Имеется два основных класса химических медиаторов, ответственных за реакции гиперчувствительности немедленного типа. Предсуществующие, или первичные, медиаторы являются молекулами, которые уже накоплены в гранулах тучных клеток и базо- филах и начинают секретироваться в эстраиеллюлярную среду сразу после контакта клетки с антигеном. Эти медиаторы представлены
четырьмя основными вилами молекул: 1) вазоактивными аминами - гистамином, серотонином, 2) хемотаксическими факторами для гранулоцитов, 3) энзимами, 4) протеогликанами - гепарином (в тучных клетках) и хондроитинсульфатом (в базофилах). Вторичные медиаторы являются молекулами, синтезируемыми de novo после контакта тучных клеток, баэофилов или других клеток воспаления с антигеном. В основном вторичные медиаторы представлены производными липидов и включают лейкотриены и фактор, активирующий тромбоциты.
Мишенями одного из главных медиаторов аллергических поражений - гистамина - являются гладкая мускулатура, кровеносные сосуды, некоторые экзокринные железы, лейкоциты. События, приводящие к развитию различных форм аллергических реакций, развиваются в несколько этапов (рис. 16.1). Подверженный аллергии организм уже имеет сенсибилизированные специфическими IgE-антителами тучные клетки. Предварительная сенсибилизация прошла при первичном контакте с аллергеном и не имела последствий в виде развития реакционного состояния. Тот же самый аллерген при повторном проникновении в организм взаимодействует с предсуществующими IgE. Перекрестное сцеп-
Рис. 16.1. Участие пкталшна в яллерппсскнх реакциях.
В результате взаимодействия аллергена со специфическими IgE- антителами, предсуществующими на тучных клетках, начинается активный выброс гистамина из гранул. Гистамин, взаимодействуя с рецепторами на клетках гладкой мускулатуры и/или на клетках сосудистого эндотелия, реализует свое патогенетическое действие
ление аллергена с IgE обеспечивает поступление Саа+ внутрь клетки, в результате чего клетка активируется и из внутриклеточных гранул высвобождается гистамин. Медиатор взаимодействует с соответствующими рецепторами Н1 и Н2, представленными на клетках-мишенях. Основным проявлением патогенетического действия гистамина является резкое сокращение гладкой мускулатуры. Подобное сокращение ответственно, в частности, за бронхоспазм при астме или анафилактическом шоке. Влияние гистамина на сосудистую систему проявляется главным образом в поражении эпителиальных клеток. Они сужаются под действием гистамина, обнажая сосудистую стенку, что способствует повышенной проницаемости крупных молекул во внесосудистую область.
Патогенетическое действие на организм, сходное с гистамином, оказывает другой медиатор - серотонин. У человека активность этого соединения наблюдается только в отношении тромбоцитов и клеток тонкого кишечника.
Хемотаксические факторы, вьщеляемые из гранул тучных клеток, обеспечивают приток гранулоцитов и нейтрофилов в очаг развития реакции.
При развитии реакций гиперчувствительности типа I (реакции немедленного типа, атопические, реагиновые, анафилактические) происходит взаимодействие Аг с AT (IgE), приводящее к высвобождению БАВ (главным образом, гистамина) из тучных клеток и базофилов.
Причиной аллергических реакций типа I чаще всего являются экзогенные агенты (компоненты пыльцы растений, трав, цветов, деревьев, животные и растительные белки, некоторые ЛС, органические и неорганические химические вещества).
Примеры реакций типа I - поллинозы, экзогенная (приобретённая) бронхиальная астма, анафилактический шок. К этому же типу относятся псевдоаллергические реакции (в том числе идиосинкразия).
Патогенез. Стадия сенсибилизации . На начальных стадиях сенсибилизации осуществляется взаимодействие Аг (аллергена) с иммунокомпетентными клетками в виде процессинга и презентации Аг, формирования специфичных по отношению к Аг клонов плазматических клеток, синтезирующих IgE и IgG (у человека, по-видимому G 4), Эти AT фиксируются на клетках-мишенях первого порядка (преимущественно тучных клетках), имеющих большое число высокоаффинных рецепторов к ним.Именно на этом этапе организм становится сенсибилизированным к данному аллергену.
Патобиохимическая стадия . При повторном попадании аллергена в организм происходит его взаимодействие с фиксированными на поверхности клеток-мишеней первого порядка (тучных клеток и базофильных лейкоцитов) молекулами IgE, что сопровождается немедленным выбросом содержимого гранул этих клеток в межклеточное пространство (дегрануляция). Дегрануляция тучных клеток и базофилов, как минимум, имеет два важных последствия: во-первых , во внутреннюю среду организма попадает большое количество разнообразных БАВ, оказывающих самые различные эффекты на разные эффекторные; во-вторых , многие БАВ, высвободившиеся при дегрануляции клеток-мишеней первого порядка, активируют клетки-мишени второго порядка, из которых в свою очередь секретируются различные БАВ.
