Robbins and Cotran pathologic basis of disease/ – 7th ed. / Edited by V. Kumar, A.K. Abbas, N. Fausto. – Philadelphia, Pennsylvania: Elsevier, 2005. – P. 193-267.
12. Bjorkman P.J. MNC restriction in three dimensions: a view of T cell receptor/ligand interactions // Cell. –1997. – 89: 167-170.
13. Murphy K.M., Reiner S.L. The lineage decisions of helper T cells // Nat. Rev. Immunol. –2002. – 2:933-944.
14. Janeway C.A., Jr., Medzhitov R. Innate immune recognition // Annu. Rev. Immunol. –2002. – 20:197-216.
Аллергия (греч. allos - другой, иной; ergon - действие) - это типовой иммунопатологический процесс, возникающий в ответ на действие аллергенов на организм с качественно измененной иммунологической реактивностью, характеризующийся развитием гиперергического воспаления, расстройствами микрогемодинамики и, в ряде случаев, тяжелыми нарушениями системной гемодинамики и регионарного кровотока.
Этиологические факторы и факторы риска развития аллергических реакций
Факторами риска развития аллергических реакций являются:
1) наследственный фактор;
2) частый контакт с антигеном-аллергеном;
3) недостаточность механизмов элиминации антигенов-аллергенов и иммунных комплексов в случаях дефицита опсонизирующих факторов, снижения фагоцитарной активности, системы комплемента;
4) недостаточность механизмов инактивации медиаторов воспаления и аллергии при печеночной недостаточности;
5) нарушения гормонального баланса в виде дефицита глюкокортикоидов, преобладания минералокортикоидов, гиперплазии лимфоидной ткани при дисгормональных состояниях;
6) преобладание холинергических вегетативных влияний на фоне подавления адренергических реакций, что приводит к облегчению освобождения медиаторов аллергии.
Этиологическими факторами развития аллергических реакций являются аллергены. В зависимости от происхождения все аллергены принято делить на экзо- и эндогенные аллергены.
Аллергены экзогенного происхождения в зависимости от способа попадания в организм и характера воздействия разделяют на несколько групп:
Лекарственные аллергены, которые могут воздействовать на иммунную систему при различных путях поступления: пероральном, с инъекцией, через кожу, с ингаляциями и т.д.
Пищевые аллергены включают в себя различные продукты, в частности, животного происхождения (мясо, яйца, молочные продукты, рыба, икра), а также растительного происхождения (клубника, пшеница, бобы, томаты и др.).
Пыльцевые аллергены. Аллергические реакции вызывает пыльца размером не более 35 мкм различных ветроопыляемых растений, среди них: пыльца амброзии, полыни, конопли, диких луговых трав, а также злаковых культур.
Промышленные аллергены - обширная группа соединений, представленных в основном гаптенами. К ним относятся лаки, смолы, нафтоловые и прочие красители, формалин, эпоксидные смолы, дубильные вещества, инсектофунгициды. В быту аллергенами промышленного происхождения могут быть различные стиральные средства, средства для чистки посуды, синтетические ткани, парфюмерные вещества, красители для волос, бровей, ресниц и др. Пути воздействия аллергенов промышленного происхождения весьма разнообразны: чрескожный, ингаляционный, алиментарный (при добавлении различных кон-сервантов и красителей к пищевым продуктам).
Аллергены инфекционного происхождения (вирусы, микробы, простейшие, грибы). В развитии ряда инфекционных заболеваний (туберкулеза, сифилиса, ревматизма) аллергия играет ведущую роль.
Инсектные аллергены содержатся в яде и слюне жалящих и кусающих насекомых, вызывая состояние перекрестной сенсибилизации.
Бытовые аллергены включают в себя домашнюю пыль, в составе которой присутствуют аллергены домашних клещей. К числу бытовых аллергенов могут быть отнесены и ряд промышленных аллергенов, входящих в состав моющих средств, косметики, синтетических изделий.
Эпидермальные аллергены: волосы, шерсть, пух, перхоть, чешуя рыб. Следует отметить наличие общих аллергенов в эпидермисе различных животных, что приводит к развитию перекрестных аллергических реакций.
Классификация и стадии развития аллергических реакций
В соответствии с особенностями механизмов развития выделяют V основных типов аллергических реакций:
I тип - анафилактические (атопические).
II тип - цитотоксические (цитолитические).
III тип - иммунокомплексный, или преципитиновый.
IV тип - клеточноопосредованный, Т-лимфоцитзависимый.
V тип - рецепторноопосредованный.
I, II, III, V типы аллергических реакций относятся к категории реакций гуморального типа, поскольку эфферентным звеном их развития являются В-лимфоциты и аллергические антитела, относящиеся к различным классам иммуноглобулинов.
Аллергические реакции IV типа обеспечиваются вовлечением в иммунный процесс Т-системы лимфоцитов, макрофагов, разрушающих клетки-мишени.
Аллергические реакции I типа развиваются спустя несколько секунд, минут, часов (до 5-6 часов) после воздействия разрешающей дозы антигена-аллергена на сенсибилизированный организм, в связи с чем их относят к аллергическим реакциям немедленного типа. В развитии аллергических реакций II и III принимают участие «длительно живущие», персистирующие антигены-аллергены, выполняющие роль сенсибилизирующей и разрешающей доз воздействия.
Аллергические реакции замедленного типа развиваются спустя 24-48-72 часа после воздействия антигена-аллергена на сенсибилизированный организм; к ним относят клеточноопосредованные реакции IV типа.
В ряде случаев реакции ГЗТ развиваются спустя 5-6 часов после воздействия разрешающей дозы антигена-аллергена на организм.
Общей закономерностью развития аллергических реакций гуморального и клеточного типов является наличие трех стадий иммунного ответа на воздействие аллергенов-антигенов: иммунологической, патохимической и патофизио-логической.
I стадия - иммунологическая, включает в себя презентацию антигена Т- или В-лимфоцитам антигенпредставляющими или профессиональными макрофагами в комплексе с белками МНС I или II класса, дифференцировку соответствующих CD4 Т-хелперов, вовлечение в дифференцировку и пролиферацию антигенспецифических клонов В-лимфоцитов (при аллергии I, II, III, V типов) или CD8 Т-лимфоцитов при клеточноопосредованной гиперчувствительности IV типа.
