CC BY
187
KEY WORDS: diphtheria, tonsillitis. cellular immunity, humoral immunity
УДК 616-056.3:061.3
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 1П1иПА. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
Н.Н. Попов, Е.Г. Куринная
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина
РЕЗЮМЕ
Проанализированы основные этапы формирования и развития аллергических реакций I типа. Рассмотрены свойства и роль каждого из компонентов иммунной реакции: аллергенов, реагинов, тучных клеток и базофилов. Представлены основные принципы диагностики и лечения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: аллергия, аллергены, реагины, тучные клетки
Реакции гиперчувствительности I типа лежат в основе лекарственной болезни, развития анафилактического шока, бронхиальной астмы, пищевой аллергии, экземы и других широко распространенных заболеваний человека.
Эти реакции индуцируются определенными типами антигенов, получивших название аллергенов, и характеризуются всеми признаками развития нормальной гуморальной иммунной реакции. Механизм развития реакции полностью соответствует классическим канонам иммунного ответа, включая этапы распознавания аллергена, его процессинг и презен-
Аллерген
тацию, кооперацию Т- и В-лимфоцитов, закономерным итогом которых является формирование клона антителообразующих плазматических клеток и клеток иммунной «памяти» (рис.1).
Единственным отличием этого типа реакций от гуморальных реакций других типов является продукция специфических иммуноглобулинов класса Е. Особенностью этого класса иммуноглобулинов является их высокая аффинность к Бс рецепторам тучных клеток и базофилов крови.
Гладкомышечные
клетки
Аллерген
\ Вазоактив- ;-*^'.Малые кров х-о суды Ф кые веще T’Cv __
Слизистые железы
sc
Тромбоциты
Клетки
"памяти
Сенсибилизированные Де грануляция ч£у.%;:Л'Чувствительные
тучные клетки "^г.^ймервньїе окончані
YYY
Аллерген специфиме ские IgE
Э05ИИ0фн.ТГЫ
Рис.1. Механизм развития реакции гиперчувствительности I типа.
Под влиянием аллергена из В-клеток формируются /£Е-секретирующие плазмоциты. /£Е-молекулы в силу высокой цитофильности связываются с собственными (ЕссК) рецепторами тучных клеток и базофилов. Повторное попадание аллергена в организм вызывает перекрестное связывание фиксированных 1£Е на клетках, что приводит к активации их и высвобождению биологически активных веществ, воздействие которых на окружающую ткань вызывает клинические симптомы реакции.
Перекрестное связывание аллергеном фик- лерген (антиген), реагины (антитела класса Е), сированных ^Е на тучных клетках и базофил 11 ^ учные клетки и базофилы.
Аллергены. Это вещества (антигены), способные вызывать аллергические реакции. К ним относятся белки, пыльца растений, продукты питания, лекарства, шерсть животных, споры грибов и другие органические вещества (Табл.1).
Таблица 1
Вещества, вызывающие аллергические реакции I типа
лах вызывает дегрануляцию последних и высвобождение вазоактивных аминов, которые воздействуют на окружающую ткань и обуславливают клиническую манифестацию этой реакции. Основными компонентами реакции гиперчувствительности I типа являются: ал-
Белки Чужеродная сыворотка, вакцины
Пыльца растений Рожь, амброзия, тимофеевка луговая, береза
Лекарства Пенициллин, сульфаниламиды, местные анестетики, салицилаты
Продукты питания Орехи, продукты моря, яйца, молоко, ягоды
Продукты насекомых Яд пчел, ос, муравья, экскременты тараканов и др.
Споры грибов, шерсть животных, домашняя пыль и др.
Попытки выяснить, какие физикохимические свойства отличают аллергены от антигенов и какие из них придают веществам аллергенные свойства до настоящего времени не увенчались успехом. Вместе с тем установлено, что аллергенам присущи все 4 основные свойства антигенов: иммуногенность, анти-генность, специфичность и валентность. Также в настоящее время не понятно, с какими физико-химическими особенностями вещества связана степень его аллергенности (например, пыльца амброзии - высокоаллергенный продукт, а пыльца крапивы - низкоаллергенное соединение).
Сейчас установлено, что каждый из известных аллергенов представляет собой мультиан-тигенную систему, которая содержит несколько аллергенных компонентов. Так, химическое фракционирование пыльцы амброзии выявило в ней 3 типа компонентов: не обладающие аллергенными свойствами, но способные индуцировать образование антител класса М и О; обладающие аллергенными свойствами и способные индуцировать выработку антител класса Е; фракции, не обладающие свойствами индуцировать антителообразование и реагировать с продуктами иммунных реакций. Во фракции, содержащей аллергены, в свою очередь, содержались вещества (компоненты К и Е), которые у 95 % лиц, чувствительных к атопии, вызывали аллергическую реакцию и вещества (компоненты ЯаЗ, Яа4, Яа5), которые были способны индуцировать аллергию только у 20-30 % атопиков.