БАВ, выделившиеся из клеток-мишеней первого и второго порядков, называют медиаторами аллергии. При участии медиаторов аллергии осуществляется каскад многочисленных эффектов, совокупность которых и реализует реакцию гиперчувствительности типа I.
Секреция клетками медиаторов аллергии и реализация их эффектов обусловливает: повышение проницаемости стенок микрососудов и развитие отёка тканей; нарушения кровообращения; сужение просвета бронхиол, спазм кишечника; гиперсекрецию слизи; прямое повреждение клеток и неклеточных структур.
Определённая комбинация указанных выше и других эффектов и создаёт своеобразие клинической картины отдельных форм аллергии. Чаще всего по описанному механизму развиваются поллинозы, аллергические формы бронхиальной астмы, аллергические конъюнктивит, дерматит, гастроэнтероколит, а также анафилактический шок.
Аллергические реакции 2 типа (цитотоксические). Стадии, медиаторы, механизмы их действия, клинические проявления.
При реакциях гиперчувствительности типа IIAT (обычно IgG или IgM) связываются с Аг на поверхности клеток. Это приводит к фагоцитозу, активации клеток-киллеров или опосредованному системой комплемента лизису клеток. Клинические примеры включают поражения крови (иммунные цитопении), поражения лёгких и почек при синдроме Гудпасчера, острое отторжение трансплантата, гемолитическую болезнь новорождённых.
Прототипом аллергии типа II является цитотоксические (цитолитические) реакции иммунной системы, направленные на уничтожение отдельных чужеродных клеток - микробных, грибковых, опухолевых, вирусинфицированных, трансплантированных. Однако, в отличие от них, при аллергических реакциях типа II, во-первых, повреждаются собственные клетки организма; во-вторых, в связи с образованием избытка цитотропных медиаторов аллергии это повреждение клеток нередко приобретает генерализованный характер.
Причиной аллергических реакций типа II наиболее часто являются химические вещества со сравнительно небольшой молекулярной массой и гидролитические ферменты, в избытке накапливающиеся в межклеточной жидкости, а также активные формы кислорода, свободные радикалы, перекиси органических и неорганических веществ.
Указанные (и вполне вероятно другие) агенты обусловливают единый общий результат - они изменяют антигенный профиль отдельных клеток и неклеточных структур. В результате образуются две категории аллергенов.
Изменённые белковые компоненты клеточной мембраны.
Изменённые неклеточные антигенные структуры.
Патогенез .Стадия сенсибилизации
Коммитированные Аг В-лимфоциты трансформируются в плазматические клетки, синтезирующие IgG подклассов 1, 2 и 3, а также IgM. Указанные классы AT могут связываться с компонентами комплемента.
Ig специфически взаимодействуют с изменёнными антигенными детерминантами на поверхности клеток и неклеточных структур организма. При этом реализуются комплемент - и антителозависимые иммунные механизмы ци-тотоксичности и цитолиза:
Как видно, при аллергических реакциях типа II не только нейтрализуются чужеродные Аг, но также повреждаются и лизируются
(особенно при участии комплементзависимых реакций) собственные клетки и неклеточные структуры.
Патобиохимическая стадия
Комплементзависимые реакции. Цитотоксичность и цитолиз реализуются путём нарушения целостности цитолеммы клетки-мишени и её опсонизации.
Нарушение целостности мембраны клетки-мишени достигается благодаря активации под действием комплекса «АТ+Аг» системы комплемента.
Цитолиз осуществляется благодаря опсонизации клеток-мишеней при помощи факторов комплемента, а также IgG и IgM.
Аналогичным образом могут повреждаться неклеточные структуры и ба-зальные мембраны, на которых фиксирован чужеродный Аг.
Антителозависимый клеточный цитолиз осуществляется без непосредственного участия факторов комплемента.
Прямой цитотоксический и цитолитический эффект оказывают клетки, обладающие киллерным действием: макрофаги, моноциты, гранулоциты (главным образом нейтрофилы), естественные киллеры, Т-киллеры. Все эти клетки не сенсибилизированы Аг. Киллерное действие они осуществляют путём контакта с IgG в области Fc-фрагмента AT. При этом FaB-фрагмент IgG взаимодействует с антигенной детерминантой на клетке-мишени.