В иммунологической фазе происходят нарастание титра аллергических антител, фиксация гомоцитотропных антител на клетках, взаимодействие аллергена-антигена с аллергическими антителами на клеточном уровне. При реакциях гиперчувствительности замедленного или клеточного типа в иммунологической фазе происходит взаимодействие Т-лимфоцита-эффектора с клеткой-мишенью, на мембране которой фиксирован антиген-аллерген.
II cтадия - патохимическая - стадия освобождения медиаторов аллергии различными клеточными элементами, участвующими в развитии тех или иных аллергических реакций. Важнейшими медиаторами аллергии гуморального типа являются гистамин, серотонин, кинины, лейкотриены, простагландины, факторы хемотаксиса, активированные фракции комплемента и другие.
Медиаторами гиперчувствительности клеточного типа являются лимфокины, продуцируемые CD4 и CD8 Т-лимфоцитами, а также монокины.
Реализация цитотоксического действия при клеточно-опосредованных реакциях осуществляется Т-лимфоцитами-киллерами. Киллерный эффект в своем развитии проходит 3 стадии: распознавания, летального удара, коллоидно-осмотического лизиса. В то же время лимфокины оказывают влияние на клеточное микроокружение, обеспечивая вовлечение этих клеток в аллергичекие реакции.
III cтадия - патофизиологическая - стадия развития клинических проявлений аллергических реакций, обусловленная развитием биологических эффектов медиаторов аллергии.
Наряду с общими закономерностями развития аллергических реакций имеется ряд особенностей индукции и механизмов развития гиперчувствительности гуморального и клеточного типов, представленных в содержании последующих лекций.
Библиографическая ссылка
Чеснокова Н.П., Жевак Т.Н., Моррисон В.В., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. ЛЕКЦИЯ 1 (ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ). ЭТИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ФАКТОРЫ РИСКА, СТАДИИ РАЗВИТИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ГУМОРАЛЬНОГО И КЛЕТОЧНОГО ТИПОВ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 12-4. – С. 477-479;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34639 (дата обращения: 20.03.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(1) Реакции цитотропного (цитофильного) типа . В качестве инициаторов генерализованной анафилактической реакции (анафилактического шока) данного типа аллергии выступают следующие вещества:
аллергены антитоксических сывороток, аллогенных препаратов γ-глобулинов и белков плазмы крови;
аллергены гормонов белковой и полипептидной природы (АКТГ, инсулин и другие);
лекарственные препараты [антибиотики (пенициллин), миорелаксанты, анестетики, витамины и другие];
рентгеноконтрастные вещества;
инсектные аллергены.
Местные анафилактические реакции – атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит и конъюнктивит, крапивница, отек Квинке) – могут возникать под действием таких АГ, как:
аллергены пыльцы растений (поллинозы), спорами грибов);
аллергены домашней и производственной пыли;
эпидермальные аллергены домашних животных;
аллергены, содержащиеся в косметических и парфюмерных средствах и т.п.
В результате первичного контакта с аллергеном ИКС организует в организме иммунный ответ, специфика которого заключается в синтезе В-лимфоцитами и плазматическими клетками иммуноглобулинов Ig E- и/или Ig G 4 -классов (реагинов, атопенов). Выработка В-лимфоцитами иммуноглобулинов Ig G 4 и E-класса зависит от представления аллергена АПК и кооперацией между Т- и В-лимфоцитами. Локально синтезированный Ig E-класса первоначально сенсибилизирует тучные клетки по месту его образования, после чего АТ распространяются через кровоток по всем органам и тканям организма (Рис. 1;).
Рис. 1. Схематическое представление реагино-
вого (цитотропного, цитофильного) механизма
гиперчувствительности немедленного типа
В дальнейшем происходит взаимодействие основной массы Ig E- и Ig G 4 -классов с высокоаффинными рецепторами и последующая их фиксация по месту локализации Fc-рецепторов на цитоплазматических мембранах клеток-мишеней первого порядка – тучных клетках (лаброцитах) и базофилах. Остальные иммуноглобулины Ig E- и Ig G 4 -классов взаимодействуют с низкоаффинными рецепторами клеток-мишеней второго порядка – гранулоцитами, макрофагами, лимфоцитами, тромбоцитами, клетками Лангерганса кожи и эндотелиоцитами также при помощи фрагмента Fc-рецептора. Например, на каждой тучной клетке или базофиле может фиксироваться от 3000 до 300000 молекул Ig E. Здесь они способны оставаться на протяжении нескольких месяцев, и в течение всего этого периода времени сохраняется повышенная чувствительность к аллергену клеток-мишеней первого и второго порядка.
При повторном поступлении аллергена, которое может произойти, как минимум, спустя неделю и больше после первичного контакта, по месту локализации IgE-класса образуется иммунный комплекс АГ+АТ, который также фиксируется на мембранах клеток-мишеней I и II порядка. Это приводит к стягиванию с поверхности цитоплазматической мембраны белков-рецепторов для Ig E и последующей активации клетки, которая выражается в усилении синтеза, секреции и высвобождении медиаторов ГНТ. Максимальная активация клетки достигается связыванием иммунными комплексами АГ+АТ нескольких сотен или тысяч рецепторов. Степень активации клеток-мишеней зависит от содержания ионов кальция, энергетического потенциала клетки, а также соотношения циклических аденозинмонофосфата (цАМФ) и гуанозинмонофосфата (цГМФ) – снижение цАМФ и увеличение цГМФ.
В результате образования комплекса АГ+АТ и активации клеток-мишеней (например, тучных клеток) их цитолемма разрушается, и содержимое цитоплазматических гранул изливается в околоклеточное пространство. Тучные клетки, или лаброциты, относятся к компонентам соединительной ткани и локализуются преимущественно в тех структурах, которые непосредственно или опосредованно взаимодействуют с окружающей средой – коже, дыхательных путях, пищеварительном тракте, по ходу нервных волокон и кровеносных сосудов.
