Лабораторная диагностика
 
 
 


КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ


Телефон для справок:

(383) 344-97-27

Адрес:
630049, г. Новосибирск,
Красный проспект, 218/2
E-mail: infosib@invitro.ru















Современные технологии in vitro аллергодиагностики

ПАТОГЕНЕЗ РАЗВИТИЯ A3

Основные понятия

Первоначально аллергией или гиперчувствительностью называли измененную форму реакции организма при повторном контакте с аллергеном.

Гиперчувствительность - это патологическая чрезмерно сильная иммунная реакция на чужеродный агент, которая приводит к повреждению тканей организма.

Аллергия ( allos - иной, eraos -действие)- это неадекватный по силе иммунный ответ на аллерген, те. гиперчувствительность к данному аллергену.

Аллерген - это антиген или группа внешних антигенов, способных вызывать описанные выше изменения иммунного ответа организма и опосредованные этими изменениями другие типы реакций при повторном контакте.

Организм, ткани и клетки которого способны отвечать на воздействие того или иного вещества-аллергена при повторном контакте реакцией гиперчувствительности, называют сенсибилизированным.

Аллергическая реакция - это иммунный ответ на аллерген, в результате которого образуются аллергенспецифические антитела или аллергенспецифические Т-лимфоциты. В современном понимании аллергия включает в себя все формы иммунологически опосредованных реакций гиперчувствительности (РГЧ).

Общие механизмы развития РГЧ

Этапы аллергической реакции

Выделяют три главные стадии развития аллергических реакции, которые являются общими для всех типов гиперчувствительности.

-Иммунологическая (период сенсибилизации)

-Патохимическая (период высвобождения медиаторов)

-Патофизиологическая (период клинических проявлении)

В состав основных, распознающих антиген, единиц иммунной системы входят лимфоциты, секретируемые ими иммуноглобулины, и связанные с этим процессом продукты жизнедеятельности Т-клеток. Аллергические реакции могут быть связаны с двумя видами антител - иммуноглобулинами класса G ( IgG ) или Е ( IgE ). Кроме того, в процессе РГЧ активно участвуют циркулирующие лейкоциты, а также, клетки, фиксированные в тканях: макрофаги, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, тучные клетки, тромбоциты и лимфоциты.

Безвредные в норме антигены внешней среды проникают через слизистые оболочки и поглощаются местными антиген-презентирующими клетками (АПК), которые осуществляют их процессинг и представление Тх-клеткам. Дальнейшая последовательность развития РГЧ обусловлена взаимодействием между клетками различных типов.
Образование той или иной субпопуляции Т-клеток из Тхо-клеток и, соответственно, IgE - или lgG -обусловленная РГЧ происходит благодаря участию в этом процессе определенных типов цитокинов (См. Рис. 1).

Так, продукция ИЛ-4 и ИЛ-13 способствует образованию Тх2-клеток и переключению В-клеток на синтез IgE. Цитокин ИЛ-10, который продуцируется Тх2-клетками, ингибирует Tx1-ответ, влияя на АПК. Таким образом, именно Тх2 -ответ обусловливает продукцию IgE в ответ на аллергены.

Напротив, Tx1-ответу на такие антигены, как столбнячный анатоксин, компоненты неполноценного катаболизма пищевых продуктов и др., способствует продукция ИФН-у, ИЛ-2 и ИЛ-12, которые одновременно ингибируют образование Тх2-клеток. Tx1-omвem стимулирует продукцию IgG и формирование Т-клеточного иммунного ответа.

Антитела

Первый вид антител - иммуноглобулины класса Е ( IgE ). Свободные антитела IgE циркулируют в кровотоке и внесосудистых тканях и имеют период полужизни всего 2,5 дня. Скорость синтеза иммуноглобулина Е - 0,016 мг/кг в день. В норме относительное содержание IgE в крови незначительно (максимальные концентрации - до 87 МЕ/л - наблюдаются в подростковом возрасте, с 13 до 15 лет), и снижается у взрослых и пожилых людей в связи с общей десенсибилизацией организма.
Единицы измерения концентрации IgE являются условными: согласно ВОЗ 1 МЕ/мл IgE
соответствует весовой концентрации 2,4 нг/л ( ME - международная единица, в англоязычной литературе обозначается как IU/mL - Интернациональная единица в соответствии с требованиями Second Reference Preparation of IgE ВОЗ ). В крови больных A3 они чаще всего существуют в виде мономеров в составе комплексов Анти IgE - lgG : lgE . Но наиболее важной особенностью иммуноглобулина Е является способность прочно фиксироваться Fc -фрагментом к рецепторам тканевых базофилов, базофилов крови и эозинофилов.