Цитолитический эффект клетки-киллеры реализуют путём секреции гидролитических ферментов, генерации активных форм кислорода и свободных радикалов. Эти агенты достигают поверхности клетки-мишени, повреждают и лизируют её.
Наряду с антигенно изменёнными клетками в ходе реакций могут повреждаться и нормальные клетки. Это связано с тем, что цитолитические агенты (ферменты, свободные радикалы и др.) не «инъецируются» прицельно в клетку-мишень, а секретируются киллерами в межклеточную жидкость вблизи неё, где находятся и другие - антигенно неизменённые клетки. Последнее является одним из признаков, отличающих данный тип аллергической реакции от иммунного - прицельного цитолиза.
Стадия клинических проявлений . Описанные выше цитотоксические и цитолитические реакции лежат в основе формирования ряда клинических синдромов аллергического характера: так называемых «лекарственных» цитопений (эритро-, лейко-, тромбоцитопений); агранулоцитоза; аллергических или инфекционно-аллергических форм нефрита, миокардита, энцефалита, гепатита, тиреоидита, полиневрита и др.
Клиническая манифестация аллергических реакций I типа обусловлена биологически активными веществами, выбрасываемыми тучными клетками и базофилами крови в процессе их дегрануляции.
Все медиаторы, выбрасываемые из тучных клеток, делятся на первичные и вторичные.Первичные медиаторы продуцируются в клетках до дегрануляции и хранятся в гранулах. К наиболее значимым из них относятся гистамин, серотонин, хемотаксины эозинофилов и нейтрофилов, протеазы, гепарин.
Вторичные медиаторы синтезируются после антигенной активации клеток. К ним относятся фактор активации тромбоцитов, лейкотриены, простагландины, брадикинины, цитокины: ИЛ-1, ФНО-α, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ТФР-β, ГМ-КСФ. В различных тканях и анатомических зонах концентрации и спектр первичных и вторичных медиаторов, содержащихся в тучных клетках, не одинаковы.
Медиаторы, секретируемые тучными клетками и базофилами крови.
Первичные медиаторы |
||
Гистамин | ||
Серотонин | Увеличивает проницаемость сосудов, вызывает сокращение гладких мышц. | |
Фактор хемотаксиса эозинофилов (ФХТЭ) | Стимулирует хемотаксис эозинофилов. | |
Фактор хемотаксиса нейтрофилов (ФХТН) | Стимулирует хемотаксис нейтрофилов. | |
Протеазы | Вызывают секрецию слизи в бронхах, деградацию базальной мембраны кровеносных сосудов. | |
Вторичные медиаторы |
||
Фактор активации тромбо-цитов | Вызывает аггрегацию и дегрануляцию тромбоцитов, сокращение гладкой мускулатуры легких. | |
Лейкотриены | Повышают проницаемость сосудов, вызывают сокращение гладкой мускулатуры легких. | |
Простагландины | Вызывают сокращение гладкой мускулатуры легких, аггрегацию тромбоцитов, вазодилатацию. | |
Брадикинины | Повышают проницаемость сосудов, вызывают сокращение гладкой мускулатуры. | |
ИЛ-1, ФНО-α | Участвуют в развитии системной анафилаксии, повышают экспрессию САМ на эндотелиальных клетках венул. | |
ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ТФР-β, ГМ-КСФ | Вызывают разнообразные эффекты, связанные с воспалением и процессами, сопутствующими ему. |
Гистамин. Образуется в результате декарбоксилирования аминокислоты гистидина, составляет около 10 % содержимого гранул. Его действие прослеживается уже в первые минуты после активации тучных клеток. Известны 3 типа рецепторов гистамина: Н1, Н2 и Н3. Они имеют различное распределение в тканях и опосредуют различные эффекты при взаимодействии с гистамином. Биологические эффекты, наблюдаемые при аллергических реакциях, главным образом связаны с действием гистамина на Н1-рецепторы. Клинически эти эффекты проявляются сокращением гладкой мускулатуры бронхов и кишечника, повышением проницаемости венул, увеличением секреции слизи. Взаимодействие гистамина с Н2-рецепторами приводит к повышению сосудистой проницаемости, их дилатации и стимуляции секреции экзокриновых желез. Связывание гистамина с Н2-рецепторами тучных клеток и базофилов подавляет их дегрануляцию и выброс медиаторов воспаления.
Лейкотриены и простагландины. Эти медиаторы являются метаболитами арахидоновой кислоты. Биологические эффекты, вызываемые этими веществами, значительно сильнее и дольше сохраняются, чем таковые, опосредованные гистамином. Лейкотриены и простагландины вызывают бронхоспазм, повышают сосудистую проницаемость, усиливают секрецию слизи, вызывают агрегацию тромбоцитов.