В процессе разрушения цитоплазматической и внутриклеточной мембран в околоклеточное пространство изливается большое количество пресинтезированных БАВ, получивших наименование медиаторов аллергии немедленного типа – вазоактивных аминов (гистамина, серотонина), метаболитов арахидоновой кислоты (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксана А 2), цитокинов, опосредующих местные и системные повреждения тканей [интерлейкины-1-6, ИЛ-8, 10, 12, 13, фактор активации тромбоцитов – ФАТ, факторов хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов, ФНО-α, γ-ИНФ, эозинофильные протеины, эозинофильные нейротоксины, адгезины, селектины (Р и Е), гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор, продукты перекисного окисления липидов) и многих других биологически активных веществ (гепарин, кинины, арилсульфатаз А и В, галактозидаза, супероксиддисмутаза, гистаминаза, фосфолипазы А и D, химотрипсин, лизосомальные ферменты, катионные белки)]. Большинство из них находится в гранулах, в первую очередь, базофилов, тучных клеток, а также нейтрофилов, эозинофилов, макрофагов и других, и процесс высвобождения гранул из клеток-мишеней первого и второго порядка, содержащих медиаторы ГНТ, получил наименование дегрануляции. Медиаторы аллергической реакции немедленного типа оказывают как защитное, так и патогенное действие. Последнее проявляется симптомами различных заболеваний. Классический путь высвобождения медиаторов аллергии приводит к появлению немедленных реакций, развивающихся в первые полчаса – так называемая первая волна выброса медиаторов. Она обусловлена высвобождением медиаторов аллергии из клеток с высоко аффинными рецепторами (тучных клеток и базофилов).
Дополнительный путь, связанный с формированием второй волны выброса медиаторов реагиновой аллергии, инициирует развитие так называемой поздней, или отсроченной, фазы ГНТ, связанной с высвобождением биологически активных веществ из клеток-мишеней второго порядка (гранулоцитов, лимфоцитов, макрофагов, тромбоцитов, эндотелиоцитов). Она проявляется через 6-8 ч. Степень выраженности поздней реакции может быть различной. Большинство медиаторов ГНТ оказывают преимущественное влияние на тонус сосудов, проницаемость их стенок и состояние гладкомышечных волокон полых органов (расслабление или спазм). Так, например, спазмогенный эффект лейкотриена D 4 в сотни раз выше, чем гистамина.
Такой тип реакции получил наименование цитотропный, или цитофильный, из-за высокого сродства (аффинитета) Ig E к клеткам-мишеням. Дегрануляция тучных клеток может происходить под влиянием и не иммунологических активаторов – АКТГ, субстанции P, соматостатина, нейротензина, АТФ, а также продуктов активации гранулоцитов и макрофагов: катионных белков, миелопероксидазы, свободных радикалов. Некоторые лекарственные препараты (например, морфин, кодеин, рентгеноконтрастные вещества) обладают аналогичной способностью.
Генетические аспекты реагиновой аллергии. Хорошо известно, что атопия (реагиновый или анафилактический тип аллергии) возникает только у определенной категории пациентов. У таких субъектов синтезируется заметно большее количество иммуноглобулинов Е-класса, на клетках-мишенях первого порядка обнаруживается более высокая плотность Fc-рецепторов и более высокая их чувствительность к Ig E, выявляется дефицит Т-лимфоцитов супрессоров. Кроме того, кожа и воздухоносные пути таких пациентов имеют более высокую чувствительность к действию специфических и неспецифических стимулов по сравнению с таковыми остальных субъектов. В семьях, где один из родителей страдает аллергией, атопия у детей встречается в 30-40 % случаев. Если же подобной формой аллергией страдают оба родителя, то анафилаксия (или реагиновая форма ГНТ) у детей обнаруживается в 50-80 % случаев. Предрасположенность к атопии определяется группой генов, контролирующих иммунный ответ, синтез противовоспалительных цитокинов, развитие гиперреактивности гладкой мускулатуры сосудов, бронхов, полых органов и т.д. Доказано, что эти гены локализуются в 5, 6, 12, 13, 20 и, возможно, других хромосомах.
(2) Реакции цитотоксического типа . Данный механизм стали называть цитотоксическим потому, что при реализации аллергической реакции II типа наблюдаются повреждения и гибель клеток-мишеней, против которых было направлено действие ИКС (Рис. 2;).
Рис. 2. Схематическое представление цитотоксического
(цитолитического) механизма гиперчувствительности
немедленного типа. Обозначения: C – комплемент, К –
активированная цитотоксическая клетка.
Причинами развития цитотоксического типа реакций могут быть:
во-первых, АГ, входящие в состав собственных измененных цитоплазматических мембран (чаще всего, форменных элементов крови, клеток почек, печени, сердца, мозга и других);
во-вторых, экзогенные АГ, вторично фиксированные на цитоплазматической мембране (лекарственные препараты, метаболиты или компоненты микроорганизмов и другие);
в-третьих, неклеточные компоненты тканей (например, АГ базальной мембраны клубочков почек, коллагена, миелина и т.п.).
Существуют три известных механизма цитотоксического (цитолитического) повреждения тканей при аллергии данного типа.
Комплемент опосредованная цитотоксичность;
Активация фагоцитоза клеток, маркированных антителами;
Активация антителозависимой клеточной токсичности;
Следующий этап состоит в том, что этот иммунный комплекс адсорбирует на себе и активирует по классическому типу компоненты комплемента. Активированный комплемент образует мембрано-атакующий комплекс, который перфорирует мембрану с последующим лизисом клетки-мишени. Поэтому такой тип реакции был назван цитолитическим. В индукции цитолитических реакций принимают участие Th 1 , вырабатывающие ИЛ-2 и γ-ИФН. ИЛ-2 обеспечивает аутокринную активацию Th, а γ-ИФН – переключение синтеза иммуноглобулинов с Ig M на Ig G.
По данному механизму развиваются многие аутоиммунные заболевания – аутоиммунная и лекарственные гемолитические анемии, тромбоцитопения, лейкопения, тиреоидит Хашимото, аутоиммунный асперматогенез, симпатическая офтальмопатия, гемотрансфузионный шок при переливании несовместимой по группе или по резус-фактору крови, резус-конфликт матери и плода и т.п. Основными медиаторами аллергии комплемент зависимого типа являются
активированные компоненты комплемента (C4b2a3b, С567, С5678, C56789 и т.п.),
оксиданты (О - , ОН - и другие),
лизосомальные ферменты.
