Механизмы развития отдельных реакций гуморального типа (ГНТ)

(1) Реакции цитотропного (цитофильного) типа. В качестве инициаторов генерализованной анафилактической реакции (анафилактического шока) данного типа аллергии выступают следующие вещества:

· аллергены антитоксических сывороток, аллогенных препаратов γ-глобулинов и белков плазмы крови;

· аллергены гормонов белковой и полипептидной природы (АКТГ, инсулин и другие);

· лекарственные препараты [антибиотики (пенициллин), миорелаксанты, анестетики, витамины и другие];

· рентгеноконтрастные вещества;

· инсектные аллергены.

Местные анафилактические реакции – атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит и конъюнктивит, крапивница, отек Квинке) – могут возникать под действием таких АГ, как:

· аллергены пыльцы растений (поллинозы), спорами грибов);

· аллергены домашней и производственной пыли;

· эпидермальные аллергены домашних животных;

· аллергены, содержащиеся в косметических и парфюмерных средствах и т.п.

В результате первичного контакта с аллергеном ИКС организует в организме иммунный ответ, специфика которого заключается в синтезе В-лимфоцитами и плазматическими клетками иммуноглобулинов Ig E- и/или Ig G₄-классов (реагинов, атопенов). Выработка В-лимфоцитами иммуноглобулинов Ig G₄ и E-класса зависит от представления аллергена АПК и кооперацией между Т- и В-лимфоцитами. Локально синтезированный Ig E-класса первоначально сенсибилизирует тучные клетки по месту его образования, после чего АТ распространяются через кровоток по всем органам и тканям организма (Рис. 1;).

 

Рис. 1. Схематическое представление реагино-

вого (цитотропного, цитофильного) механизма

гиперчувствительности немедленного типа

 

В дальнейшем происходит взаимодействие основной массы Ig E- и Ig G₄-классов с высокоаффинными рецепторами и последующая их фиксация по месту локализации Fc-рецепторов на цитоплазматических мембранах клеток-мишеней первого порядка – тучных клетках (лаброцитах) и базофилах. Остальные иммуноглобулины Ig E- и Ig G₄-классов взаимодействуют с низкоаффинными рецепторами клеток-мишеней второго порядка – гранулоцитами, макрофагами, лимфоцитами, тромбоцитами, клетками Лангерганса кожи и эндотелиоцитами также при помощи фрагмента Fc-рецептора. Например, на каждой тучной клетке или базофиле может фиксироваться от 3000 до 300000 молекул Ig E. Здесь они способны оставаться на протяжении нескольких месяцев, и в течение всего этого периода времени сохраняется повышенная чувствительность к аллергену клеток-мишеней первого и второго порядка.

При аллергических заболеваниях, включая паразитарные, клиницисты часто обнаруживают повышенный титр Ig E в сыворотке крови. Тем не менее, он не всегда может свидетельствовать о наличии сенсибилизации к аллергену, который индуцировал выработку реагинов. Особая роль в синтезе Ig E принадлежит интерлейкинам (ИЛ), особенно ИЛ-4, а также некоторым другим цитокинам (ИЛ-3, 5, 6, 8, 9, 13). Интенсивность реагинового ответа регулируется Т-лимфоцитами хелперами (Th₂) и, особенно Т-лимфоцитами супрессорами, и подавляется g-ИНФ, который синтезируется цитотоксическими Т-лимфоцитами и натуральными киллерами (NK-клетками).

При повторном поступлении аллергена, которое может произойти, как минимум, спустя неделю и больше после первичного контакта, по месту локализации IgE-класса образуется иммунный комплекс АГ+АТ, который также фиксируется на мембранах клеток-мишеней I и II порядка. Это приводит к стягиванию с поверхности цитоплазматической мембраны белков-рецепторов для Ig E и последующей активации клетки, которая выражается в усилении синтеза, секреции и высвобождении медиаторов ГНТ. Максимальная активация клетки достигается связыванием иммунными комплексами АГ+АТ нескольких сотен или тысяч рецепторов. Степень активации клеток-мишеней зависит от содержания ионов кальция, энергетического потенциала клетки, а также соотношения циклических аденозинмонофосфата (цАМФ) и гуанозинмонофосфата (цГМФ) – снижение цАМФ и увеличение цГМФ.