Цитокины. Цитокины, продуцируемые тучными клетками и базофилами, являются факторами, поддерживающими местное воспаление, а также факторами локальной концентрации нейтрофилов, эозинофилов и базофилов. ИЛ-4 повышает секрецию IgЕ В-клетками. ИЛ-5 повышает активность эозинофилов. Высокая концентрация ФНО-α способна приводить к шоку при системной анафилаксии.
57 072
Типы аллергических реакций (реакций гиперчувствительности). Гиперчувствительность немедленного и замедленного типа. Стадии аллергических реакций. Пошаговый механизм развития аллергических реакций.
1. 4 типа аллергических реакций (реакций гиперчувствительности).
В настоящее время по механизму развития принято выделять 4 типа аллергических реакций (гиперчувствительности). Все эти типы аллергических реакций, как правило, редко встречаются в чистом виде, чаще они сосуществуют в различных сочетаниях или переходят из одного типа реакций в другой тип.
При этом I, II и III типы обусловлены антителами, являются и относятся к реакциям гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ)
. Реакции же IV типа обусловлены сенсибилизированными Т-клетками и относятся к реакции гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ)
.
Обратите внимание!!! – это реакция гиперчувствительности, запускаемая иммунологическими механизмами. В настоящее время все 4 типа реагирования считаются реакциями гиперчувствительности. Однако, под истинной аллергией понимают только такие патологические иммунные реакции, которые протекают по механизму атопии, т.е. по I типу, а реакции II, III и IV типов (цитотоксические, иммунокомплексные и клеточные) типов относят к аутоиммунной патологии.
- Первый тип (I) – атопический , анафилактический или реагиновый тип — обусловлены антителами класса IgE. При взаимодействии аллергена с IgE, фиксированными на поверхности тучных клеток, происходит активация этих клеток и высвобождение депонированных и вновь образованных медиаторов аллергии с последующим развитием аллергической реакции. Примеры таких реакций – анафилактический шок, отёк Квинке, поллиноз, бронхиальная астма и др.
- Второй тип (II) — цитотоксический . При этом типе аллергенами становятся собственные клетки организма, мембрана которых приобрела свойства аутоаллергенов. Это происходит в основном при их повреждении в результате воздействия лекарств, ферментов бактерий или вирусов, в результате чего клетки изменяются и воспринимаются иммунной системой как антигены . В любом случае для возникновения этого типа аллергии, антигенные структуры должны приобрести свойства аутоантигенов. Цитотоксический тип обусловлен IgG- или IgM, которые направлены против Аг, расположенных на видоизменённых клетках собственных тканей организма. Связывание Aт с Аг на поверхности клетки приводит к активации комплемента, который вызывает повреждение и разрушение клеток, последующий фагоцитоз и удаление их. В процесс также вовлекаются лейкоциты и цитотоксические Т-лимфоциты . Связываясь с IgG, они участвуют в формировании антителозависимой клеточной цитотоксичности. Именно по цитотоксическому типу происходит развитие аутоиммунной гемолитической анемии, лекарственной аллергии, аутоиммунного тиреоидита.
- Третий тип (III) — иммунокомплексный , при котором ткани организма повреждаются циркулирующими иммунными комплексами с участием IgG- или IgM, имеющими большую молекулярную массу. Т.о. при III типе, так же, как и при II, реакции обусловлены IgG и IgM. Но в отличие от II типа, при аллергической реакции III типа антитела взаимодействуют с растворимыми антигенами, а не с находящимися на поверхности клеток. Образовавшиеся иммунные комплексы длительно циркулируют в организме и фиксируются в капиллярах различных тканей, где активируют систему комплемента, вызывая приток лейкоцитов, высвобождение гистамина, серотонина, лизосомальных ферментов, повреждающих эндотелий сосудов и ткани, в которых фиксирован иммунный комплекс. Этот тип реакций является основным при сывороточной болезни, лекарственной и пищевой аллергии, при некоторых аутоаллергических болезнях (СКВ, ревматоидный артрит и др).
- Четвёртый (IV) тип реакций - гиперчувствительность замедленного типа или клеточно-опосредованная гиперчувствительность . Реакции замедленного типа развиваются в сенсибилизированном организме через 24-48 часов после контакта с аллергеном. При IV типе реакций роль антител выполняют сенсибилизированные Т-лимфоциты . Аг, контактируя с Аг-специфическими рецепторами на Т-клетках, приводит к увеличению количества этой популяции лимфоцитов и их активации с выделением медиаторов клеточного иммунитета — воспалительных цитокинов. Цитокины вызывают скопление макрофагов и других лимфоцитов, вовлекают их в процесс разрушения АГ, в результате чего возникает воспаление. Клинически это проявляется развитием гиперергического воспаления: образуется клеточный инфильтрат, клеточную основу которого составляют мононуклеары — лимфоциты и моноциты . Клеточный тип реакции лежит в основе развития вирусных и бактериальных инфекций (контактный дерматит, туберкулез, микозы, сифилис, лепра, бруцеллез), некоторых форм инфекционно-аллергической бронхиальной астмы, реакции отторжения трансплантата и противоопухолевого иммунитета.