2. Другой механизм цитолитического повреждения клеток-мишеней (клеток с измененными мембранными свойствами) связан с активацией субпопуляции цитотоксических клеток и присоединением их через Fc-рецептор и Ig G- или Ig M-классов к цитоплазматической мембране с измененными антигенными свойствами. Такими цитотоксическими клетками могут быть натуральные киллеры (NK-клетки), гранулоциты, макрофаги, тромбоциты, которые распознают подлежащие уничтожению клетки-мишени через фиксированные на них иммуноглобулины и собственные Fc-рецепторы, присоединяются к ним и впрыскивают в клетку-мишень токсические начала, разрушая ее. Предполагают, что АТ могут выступать в качестве «мостиков» между клеткой-мишенью и эффекторной клеткой.
3. Третьим механизмом аллергической реакции II типа считается разрушения клетки-мишени с помощью фагоцитоза, осуществляемого макрофагами. Fc-рецепторы макрофагов распознают фиксированные на клетке-мишени АТ и через них присоединяются к клетке с последующим фагоцитозом. Такой механизм разрушения клеток-мишеней характерен, например, в отношении тромбоцитов с фиксированными на них АТ, в результате чего кровяные пластинки становятся объектом фагоцитоза, проходя по синусам селезенки.
В целом по механизмам аллергической реакции II типа протекают аутоиммунные гемолитическая анемия и тромбоцитопения, сахарный диабет, бронхиальная астма, аллергический лекарственный агранулоцитоз, постинфарктный и посткомиссуротомический миокардит, эндокардиты, энцефалиты, тиреоидиты, гепатиты, лекарственная аллергия, миастения, компоненты реакции отторжения трансплантата и другие.
(3) Реакции образования иммунных комплексов . Иммунокомплексной патологии принадлежит определенное место в механизмах развития таких болезней, как гломерулонефриты, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, дерматомиозит, склеродермия, артерииты эндокардиты и другие. Этот тип реакций возникает при поступлении в сенсибилизированный организм следующих аллергенов в заведомо высокой дозе и в растворимой форме:
аллергены антитоксических сывороток,
аллергены некоторых медикаментов (антибиотики, сульфаниламиды и другие),
аллергены пищевых белков (молоко, яйца и т.п.),
бытовые аллергены,
бактериальные и вирусные аллергены,
антигены клеточных мембран,
аллогоенные γ-глобулины,
Синтезированные к этим аллергенам преципитирующие (Ig G 1-3) и комплементсвязывающие (Ig M) иммуноглобулины эквивалентно взаимодействуют со специфическим аллергеном и образуют растворимые в плазме и других жидкостях организма циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) АГ+АТ средних размеров. Такие комплексы получили наименование преципитинов (Рис. 3). В индукции иммунного ответа принимают участие Th 1 . В организме человека постоянно обнаруживаются экзогенные и эндогенные АГ, которые инициируют образование иммунных комплексов АГ+АТ. Эти реакции являются выражением защитной, или гомеостатической, функцией иммунитета и не сопровождаются какими-либо повреждениями. Иммунные комплексы необходимы для быстрого и эффективного фагоцитоза. Однако при определенных условиях они могут приобретать агрессивные свойства и разрушать собственные ткани организма. Повреждающее действие обычно оказывают растворимые комплексы средних размеров, появившиеся при небольшом избытке АГ. Важная роль в возникновении данной патологии отводится нарушениям в системе элиминации комплексов (дефицит компонентов комплемента, Fc-фрагментов антител или рецепторов на эритроцитах для иммунных комплексов, нарушения макрофагальной реакции), а также наличие хронической инфекции. В таких случаях их повреждающее действие реализуется через активацию комплемента, калликреин-кининовой системы, высвобождение лизосомальных ферментов, генерацию супероксидного радикала.
Рис. 3. Схематическое представление
иммунокомплексного механизма гиперчувствительности
немедленного типа. Обозначения, как на Рис. 1.
Преципитины могут находиться либо в крови, где локализуются на внутренней стенке мелких сосудов, или в тканях. Депозиты, в состав которых входят Ig G, пенетрируют сосудистую стенку, расслаивают эндотелиальные клетки и накапливаются в ее толще на базальной мембране, в результате чего формируются все более и более крупные конгломераты иммунных комплексов. В отличие от ЦИК, они могут активировать не только компоненты комплемента, но и кининовую, свертывающую и фибринолитическую системы крови, а также гранулоциты, тучные клетки и тромбоциты. В результате на месте их преципитации, например, в просвете сосудов периферического русла, образуются скопления лейкоцитов и других форменных элементов крови, формируется тромбоз, повышается проницаемость сосудистой стенки. Все это приводит к развитию аллергического (гиперергического) воспаления с преобладанием процессов альтерации и экссудации. Будучи активированными, фиксированные компоненты комплемента усиливают воспалительные реакции, вызывая образование анафилотоксинов (С3а и С5а), а медиаторы воспаления и аллергии (в частности, хемотаксические факторы) привлекают в очаг поражения все новые и новые порции лейкоцитов. Анафилотоксины С3а и С5а вызывают выделение гистамина тучными клетками, сокращение гладкой мускулатуры и повышают проницаемость сосудов, способствуя дальнейшему развитию воспаления.
По такому типу протекает генерализованная форма аллергии, например, сывороточная болезнь. Она характеризуется развитием системных васкулитов, расстройством гемодинамики, отеками, сыпью, зудом, артралгиями, гиперплазией лимфоидной ткани (см. также ниже).
Гломерулонефриты иммунокомплексного происхождения характеризуются нарушениями фильтрационной, реабсорбционной и секреторной функций почек.
Ревматоидный артрит сопровождается образованием ревматоидного фактора (IgM19S, IgG7S), аутоантигенов воспалительного происхождения и аутоантител, иммунных комплексов и вовлечением в патологический процесс синовиальных оболочек с развитием системных васкулитов (церебральных, мезентериальных, коронарных, легочных).