В результате образования комплекса АГ+АТ и активации клеток-мишеней (например, тучных клеток) их цитолемма разрушается, и содержимое цитоплазматических гранул изливается в околоклеточное пространство. Тучные клетки, или лаброциты, относятся к компонентам соединительной ткани и локализуются преимущественно в тех структурах, которые непосредственно или опосредованно взаимодействуют с окружающей средой – коже, дыхательных путях, пищеварительном тракте, по ходу нервных волокон и кровеносных сосудов.

В процессе разрушения цитоплазматической и внутриклеточной мембран в околоклеточное пространство изливается большое количество пресинтезированных БАВ, получивших наименование медиаторов аллергии немедленного типа – вазоактивных аминов (гистамина, серотонина), метаболитов арахидоновой кислоты (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксана А₂), цитокинов, опосредующих местные и системные повреждения тканей [интерлейкины-1-6, ИЛ-8, 10, 12, 13, фактор активации тромбоцитов – ФАТ, факторов хемотаксиса нейтрофилов и эозинофилов, ФНО-α, γ-ИНФ, эозинофильные протеины, эозинофильные нейротоксины, адгезины, селектины (Р и Е), гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулирующий фактор, продукты перекисного окисления липидов) и многих других биологически активных веществ (гепарин, кинины, арилсульфатаз А и В, галактозидаза, супероксиддисмутаза, гистаминаза, фосфолипазы А₂ и D, химотрипсин, лизосомальные ферменты, катионные белки)]. Большинство из них находится в гранулах, в первую очередь, базофилов, тучных клеток, а также нейтрофилов, эозинофилов, макрофагов и других, и процесс высвобождения гранул из клеток-мишеней первого и второго порядка, содержащих медиаторы ГНТ, получил наименование дегрануляции. Медиаторы аллергической реакции немедленного типа оказывают как защитное, так и патогенное действие. Последнее проявляется симптомами различных заболеваний. Классический путь высвобождения медиаторов аллергии приводит к появлению немедленных реакций, развивающихся в первые полчаса – так называемая первая волна выброса медиаторов. Она обусловлена высвобождением медиаторов аллергии из клеток с высоко аффинными рецепторами (тучных клеток и базофилов).

Дополнительный путь, связанный с формированием второй волны выброса медиаторов реагиновой аллергии, инициирует развитие так называемой поздней, или отсроченной, фазы ГНТ, связанной с высвобождением биологически активных веществ из клеток-мишеней второго порядка (гранулоцитов, лимфоцитов, макрофагов, тромбоцитов, эндотелиоцитов). Она проявляется через 6-8 ч. Степень выраженности поздней реакции может быть различной. Большинство медиаторов ГНТ оказывают преимущественное влияние на тонус сосудов, проницаемость их стенок и состояние гладкомышечных волокон полых органов (расслабление или спазм). Так, например, спазмогенный эффект лейкотриена D₄ в сотни раз выше, чем гистамина.

Такой тип реакции получил наименование цитотропный, или цитофильный, из-за высокого сродства (аффинитета) Ig E к клеткам-мишеням. Дегрануляция тучных клеток может происходить под влиянием и не иммунологических активаторов – АКТГ, субстанции P, соматостатина, нейротензина, АТФ, а также продуктов активации гранулоцитов и макрофагов: катионных белков, миелопероксидазы, свободных радикалов. Некоторые лекарственные препараты (например, морфин, кодеин, рентгеноконтрастные вещества) обладают аналогичной способностью.

Генетические аспекты реагиновой аллергии. Хорошо известно, что атопия (реагиновый или анафилактический тип аллергии) возникает только у определенной категории пациентов. У таких субъектов синтезируется заметно большее количество иммуноглобулинов Е-класса, на клетках-мишенях первого порядка обнаруживается более высокая плотность Fc-рецепторов и более высокая их чувствительность к Ig E, выявляется дефицит Т-лимфоцитов супрессоров. Кроме того, кожа и воздухоносные пути таких пациентов имеют более высокую чувствительность к действию специфических и неспецифических стимулов по сравнению с таковыми остальных субъектов. В семьях, где один из родителей страдает аллергией, атопия у детей встречается в 30-40 % случаев. Если же подобной формой аллергией страдают оба родителя, то анафилаксия (или реагиновая форма ГНТ) у детей обнаруживается в 50-80 % случаев. Предрасположенность к атопии определяется группой генов, контролирующих иммунный ответ, синтез противовоспалительных цитокинов, развитие гиперреактивности гладкой мускулатуры сосудов, бронхов, полых органов и т.д. Доказано, что эти гены локализуются в 5, 6, 12, 13, 20 и, возможно, других хромосомах.