Изучение аллергенов показало, что ряд из них, такие как чужеродные сыворотки, яич-
ный белок являются сильными антигенами, а такие аллергены, как пыльца растений - слабыми антигенами. Иммуногенность и анти-генность вещества не связаны с силой его аллергенности. Установлено, что большинство из аллергенов представляют собой белковые и полипептидные молекулы или белоксвязанные субстанции, имеющие м.м. 15 ООО - 40 ООО. При этом обнаружено, что ряд аллергенов к этой категории молекул не относится. Создается впечатление, что аллергенность вещества определяется множеством факторов, которые в разной степени влияют как на силу, так и сам факт развития аллергической реакции. К таким факторам относятся:
1) физико-химическая природа аллергена (белок, полисахарид, мол. масса);
2) количество проникшего вещества (доза);
3) место проникновения;
4) чувствительность вещества к катаболизму;
5) адъювантные свойства;
6) конституциональные особенности организма;
7) иммунореактивность и состояние процессов иммунорегуляции.
Сейчас установлено, что атопические заболевания имеют наследственную природу. Выявлено 2 локуса, связанных с атопией. Один локус располагается в хромосоме 5 с] и связан с регионом, кодирующим синтез ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-9, ИЛ-13, ГМ-КСФ. Второй локус картирован на хромосоме 1Ц, связан с регионом, кодирующим (3- цепь высокоаффинного ^Е-рсцсптора. Так как наследственная атопия является мультигенным заболеванием, по-видимому, и другие локусы, которые еще не
известны, также вовлечены в этот процесс. Также известно, что у лиц, склонным к атопическим реакциям, наблюдается высокий уро-Реагины. Антитела, которые опосредуют гиперчувствительность I типа, относятся к классу ^Е и ^С4. Эти антитела имеют классическое строение, состоят из двух идентичных полипептидных легких цепей и двух идентичных полипептидных тяжелых цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками (рис.2). ^Е по строению мономер, двухвалентен, имеет мол. массу 190 ООО. В структурной организации антител, вызываю-
вень циркулирующих антител класса Е, а также более высокое, чем в норме, содержание эозинофилов.
щих аллергические реакции, дефектности не выявляют. Концентрация в сыворотке ^Е у здоровых лиц колеблется от 0,1 до 0,4 мг/л. У больных аллергией уровень значительно повышается. Для этого класса антител характерна высокая цитофильность. Период полураспада и выведения сывороточного ^Е составляет 2-3 дня, для антител, связанных тучными клетками и базофилами - несколько недель.
(а)
(б)
18<М
Рис.2. Молекулярная организация 1§Е (а) и 1§04 (б)
Тучные клетки и базофиллы. Методами радиографии с помощью 121-меченных ^Е и ан-ти-^Е-антителами-1251 установлено, что реагины взаимодействуют с высокой аффинностью с базофилами крови и тучными клетками. У человека базофилы составляют 0,5 % - 1,0 % циркулирующих белых клеток крови. Для ба-зофилов характерно наличие большого количества электронно-плотных гранул, содержащих биологически активные вещества.
Тучные клетки находятся во всех тканях и органах. Они, как и базофилы крови, являются потомками стволовой гемопоэтической клетки. Особенно высокая концентрация этих клеток наблюдается в тканях вокруг лимфатических и кровеносных сосудов, в коже и слизистых оболочках дыхательных путей и пищеварительного тракта. Например, в 1 мм3 кожи содержится около 10 000 тучных клеток. Электронная микроскопия показала наличие в их цитоплазме множества мембрано-
связанных гранул, которые, как и базофилы крови, содержат биологически активные вещества. После активации тучных клеток и ба-зофилов эти биоактивные вещества выделяются из клеток в окружающую среду, вызывая клиническую манифестацию аллергических реакций.
Популяция тучных клеток в различных анатомических зонах представлена не однородной массой. Различия касаются как их концентрации в тканях и спектра содержащихся в тканях медиаторов, так и чувствительности клеток к возбуждающим импульсам. Тучные клетки, помимо известных медиаторов воспаления, продуцируют такие вещества, как ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ГМ-КСФ, ФРО-(3 и ФНО-а. Эти цитокины способны вызывать широкий спектр биологических эффектов, в том числе и индуцировать патологические процессы в тканях.