Формирование системной красной волчанки сопровождается образованием иммунных комплексов, состоящих из нативной ДНК и ядерных белков, АТ к ним и комплемента, которые в дальнейшем фиксируются на базальной мембране капилляров, вызывая поражения суставов (полиартрит), кожи (эритема), серозных оболочек (экссудативный и спаечный процесс вплоть до пролиферации), почек (гломерулонефрит), нервной системы (нейропатии), эндокарда (эндокардит Либмана-Закса), клеток крови (анемия, лейкопения, тромбоцитопения, панцитопении), и других органов.
Если иммунные комплексы фиксируются в отдельных органах или тканях, то последующие повреждающие процессы локализуются именно в этих тканях. Например, при вакцинации антиген фиксируется в месте инъекции с последующим развитием местной аллергической реакции по типу феномена Артюса. Основными медиаторами в данном типе аллергических реакций являются
гистамин,
серотонин,
супероксидный анион-радикал.
активированный комплемент,
лизосомальные ферменты,
Формирование иммунных комплексов, активация ими лейкоцитов и других клеточных элементов, а также их прямое повреждающее действие вызывают вторичные реакции иммуноаллергического генеза. К ним относятся развитие аллергического воспаления, цитопений, внутрисосудистого свертывания крови, тромбообразования, иммунодефицитных состояний и другие. Как указывалось выше, конкретными проявлениями аллергических заболеваний, протекающих по данному типу ГНТ, являются сывороточная болезнь, гломерулонефриты, артерииты, экзогенные аллергические альвеолиты («легкое фермера», «легкое птицевода» и другие), ревматоидный артрит, эндокардиты, анафилактический шок, системная красная волчанка, бактериальные, вирусные и протозойные инфекции (например, стрептококковые заболевания, вирусный гепатит В, трипаносомоз и другие), бронхиальная астма, васкулиты и другие.
(4) Рецепторноопосредованные реакции . Данный механизм аллергической реакции IV типа получил наименование антирецепторный. Он связан с наличием АТ (главным образом Ig G) к физиологически важным детерминантам клеточной мембраны, вызывая стимулирующий или ингибирующий эффекты на клетку мишень через ее рецепторы. В результате, например, блокады из активного функционирования выключаются многочисленные рецепторы клеток-мишеней, с помощью которых они обмениваются с околоклеточным пространством молекулярным материалом, включая биологически активные вещества (лиганды), необходимые для нормальной деятельности клетки (β-адренорецепторы, ацетилхолиновые, инсулиновые и другие рецепторы). Примером такого блокирующего действия может служить миастения, которая развивается в результате образования Ig G к рецепторам нейромедиатора ацетилхолина, локализованного на постсинаптической мембране миоцитов скелетной мускулатуры. Связывание АТ с ацетилхолиновыми рецепторами блокирует их, препятствуя соединению с ними ацетилхолина и последующему формированию потенциала мышечной пластинки. В конечном счете, нарушается передача импульса с нервного волокна на мышцу и ее сокращение.
Примером рецепторноопосредованного стимулирующего типа аллергических реакций является развитие гипертиреоидного состояния при имитации АТ антителами эффектов тиреотропного гормона. Так, при гипертиреозе (аллергический тиреотоксикоз), который является аутоиммунным заболеванием, аутоантитела активируют рецепторы для тиреотропного гормона. Последние стимулируют тиреоциты фолликулов щитовидной железы, которые продолжают синтезировать тироксин, несмотря на ограниченную продукцию тиреотропного гормона гипофизом.
Общие закономерности развития аллергических реакций замедленного типа
Иммунологическая стадия ГЗТ . Для случаев ГЗТ активная сенсибилизация связана с образованием комплекса антиген–неспецифический рецептор на поверхности АПК – макрофаге, в котором по ходу эндоцитоза разрушается большая часть АГ. Пассивная сенсибилизация достигается введением в кровь предварительно сенсибилизированных Т-лимфоцитов или трансплантации лимфоидной ткани лимфатических узлов от предварительно сенсибилизированного данным АГ животного. Детерминантные группировки аллергена (эпитопы) в комплексе с белками МНС I и II классов экспрессируются на мембране АПК и представляются антигенраспознающим Т-лимфоцитам.
В индукции ГЗТ принимают участие CD4-лимфоциты, т.е. Th 1 -клеткам (хелперам). Основными эффекторными клетками являются CD8-лимфоциты, среди которых выделяют Т-цитотоксические лимфоциты и Т-лимфоциты – продуценты лимфокинов. CD4-лимфоциты распознают эпитопы аллергенов в комплексе с гликопротеинами МСН II класса, в то время как CD8-лимфоциты распознают их в комплексе с белками МСН I класса.
Далее АПК секретируют ИЛ-1, стимулирующий пролиферацию Th 1 и ФНО. Th 1 выделяют ИЛ-2, γ-ИФН и ФНО. ИЛ-1 и ИЛ-2 способствуют дифференцировке, пролиферации и активации Th 1 и Т-цитотоксических лимфоцитов. γ-ИФН привлекает в очаг аллергического воспаления макрофаги, которые за счет фагоцитоза повышают степень повреждения тканей. γ-ИФН, ФНО и ИЛ-1 усиливают в очаге воспаления генерацию оксида азота и других активных кислородсодержащих радикалов, оказывая тем самым токсическое действие.
Т-цитотоксические лимфоциты и Т-киллерные клетки разрушают генетически чужеродные клетки трансплантата, опухолевые и мутировавшие клетки собственного организма, выполняя функции иммунологического надзора. Т-продуценты лимфокинов участвуют в реакциях ГЗТ, выделяя многочисленные (более 60) медиаторы ГЗТ (лимфокины).
Патохимическая стадия ГЗТ . Так как при ГЗТ с аллергеном контактируют сенсибилизированные лимфоциты, то вырабатываемые ими БАВ – лимфокины определяют дальнейшее течение патологических реакций. Среди лимфокинов выделяют следующие группы:
лимфокины, действующие на макрофагоциты: фактор ингибирования миграции макрофагов, фактор агрегации макрофагов, хемотаксический фактор для макрофагов и другие;
лимфокины, определяющие поведение лимфоцитов: фактор хелперов, фактор супрессии, фактор бласттрансформации, фактор переноса Лоуренса, ИЛ-1, ИЛ-2 и другие;
лимфокины, влияющие на гранулоциты: факторы эмиграции нейтрофилов и эозинофилов, фактор ингибирования миграции гранулоцитов и другие;
лимфокины, влияющие на клеточные культуры: интерфероны, фактор, ингибирующий пролиферацию клеток культуры тканей и другие;
лимфокины, действующие в целом организме: фактор, вызывающий кожную реакцию, фактор, повышающий проницаемость сосудов, фактор отека и другие.
