ПАТОФИЗИОЛОГИЯ АЛЛЕРГИИ Аллергические заболевания занимают до 30% заболеваемости населения и частота их постоянно растет. Среди заболеваний чаще всего встречаются ринит, крапивница, бронхиальная астма. Allos - иной, ergon - действие Следовательно, аллергия - это иное действие. Аллергия - это типовой патологический процесс, проявляющийся высокой чувствительностью организма к повторному действию раздражителей антигенной природы. Кроме понятия "аллергия", существуют термины "сенсибилизация", "гиперчувствительность". Вещества, вызывающие аллергию, носят название аллергенов. Аллергия относится к патологии иммунитета, отражающей новую форму чувствительности организма. Иммунитет Аллерген ФСИО Аллергия В развитии аллергии выделяют 3 периода: 1. Сенсибилизация. Она возникает после 1-го контакта с аллергеном и ничем не проявляется. В этот период повышается чувствительность организма. 2. Период клинических проявлений. Он характеризуется сокращением гладкой мускулатуры, повышением секреции эндокринных желез, болевыми реакциями, развитием лихорадки, воспаления, шока. 3. Период гипосенсибилизации - период снижения повышенной чувствительности. Этиология аллергии 2 Этиология аллергии включает: 1. Чрезвычайный раздражитель 2 Условия 3. Входные ворота 4. Реактивность организма Чрезвычайный раздражитель Это - антигены, чужеродные вещества. Они обладают слабой чувствительностью, слабой антигенностью. Они могут быть полными и неполными (гаптенами). Полные антигены - это макромолекулярные соединения животного, растительного, пищевого происхождения, аутоантигены. Неполные антигены - это гаптены. К ним относятся лекарственные препараты. Классификация антигенов АЛЛЕРГЕНЫ Эндогенные Экзогенные Неинфекционные Инфекционные лекарственные бытовые пенициллин, яды насекомыхлечебные рисыворотки, возбудители сульфаниламиды, йод, бактерии, ви- домашняя растительные пищевые травы, цветы, коровье моло- пыль, шерсть пыльца и сок, ко, белки ку- домашних ных яиц, рыба, животных клещи, пух, растений цитрусовые, мед, кофе, 3 витамины русы, грибы и группы В их фрагменты моющие мясо, орехи средства, анилиновые красители 2. Условия: высокая и низкая температура, ионизирующая радиация, ультрафиолетовые лучи, электромагнитные поля, экологические факторы (озон, окислы азота), характер питания (избыточная нагрузка углеводами и белками). 3. Входные ворота. При попадании растительных аллергенов через дыхательные пути чаще развиваются кашель, бронхиальная астма. При попадании аллергена через желудочно-кишечный тракт наблюдаются проявления в виде воспаления. Если аллерген поступает парентерально, например, в кровь может развиваться анафилактический шок. Если аллерген поступает через кожу, могут развиваться дерматиты, сыпь, вплоть до экземы. 4.Реактивность организма. Чаще аллергическими заболеваниями страдают люди с аллергической конституцией. В целом иммунологическая реактивность у человека определяется состоянием ЦНС, эндокринной системы, генетическими механизмами. Роль нервной системы. Повышенная чувствительность к аллергическим раздражителям связана с невротизацией. Способствует развитию аллергии активация холинергической иннервации (активация ПСНС). Холинэстераза цГМФ Ca2+ 4 Эндокринная система. Преобладание проаллергических гормонов - СТГ, тироксина, минералокортикоидов, ТТГ - формируют аллергию. Такие гормоны как АКТГ, глюкокортикоиды, половые гормоны являются противоаллергическими. Роль физиологической системы иммунного ответа Аллергическая предрасположенность обусловлена мутациями в геноме. Физиологическая система иммунного ответа находится под регуляторным влиянием генома. Основную роль играют гены главной системы гистосовместимости (HLA) (6-я пара хромосом), которая способна HLA Ir Is различить свое и чужое. Эта система регулирует