1 1 и
Характерной особенностью базофилов крови и тучных клеток является наличие на их поверхности рецепторов к ^Е. Рецепторы ^Е представлены двумя классами: высокоаффинными (РсеК1) и низкоаффинными
(Рс8Я2). Наличие высокоаффинных рецепторов на тучных клетках и базофилах крови позволяет им связывать ^Е даже при низкой его концентрации в сыворотке и тканях. Установлено, что эти категории клеток содержат порядка 40 ООО - 90 ООО таких рецепторных молекул. Структура ^Е рецепторов приведена на рисунке 3. Как видно, высокоаффинный рецептор (РсеЮ) состоит из четырех поли-пептидных цепей: а-цепи, (5-цепи и двух идентичных у-цепей, соединенных между собой дисульфидными связями. Экстрацеллюлярный регион а-цепи состоит из двух ^-подобных доменов, проявляет высокую комплементар-ность к иммуноглобулиновым молекулам. Именно эти домены Рсй-рсцсптора-1 при взаимодействии с ^Е связывается с их СнЗ/СнЗ и Сн4/Сн4 доменами. Бетта цепь связывает а-цепь рецептора с его у-цепями. Каждая гамма
цепь имеет цитозольныи домен, связанный с тирозинкиназами (ТК), которые и осуществляют трансдукцию активационного сигнала с рецептора внутрь. Как известно, комплекс СЭЗ Т-клеточный рецептор, а также рецепторы В-клеток имеют такую же связь с тирозинкиназами, через активацию которых и передаются активирующие сигналы с этих рецепторов внутрь клетки. Возникновение такого сигнала происходит при перекрестном связывании аллергеном фиксированных на тучной клетке ^Е и аггрегировании при этом РсеЯ, что и приводит к активации тирозинки-наз и к фосфорилированию внутриклеточных белков, которые индуцируют дегрануляцию тучных клеток и базофилов крови. Центральная роль высокоаффинных Рсе-рецепторов в развитии аллергических реакций хорошо продемонстрирована на мышах, клетки которых не содержат РсеЮ. Эти мыши, имея нормальное содержание тучных клеток в тканях, проявляют резистентность к развитию аллергических реакций.
Рис.З. Структурная организация Бс-рецепторов 1§Е
Другой тип ^-рецепторов (ТссЯ2). обладает низкой аффинностью, связывает СнЗ/СнЗ домены ^Е. Установлено, что он играет важную роль в регуляции силы ^Е-ответа. Этот рецептор, помимо тучных клеток и базофилов крови, также экспрессирован на В-лимфо-
цитах, макрофагах и эозинофилах. Перекрестное связывание аллергеном ^Е, фиксированных на этих клетках, приводит к их активации и стимуляции секреции реагинов. Блокирование на В-клетках этого типа рецепторов моноклональными антителами подавляет секре-
цию ^Е. Растворимая форма этого рецептора (РсєК2/зСВ23), которая образуется в процессе аутопротеолиза мембранного рецептора, напротив, повышает продукцию В-клетками
Механизм ІяЕ опосредованной дегрануляции тучных клеток и базофилов крови.
Основным активатором дегрануляции тучных клеток и базофилов крови являются аллергены, перекрестносвязывающие фиксированные ^Е. Сам по себе процесс связывания реагина с собственным рецептором на клетке не является импульсом для их дегрануляции. Более того, показано, что моновалентные аллергены, которые не способны перекрестно связывать молекулы ^Е. также не способны и вызывать дегрануляцию клеток и приводить к развитию аллергических реакций. Сейчас из-
^Е. Примечательно, что аллергики имеют высокую плотность РсеК2/зСВ23 на лимфоцитах и макрофагах и повышенную концентрацию в сыворотке его растворимой формы, вестно, что дегрануляция тучных клеток может быть вызвана перекрестным связыванием фиксированных АТ химическими веществами, антиизотипическими АТ, антиидиотипиче-скими АТ (которые, как известно, всегда индуцируются при иммунном ответе), а также АТ, способными специфически взаимодействовать с Рсе-рецепторами тучных клеток (рис.4). Также показано, что дегрануляцию тучных клеток способны вызывать предсуще-ствующие иммунные комплексы, состоящие из ^Е и аллергена в соотношении 2:1.
Рис.4. Схема механизмов запуска дегрануляции тучных клеток а) Перекрестное связывание аллергеном 1§Е. б), в) Перекрестное связывание антителами 1§Е. г) Химическое перекрестное связывание 1§Е . д) Перекрестное связывание ЕсєЯ антирецепторными АТ. е) Дегрануляция, развивающаяся в результате повышения концентрации Са2+ внутри клетки.
Этот вид дегрануляции может быть вызван любыми веществами, инициирующими поток Са2+ в клетку.