Тип реакции | Механизм развития | Клинические проявления | ||
Тип I Реагиновые реакции | Развивается в результате связывания аллергена с IgE, фиксированного на тучных клетках, что приводит к выбросу из клеток медиаторов аллергии, которые и вызывают клинические проявления | Анафилактический шок, отёк Квинке, атопическая бронхиальная астма, поллиноз, конъюнктивит, крапивница, атопический дерматит, др. | ||
Тип II Цитотоксические реакции | Обусловлены IgG или IgM, которые направлены против Аг, расположенных на клетках собственных тканей. Происходит активация комплемента, который вызывает цитолиз клеток-мишеней | Аутоиммунные гемолитические анемии, тромбоцитопения, аутоиммунный тиреоидит,лекарственный агранулоцитоз, др. | ||
Тип III Иммунокомплексные реакции, опосредованные иммунными комплексами | Циркулирующие иммунные комплексы с IgG или IgM фиксируются к стенке капилляров, активируют систему комплемента, инфильтрацию ткани лейкоцитами, их активацию и продукцию цитотоксических и воспалительных факторов (гистамина, лизосомальных ферментов, др.), повреждающих эндотелий сосудов и ткани. | Сывороточная болезнь, лекарственная и пищевая аллергии, СКВ, ревматоидный артрит аллергический альвеолит, некротические васкулиты, др. | ||
Тип IV Клеточно-опосредованные реакции | Сенсибилизированные Т-лимфоциты , контактируя с Аг, продуцируют воспалительные цитокины, которые активируют макрофаги , моноциты , лимфоциты и повреждают окружающие ткани, образуя клеточный инфильтрат. | Контактный дерматит, туберкулез, микозы, сифилис, лепра, бруцеллез, реакции отторжения трансплантата и противоопухолевого иммунитета. |
2. Гиперчувствительность немедленного и замедленного типа.
В чём же принципиальная разница всех этих 4 типов аллергических реакций?
А разница в том, каким преимущественно видом иммунитета, — гуморальным или клеточным, — обусловлены эти реакции. В зависимости от этого различают:
3. Стадии аллергических реакций.
У большинства больных аллергические проявления обусловлены антителами IgE-класса, поэтому и мы будем рассматривать механизм развития аллергии на примере аллергических реакций I типа (атопии). В их течении выделяют три стадии:
- Иммунологическая стадия – включает в себя изменения в иммунной системе, происходящие при первом контакте аллергена с организмом и образование соответствующих антител, т.е. сенсибилизацию. Если к моменту образования Aт аллерген удален из организма, никаких аллергических проявлений не наступает. Если аллерген поступает повторно или продолжает находиться в организме, образуется комплекс «аллерген — антитело».
- Патохимическая – выброс биологически активных медиаторов аллергии.
- Патофизиологическая – стадия клинических проявлений.
Это разделение на стадии достаточно условно. Однако, если представить себе процесс развития аллергии шаг за шагом , он будет выглядеть следующим образом:
- Первый контакт с аллергеном
- Образование IgE
- Фиксация IgE на поверхности тучных клеток
- Сенсибилизация организма
- Повторный контакт с тем же аллергеном и образование иммунных комплексов на мембране тучных клеток
- Выход медиаторов из тучных клеток
- Действие медиаторов на органы и ткани
- Аллергическая реакция.
Таким образом иммунологическая стадия включает пункты 1 – 5, патохимическая – пункт 6, патофизиологическая – пункты 7 и 8.
4. Пошаговый механизм развития аллергических реакций.
- Первый контакт с аллергеном.
- Образование Ig
E.
На этом этапе развития аллергические реакции напоминают нормальный иммунный ответ , и также сопровождаются выработкой и накоплением специфических антител, способных соединяться только с тем аллергеном, который вызвал их образование.
Но в случае атопии – это образование на поступивший аллерген именно IgЕ, причем в повышенных количествах по отношению к другим 5 классам иммуноглобулинов, поэтому ещё её называют Ig -E зависимой аллергией. IgE вырабатываются местно, в основном в подслизистой оболочке тканей, контактирующих с внешней средой: в дыхательных путях, коже, желудочно-кишечном тракте. - Фиксация IgE к мембране тучных клеток.