Патофизиологическая стадия ГЗТ . Структурно-функциональные поражения при ГЗТ обусловлены в основном развитием воспалительной реакции с резко выраженной эмиграцией преимущественно мононуклеаров – лимфоцитов, моноцитов и макрофагов с последующей клеточной инфильтрацией ими и другими фагоцитами тканей.
(5) Реакция, опосредуемая клеточными механизмами иммунитета . Данный тип реакции обеспечивается сенсибилизированными Т-лимфоцитами, относящимися к особой категории хелперных клеток – Т-хелперы первого порядка, которые оказывают цитотоксическое действие, направленное против антигенов клеточных мембран, с помощью двух известных механизмов: они могут атаковать клетку-мишень с последующим ее разрушением или воздействовать на нее опосредованно через синтезируемые ими лимфокины (Рис. 4).
Рис. 4. Схематическое представление клеточно
опосредованного механизма развития аллергии (ГЗТ).
Обозначения: Т – цитотоксический лимфоцит.
Действие лимфокинов в реакциях ГЗТ направлено на активацию определенных клеток-мишеней – макрофагов, моноцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, фибробластов, стволовых клеток костного мозга, остеокластов и других. Активированные лимфокинами клетки-мишени, указанные выше, повреждают или уничтожают измененные клетки, на которых фиксированы антигены, уже своими медиаторами (например, лизосомальными энзимами, перекисными соединениями и другими). Такой тип реакции развивается при поступлении в организм следующих аллергенов-антигенов:
чужеродных белковых веществ (например, коллагена), в том числе содержащихся в растворах вакцин для парентерального введения;
гаптенов, например, лекарственных средств (пенициллина, новокаина), простых химических соединений (динитрохлорфенола и другие), растительных препаратов, которые могут фиксироваться на мембранах собственных клеток, изменяя их антигенные структуры;
белковых антигенов гистосовместимости;
специфических антигенов опухолей.
Механизмы ГЗТ принципиально сходны с другими механизмами формирования клеточного иммунитета. Различия между ними формируются на конечном этапе реакций, которые при аллергических реакциях замедленного типа сводятся к повреждению собственных органов и тканей.
Поступление антигена-аллергена в организм формирует иммунный ответ ИКС, связанный с активацией Т-лимфоцитов. Клеточный механизм иммунитета активируется, как правило, в случаях недостаточной эффективности гуморальных механизмов, например, при внутриклеточной локализации антигена (микобактерии, бруцеллы и другие) или когда антигенами являются сами клетки (микробы, простейшие, грибы, клетки трансплантата и другие). Приобрести аутоаллергические свойства могут и клетки собственных тканей. Аналогичный механизм может включаться в ответ на образование аутоаллергенов при внедрении в молекулу белка гаптена (например, в случаях контактного дерматита и других).
Обычно Т-лимфоциты, сенсибилизированные к данному аллергену и поступившие в очаг аллергической реакции, образуются в небольшом количестве – 1-2 %, однако другие несенсибилизированные лимфоциты изменяют свои функции под влиянием лимфокинов – основных медиаторов ГЗТ. Сейчас известно более 60 различных лимфокинов, которые демонстрируют широкое многообразие своих эффектов на различные клетки в очаге аллергического воспаления. Кроме лимфокинов, в повреждающих реакциях принимают участие, хотя и меньшей степени, лизосомальные ферменты, компоненты кинин-калликреиновой системы и другие медиаторы аллергических реакций, поступившие в очаг повреждения из полиморфно-ядерных лейкоцитов, макрофагов и других клеток.
Проявления ГЗТ в виде накопления клеток, клеточной инфильтрации и т.п. появляются спустя 10-12 ч после повторного введения специфического аллергена и достигают своего максимума через 24-72 ч. Важно отметить, что при формировании реакций ГЗТ отек тканей практически отсутствует вследствие ограниченного участия в ней гистамина. Зато составной частью ГЗТ является воспалительный процесс, который разыгрывается на второй, патохимической стадии этой реакции вследствие разрушения клеток-мишеней, их фагоцитоза, действия медиаторов аллергии на ткани. В воспалительном инфильтрате преобладают мононуклеарные клетки (лимфоциты, макрофаги, моноциты). Развивающееся при ГЗТ воспаление является одновременно и фактором повреждения, и нарушения функций тех органов, где оно возникает, и ему принадлежит важнейшая патогенетическая роль в формировании инфекционно-аллергических, аутоиммунных и некоторых других заболеваний.
Воспалительная реакция носит продуктивный характер и обычно нормализуется после элиминации аллергена. Если аллерген или иммунные комплексы не выводятся из организма, то они фиксируются в месте внедрения и отграничиваются от окружающих тканей путем образования гранулемы (см. выше). В состав гранулемы могут входить различные мезенхимальные клетки – макрофаги, фибробласты, лимфоциты, эпителиоидные клетки. Судьба гранулемы неоднозначна. Обычно в центре ее развивается некроз с последующим образованием соединительной ткани и склерозированием. Клинически реакции ГЗТ проявляются в виде
аутоаллергических заболеваний,
инфекционно-аллергических болезней (туберкулез, бруцеллез и другие),
контактно-аллергических реакций (контактный дерматит, конъюнктивиты и другие),
реакций отторжения трансплантата.
Разделение аллергических реакций на 5 типов схематично и призвано облегчить понимание сложных процессов аллергии. Все типы аллергических реакций могут наблюдаться у больного одновременно или следовать друг за другом.