Комплексы, образованные эквивалентным соотношением АТ и АГ (1:1) или избытком АГ (1:2) не вызывают аллергических реакций. Дегрануляция тучных клеток может быть индуцирована также анафилатоксинами (СЗа, С4а, С5а), различными лекарственными веще-
ствами (например, такими, как синтетический АКТГ, кодеин, морфин) и соединениями, индуцирующими поток Са2+ в клетку. Перекрестное связывание фиксированных ^Е на тучных клетках и активация РсвИТ ведет к следующим биохимическим процессам (рис.5,
6). Как следует из рисунка 5, через несколько секунд после названных процессов наблюдается метилирование мембранных фосфолипидов, в результате чего происходит повышение
подвижности плазматической мембраны и
„2+
формирование С’а' -каналов. Это приводит к увеличению концентрации Са2+ внутри клетки. Пик его концентрации достигает уже через 2 минуты после связывания ^Е- рецепторов. Источником Са2+ являются внеклеточный кальций и его внутриклеточные запасы (эндо-плазматического ретикулума). Увеличение концентрации Са2+ в клетке через активацию
фосфолипазы А2 стимулирует образование арахидоновой кислоты, которая в дальнейшем превращается в 2 класса медиаторов: проста-гландины и лейкотриены. Увеличение концентрации Са2+ также побуждает сборку микротрубочек и сокращение микрофиламентов, процессов, необходимых для транспорта гранул к наружной плазматической мембране. Важность повышения концентрации внутриклеточного Са2+ для дегрануляции тучных клеток подтверждается тем, что вещества, способные блокировать этот процесс, также успешно подавляют аллергические реакции.
Фосфолипаза С
” ь • * Дегрануляция
Медиаторы ранулы! (гистамин)
Эндо! ишзмагический ретикулум
Лейкотриены А4
Арахидоновая кислота
А Простогландины Д, (ПГД2)
Секреция Секреция
Рис.5. Биохимические процессы активации и дегрануляции тучных клеток
Перекрестное связывание фиксированных 1£Е на тучных клетках ведет к агрегации Есв-рецепторов и активации ассоциированных с ними тирозинкиназ (ГК). Под влиянием ТК происходит фосфорилирование фосфолипазы С (ФЛС), которая превращает фосфа-тидилинозитол-4,5-6исфосфат (ФФ2) в диацилглицерол (ДГ) и инозитолтрифосфат (ИФз). ДГ активирует протеинкиназу С (ПКС), которая вместе с Са2+ необходима для сборки микротрубочек и слияния гранул, содержащих биологически активные вещества с плазматической мембраной клетки. ИФз мобилизует внутриклеточные запасы Са2+. Перекрестное связывание ЕсбЯ также активирует энзимы, которые превращают фосфатидилсерины (ФС) в фосфатидилэтаноламины (ФЭТ). Фактически ФЭТ метилируются в фосфатидилхолины (ФХ) с помощью фосфолипидметилтрансфераз (ФМТ). Аккумуляция ФХ на поверхности плазматической мембраны приводит к увеличению подвижности мембраны и способствует формированию Са2+-каналов. Поступающий в клетку Са2+ активирует фосфолипазу А2 (ФЛ-А2), которая стимулирует превращение ФХ в лизофосфатидилхолины и арахидоновую кислоту. Арахидоновая кислота конвертируется в медиаторы двух типов: лейкотриены и простагландины. Перекрестное связывание Ес£Я1 также активирует мембранные аденилатциклазы, приводящие к транзиторному повышению цАМФ (в течение 15 секунд). Последующее снижение уровня цАМФ опосредуется протеинкиназами, что является важным условием для процесса дегрануляции. цАМФ-зависимые протеинкиназы также фосфорилируют мембранные белки, тем самым повышая их проницаемость для воды и Са2+. Набухание гранул в результате этих процессов облегчает их слияние с плазматической мембраной клетки и, таким образом, способствует высвобождению медиаторов.
Параллельно с этими процессами (метилированием фосфолипидов и увеличением кон-
центрации С а- ) в клетках под влиянием перекрестного связывания РсеЯ1 происходит акти-
вация мембраносвязанной аденилатциклазы, что приводит к транзиторному повышению цАМФ. цАМФ через активацию соответствующих протеинкиназ, участвующих в форми-
ровании мембранных каналов, повышает проницаемость последних для воды и Са2+. Вследствие этого происходит разбухание гранул и облегчение их слияния с плазматической держания цАМФ является важным условием для процесса дегрануляции. Если уровень цАМФ с помощью каких-либо препаратов
мембраной клетки. Как видно (рис.6), повышение содержания цАМФ является транзи-торным и за ним следует снижение цАМФ до уровня ниже базового. Быстрое снижение со-удается удержать на высоких значениях, то дегрануляции не происходит.