ген иммунТх Тс ного ответа (Ir) и ген иммунной су- прессии (Is). Эти гены формируют степень чувствительности Тх и Тс. При мутаци- ях в основном страдает функция Тс). Это меняет активность иммунного ответа. Повышается чувствительность организма, нарушается иммунитет. ЦНС, гормоны, генетические механизмы формируют возрастную реактивность. У детей первых трех лет преобладает аллергия на пищевые раздражители. Проявляется в виде экссудативного диатеза, дерматита. В возрасте 3-7 лет наблюдаются проявления со стороны дыхательной системы - аллергический бронхит, бронхиальная астма. До 30 лет проявления аллергии стихают. После 30 лет наблюдается обострение аллергических реакций со стороны дыхательной системы или кожных проявлений. 5 Патофизиологические механизмы развития аллергических реакций Эти механизмы делятся на: 1. Повышенную чувствительность замедленного типа (ПЧЗТ) 2. Повышенную чувствительность немедленного типа (ПЧНТ) ПЧЗТ: эти реакции развиваются через несколько часов или чуток (до 3-х суток). Это - клеточные реакции, это Т-зависимая аллергия. Аллергические реакции немедленного типа развиваются через несколько минут. Это - гуморальные реакции, В-зависимая аллергия. Смешанные реакции характерны для аутоаллергии. ПЧЗТ - это клеточно-опосредованные реакции, IY типа В развитии этих реакций выделяют следующие стадии: 1. Патоиммунную 2. Патохимическую 3. Патофизиологическую стадию Патоиммунная стадия Антиген Макрофаг Тл Тсенс. Тп Тц ИЛ-1 ИЛ-2 Тх Тх Тс Тт 6 Антиген реагирует с макрофагом (А-клеткой). Неполный фагоцитоз макрофагом антигена приводит к тому, что частицы аллергена выходят на поверхность клетки А. Они взаимодействуют с Тх при участии интерлейкина-1. Активация Тх усиливает его влияние на Тл через интерлейкин-2. Тл становятся сенсибилизированными (Т-эффекторами). Т-эффекторы - это антигенчувствительные лимфоциты, имеющие на своей поверхности специфические рецепторы. Т-эффекторы дают клон клеток: 1)Т-памяти - это долгоживущие клетки. Они определяют аллергическую конституцию и способны отреагировать на антиген. 2) Т-цитотоксические лимфоциты. Они повреждают любую клетку, где есть антиген (даже при первичном попадании антигена). При повторном поступлении антигена Т-памяти превращаются в Тц-лимфоциты. 3) При первичном воздействии антигена в организме образуются также Т-хелперы, Т-супрессоры и Ттолерантные лимфоциты. Т-супрессоры тормозят развитие аллергии, а Т-толерантные лимфоциты участвуют в механизмах гипосенсибилизации (снижении повышенной чувствительности). В развитии аллергии основную роль играют Тц. Они взаимодействуют с соматическими клетками, на которых фиксирован антиген. Происходит возбуждение клетки и под влиянием лизосомальных ферментов происходит разрушение клетки. Это взаимодействие приводит к развитию патохимической стадии. При первичном действии антигена продолжительность периода сенсибилизации 3-5 дней. Патохимическая стадия В результате взаимодействия Тц с соматической клеткой освобождаются медиаторы аллергии. Они освобождаются из лимфоцитов и в реакциях замедленного типа называются лимфокинами. 7 1. Фактор переноса (трансферфактор). Он обладает сенсибилизирующим влиянием на интактные лимфоциты. Этот фактор играет роль при переливании крови. 2. Митогенетический фактор. Он стимулирует пролиферацию лимфоцитов, их деление, способствует популяции Т-сенсибилизированных лимфоцитов. 3. Фактор ингибирующий миграцию макрофагов (MIF)). Он способствует накоплению макрофагов в области аллергической альтерации и вызывает развитие воспаления. 4. Лимфотоксин. Он оказывает цитотоксический эффект, вызывает разрушение и гибель клетки-мишени. 5. Фактор хемотаксиса. Он способствует скоплению нейтрофилов и моноцитов в очаге воспаления. 