5.7. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИМФОЦИТОВ И МАКРОФАГОВ ПРИ ИНДУКЦИИ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

В соответствии с особенностями механизмов развития выделяют пять ос-новных типов аллергических реакций:

I тип - анафилактические (атопические).

II тип - цитотоксические (цитолитические).

III тип - иммунокомплексные, или преципитиновые.

IV тип – клеточно-опосредованные, Т-лимфоцитзависимые.

V тип – рецепторно-опосредованные.

I, II, III, V типы аллергических реакций относятся к категории реакций гуморального типа, поскольку эфферентным звеном их развития являются В-лимфоциты и аллергические антитела, относящиеся к различным классам иммуноглобулинов.

Аллергические реакции IV типа обеспечиваются вовлечением в иммун-ный процесс Т-системы лимфоцитов, макрофагов, разрушающих клетки-мишени.

Аллергические реакции I, II, III типов развиваются спустя несколько се-кунд, минут, часов (до 5-6 часов), после воздействия разрешающей дозы ан-тигена-аллергена на сенсибилизированный организм, в связи с чем их отно-сят к аллергическим реакциям немедленного типа.

Аллергические реакции замедленного типа развиваются спустя 24-48-72 часа после воздействия антигена-аллергена на сенсибилизированный орга-низм; к ним относят клеточно-опосредованные реакции IV типа.

В ряде случаев реакции ГЗТ развиваются спустя 5-6 часов после воздейст-вия разрешающей дозы антигена-аллергена на организм.

Общей закономерностью развития аллергических реакций гуморального и клеточного типов является наличие трех стадий иммунного ответа на воздей-ствие аллергенов-антигенов:

I стадия - иммунологическая, включает в себя презентацию антигена Т- или В-лимфоцитам антигенпредставляющими или профессиональными мак-рофагами в комплексе с белками МНС I или II класса, дифференцировку со-ответствующих CD4 Т-хелперов, вовлечение в дифференцировку и пролифе-рацию антигенспецифических клонов В-лимфоцитов (при аллергии I, II, III, V типов) или CD8 Т-лимфоцитов при клеточно-опосредованной гиперчувст-вительности IV типа.

В иммунологической фазе происходят нарастание титра аллергиических антител, фиксация гомоцитотропных антител на клетках, взаимодействие ал-лергена-антигена с аллергическими антителами на клеточном уровне. При реакциях гиперчувствительности замедленного или клеточного типа в имму-нологической фазе происходит взаимодействие Т-лимфоцита-эффектора с клеткой-мишенью, на мембране которой фиксирован антиген-аллерген.

II cтадия - патохимическая – стадия освобождения медиаторов аллер-гии различными клеточными элементами, участвующими в развитии тех или иных аллергических реакций. Важнейшими медиаторами аллергии гумо-рального типа являются гистамин, серотонин, кинины, лейкотриены, про-стагландины, факторы хемотаксиса, активированные фракции комплемента и другие.

Медиаторами гиперчувствительности клеточного типа являются лимфо-кины, продуцируемые CD4 и CD8 Т-лимфоцитами, а также монокины.

III cтадия - патофизиологическая - стадия развития клинических про-явлений аллергических реакций, обусловленная развитием биологи-ческих эффектов медиаторов аллергии.

Наряду с общими закономерностями развития аллергических реакций имеется ряд особенностей в индукции и механизмах развития аллергии гумо-рального и клеточного типов.

Анафилактические (атопические) реакции

Различают системные анафилактические реакции (анафилактический шок) и местные (атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит, конъюнктивит, крапивница, отек Квинке).

Объединение вышеназванных аллергических реакций в одну группу реак-ций I типа (анафилактические, атопические) обусловлено общностью меха-низмов развития (Гущин И.С., 1993).

Касаясь антигенов-аллергенов, индуцирующих развитие аллергии I типа, в частности, анафилактического шока, следует отметить возможность сенси-билизирующего воздействия чужеродных лечебных сывороток, -глобулинов, белковых препаратов плазмы крови, гормонов белковой приро-ды (АКТГ, инсулин). Однако в роли аллергенов, индуцирующих развитие анафилактического шока, могут выступать различные гаптены (антибиотики, анестетики, анальгетики, антипиретики, витамины, миорелаксанты, рентге-ноконтрастные вещества), которые сорбируются на белках-носителях самого организма и приобретают свойства полных антигенов.