(2) Реакции цитотоксического типа. Данный механизм стали называть цитотоксическим потому, что при реализации аллергической реакции II типа наблюдаются повреждения и гибель клеток-мишеней, против которых было направлено действие ИКС (Рис. 2;).

 

Рис. 2. Схематическое представление цитотоксического

(цитолитического) механизма гиперчувствительности

немедленного типа. Обозначения: C – комплемент, К –

активированная цитотоксическая клетка.

 

Причинами развития цитотоксического типа реакций могут быть:

· во-первых, АГ, входящие в состав собственных измененных цитоплазматических мембран (чаще всего, форменных элементов крови, клеток почек, печени, сердца, мозга и других);

· во-вторых, экзогенные АГ, вторично фиксированные на цитоплазматической мембране (лекарственные препараты, метаболиты или компоненты микроорганизмов и другие);

· в-третьих, неклеточные компоненты тканей (например, АГ базальной мембраны клубочков почек, коллагена, миелина и т.п.).

Существуют три известных механизма цитотоксического (цитолитического) повреждения тканей при аллергии данного типа.

· Комплемент опосредованная цитотоксичность;

· Активация фагоцитоза клеток, маркированных антителами;

· Активация антителозависимой клеточной токсичности;

1. Комплементопосредуемый лизис. В этом случае на поверхности цитоплазматических мембран фиксируются аллергены. Ими могут быть АГ, входящие в состав самой клетки, или чужеродные вещества, образовавшиеся на поверхности измененных цитоплазматических мембран (измененные белки мембран, приобретение ими антигенных свойств вследствие встраивания гаптена в мембрану или под действием бактериальных, вирусных и паразитарных факторов и т.п.). Таким образом, для включения этого механизма клетки тканей должны приобрести свойства аутоаллергии, после чего образовавшиеся к ним аутоантитела, свободно циркулирующие в крови, комплексируются с этими АГ клеток-мишеней и образуют комплексы АГ+АТ. Антитела-агрессоры принадлежат главным образом к иммуноглобулинам Ig G_1-3- и Ig M-класса и обладают способностью связывать комплемент.

Следующий этап состоит в том, что этот иммунный комплекс адсорбирует на себе и активирует по классическому типу компоненты комплемента. Активированный комплемент образует мембрано-атакующий комплекс, который перфорирует мембрану с последующим лизисом клетки-мишени. Поэтому такой тип реакции был назван цитолитическим. В индукции цитолитических реакций принимают участие Th₁, вырабатывающие ИЛ-2 и γ-ИФН. ИЛ-2 обеспечивает аутокринную активацию Th, а γ-ИФН – переключение синтеза иммуноглобулинов с Ig M на Ig G.

По данному механизму развиваются многие аутоиммунные заболевания – аутоиммунная и лекарственные гемолитические анемии, тромбоцитопения, лейкопения, тиреоидит Хашимото, аутоиммунный асперматогенез, симпатическая офтальмопатия, гемотрансфузионный шок при переливании несовместимой по группе или по резус-фактору крови, резус-конфликт матери и плода и т.п. Основными медиаторами аллергии комплемент зависимого типа являются

· активированные компоненты комплемента (C4b2a3b, С567, С5678, C56789 и т.п.),

· оксиданты (О^-, ОН^- и другие),

· лизосомальные ферменты.

2. Другой механизм цитолитического повреждения клеток-мишеней (клеток с измененными мембранными свойствами) связан с активацией субпопуляции цитотоксических клеток и присоединением их через Fc-рецептор и Ig G- или Ig M-классов к цитоплазматической мембране с измененными антигенными свойствами. Такими цитотоксическими клетками могут быть натуральные киллеры (NK-клетки), гранулоциты, макрофаги, тромбоциты, которые распознают подлежащие уничтожению клетки-мишени через фиксированные на них иммуноглобулины и собственные Fc-рецепторы, присоединяются к ним и впрыскивают в клетку-мишень токсические начала, разрушая ее. Предполагают, что АТ могут выступать в качестве «мостиков» между клеткой-мишенью и эффекторной клеткой.