Если все другие классы иммуноглобулинов после своего образования свободно циркулируют в крови, то IgE обладает свойством немедленно прикрепляться к мембране тучной клетки. Тучные клетки – это иммунные клетки соединительной ткани, которые находятся во всех тканях, контактирующих с внешней средой: ткани дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта, а также соединительные ткани, окружающие кровеносные сосуды. Эти клетки содержат такие биологически активные вещества как гистамин, серотонин и др., и называются медиаторы аллергических реакций . Они обладают выраженной активностью и оказывают ряд эффектов на ткани и органы, вызывая аллергические симптомы. - Сенсибилизация
организма.
Для развития аллергии требуется одно условие — предварительная сенсибилизация организма, т.е. возникновение повышенной чувствительности к чужеродным веществам - аллергенам. Повышенная чувствительность к данному веществу формируется при первой встрече с ним.
Время от первого контакта с аллергеном до возникновения повышенной чувствительности к нему называется период сенсибилизации. Он может колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев или даже лет. Это период, в течение которого в организме накапливаются IgЕ, фиксированные к мембране базофилов и тучных клеток.
Сенсибилизированный организм — это такой, в котором содержится запас антител или Т-лимфоцитов (в случае ГЗТ), сенсибилизированных к данному конкретному антигену.
Сенсибилизация никогда не сопровождается клиническими проявлениями аллергии, т.к в этот период накапливаются только Ат. Иммунные комплексы Аг + Ат еще не образовались. Повреждать же ткань, вызывая аллергию, способны не единичные Ат, а только иммунные комплексы. - Повторный контакт с тем же аллергеном и образование иммунных комплексов на мембране тучных клеток.
Аллергические реакции возникают только при повторной встрече сенсибилизированного организм с данным аллергеном. Происходит связывание аллергена с уже готовыми Ат на поверхности тучных клеток и образование иммунных комплексов: аллерген + Ат. - Выход медиаторов аллергии из тучных клеток.
Иммунные комплексы повреждают мембрану тучных клеток, и из них в межклеточную среду поступают медиаторы аллергии. Ткани, богатые тучными клетками (сосуды кожи, серозные оболочки, соединительная ткань и др.) повреждаются вышедшими медиаторами.
При длительном воздействии аллергенов иммунная система использует дополнительные клетки, чтобы отразить вторжение антигена. Образуется ещё ряд химических веществ – медиаторов, что вызывает дальнейший дискомфорт страдающих аллергией и увеличивает тяжесть симптомов. Одновременно угнетаются механизмы инактивации медиаторов аллергии. - Действие медиаторов на органы и ткани.
Действие медиаторов обусловливает клинические проявления аллергии. Развиваются системные эффекты — расширение кровеносных сосудов и повышение их проницаемости, слизистая секреция, нервная стимуляция, спазмы гладких мышц. - Клинические проявления аллергической реакции.
В зависимости от организма, вида аллергенов, пути поступления, места, где разыгрывается аллергический процесс, эффектов того или иного медиатора аллергии, симптомы могут быть общесистемные (классическая анафилаксия) или локализоваться в отдельных системах организма (астма — в дыхательных путях, экзема — в коже).
Возникают зуд, насморк, слезотечение, отёчность, одышка, падение давления, др. И развивается соответствующая картина аллергического ринита, конъюнктивита, дерматита, бронхиальной астмы или анафилаксия.
В отличие от вышеописанной гиперчувствительности немедленного типа, аллергия замедленного типа вызывается сенсибилизированными Т-клетками, а не антителами. И разрушаются при ней те клетки организма, на которых произошла фиксация иммунного комплекса Аг + сенсибилизированный Т-лимфоцит.
Сокращения в тексте.
- Антигены – Аг;
- Антитела – Ат;
- Антитела = то же что и иммуноглобулины (Ат=Ig ).
- Гиперчувствительность замедленного типа — ГЗТ
- Гиперчувствительность немедленного типа — ГНТ
- Иммуноглобулин A — IgA
- Иммуноглобулин G — IgG
- Иммуноглобулин M — IgM
- Иммуноглобулин Е — IgЕ.
- Иммуноглобулины — Ig ;
- Реакция антиген с антителом – Аг + Ат
Глава 3. Патогенез аллергических реакций немедленного типа
На модели экспериментальной анафилаксии и анафилактического шока выявлены основные закономерности развития аллергических реакций немедленного типа, в развитии которых различают три последовательные стадии (А. Д. Адо): 1) стадия иммунных реакций; 2) стадия патохимических нарушений; 3) стадия патофизиологических нарушений.