В роли аллергенов, индуцирующих развитие местных атопических аллер-гических реакций, выступают аллергены растительного происхождения (пыльца растений, плоды, листья, корни растений), животные аллергены (во-лосы, шерсть, пух, перхоть), бытовые аллергены (домашняя пыль, в составе которой присутствуют аллергены домашних клещей), моющие средства, пи-щевые продукты (рыба, яйца, молоко, цитрусовые, шоколад и др.), лекарст-венные препараты, различные косметические средства.

После воздействия первой сенсибилизирующей дозы антигена-аллергена развивается иммунологическая фаза аллергических реакций, включающая в себя латентный период сенсибилизации, состояние сенсибилизации, взаимо-действие аллергических антител с повторной разрешающей дозой антигена-аллергена.

В ряде случаев антигены-аллергены длительно персистируют в орга-низме, в связи с чем стирается грань между воздействием первой сенсибили-зирующей дозы антигена-аллергена и повторной разрешающей.

Каковы же особенности взаимодействия клеток в иммунном ответе при индукции анафилактических (атопических) реакций?

В латентной фазе аллергической реакции происходят вовлечение аллер-гена в различные метаболические реакции, развитие фагоцитоза, презентация аллергена макрофагами, специфическое взаимодействие антигенпредстав-ляющих макрофагов, несущих на своей мембране высокоиммуногенные де-терминанты антигена в комплексе с МНС-II класса, с CD4 Т-лимфоцитами и антигенреактивными клонами В-лимфоцитов.

Следует отметить, что в индукцию анафилактических реакций вовлекают-ся Тh2, продуцирующие своеобразные гуморальные индукторы иммунопоэза и обеспечивающие развитие неспецифического кооперативного взаимодей-ствия Тh2 и соответствующего клона В-лимфоцитов.

Важнейшими индукторами иммунопоэза, продуцируемыми Тh2, являются интерлейкин-4 и интерлейкин-5 (ИЛ-4, ИЛ-5). В свою очередь, указанные интерлейкины обеспечивают переключение синтеза иммуно-глобулинов с IgM на IgE, усиливают продукцию аллергических антител класса IgE.

Аллергические антитела класса IgE играют важнейшую роль в последую-щем развитии аллергии, они получили название реагинов, атопенов, гомоци-тотропных антител. Вспомогательную роль в развитии анафилактических (атопических) реакций играют аллергические антитела, относящиеся к классу IgG4.

Субпопуляция CD4 Т-лимфоцитов – Тh2 обеспечивает аутокринную сти-муляцию данного клона лимфоцитов за счет продукции ИЛ-4.

Основным ингибитором продукции аллергических (атопических) антител класса IgE является -интерферон, продуцируемый Тh1.

Таким образом, становится очевидной возможность развития атопических реакций при конкурентном торможении активности субпопуляции Тh1 на фоне одновременной стимуляции антигенчувствительных клонов субпопуля-ции Тh2.

ИЛ-4 обеспечивает не только усиление синтеза аллергических антител класса IgE, но и экспрессию на клетках рецепторов с различной степенью аффинности к IgE.

Клетки, продуцирующие IgE, относятся к долго живущим, в основном они располагаются в лимфоидной ткани слизистых оболочек, пейеровых бляш-ках, мезентериальных и бронхиальных лимфатических узлах, поэтому «шо-ковыми» органами при атопических реакциях, в первую очередь, являются органы дыхания, кишечник, конъюнктива глаза.

Образовавшиеся на фоне антигенной стимуляции IgЕ-антитела и молеку-лы неспецифического IgE фиксируются на клетках через Fc-рецепторы. Раз-личают классические высокоаффинные рецепторы для IgE-антител, распо-ложенные в основном на базофилах и тучных клетках. В последнее время отмечено наличие высокоаффинных рецепторов для IgE и на дендритных клетках. Обнаружено, что на одном базофиле может фиксироваться от 30000 до 400000 молекул IgE.

Низкоаффинные рецепторы для IgE обнаружены на макрофагах, эозино-филах, тромбоцитах, нейтрофилах, энтероцитах.

В процессе взаимодействия разрешающей дозы антигена-аллергена с ал-лергическими атопическими антителами на клеточном уровне возникают как минимум две волны выброса медиаторов аллергии – ранняя (через 15-20 ми-нут) и поздняя (через 5-6 часов).

Источником выброса медиаторов в ранней фазе являются клетки, несущие высокоаффинные рецепторы к IgE, т.е. базофилы и тучные клетки. Источни-ком освобождения медиаторов в поздней фазе являются клетки с низкоаф-финными к IgE рецепторами.