3. Третьим механизмом аллергической реакции II типа считается разрушения клетки-мишени с помощью фагоцитоза, осуществляемого макрофагами. Fc-рецепторы макрофагов распознают фиксированные на клетке-мишени АТ и через них присоединяются к клетке с последующим фагоцитозом. Такой механизм разрушения клеток-мишеней характерен, например, в отношении тромбоцитов с фиксированными на них АТ, в результате чего кровяные пластинки становятся объектом фагоцитоза, проходя по синусам селезенки.

В целом по механизмам аллергической реакции II типа протекают аутоиммунные гемолитическая анемия и тромбоцитопения, сахарный диабет, бронхиальная астма, аллергический лекарственный агранулоцитоз, постинфарктный и посткомиссуротомический миокардит, эндокардиты, энцефалиты, тиреоидиты, гепатиты, лекарственная аллергия, миастения, компоненты реакции отторжения трансплантата и другие.

(3) Реакции образования иммунных комплексов. Иммунокомплексной патологии принадлежит определенное место в механизмах развития таких болезней, как гломерулонефриты, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, дерматомиозит, склеродермия, артерииты эндокардиты и другие. Этот тип реакций возникает при поступлении в сенсибилизированный организм следующих аллергенов в заведомо высокой дозе и в растворимой форме:

· аллергены антитоксических сывороток,

· аллергены некоторых медикаментов (антибиотики, сульфаниламиды и другие),

· аллергены пищевых белков (молоко, яйца и т.п.),

· бытовые аллергены,

· бактериальные и вирусные аллергены,

· антигены клеточных мембран,

· аллогоенные γ-глобулины,

· ДНК.

Синтезированные к этим аллергенам преципитирующие (Ig G_1-3) и комплементсвязывающие (Ig M) иммуноглобулины эквивалентно взаимодействуют со специфическим аллергеном и образуют растворимые в плазме и других жидкостях организма циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) АГ+АТ средних размеров. Такие комплексы получили наименование преципитинов (Рис. 3). В индукции иммунного ответа принимают участие Th₁. В организме человека постоянно обнаруживаются экзогенные и эндогенные АГ, которые инициируют образование иммунных комплексов АГ+АТ. Эти реакции являются выражением защитной, или гомеостатической, функцией иммунитета и не сопровождаются какими-либо повреждениями. Иммунные комплексы необходимы для быстрого и эффективного фагоцитоза. Однако при определенных условиях они могут приобретать агрессивные свойства и разрушать собственные ткани организма. Повреждающее действие обычно оказывают растворимые комплексы средних размеров, появившиеся при небольшом избытке АГ. Важная роль в возникновении данной патологии отводится нарушениям в системе элиминации комплексов (дефицит компонентов комплемента, Fc-фрагментов антител или рецепторов на эритроцитах для иммунных комплексов, нарушения макрофагальной реакции), а также наличие хронической инфекции. В таких случаях их повреждающее действие реализуется через активацию комплемента, калликреин-кининовой системы, высвобождение лизосомальных ферментов, генерацию супероксидного радикала.

 

Рис. 3. Схематическое представление

иммунокомплексного механизма гиперчувствительности

немедленного типа. Обозначения, как на Рис. 1.

 

Преципитины могут находиться либо в крови, где локализуются на внутренней стенке мелких сосудов, или в тканях. Депозиты, в состав которых входят Ig G, пенетрируют сосудистую стенку, расслаивают эндотелиальные клетки и накапливаются в ее толще на базальной мембране, в результате чего формируются все более и более крупные конгломераты иммунных комплексов. В отличие от ЦИК, они могут активировать не только компоненты комплемента, но и кининовую, свертывающую и фибринолитическую системы крови, а также гранулоциты, тучные клетки и тромбоциты. В результате на месте их преципитации, например, в просвете сосудов периферического русла, образуются скопления лейкоцитов и других форменных элементов крови, формируется тромбоз, повышается проницаемость сосудистой стенки. Все это приводит к развитию аллергического (гиперергического) воспаления с преобладанием процессов альтерации и экссудации. Будучи активированными, фиксированные компоненты комплемента усиливают воспалительные реакции, вызывая образование анафилотоксинов (С3а и С5а), а медиаторы воспаления и аллергии (в частности, хемотаксические факторы) привлекают в очаг поражения все новые и новые порции лейкоцитов. Анафилотоксины С3а и С5а вызывают выделение гистамина тучными клетками, сокращение гладкой мускулатуры и повышают проницаемость сосудов, способствуя дальнейшему развитию воспаления.