Время, мин
Рис.6. Динамика основных биохимических превращений в тучных клетках после перекрестного связывания РсвШ 1 - метилирование мембранных фосфолипидов; 2 - изменение уровны цАМФ в клетке;
3 - повышение Са2+ в клетке; 4 - выделение гистамина в результате дегрануляции
Медиаторы аллергических реакций. 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 (табл. 2). Первичные медиаторы продуцируются в клетках до дегрануляции и хранятся в гранулах. К наиболее значимым из них относятся гистамин, серотонин, хемотаксины эози-нофилов и нейтрофилов, протеазы, гепарин.
Медиаторы, секретируемые тучными клетками и базофилами крови
Таблица 2
Первичные медиаторы
Г истамин Увеличивает проницаемость сосудов, вызывает сокращение гладких мышц.
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 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, вазодилацию.
Брадикинины Повышают проницаемость сосудов, вызывают сокращение гладкой мускулатуры.
ИЛ-1, ФНО-а Участвуют в развитии системной анафилаксии, повышают экспрессию САМ на
эндотелиальных клетках венул.
ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ФРО-Р, ГМ-КСФ Разнообразные эффекты, связанные с развитием воспаления и процессами, сопутствующими ему.
Вторичные медиаторы синтезируются после антигенной активации клеток. К ним отно121 сятся фактор активации тромбоцитов, лейкотриены, простагландины, брадикинины, ци-токины: ИЛ-1, ФНО-а, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ФРО-Р, ГМ-КСФ. В различных тканях и анатомических зонах концентрации и спектр первичных и вторичных медиаторов, содержащихся в тучных клетках, не одинаковы.
Гистамин образуется в результате декар-боксилирования аминокислоты гистидина, составляет около 10% содержимого гранул. Его действие прослеживается уже в первые минуты после активации тучных клеток. Известны 3 типа рецепторов гистамина: Нь 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 Н] -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.
Пито кины. Цитокины, продуцируемые тучными клетками и базофилами, являются факторами, поддерживающими местное воспаление, а также факторами локальной концентрации нейтрофилов, эозинофилов и базофилов. ИЛ-4 повышает секрецию ^Е В-клетками. ИЛ-5 повышает активность эозинофилов. Высокая концентрация ФНО-а способна приводить к шоку при системной анафилаксии.
При развитии гиперчувствительности первого типа вслед за первой волной (ранних) реакций часто наблюдается развитие отсроченных реакций. Их возникновение связано с выбросом из тучных клеток вторичных медиаторов. Этот тип реакций наблюдается при бронхиальной астме, развивается, как правило, че122 рез 4-6 часов от начала аллергической реакции и длится 1-2 дня. Характеризуется развитием местного воспаления и инфильтрацией места развития реакции нейтрофилами, эозинофила-ми, макрофагами, лимфоцитами (Т-клетками), базофилами. Цитокины ФНО-а и ИЛ-2, секре-тируемые тучными клетками, повышают плотность экспрессии на эндотелии сосудов молекул адгезии и НЬА-антигенов, что способствует поддержанию воспалительного процесса и клеточной инфильтрации ткани. Основную роль в отсроченных реакциях играют эозинофилы, которые в пораженной области в клеточном инфильтрате составляют более 30 % всех клеток. Концентрирование их происходит под влиянием фактора хемотаксиса эозинофилов, секретируемого тучными клетками. Цитокины ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ГМ-КСФ способствуют их росту, дифференциров-ке и повышению активности. Наличие на их поверхности рецепторов к и ^Е позволяет им связывать комплексы антитело-аллерген, что, в свою очередь, вызывает активацию эозинофилов и секрецию ими медиаторов воспаления, таких как лейкотриены, основной протеин, фактор активации тромбоцитов, катионные белки, нейротоксины. Эти вещества вызывают локальное повреждение ткани.
Кроме эозинофилов, существенную роль в хронизации воспаления и деструкции ткани играют нейтрофилы. Концентрацию их в области развития аллергической реакции вызывает хемотаксический фактор нейтрофилов. Под влиянием цитокинов (ИЛ-8, ИЛ-4, ИЛ-5) и иммунных комплексов происходит их активация и продукция факторов воспаления и ли-тических ферментов, оказывающих на окружающую ткань деструктивное воздействие. Таким образом, отсроченные реакции, наблюдаемые при аллергиях I типа, являются мощным элементом развития и поддержания воспаления и местного поражения ткани.
Регуляция аллергических реакций I типа. Многочисленные наблюдения показывают, что развитие аллергии I типа определяется:
1) конституциальными особенностями организма;
6) его адъювантными свойствами.