Теперь проведем окончательное сравнение тех изменений, которые характерны для ГНТ и ГЗТ. Для ГНТ характерно следующее:
быстрый тип развития реакции (через минуты и часы);
наличие в крови свободно циркулирующих иммуноглобулинов к данному аллергену, синтез которых обусловлен активацией В-субсистемы ИКС;
антигенами являются, как правило, нетоксические вещества;
возникает при активной и пассивной и сенсибилизации путем парентерального введения сывороток, содержащих готовые АТ (иммуноглобулины) к данному АГ;
важную роль играют БАВ – медиаторы ГНТ: гистамин, серотонин, брадикинин и другие, включая цитокины;
проявления ГНТ угнетаются антигистаминными препаратами (димедрол, пипольфен, супрастин, тавегил и другие), а также глюкокортикоидами;
местные реакции сопровождаются выраженными сосудистыми компонентами (гиперемия, экссудация, отек, эмиграция лейкоцитов) и альтерацией тканевых элементов.
Для проявлений ГЗТ характерно следующее:
ответная реакция возникает через 12-48 часа и более;
антигены в большинстве случаев токсические вещества;
сенсибилизация связана с активацией клеточного иммунитета;
сенсибилизированные Т-лимфоциты, взаимодействуя с АГ, разрушают его или подуждают к этому своими цитокинами другие фагоциты;
пассивная сенсибилизация достигается парентеральным введением сенсибилизированных лимфоцитов или пересадкой тканей лимфатических узлов, изъятых из организма сенсибилизированного животного;
нет реакции высвобождения гистамина, а в качестве медиатора аллергии выступают лимфокины;
реакция тормозится глюкокортикоидами;
местные реакции слабо выражены;
воспалительная реакция чаще всего сопровождается процессами пролиферации и возникновением гранулем.
Реакция, опосредованная Т-клетками, может проявляться весьма разнообразно. Отчасти это зависит от антигена, однако имеют значение также определенные клеточные популяции и иммунные механизмы их эффекторных функций. Она может проявляться в следующих формах:
Цитотоксическая реакция;
Замедленная реакция туберкулинового типа;
Контактная сенсибилизация;
Гранулематозная реакция;
Реакция Джонса-Мота или кожная базофильная аллергия.
Такое разделение в некоторых случаях проблематично. При цитотоксических реакциях Т-клетки, обладающие цитотоксический потенциалом, играют решающую роль, а при других типах реакции, помимо цитотоксической функции, - роль продуцентов лимфокинов. Особое положение занимает кожная базофильная аллергия.
I. Цитотоксическая реакция . Комплексные механизмы этой реакции уже были рассмотрены. Селективная форма Т-клеточной цитотоксичности встречается крайне редко, в большинстве случаев наблюдается сочетание специфических и неспецифических цитотоксических механизмов. Эта реакция обеспечивает иммунную защиту от возбудителей заболеваний и иммуногенных опухолей.
II. Аллергические реакции туберкулинового типа и подобные механизмы . Первоначально реакции этого типа анализировали на модели туберкулиновой пробы, однако аналогичным образом их можно индуцировать и другим антигеном.
Местная реакция . Прототипом аллергической реакции клеточного типа служит реакция на внутрикожное введение соответствующего антигена. В месте введения через 6-8 ч возникает эритема, которая в дальнейшем увеличивается. В отличие от волдыря при реакции немедленного типа образуется инфильтрат, величина которого в зависимости от степени сенсибилизации и дозы антигена достигает максимума через 24-48 ч. При интенсивной сенсибилизации или слишком высокой дозе антигена может развиться центральный некроз. Аналогичным образом протекают аллергические реакции клеточного типа и в других органах.
На самой ранней стадии реакции обнаруживается большое количество очень мобильных гранулоцитов. Другим характерным признаком в более поздние сроки является концентрация мононуклеарных клеток, особенно вблизи малых сосудов. Инфильтрат первоначально представлен Т-клетками и макрофагами и локализован вокруг кровеносных сосудов с преобладанием СD 4+-клеток. Через 15-24 ч происходит инфильтрация в кожу и клетки фенотипически характеризуются экспрессией маркеров (ОКТ 9, IL 2-R и несколько позднее ОКТ 10). Сходным образом протекает процесс при туберкулоидной форме лепры. При лепроматозной форме и отторжении трансплантата преобладают, напротив, CD 8+ клетки наряду с многочисленными макрофагами. Примечательно, что при туберкулиновой реакции, РТПХ и контактной сенсибилизации лимфоциты усиленно экспрессируют антигены DR-локуса МНС, а также рецептор к трансферрину.
Несомненно, решающую роль в этих событиях играет Т-лимфоцит. Опыты с пассивным переносом меченых лимфоцитов свидетельствуют, однако, о том, что в области реакции только 4-10% Т-клеток происходят от донора, т. е. только это незначительное количество можно рассматривать как фактор сенсибилизации. Большинство лимфоцитов включается в реакцию через вторичные и неспецифические процессы, возможно, некоторые из них - через еще не известные медиаторы. С помощью специальных красителей было показано, что тучные клетки играют важную роль в местном иммунитете. Они вовлекаются в иммунную реакцию с помощью антигенспецифического фактора с мол. м. около 70 К, который происходит от Т-клеток. Медиаторы тучных клеток повышают проницаемость кровеносных сосудов и обеспечивают инфильтрацию тканей лимфоцитами. В эксперименте этот эффект можно подавить прокси-хромилом, что оправдывает вопрос об отделении реакции данного типа от кожной базофильной реакции. Практически все клетки инфильтрата поступают из кровотока. Скопление мононуклеаров можно наблюдать и неделю спустя после утраты макроскопических признаков. В зависимости от степени сенсибилизации и действия местных факторов гистологические изменения очень многообразны. По В. Н. Waksman, можно выделить шесть основных форм.
1. Инвазивно-деструктивные повреждения, которые обнаруживают при контактных аллергиях, реакциях на трансплантат и некоторых агрессивных аутоиммунных состояниях, например при иммунном тиреоидите. Инвазивными элементами являются гистио- и лимфоциты. Они обусловливают вакуолеподобные деструктивные изменения, соответствующие цитотоксическим, которые наблюдают и в культуре ткани. Отмечают деструкцию как клеточных (соединительная ткань), так и неклеточных структур (миелин). Особенно часто инвазивно-деструктивные изменения наблюдают в тех случаях, когда антиген находится в ткани вне сосудов.