По такому типу протекает генерализованная форма аллергии, например, сывороточная болезнь. Она характеризуется развитием системных васкулитов, расстройством гемодинамики, отеками, сыпью, зудом, артралгиями, гиперплазией лимфоидной ткани (см. также ниже).

Гломерулонефриты иммунокомплексного происхождения характеризуются нарушениями фильтрационной, реабсорбционной и секреторной функций почек.

Ревматоидный артрит сопровождается образованием ревматоидного фактора (IgM19S, IgG7S), аутоантигенов воспалительного происхождения и аутоантител, иммунных комплексов и вовлечением в патологический процесс синовиальных оболочек с развитием системных васкулитов (церебральных, мезентериальных, коронарных, легочных).

Формирование системной красной волчанки сопровождается образованием иммунных комплексов, состоящих из нативной ДНК и ядерных белков, АТ к ним и комплемента, которые в дальнейшем фиксируются на базальной мембране капилляров, вызывая поражения суставов (полиартрит), кожи (эритема), серозных оболочек (экссудативный и спаечный процесс вплоть до пролиферации), почек (гломерулонефрит), нервной системы (нейропатии), эндокарда (эндокардит Либмана-Закса), клеток крови (анемия, лейкопения, тромбоцитопения, панцитопении), и других органов.

Если иммунные комплексы фиксируются в отдельных органах или тканях, то последующие повреждающие процессы локализуются именно в этих тканях. Например, при вакцинации антиген фиксируется в месте инъекции с последующим развитием местной аллергической реакции по типу феномена Артюса. Основными медиаторами в данном типе аллергических реакций являются

· активированный комплемент,

· лизосомальные ферменты,

· кинины,

· гистамин,

· серотонин,

· супероксидный анион-радикал.

Формирование иммунных комплексов, активация ими лейкоцитов и других клеточных элементов, а также их прямое повреждающее действие вызывают вторичные реакции иммуноаллергического генеза. К ним относятся развитие аллергического воспаления, цитопений, внутрисосудистого свертывания крови, тромбообразования, иммунодефицитных состояний и другие. Как указывалось выше, конкретными проявлениями аллергических заболеваний, протекающих по данному типу ГНТ, являются сывороточная болезнь, гломерулонефриты, артерииты, экзогенные аллергические альвеолиты («легкое фермера», «легкое птицевода» и другие), ревматоидный артрит, эндокардиты, анафилактический шок, системная красная волчанка, бактериальные, вирусные и протозойные инфекции (например, стрептококковые заболевания, вирусный гепатит В, трипаносомоз и другие), бронхиальная астма, васкулиты и другие.

(4) Рецепторноопосредованные реакции. Данный механизм аллергической реакции IV типа получил наименование антирецепторный. Он связан с наличием АТ (главным образом Ig G) к физиологически важным детерминантам клеточной мембраны, вызывая стимулирующий или ингибирующий эффекты на клетку мишень через ее рецепторы. В результате, например, блокады из активного функционирования выключаются многочисленные рецепторы клеток-мишеней, с помощью которых они обмениваются с околоклеточным пространством молекулярным материалом, включая биологически активные вещества (лиганды), необходимые для нормальной деятельности клетки (β-адренорецепторы, ацетилхолиновые, инсулиновые и другие рецепторы). Примером такого блокирующего действия может служить миастения, которая развивается в результате образования Ig G к рецепторам нейромедиатора ацетилхолина, локализованного на постсинаптической мембране миоцитов скелетной мускулатуры. Связывание АТ с ацетилхолиновыми рецепторами блокирует их, препятствуя соединению с ними ацетилхолина и последующему формированию потенциала мышечной пластинки. В конечном счете, нарушается передача импульса с нервного волокна на мышцу и ее сокращение.

Примером рецепторноопосредованного стимулирующего типа аллергических реакций является развитие гипертиреоидного состояния при имитации АТ антителами эффектов тиреотропного гормона. Так, при гипертиреозе (аллергический тиреотоксикоз), который является аутоиммунным заболеванием, аутоантитела активируют рецепторы для тиреотропного гормона. Последние стимулируют тиреоциты фолликулов щитовидной железы, которые продолжают синтезировать тироксин, несмотря на ограниченную продукцию тиреотропного гормона гипофизом.