Фиксированные на поверхности клеток lgE -антитела удаляются из ткани очень медленно (полупериод жизни IgE , фиксированных на мембранах клеток, достигает четырех недель), что и обеспечивает длительную сенсибилизацию этих клеток. При повторном контакте с аллергеном происходит связывание би- или поливалентного аллергена как минимум с двумя соседними молекулами IgE , фиксированными на тучной клетке, что вызывает дегрануляцию последней и выделение из гранул гистамина и других медиаторов.

На настоящий момент зарегистрировано несколько изоформ IgE - no разным источникам их число колеблется от 2 до 4, причем у каждой изоформы подразумеваются различные функции. Более того, существует, как минимум, два функционально отличных подкласса IgE : так, IgE выделенный от лиц с атопическими заболеваниями, в отличие от IgE , определяемого у практически здоровых людей, способен повышать чувствительность базофилов человека к действию эндогенных гистамин-высвобождающих факторов. Возможно, этим и объясняется образование новых форм биологически активных молекул белков, входящих в структуру молекулы IgE в условиях патологии, что, в свою очередь, и обеспечивает протекание биохимических процессов на ином уровне, чем в нормальных физиологических условиях.

Сенсибилизирующая активность сыворотки крови человека связана не только с IgE , но и с IgG антителами, однако вклад в развитие аллергии lgG -антител значительно меньше, нежели роль IgE .

IgG антитела значительно слабее фиксируются на клетках-мишенях, и потому быстрее удаляются с их поверхностей, поэтому говорить об истинной сенсибилизации в этих условиях случае достаточно сложно. В данном случае, скорее, имеет место прямое образование иммунных комплексов аллерген- IgG -антитела. Этот вид иммунного ответа более характерен для пищевой и некоторых видов лекарственной аллергии.

В настоящее время разработаны in vitro тесты по определению концентрации специфических IgG к различным пищевым продуктам, однако диагностическая значимость их количественного определения в сыворотке крови неоднозначна. Кроме того, такой тип аллергии не выявляется in vivo методами аллергологического тестирования (кожными пробами) и не подается лечению противоаллергическими препаратами. Исключение аллергена из списка употребляемых пациентом продуктов также является решением проблемы отнюдь не во всех случаях, в первую очередь, потому, что подобный тип аллергии, развивающийся по IgG -механизму, чаще всего
сопровождает какую-либо другую патологию обмена веществ (ферментопатии наследственного характера, дисбиозы, и др.), на самом деле и являющуюся основной определяющей причиной заболевания.

Рассмотрим механизмы развития IgE - и lgG -обусловленной аллергии подробнее.

lgE -опосредованные реакции гиперчувствительности

Продукция В-клетками IgE зависит от презентации аллергена АПК и кооперации между В- и Тх2-клетками (см. рис.1, приведенный ранее). При развитии иммунного ответа по I типу (на рисунке ему соответствует верхняя ветвь развития РГЧ), продуцируемые В- лимфоцитами IgE сначала сенсибилизируют местные тучные клетки, а после проникновения в кровь связываются посредством Fc-фрагментов со специфическими рецепторами циркулирующих базофилов и тканевых тучных клеток всего организма. Не связанный свободный IgE , циркулирующий в кровотоке, быстро разрушается сывороточными протеазами. На поверхности тучных клеток и базофилов имеются два типа рецепторов для связывания IgE : высокоаффинный и низкоаффинный . Важное свойство IgE - высокая аффинность связывания с , благодаря чему тучные клетки и могут оставаться сенсибилизированными в течение многих месяцев.

В результате активации IgE тучных клеток и базофилов выделяется ряд цитокинов. При этом ИЛ-3 и ИЛ-4 могут оказывать аутокринный эффект на сами тучные клетки и базофилы, а другие цитокины (ИЛ-5, ИЛ-6 и опять же ИЛ-4) способствуют продукции IgE В-клетками.

При повторной встрече аллергена с сенсибилизированной тучной клеткой или базофилом, он перекрестно связывается с IgE , фиксированными на поверхности эффекторных клеток, что приводит к повышению внутриклеточной концентрации Са 2+ . В результате клетка выделяет медиаторы аллергической реакции: ранее синтезированные - гистамин, протеазы; вновь синтезированные - лейкотриены, простагландины, а также цитокины, усиливающие воспалительную реакцию и lgE -ответ.

Графическая схема вариантов взаимодействия gE с эффекторной клеткой при первичном и повторном контакте с аллергеном представлена на рис.2.

lgG -опосредованные реакции гиперчувствительности

Дегрануляция тучных клеток и базофилов может индуцироваться не только в ответ на IgE и антиген, но и на другие стимулы, например - анафилотоксины СЗа и С5а, которые продуцируются в ходе альтернативного (участвуют lgG 4) или классического (участвуют IgGi , lgG 2, lgG 3) пути активации комплемента.

lgG -зависимые реакции повреждения клеток-мишеней при контакте с аллергеном (гиперчувствительность II типа, гиперчувствительность III типа, см. приведенную в следующей главе классификацию) обусловлены последовательностью взаимодействий антител либо иммунных комплексов с комплементом и различными эффекторными клетками. При этом реакция протекает либо по альтернативному либо по классическому пути активации комплемента.