§ 88. Стадия иммунных реакций
Стадия иммунных реакций характеризуется накоплением в организме специфических для данного аллергена антител.
Наиболее типичные аллергические антитела - реагины (называемые еще "кожно-сенсибилизирующие антитела" по их способности фиксироваться в коже) относятся к иммуноглобулинам Е. Они легко фиксируются на клетках различных тканей и поэтому называются "цитофильными". Они термолабильны - разрушаются при нагревании до 56°С. Аллерген соединяется с антителом преимущественно на поверхности клеток. Реакция протекает без участия комплемента (рис. 11.1). Этот механизм имеет место при атопических болезнях человека, анафилактических реакциях. Кроме IgE в аллергических реакциях участвуют антитела, относящиеся к классу IgG.
Антитела, относящиеся к классу IgG, образуют комплексы с аллергеном (Аг + Ат) в биологических жидкостях (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). Если комплекс образуется в избытке антигена, то он обычно откладывается в сосудистой стенке. Образовавшийся комплекс Аг+Ат может фиксировать на себе комплемент. Компоненты комплемента (С3 и др.) обладают выраженным хемотаксическим действием, т. е. способностью привлекать нейтрофилы. Последние фагоцитируют комплекс и выделяют лизосомальные ферменты (протеазы), разрушающие коллагеновые и эластические волокна, повышающие проницаемость сосудов. Внутри сосудов образуются тромбы. Этот тип реакции имеет место при Феномене Артюса и сывороточной болезни (см. рис. 11. II).
Возможен еще один путь повреждения клеток иммунным комплексом Аг + Ат. В этом случае аллерген (например, антибиотик) фиксируется на клетках (на лейкоцитах и эритроцитах). Циркулирующие антитела образуют комплекс с фиксированным на поверхности клетки аллергеном и повреждают клетку (см. рис. 11. III) . И в этом случае реакция идет при участии комплемента. Такой механизм возможен при проявлениях лекарственной аллергии.
§ 89. Стадия патохимических изменений
Если в сенсибилизированный (т. е. содержащий аллергические антитела) организм повторно попадает специфический аллерген, то между антителом и аллергеном возникает физико-химическая реакция и образуется макромолекулярный иммунный комплекс, состоящий из аллергена и антитела. Фиксируясь в тканях, иммунный комплекс вызывает ряд изменений обмена веществ. Так, изменяется количество поглощенного тканями кислорода, оно сначала увеличивается, затем уменьшается, происходит активация протеолитических и липолитических ферментов и т. д., что приводит к нарушению функции соответствующих клеток. Например, следствием повреждения тучных клеток соединительной ткани, лейкоцитов крови (особенно базофилов) является освобождение из них гистамина, серотонина и некоторых других биологически активных субстанций, медиаторов аллергии.
§ 90. Медиаторы аллергических реакций
- Гистамин. В организме человека и животных гистамин содержится в тучных клетках соединительной ткани, базофилах крови, в меньшей
степени - нейтрофильных лейкоцитах, в гладких и поперечных полосатых мышцах, клетках печени, эпителии желудочно-кишечного тракта и др.
Участие гистамина в механизме аллергии выражается в том, что он вызывает спазм гладких мышц (например, бронхиол, матки, кишечника и пр.) и повышает проницаемость кровеносных капилляров, обусловливая отеки, крапивницу, петехии и др. Кроме того, гистамин повышает гидрофильность волокон рыхлой соединительной ткани, способствуя связыванию воды в тканях и возникновению обширных отеков типа отека Квинке.
Гистамин участвует в механизмах таких аллергических реакций у человека, как зуд, крапивница, кратковременнные гипотензии. Гипотензивные реакции типа коллапсов (или шока) обусловливаются, кроме того, участием кининов (брадикинин), а стойкий бронхоспазм (при бронхиальной астме) - действием на бронхиальное дерево медленно реагирующей субстанции (МРСА).
- Медленно реагирующая субстанция аллергии (МРСА) - ненасыщенная жирная кислота, содержащая серу, с молекулярной массой 300-500 дальтон. МРСА образуется в тучных клетках под влиянием воздействия аллергена. Она разрушается ферментом арилфосфатазой, которая образуется в эозинофилах. Вещество это вызывает медленное сокращение гладкомышечных органов в противоположность быстрому сокращению, обусловленному гистамином. МРСА вызывает спазм бронхиол человека, ее активность не подавляется антигистаминными веществами и протеолитическими ферментами.