Связывание атопических антител с аллергенами на мембранах клеток яв-ляется стимулом освобождения готовых и вновь синтезируемых медиаторов.

Как известно, в гранулах тучных клеток обнаружены гистамин, серото-нин, допамин, гепарин, ФАТ, факторы хемотаксиса эозинофилов, нейтрофи-лов, а также ферменты – липаза, эстераза, триптаза, активирующая кинино-ген, и другие. Кроме того, связывание аллергена приводит к усилению синте-за ряда медиаторов de novo, в частности, продуктов метаболизма арахидоно-вой кислоты: простагландинов, лейкотриенов С4, D4, Е4, совокупность кото-рых называют медленно реагирующей субстанцией анафилаксии.

В активированных тучных клетках синтезируются ФНО, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-8, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор.

Освобождение медиаторов тучными клетками знаменует переход имму-нологической фазы в патохимическую, которая тотчас же сменяется развити-ем патофизиологической фазы, то есть клиническими проявлениями эффек-тов биологического действия медиаторов аллергии на различные органы и ткани.

Вслед за выбросом медиаторов тучными клетками и базофилами возника-ет освобождение медиаторов макрофагами, эозинофилами, нейтрофилами, тромбоцитами, несущими низкоаффинные рецепторы для иммуноглобули-нов.

При этом развивается вторая волна клинических проявлений патологии.

Каковы же основные проявления анафилактического шока?

Во-первых, избыточная продукция медиаторов аллергии с выраженным вазоактивным действием приводит к системному повышению проницаемости сосудов микроциркуляторного русла в различных органах и тканях, падению базального сосудистого тонуса, развитию плазмопотери, сгущению крови, снижению венозного возврата, прогресс-сирующему снижению артериально-го давления, систолического выброса и развитию прогрессирующей тахикар-дии.

Следствием падения артериального давления при анафилактическом шоке является развитие вначале преренальной, а затем и ренальной формы почеч-ной недостаточности.

К «шоковым органам» у человека относятся и легкие. Избыточное осво-бождение в легких лейкотриенов, гистамина, серотонина, простагландинов и других медиаторов аллергии сопровождается комплексом патологических реакций и состояний: развиваются явления бронхоспазма, гиперсекреции и диссекреции слизи (густая вязкая слизь закупоривает воздухоносные пути), выраженная экспираторная одышка, эмфизема легких, а затем и дыхательная недостаточность. В тяжелых случаях возможно развитие отека легких и ас-фиксии.

Выделение медиаторов аллергии в патохимической фазе в кишечнике приводит к усилению моторики кишечника, появлению спастических болей, непроизвольной дефекации.

Так называемая «малая симптоматика» может быть представлена развити-ем уртикарной сыпи, кожного зуда, отека Квинке, гиперемией склер, слезо-течением, заложенностью носа, ринореей, спастическим сухим кашлем, воз-буждением или депрессией, головной болью, появлением беспокойства, чув-ства страха.

У женщин возможны спастические сокращения матки с появлением кро-вянистых выделений.

Симптоматика анафилактического шока чрезвычайно полиморфна, одна-ко раннее появление симптомов (спустя несколько минут после воздействия разрешающей дозы аллергена на организм) служит плохим прогностическим признаком.

Механизмы развития так называемых местных атопических аллер-гических реакций, к которым относятся атопическая бронхиальная астма, ан-гионевротический отек Квинке, атопический дерматит, полиноз, пищевая и лекарственная аллергия, а также ряд гельминтозов, совершенно идентичны таковым при анафилактическом шоке.

В индукции иммунного ответа принимают участие антигенпрезенти-рующие макрофаги, на мембранах которых антиген-аллерген ассоциирован с молекулами II класса МНС, а также Тh2, стимулирующие продукцию IgE за счет секреции ИЛ-4, ИЛ-5, соединительнотканные клетки и клетки крови, не-сущие высокоаффинные и низкоаффинные рецепторы для связи антигенспе-цифических и неспецифических IgE.

За развитие патофизиологической фазы ответственны те же медиаторы, продуцируемые антигенстимулированными тучными клетками, базофилами, эозинофилами, тромбоцитами, макрофагами, о которых говорилось выше.

Основным отличием местных атопических реакций является то, что они развиваются локально в месте входных ворот антигена-аллергена. Однако следует помнить, что анафилактические реакции нередко начинаются с ло-кальных форм патологии, которые считаются, по-существу, начальными «малыми» признаками анафилактического шока.