6. Кожнореактивный фактор. Он обусловливает развитие кожных проявлений 7. Интерферон. Он угнетает способность вирусов инфицировать клетку. 8. Простагландины. Они способствуют развитию лихорадки, активируют Тц лимфоциты. Все эти факторы вызывают формирование типовых патологических процессов: воспаления, лихорадки и шока. Лимфокины вызывают развитие клинических проявлений Патофизиологическая стадия Эта стадия проявляется в виде: 1. Бактериальной аллергии (болезней туберкулинового типа) 8 2. Контактной аллергии Бактериальная аллергия Если организм сенсибилизирован, то на месте введения фильтрата из убитых бактерий через 2-3 дня образуется воспалительный инфильтрат. Бактериальная аллергия является показателем не только аллергии, но и вакцинации. Контактная аллергия Она возникает при контакте с чужеродным веществом (препараты брома, соли тяжелых металлов, красители, косметические средства, новокаин, пенициллин, моющие средства). Эти вещества - гаптены, но, соединяясь с белками кожи, становятся полными аллергенами. Проявляется контактная аллергия кожными реакциями - гиперемия, дерматит, зуд, сыпь. Повышенная чувствительность немедленного типа Это - гуморальные реакции, в них участвуют В-лимфоциты. Механизмы развития 1. Патоиммунная стадия 2. Патохимическая стадия 3. Патофизиологическая стадия Патоиммунная стадия Эта стадия отражает механизмы сенсибилизации. Антиген Макрофаг Вл Вп Вт ИЛ-1 ИЛ-2 Всенс. 9 Плазматическая Тх клетка IgE IgM IgG Антиген взаимодействует с макрофагом и с участием Тх, ИЛ-1 и ИЛ-2 Влимфоциты становятся сенсибилизированными, антигенчувствительными. При первичном воздействии антигена из Всенс. лимфоцитов образуются В-клетки памяти, которые сохраняют повышенную чувствительность к антигену, Вт лимфоциты и плазматические клетки. Плазматические клетки продуцируют иммуноглобулины IgE и IgG. Основную роль в аллергических реакциях играют IgE - аллергические антитела. IgE фиксируются на соматических клетках, в частности, на тучных клетках. Клетке становится чувствительной к антигену. По своему строению IgE имет тяжелую и легкие цепи. Отрезок Fc (тяжелая цепь) имеет сродство к тучным клеткам. Легкие цепи являются антигенчувствительными: с ними реагирует антиген. Таким образом IgE превращается в рецептор для антигена. Кроме IgE, в плазматических клетках образуются IgG. Они могут проявлять свойства IgE, то-есть быть аллергическими антителами. Часть IgG является блокирующими антителами. IgE способны образовывать с антигеном патоиммунный комплекс, который вызывает разрушение, лизис клетки и освобождение медиаторов аллергии. 10 Патохимическая стадия Под влиянием патоиммунного комплекса из клеток освобождаются медиаторы аллергии, которые способствуют клиническим проявлениям. Основными медиаторами при аллергических реакциях немедленного типа являются: 1. Гистамин - он освобождается из тучных клеток, расширяет сосуды, повышает сосудистую проницаемость, вызывает спазм бронхов и гладкой мускулатуры, увеличивает секрецию слизи. 2. Гепарин - освобождается из тучных клеток, усиливает фибринолитическую активность крови 3. Медленно реагирующая субстанция аллергии - является производной арахидоновой кислоты, образуется в тучных клетках легких. МРСА вызывает медленный спазм бронхиол при бронхиальной астме. Спазм не снимается антигистаминными препаратами. Образуется мокрота, закупоривающая бронхи. 4. Брадикинин вызывает повышение сосудистой проницаемости, расширяет сосуды, вызывает боль, зуд. 5. Ацетилхолин обладает теми же свойствами, что гистамин и брадикинин, но в меньшей степени. 6. Простагландины вызывают эффект, аналогичный гистамину и брадикинину, способствует развитию лихорадки. 7. Фактор хемотаксиса эозинофилов способствует хемотаксису эозинофилов. Эозинофилия свидетельствует об аллергизации организма. 