- Серотонин (5-гидроокситриптамин). Сведения об участии серотонина в аллергических реакциях довольно противоречивы. В опытах на животных
обнаружено, что у морских свинок, кошек и крыс он вызывает бронхоспазм. У крыс и мышей серотонин освобождается из тучных клеток под
влиянием яичного белка, декстрана и некоторых других веществ. Возникает резкий отек мордочки, лапок, яичек - анафилактоидная реакция.
В аллергических реакциях человека серотонин существенного значения не имеет.
- Фактор хемотаксиса для эозинофилов - это пептид с молекулярной массой 500, освобождается из легких, гладкомышечных органов, тучных клеток под влиянием аллергена и антитела IgE при аллергических реакциях немедленного типа. Освобождение этого фактора; происходит одновременно и параллельно освобождению гистамина и медленнореагирующей субстанции (МРСА) аллергии.
- Брадикинин - полипептид, состоящий из 9 аминокислот. Участие брадикинина в патогенезе аллергических реакций определяется тем, что он расширяет кровеносные капилляры, повышает их проницаемость, понижает тонус артериол и снижает артериальное давление.
- Ацетилхолин - участвует в механизме аллергических реакций преимущественно тех органов и тканей, где холинергические процессы принимают непосредственное участие в нормальных (физиологических) процессах (например, в синапсах вегетативной и центральной нервной системы, в нервах сердца, кишечника и др.). В процессе сенсибилизации изменяется активность холинэстеразы тканей и крови, а при разрешающем введении аллергена усиливается освобождение из тканей ацетилхолина.
- Простагландины Е 1 , Е 2 - участвуют в механизмах аллергических реакций - бронхоспазма, лизиса тучных клеток, высвобождении медиаторов.
§ 91. Механизмы освобождения медиаторов аллергии немедленного типа
Освобождение медиаторов из клетки при аллергии сложный энергозависимый процесс. Разные медиаторы выделяются в разных частях клетки. Медленно реагирующая субстанция выделяется из фосфолипидов клеточных мембран. Гистамин, серотонин, гепарин и фактор хемотаксиса эозинофилов - из гранул тучных клеток. Ацетилхолин выделяется из пузырьков синаптических структур нервных клеток.
Присоединение аллергена к иммуноглобулину Е на поверхности тучных клеток вызывает сначала возбуждающий эффект, конечным результатом которого является высвобождение содержащихся в гранулах тучных клеток медиаторов аллергической реакции. Высвобождение медиаторов тучными клетками является сложным процессом, связанным с потреблением энергии, идущим в присутствии ионов кальция.
Количество высвобождаемых медиаторов сильно зависит от содержания в тучных клетках циклического-3, 5"-монофосфата (цАМФ). Увеличение содержания цАМФ в тучных клетках тормозит высвобождение ими гистамина. Морфологическим отражением высвобождения гистамина является дегрануляция тучных клеток (рис. 12).
Ацетилхолин также вызывает освобождение гистамина, но процесс этот не сопровождается изменениями обмена цАМФ.
Простагландин Е активирует аденилциклазу, вызывает накопление цАМФ и тормозит освобождение гистамина из клеток.
§ 92. Стадия патофизиологических изменений
Патофизиологическая стадия аллергических реакций представляет собой конечное выражение тех иммунных и патохимических процессов, которые имели место после внедрения в сенсибилизированный организм специфического аллергена. Она складывается из реакции поврежденных аллергеном клеток, тканей, органов и организма в целом.
Аллергическое повреждение отдельных клеток хорошо изучено на примере клеток крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), соединительной ткани (гистиоцитов, тучных клеток и др.). Повреждение распространяется и на нервные, гладкомышечные клетки, сердечную мышцу и т. д.
Ответная реакция каждой из повреждаемых клеток определяется ее физиологическими особенностями. Так в нервной клетке возникают процессы возбуждения и торможения, в миофибриллах гладких мышц - контрактура, в капиллярах усиливается экссудация и эмиграция, зернистые лейкоциты (базофилы и др.) и тучные клетки разбухают и выбрасывают свои гранулы - происходит дегрануляция клетки.
Аллергические повреждения тканей и органов возникают как результат повреждения клеток, составляющих эту ткань, с одной стороны, и как результат нарушения нервной и гуморальной регуляции функций этих органов, с другой. Например, контрактура гладких мышц мелких бронхов дает бронхоспазм и уменьшение просвета воздухоносных путей. Однако в сложном механизме расстройства акта дыхания при бронхиальной астме и возникновении экспираторной одышки участвует и изменение возбудимости дыхательного центра и чувствительных нервных окончаний. Возникает интенсивная секреция слизи, закупоривающей просвет бронхиол, расширение капилляров, оплетающих альвеолы, и повышение проницаемости стенок капилляров.