Каковы механизмы формирования аллергических реакций

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, как передает Интернет-издание для девушек и женщин от 14 до 35 лет Pannochka.net

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 (Toll-like receptor — TLR). 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 (ПАМС). 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 (PACT) 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 ТЬ2-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 (ТФР-р), 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 (1969), 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, ГЗТ) 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 антигенантитело (АГ-АТ) (или АГ — аллергенспецифического лимфоцита), которые и обусловливают развитие следующей стадии аллергической реакции.

III 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 АГ-АТ или АГаллергенспецифическими лимфоцитами.

IV стадия, стадия клинических проявлений (патофизиологическая), является реакцией клеток, тканей и функциональных систем организма на образовавшиеся в предыдущей стадии медиаторы.

Инф. pactehok.ru