8 Комплемент - участвует в реализации реакций II типа. Проявлениями действия медиаторов являются воспаление, лихорадка, шок. 11 Патофизиологическая стадия На этой стадии формируются типовые патологические процессы и аллергические заболевания. Выделяют 3 группы аллергических реакций: 1. Аллергические реакции I типа: в этих реакциях играют роль IgE 2. Аллергические реакции II типа: в этих реакциях принимают участие IgG 3. Аллергические реакции III типа ( реакции свободных иммунных комплексов). К I группе аллергических реакций относятся атопические реакции, анафилаксия. Атопические реакции К ним относятся сенная лихорадка, бронхиальная астма, крапивница, отек Квинке. Сенная лихорадка возникает при воздействии пыльцы растений. Заболевание проявляется ринитом, конъюктивитом, зудом, слезотечением, кашлем, иногда лихорадка, бронхит. Все эти симптомы обусловлены участием гистамина. Бронхиальная астма возникает при действии бытовых аллергенов домашняя пыль, которая содержит клещи. Заболевание характеризуется приступообразными нарушениями бронхиальной проходимости, клиническим выражением которых являются приступы экспираторного (с затруднением выдоха) удушья. Основную роль в бронхоспазме играет медленно реагирующая субстанция аллергии. Крапивница - аллергическое заболевание, характеризующееся быстрым образованием отеков очагового характера. В основе патогене- 12 за крапивницы лежит повышение сосудистой проницаемости под влиянием гистамина. Заболевание развивается при действии различных аллергенов. Оно характеризуется лихорадкой, головной болью, общим недомоганием, зудом. Крапивница занимает второе место после бронхиальной астмы. Ангионевротический отек (отек Квинке) - локально ограниченный отек кожи и подкожной клетчатки с преимущественной локализацией в области лица, слизистых оболочек полости рта, конечностей. Отек Квинке является одной из разновидностей крапивницы. Заболевание возникает при действии лекарственных препаратов, пищевых аллергенов, пыльцы растений. В патогенезе отека Квинке играет роль гистамин. Анафилаксия Анафилаксия - беззащитность. Анафилаксия проявляется общими и местными реакциями. Общая анафилаксия проявляется анафилактическим шоком. Анафилактический шок может развиваться при введении в организм антибиотиков, антитоксических сывороток, сульфаниламидов, при приеме некоторых пищевых продуктов. При анафилаксии наряду с IgE в развитии шока принимают участие циркулирующие IgG. В образовании патоиммунного комплекса принимает участие медиатор анафилатоксин. Его действие реализуется через выброс гистамина. Шок характеризуется падением артериального давления, расширением сосудов и развитием коллапса, развитием сердечной и дыхательной недостаточности. Анафилактический шок может развиваться при укусе пчел. В этом случае шок развивается с участием ацетилхолина. 13 Местная анафилаксия (феномен Артюса) возникает на месте повторного введения лекарственного препарата, лошадиной сыворотки в дозе 0,5-1,0 мл кролику с интервалом в 5-6 дней. Местная анафилаксия сопровождается развитием асептического воспаления, гиперемии, отека, эмиграции лейкоцитов. Реакция проявляется после 4-5 инъекций препарата. В механизмах развития феномена Артюса участвуют IgG. Цитолитические реакции Аллерген фиксируется на клетках крови. Образуется патоиммунный комплекс с IgG в присутствии комплемента (С-3,С-5). Это комплекс фиксируется на мембранах клеток крови и с участием цитолизина вызывает разрушение клеток. По этому механизму развиваются аллергические гемопатии (анемии, гемолитическая желтуха, лейкопении, тромбоцитопении с явлениями кровоизлияний и кровотечения). Болезни свободных иммунных комплексов В качестве антител в этих реакциях выступают циркулирующие IgG. Патоиммунный комплекс образуется в крови с участием комплемента и затем фиксируется на мембранах