Сейчас установлено, что генетическая компонента играет существенную роль в развитии аллергических реакций. Известно, что если оба родители аллергики, то существует 50 % опасность быть аллергиком и ребенку. Если аллергик один родитель, то такая опасность составляет 30 %. На примере инбредных животных показано, что линия мышей BDF, обладает повышенной способностью на аллерген А продуцировать IgE, а линия мышей SJL -вовсе не секретирует этот класс Ig на этот антиген.
В экспериментах также установлено, что развитие IgE иммунного оответа является дозозависимой реакцией. Низкие, повторные дозы антигена, как правило, индуцируют стойкий IgE ответ, высокие дозы того же антигена вызывают транзиторную продукцию IgE, которая сменяется антителами класса G.
В других исследованиях показано, что форма антигенной презентации также оказывает существенное влияние на развитие и уровень IgE- продукции. Так, иммунизация крыс Lewis гемоцианином в сочетании с алюминиевыми квасцами (адъювантом) приводит к сильной выработке IgE, а иммунизации гемоцианином в адъюванте Фрейнда - к продукции антител класса G.
Важным регулятором аллергических реакций I типа выступают Тн1 и Тн2-лимфоциты и продуцируемые ими цитокины. Установлено, что Тн1-клетки подавляют этот тип иммунного ответа, а Тн2-клетки, напротив, его усиливают. Показано, что продуцируемые Тн2-лимфоцитами цитокины ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5 и ИЛ-10 через различные механизмы способны усиливать аллергические реакции. Доказано, что ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-10 стимулируют продукцию тучных клеток; ИЛ-3 и ИЛ-5 ускоряют созревание эозинофилов, повышают активность, способствуют их концентрации в месте проникновения аллергена.
В целой серии исследований ин витро и ин виво показано, что главенствующая роль в развитии аллергических реакций I типа принадлежит ИЛ-4. Он является тем фактором, который стимулирует дифференцировку IgE-коммитированных В-лимфоцитов, обладает способностью переключать синтез иммуноглобулинов на IgE. В опытах ин виво обна-
2) видом антигена (аллергена);
3) дозой антигена;
4) местом проникновения;
5) чувствительностью вещества к катаболизму;
ружено, что инкубация В-клеток с ЛПС в сочетании с ИЛ-4 повышает в 500 раз количество клеток, экспрессирующих на своей поверхности ^Е и только в 20 раз количество В-клеток, экспрессирующих Доь Без ИЛ-4, под влиянием только одного ЛПС, увеличение количества клеток, экспресирующих ^Е. составляло 0,05%. В экспериментах на животных показано, что выработка ^Е в ответ на введение аллергенов может быть полностью подавлена анти-ИЛ-4 моноклональными антителами. Также обнаружено, что ИЛ-4 дефектные мыши не способны продуцировать ^Е и развивать иммунные реакции на гельминтные антигены, которые являются мощными природными аллергенами. Следует подчеркнуть, что характерной чертой больных аллергией является повышенный уровень Тн2-клеток (СЭ4) и повышенная их способность продуцировать ИЛ-4. В противоположность ИЛ-4, ИНФ-у подавляет продукцию ^Е. Учитывая, что ИНФ-у продуцируется Тн1-клетками, а ИЛ-4 Тн2-клетками, можно заключить, что баланс субпопуляций этих Т-клеток имеет важное регуляторное значение в развитии аллергической реакции. Обнаружено, что у аллергиков при клонировании Т-клеток (СЭ4) в основном образуются субъединицы, имеющие фенотип Тн-2- клеток (секретирующие ИЛ-4), а у лиц, не страдающих аллергией, клоны, состоящие из Тн-1 субъединиц (секретирующих ИНФ-у). Эти данные указывают на то, что одним из перспективных подходов лечения и профилактики аллергий является восстановление нормального баланса Тн1/Тн2-клеток и их активности в продукции ИНФ-у и ИЛ-4.
Диагностика гиперчувствительности I типа.
В настоящее время диагностика аллергии I типа ведется по содержанию в сыворотке общего ^Е. наличию в ней аллерген-специфических АТ и кожным тестам с аллергенами.
По мнению исследователей, кожные пробы (аппликационные, скарификационные, внут-рикожные) просты в постановке, высокоинформативны и позволяют выявлять как наличие сенсибилизации организма, так и вид аллергена, вызвавшего заболевание. Правда, эти пробы не лишены недостатков. Главными из них являются возможность развития системной анафилактической реакции, отсроченной
местной реакции. Для определения общего ^Е и выявление аллерген-специфических АТ используются иммуноферментный и радиоим-мунный методы. Оба метода обладают высокой чувствительностью и позволяют определять малые количества ^Е.