Эффекторные клетки: Киллерные клетки - Тромбоциты -
  Нейтрофилы - Лимфоциты
  Эозинофилы
  Макрофаги/моноциты

В качестве антигена обычно выступают лекарства, фрагменты неполноценного катаболизма пищевых продуктов, консерванты и др. Эти антигены (например, большинство лекарственных препаратов) могут активировать эффекторные клетки как при участии определенного субкласса IgG и продуктов распада комплемента - СЗа и С5, так и самостоятельно, действуя по lg-независимым механизмам.

На эффекторных клетках имеются три типа рецепторов FcyR : FcyRI ( CD 64 ) FcyRII ( CD 32 )
FcyRIII ( CD 16 ), посредством которых они взаимодействуют с Fc -фрагментами антител
класса IgG .

Эффекторные функции антител

Изотип иммуноглобулинов:

lgG 1 Классический путь активации комплемента

lgG 2 Классический путь активации комплемента

lgG 3 Менее эффективная активация комплемента по классическому пути

lgG 4 Альтернативный путь активации комплемента

1дЕ Не активируют комплемент

Высокой аффинностью для мономерного IgG характеризуется FcyRI . Низкоаффинный FcyRIII в основном связывает иммунные комплексы. На эффекторных клетках также присутствуют рецепторы CR 1 для фиксации комплемента. Все эти рецепторы опосредуют лизис клетки.

На рис. 3 представлены возможные механизмы повреждения клеток-мишеней, опосредованные IgG :

-Первый - антиген адсорбируется на поверхности клеточных мембран
Образованные к этому антигену антитела (субклассы IgGi , lgG 2, lgG 3), циркулирующие в крови, связываются с клеткой и обусловливают ее комплемент-опосредованный лизис по классическому пути.

-Второй - иммунные комплексы антитело-антиген-антитело адсорбируются на эффекторных клетках. Они взаимодействуют с системой комплемента, способствуя образованию анафилотоксинов СЗа и С5а. Повреждение обусловлено комплемент- опосредованным лизисом клеток.

Эозинофильный катионный белок (ЭКБ)

Эозинофильному катионному белку принадлежит особая роль в патогенезе РГЧ, поэтому описанию его структуры и функциональной активности посвящена отдельная глава. Зрелые эозинофилы содержат четыре главных белковых компонента. К ним относятся: главный белок со свойствами основания ( major basic protein - MBP ), катионный белок эозинофилов ( eosinofil cationic protein - ECP ), пероксидаза эозинофилов, и нейротоксин эозинофильного происхождения ( eosinofil derived neurotoxin - EDN ) или белок X эозинофилов. На их долю приходится 90% содержимого всех белковых гранул эозинофилов.

Эозинофильный катионный белок (ЭКБ) - положительно заряженный протеин, обладающий основными свойствами и входящий в состав цитоплазматических гранут эозинофилов. Белок характеризуется высоким содержанием аргинина и имее" уникальную последовательность аминокислот, что позволяет идентифицировать его помощью моноклональных антител. Молекулярная масса ЭКБ составляет 18-21 кДа.
ЭКБ имеет 70% гомологии первичной структуры с белком X , что находит отражение в сходстве их некоторых функциональных свойств.

ЭКБ попадает в кровоток при дегрануляции эозинофилов и отражает степень выраженности этого процесса, возрастая в крови больных аллергическими заболеваниями (бронхиальная астма, атопический дерматит, папулезная эритрема), а также при гельминтозах. Этот, строго специфичный для эозинофилов, белок обладает цитотоксическим действием по отношению к паразитам (гельминты, шистосомы), а также секретируется сенсибилизированными эозинофилами при аллергических и воспалительных реакциях. Во всех перечисленных случаях выброс ЭКБ стимулирует секрецию слизи в бронхах, тормозит пролиферацию Т-лимфоцитов, связывает и нейтрализует гепарин.

Активация секреторной деятельности эозинофилов может достигаться разнообразными стимулами. Секрецию гранулярных белков вызывают агенты, действующие через рецепторный механизм (рецепторы для IgG , IgA , IgE и СЗЬ). Наиболее активны в этом отношении стимулы, действующие через рецепторы для СЗЬ и секреторного IgA .

Итак, как мы видим, реакции гиперчувствительности различаются по патогенезу, механизму взаимодействия основных эффекторов и медиаторов иммунного ответа, и, как следствие - по клиническим проявлениям и способам дифференциальной диагностики.

<<<Назад Далее>>>

 

 


© ООО «Лабораторная диагностика ИНВИТРО» 2004 - 2011