почек, лимфоузлов, эндотелии микроциркуляторного русла. Аллергическая реакция в виде воспалительного процесса развивается в любом органе. Примером этих реакций может служить сывороточная болезнь, которая возникает после введения лечебной сыворотки, антибиотиков, гормонов, белковых препаратов. Заболевание проявляется генерализованной реакцией лимфоузлов, лихорадкой, кожными проявлениями в виде крапивницы. В патологический процесс включаются почки, миокард, суставы. В крови образуются конгломераты, которые закупоривают капилляры и нарушают микроциркуляцию. Аутоаллергия 14 Аутоаллергия развивается в ответ на действие аутоаллергенов (эндогенных аллергенов). Физиологическая система иммунного ответа реагирует на аутоаллергены выработкой аутоантител. Аутоаллергены Естественные Приобретенные (первичные) (вторичные) III белки нормальIY ных тканей I II Аутоаллергия - это состояние аутоагрессии иммунокомпетентных клеток, способных реагировать с белками собственных тканей. Аутоаллергия относится к смешанной аллергии. Она развивается по механизму повышенной чувствительности замедленного типа и повышенной чувствительности немедленного типа. ПЧЗТ ААГ Тц ФСИО ПЧНТ IgE, IgG, IgM Механизмы развития аутоаллергии Существует несколько взглядов на на механизмы развития аутоаллергии. 1. Первичные ААГ. Некоторые тка- ни организма в эмбриогенезе развивались 15 вне контакта с ФСИО. Эти ткани оказались в изоляции, за гистогематическим барьером, и протеины этих органов и тканей не имеют генов гистосовместимости. Эти протеины несовместимы с иммунокомпетентными клетками (В- и Т-лимфоцитами) и становятся аутоаллергенами. Эти лимфоциты и А-клетки относятся к этим протеинам как чужеродным. Это - протеины сетчатки, хрусталика, нервной системы, щитовидной железы, мужских половых гонад. При нарушении гистогематического барьера эти протеины выходят в кровь и лимфоциты воспринимают их как чужеродные. При взаимодействии протеинов и лимфоцитов развивается аутоаллергическая реакция. По этому механизму развиваются такие заболевания как тиреодит, энцефаломиелит, офтальмия (воспалительные процессы поврежденного глаза). 2. Второй механизм, который способствует развитию аутоал- лергических реакций, связан с нарушением механизмов толерантности иммунокомпетентных клеток, в частности, Т-клеток. По теории Бернета эти лимфоциты образуют запретный клон. В процессе развития организма эти лимфоциты не способны различать свое и чужое. Этот клон лимфоцитов или исчезает к рождению, или находится в депрессированном состоянии под контролем гена иммунной супрессии (Is). При ослаблении генного контроля функция Т-супрессоров становится недостаточной и агрессивные лимфоциты (лимфоциты запретного клона) экспрессируются, становятся активными и начинают выполнять роль аутоаллергенов. Таким образом, аутоаллергические реакции развиваются в этом случае в результате нарушения генного механизма. Согласно второму взгляду, при действии мутагенных факторов в организме образуются мутантные 16 лимфоциты, способные выступать как аутоантигены. С участием этого механизма развивается ряд заболеваний. Ревматоидный артрит: это аутоаллергическое воспаление суставов. Заболевание развивается при участии ревматоидного фактора (IgM). Это антитело. IgM образуются при воздействии аллергена (некоторые участки IgG). IgG имеет антигенные детерминанты - идиотипы. На них реагируют В-лимфоциты. В ответ на идиотипы вырабатывается антиидиотип (IgM). Образуется комплекс "идиотип-антиидиотип", который поражает синовиальные мембраны суставов. Диссеминированная красная волчанка. ДНК соединительной ткани часто подвергается действию патологических лимфоцитов. В этом случае ДНК выступает как аутоаллерген. В ответ на образование аутоаллергенов образуются аутоантитела. При реакции ААГ+ААТ образуется