Как отмечалось выше, у больных аллергией и лиц, склонных к аллергическим реакциям, уровень общего ^Е всегда повышен (в норме
0,1-0,4 цг/мл.)
Для определения уровня общего ^Е используются специальные тест-системы, со-(а)
держащие анти-^Е моноклональные антитела (МАТ). При внесении в такую тест-систему исследуемой сыворотки, имеющийся в ней ^Е соединяется с анти-^Е МАТ, сорбированными на твердофазном носителе. Внесение в эту систему вторых анти-^Е-антитсл. меченных пе-роксидазой хрена, позволяет по количеству связавшихся меченных антител определять концентрацию ^Е в сыворотке.
Принципиальная схема ИФА приведена на рисунке 7.
Анти-1йЕ-АТ сорбированные на носителе
(«)
Аллерген, сорбированный
са-
на носителе
\
Исследуемая
сыворотка
Связывание анти-1гЕ-АТ с сывор о точным
Не специфические 1§Е
(удаляются при Анти-1еЕ-АТ меченные АГ_гаецифиче(.ким ,„Е
промывке) ПХИЛИ '“I СПеЦИфИЧеСКИМ 1^1-.
Рис.7. Схема проведения иммуноферментного анализа, используемого для выявления общего 1§Е (а) и аллерген-специфических антител (б)
Для выявления в сыворотке больных аллерген-специфических ^Е. а также определения вида аллергена, вызвавшего сенсибилизацию организма, используются тест-системы, в которых к твердофазному носителю присоединен аллерген (рис.7). В настоящее время выпускаются тест-системы, содержащие все широко встречающиеся аллергены. При добавлении сыворотки к такой тест-системе в случае наличия в ней аллерген-специфических ^Е. происходит связывание ^Е аллергеном. Выявление ^Е в тест-системе ведется с помощью анти-^Е-МАТ меченных либо радиактивной меткой (1251), либо пероксидазой хрена. Схема
реакции прриведена на рисунке 7. По количеству связавшихся анти-^Е-МАТ судят о количественном содержании специфических ^Е в сыворотке больного.
По мнению исследователей, занимающихся проблемой аллергии, приведенных показателей достаточно для диагностики сенсибилизации организма, готовности его к развитию ал124 лергических реакций I типа и идентификации антигена, вызвавшего аллергию.
Основные подходы в лечении больных гиперчувствительностью I типа.
Терапия этой категории больных основывается на следующих принципах:
1) Выявлении аллергена, вызвавшего сенсибилизацию организма и исключении контакта с ним. Для ряда заболеваний (аллергический ринит, пищевая аллергия) этого оказывается достаточным.
О и вызывает индукцию Т-клеток супрессоров. Кроме того, при этом происходит активация Тн1-клеток и продукции ИНФ-у, который, как известно, способен подавлять синтез ИЛ-4 и ^Е-отвст. Формируемые в ходе проведения гипосенсибилизации антитела класса О способны эффективно связывать поступающий в организм аллерген, формируя иммунные комплексы, которые легко и быстро фагоцитируются и разрушаются под влиянием ферментативных систем клетки. Таким образом, защитные антитела О блокируют контакт аллергена с фиксированными на тучных клетках ^Е. тем самым предотвращая развитие аллергической реакции и ее клинической манифестации.
3) Следующий подход в лечении аллергии, который в настоящее время исследуется в экспериментах на животных, заключается в индукции толерантного состояния к аллергену. Сейчас установлено, что формирование эф-фекторных Т-хелперов, без которых не развивается гуморальная иммунная реакция, происходит только в случае поступления в клетку двух активационных сигналов - одного от взаимодействия с антигеном, другого от ко-стимулирующей лиганды - В7, экспрессированной на антиген-презентирующей клетке. Отсутствие ко-стимулирующего импульса приводит к развитию анергии у Т-клеток и, следовательно, к неотвечаемости организма на аллерген. В эксперименте, к ряду аллергенов такое состояние удается индуцировать, блокируя экспрессию молекул В7.
4) Блокирование лекарственными препаратами процессов, связанных с дегрануляцией тучных клеток и инактивации высвободив-
ЛИТЕРАТУРА
2) Проведении гипосенсибилизационной терапии. С этой целью рекомендуется последовательное введение подкожно возрастающих доз аллергена. Эта процедура приводит к переключению синтеза АТ с класса Е на класс шихся медиаторов из клеток.
С этой целью используются следующие группы препаратов: антигистаминные препараты, теофиллин, кортикостероиды (кортизон), р-адренергические препараты (адреналин), кромолин-натрия.
Антигистаминные препараты, взаимодействуя с гистаминовыми рецепторами на клетках-мишенях, блокируют их взаимодействие с гистамином. Ні-рецепторьі успешно блокируются классическими антигистаминными препаратами (димедрол, диазолин, супрастин и др.), Н2-рецепторы - новым классом антиги-стаминных препаратов (кларитин и др.).