2. Васкулярно-некротические изменения, которые наблюдают прежде всего при туберкулиновых реакциях. Они связаны с фибриноидными перерождениями стенок сосудов вплоть до некрозов с кровоизлияниями. Примечательно активное участие полиморфно-ядерных гранулоцитов, не исключено, что в этой реакции участвуют и антитела. Предполагают, что контакт Т-клеток и антигена происходит в просвете сосуда, выделяемые при этом медиаторы влекут за собой нарушение проницаемости стенок сосудов с экссудацией компонентов плазмы и выходом лейкоцитов. В данном случае сложно определить различия с феноменом Артюса. Гемморагии встречаются редко.
3. Массивные некрозы, которые отмечают при высокой степени сенсибилизации или больших дозах антигена. Причиной служит ишемия, обусловленная закупоркой сосудов. Отчасти это вызывается действием цитотоксических факторов или скоплением активированных макрофагов. Наиболее яркие проявления наблюдают при реакциях трансплантационного иммунитета или при внутрикожном введении высоких доз антигена. Развиваются эти эффекты медленно, в течение нескольких недель. При гистологических исследованиях обращает на себя внимание большое количество эпителиоидных гигантских клеток. Аналогичные реакции обнаруживают также при некоторых инфекционных заболеваниях, например туберкулезе, криптококкозе, кокцидозе и т. д.
При внутривенном введении антигена может наблюдаться общая реакция. К ее проявлениям относят температуру, боли в спине и суставах, лимфопению и снижение числа моноцитов. В тяжелых случаях на первый план выходят шокоподобные симптомы с возможным летальным исходом.
4. Контактная сенсибилизация. В организме она протекает преимущественно на контактных поверхностях, особенно на коже, и индуцируется в большинстве случаев низкомолекулярными соединениями - гаптенами, которые проникают в кожу и связываются с собственными белками организма. Для иммунизации и развития реакции решающую роль играют клетки Лангерганса. Характерным примером является проба с ДНХБ, которую используют для оценки Т-звена иммунной системы. При повторном контакте происходит периваскулярная мононуклеарная инфильтрация кожи и фокальная инфильтрация эпидермиса. В дальнейшем в инфильтрате преобладают гистиоциты, возникает отек (спонгиоз с образованием поверхностных некрозов). Изменения начинаются через 6-8 ч и достигают максимума через 24 ч.
5. Гранулематозная реакция, которая имеет клиническое значение при хронических инфекционных заболеваниях (туберкулез , лепра). Образование гранулемы может индуцировать также цирконий. Решающим фактором является длительная презентация антигена. Гранулемы развиваются также при длительной персистенции иммунных комплексов, это результат длительной стимуляции макрофагов, которые постепенно превращаются в гигантские эпителиоидные клетки. Характерная гранулема имеет ядро из этих клеток и макрофагов, окруженное слоем лимфоцитов. В дальнейшем могут появляться более или менее обширные некрозы, пролиферация фибробластов и образование коллагена. Типичные примеры - реакция Мицуда на антигены лепры и реакция Квейма.
6. Кожная базофильная аллергия. Изложенный материал ни в коем случае не следует понимать в смысле, что аллергические реакции клеточного типа являются исключительно патогенными. Их основное назначение - локализация и разрушение антигена. Наблюдаемые эффекты связаны с поддержанием постоянства внутренней среды организма и защитой от инфекционных агентов и новообразований, т. е. тем, что составляет понятие иммунологический гомеостаз. В некоторых ситуациях над клеточными механизмами преобладают гуморальные, что обусловлено высоким цитотоксическим потенциалом антител.
Взаимосвязь между клеточной и гуморальной формами сенсибилизации . В естественных условиях вполне возможно встретить селективные формы клеточной или гуморальной сенсибилизации, однако значительно чаще наблюдают комбинированную. Участие В-клеток может по-разному влиять на Т-клеточную сенсибилизацию: это может проявляться как в начальной, так и в эффекторной фазе иммунного ответа.
Долгое время считали, что хелперные и супрессорные эффекты Т-клеток являются взаимоисключающими. Эти иммунорегуляторные клетки следует рассматривать как самостоятельную систему, которая за счет поддержания баланса модулирует Т-клеточные реакции.
В эффекторной фазе обе формы сенсибилизации могут взаимно усиливать или подавлять. Феномен усиления в этом плане заслуживает особого внимания.
Воздействие на Т-клеточную сенсибилизацию . Попытки воздействовать на клеточный тип аллергических реакций имеют практическое значение, например, при трансплантации, терапии, вызванных аутоиммунных процессах, контактной аллергии. Идеальным решением было бы избирательное подавление аллергической реакции на определенный антиген. Этому требованию лучше всего отвечают иммунологические методы. Однако они недостаточно разработаны для успешного применения в клинике.
Иммуносупрессивные препараты обладают широким неспецифическим спектром действия и поэтому вызывают нежелательные сопутствующие осложнения.
Иммунологическая толерантность . Антиген, включенный в адъювант Фрейнда, обусловливает, как правило, Т-клеточную сенсибилизацию. При его предварительном введении без адъюванта вызвать данную реакцию не представляется возможным, хотя выработка антител остается без изменения. Точный механизм этого явления пока неясен: фиксация антигена соответствующими антителами не может быть основной причиной, так как пассивное введение соответствующей антисыворотки не вызывает данного эффекта. Индукция такого «иммунологического отклонения» могла бы иметь практическое значение, например, при трансплантации.
Стойкая иммунологическая толерантность может быть вызвана в том случае, если антиген вводить до или непосредственно после рождения.
Десенсибилизация . Принцип заключается в повторном введении антигена в увеличивающихся дозах. Механизм действия изучен пока недостаточно, однако важную роль при этом играют следующие факторы:
Реакция с сенсибилизированными клетками. Этот эффект довольно непродолжителен. Он может быть индуцирован и in vitro;
Индукция блокирующих антител (феномен усиления) или воздействие иммунных комплексов.
Результаты клинического применения десенсибилизации при аллергии Т-клеточного типа крайне противоречивы, однако есть свидетельство того, что при помощи длительного воздействия антигена можно подавить контактную аллергию. Успешное использование десенсибилизации описано при туберкулиновой и контактных видах