патоиммунный комплекс, который фиксируется на коже, почках, миокарде, стенке сосудов, вызывая поражение этих тканей. Миастения. Патологические лимфоциты (В-клетки) способны воспринимать ацетилхолиновые рецепторы как чужеродные, как аутоантигены. Образуются противоацетилхолиновые антитела, которые блокируют ацетилхолиновые рецепторы. Развивается мышечная слабость, мышцы не сокращаются. Заболевания при действии вторичных (приобретенных) аутоаллергенов I. Измененные, денатурированные белки способны приобретать свойства аутоаллергенов. Физиологическая система иммунного ответа реагирует на эти белки выработкой аутоантител. Причиной появления таких белков являются обширные ожоги. Образуется патоиммунный комплекс, вызывающий аутоаллергическую реакцию. 17 II. Ряд инфекционных возбудителей и тканевых аллергенов имеют общие детерминантные группировки. Некоторые штаммы кишечной палочки и белки слизистой кишечника имеют общие детерминанты. По этому механизму развивается язвенный колит аутоаллергического происхождения. Ревмокардит. Стрептококк А имеет сходные детерминантные группировки с кардиомиоцитом. Образуется патоиммунный комплекс, который повреждает миокард. По этому механизму развивается инфекционно-аллергическая бронхиальная астма. Развитие ее связано с тем, что микрофлора дыхательных путей имеет общие детерминантные группировки с протеинами тканей легких. III. Ионизирующая радиация может вызывать разрушение тканей и появление аутоаллергенов. При инфаркте миокарда, при некрозах сердечной мышцы кардиомиоциты повреждаются и становятся аутоаллергенами. Они вызывают образование аутоантител с последующим образованием патоиммунного комплекса. IY. К аутоаллергенам относятся промежуточные аллергены. В этом случае в организме могут образовываться комплексные аутоаллергены. Чаще всего эта группа аутоаллергических заболеваний возникает с участием вирусов. Вирусы включаются в клетку и повреждают ее. На разрушенные клетки физиологическая система иммунного ответа отвечает развитием аутоаллергического процесса. Гипосенсибилизация Гипосенсибилизация - снижение повышенной чувствительности организма на действие антигена. Механизмы гипосенсибилизации лежат в основе принципов лечения и профилактики аллергических заболеваний. 18 В механизмах гипосенсибилизации участвуют нервная и эндокринная системы, биологические активные вещества. ЦНС Эндокринная Биологи- ческие система СНС ПСНС актив- ные вещества А-клетки, Т- и В-клетки Существуют методы неспецифической и специфической гипосенсибилизации. Неспецифические методы 1. Использование седативных препаратов, вызывающих усиление тормозных процессов в ЦНС. Показано, что при наркозе анафилактический шок не развивается. 2. Преобладание симпатической нервной системы (в частности, -адренергической иннервации) снижает активность аллергической реакции. Можно использовать введение адреналина. Гипосенсибилизация связана с угнетением парасимпатической нервной системы, преобладание холинергических механизмов. С этой целью можно использовать атропин. 3. Снижение активности аллергических реакций возможно при использовании противоаллергических гормонов, в частности, кортизола и АКТГ. 4. Применение антигистаминных препаратов, так как в развитии многих аллергических реакций участвует гистамин. 5. Использование больших доз биологических активных веществ. 19 Специфическая гипосенсибилизация 1. Устранение аллергена. 2. Нагрузка антигеном. Большие дозы антигена и малые, но часто вводимые дозы антигена вызывают гипосенсибилизацию. При этом развивается толерантность: стимулируется образование Т- и Втолерантных клеток, активируются Т-супрессоры, происходит образование блокирующих антител (IgG). 3. Нагрузка антителами. Введение антител в больших дозах приводит к блокаде и нейтрaлизации антигена.