Кромолин - натрий - предотвращает поток Са2+ внутрь тучных клеток, тем самым нарушая процесс их дегрануляции.
Теофиллин - блокирует фосфодиэстеразы, которые катализируют превращение цАМФ в 5'-АМФ. В результате пролонгируется высокий уровень в клетке цАМФ, что и блокирует дегрануляцию.
Адреналин и подобные препараты, взаимодействуя с р-адренергическими рецепторами тучных клеток стимулируют синтез в них цАМФ, что предотвращает выброс медиаторов из тучных клеток.
Кортикостероидные препараты (кортизон) блокируют превращение гистидина в гистамин, стимулируют синтез цАМФ в тучных клетках.
В заключение этого раздела следует заметить, что лечение аллергий I типа должно быть комплексным с учетом всех патогенетических звеньев и этапов развития иммунной реакции.
1. Г.Н.Дранник Клиническая иммунология и аллергология. Одесса: АстроПринт. 1999. 604 с.
2. Клиническая иммунология и аллергология: В 3-х т./Под редакцией JL Йегера. М.: Медицина. 1986.
3. Караулов А.В. Клиническая иммунология. М.: Медицинское информационное агентство. 1999. 604 с.
4. Daser A. et. al. //Curr. opin. Immunology. 1995. Vol. 7. P. 762.
5. Kawakami T. et.al. // S. Immunology. 1992. Vol. 148. P. 3513.
6. Клиническая иммунология и аллергология. / Под ред. Г. Лолора-младшего, Т. Фишера, Д. Адельмана Пер. с анг. М., Практика. 2000. 806 с.
МОЛЕКУЛЯРНІ ТА КЛІТИННІ МЕХАНІЗМИ РОЗВИТКУ АЛЕРГІЧНИХ РЕАКЦІЙ І ТИПУ. ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ДІАГНОСТИКИ ТА ЛІКУВАННЯ
Вісн. Хаук. най. ун-та. 2002 № 545 М.М. Попов, О.Г. Курінна
Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна
РЕЗЮМЕ
Проаналізовано основні етапи формування та розвитку алергічних реакцій І типу. Розглянуто властивості і роль кожного з компонентів імунної реакції: алергенів, реагінів, тучних клітин та базофілів. Представлено основні принципи діагностики і лікування.
КЛЮЧОВІ СЛОВА: 125
MOLECULAR AND CELLULAR MECHANISM OF I TYPE ALLERGIC REACTION DEVELOPMENT. BASIS PRINCIPLES OF DIAGNOSTICS AND THERAPY
N.N. Popov, E.G. Kurinna
V.N. Karazin Kharkiv National University
SUMMARY
Main stages of formation and developing of allergic reactions of I type were analysed. Properties and the role of each components of the immune reaction: allergens, reagines, must cells and basofils were described. Basis principles of diagnostics and therapy were demonstrated.
KEY WORDS: allergy, allergens, reagines, must cells
УДК 616.5-002-08-06:616-056.3-084
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ БОЛЕЗНИ. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДИАГНОСТИКИ, ТЕРАПИИ, ПРОФИЛАКТИКИ, РЕАБИЛИТАЦИИ
Э.Н. Солошенко
Институт дерматологии и венерологии АМНУ
РЕЗЮМЕ
Представлены современные данные литературы и результаты собственных исследований, касающиеся патогенеза, диагностики, лечения, профилактики лекарственной болезни. Освещены дискуссионные вопросы этой проблемы, связанные с терминологией, статистикой, а также консенсусом дерматовенерологов и аллергологов на курацию больных лекарственной болезнью и их реабилитацию.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: лекарственная болезнь, диагностика, терапия, профилактика, реабилитация
Достижения фармакологии и фармацевтической промышленности, с одной стороны, позволяют обеспечить выздоровление и сохранение жизни миллионам людей, с другой -лавинообразный рост лекарственных препаратов, разнообразие методов их введения и способов применения свидетельствует, что все лекарственные средства, наряду с их положительными терапевтическими свойствами, оказывают побочные фармакологические эффекты, не составлящие суть их фармакодинамики и которые заранее не могут быть предусмотрены [1].
До сих пор не существует общепризнанной классификации побочного действия лекарственных средств. Среди известных классификаций, базирующихся на клинических или патогенетических подходах, наиболее распространенной является классификация, согласно которой выделяют [2]:
I. Токсическое действие (резко усиленное^ основное действие, связанное с передозировкой препарата).
1. Абсолютная передозировка,
а) непосредственная;
б) лекарственная кумуляция.
126