При неблагоприятных для организма условиях локальные реакции могут трансформироваться в системную анафилактическую реакцию, или шок.

Аллергические реакции II типа

При аллергических реакциях II типа индуктором аллергии является анти-ген клеточной мембраны. Возможны два основных варианта подобных анти-генов:

Антиген как структурный компонент клеточной мембраны (печени, почек, сердца, мозга, глаз, щитовидной железы).

Антиген имеет экзогенное происхождение и прочно фиксирован на мем-бране клеток (лекарственные вещества, бактериальные, токсические патоген-ные факторы).

В ряде случаев антигены, индуцирующие развитие цитолитических реак-ций, имеют внеклеточное происхождение (антигены миелина, коллагена, ба-зальной мембраны клубочков почек).

В индукции иммунного ответа, помимо антигенпредставляющих макро-фагов, участвуют Тh1, секретирующие -интерферон и ИЛ-2. Послед-ние, как известно, обеспечивают переключение биосинтеза иммуноглобулинов в дифференцирующихся В-лимфоцитах с IgM на IgG. Ответственными за раз-витие цитолитических реакций являются комплементсвязывающие цитоли-тические антитела классов IgG1, IgG2, IgG3 и IgM1.

Цитолитические реакции имеют место при переливании несовместимых групп крови, резус-несовместимости матери и плода. Они лежат в основе развития ряда аутоиммунных заболеваний, в частности, ауто-иммунной лей-копении, анемии, тромбоцитопении, а также транспланта-ционного иммуни-тета.

Различают три основных механизма цитолиза клеток в реакциях II типа:

- Комплементзависимый цитолиз.

- Антителозависимая клеточная цитотоксичность.

- Антителозависимый фагоцитоз опсонизированных клеток.

Комплементзависимый цитолиз обусловлен активацией комплемента комплексом антиген-антитело на мембране клеток по классическому пути, что приводит к формированию гидрофильного канала на мембране клетки с последующим развитием осмотического лизиса клетки.

Антителозависимая клеточная цитотоксичность возникает в том случае, если Fab-фрагменты аллергических антител связаны с антигеном клеточной мембраны, а к свободным Fc-фрагментам антител фиксируются макрофаги, эозинофилы, нейтрофилы с помощью соответствующих рецепторов. Ней-трофилы, макрофаги и NK-клетки обеспечивают цитолиз, взаимодействуя с Fc-фрагментом IgG, эозинофилы обеспечивают цитолиз при участии IgE и IgA.

В механизмах развития цитотоксичности при участии различных видов лейкоцитов важная роль отводится активации лизосомальных ферментов, ос-вобождению катионных белков, лейкотриенов, лейкокининов, миелоперок-сидазы, свободных радикалов, вызывающих деструкцию клеток-мишеней. Фагоцитоз опсонизированных клеток происходит в соответствии с общеизве-стными закономерностями; разрушение клеток-мишеней обеспечивается действием гидролитических ферментов в фаголизосомах, а также участием кислородзависимых и кислороднезависимых систем киллинга.

Аллергические реакции III типа (болезни иммунных комплексов)

Иммунокомплексная патология может носить локализованный и систем-ный характер.

К местным проявлениям иммунокомплексной патологии относятся фено-мен Артюса, некоторые случаи лекарственной и пищевой аллергии. В ряде случаев иммунокомплексная патология приводит к развитию системных за-болеваний (сывороточная болезнь, аутоиммунные заболевания, в частности, гломерулонефрит, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, артри-ты, эндокардит).

К числу аллергенов, вызывающих развитие иммунокомплексной патоло-гии, относятся различные лекарственные препараты, антитоксические сыво-ротки, глобулины, пищевые, ингаляционные, вирусные и бактериальные ал-лергены.

Механизмы развития иммунокомплексной патологии могут быть пред-ставлены следующим образом:

- презентация антигена макрофагами в комплексе с белками II класса МНС Тh1 и антигенчувствительным клонам В-лимфоцитов;

- секреция Тh1 гуморальных индукторов иммунопоэза ИЛ-2 и -интерферона;

- стимуляция пролиферации и дифференцировки соответствующих анти-генчувствительных клонов В-лимфоцитов, усиление продукции преципити-рующих и комплементсвязывающих антител классов IgG1, IgG2, IgG3 и IgM.

При развитии иммунокомплексной патологии изначально ни антиген, ни антитело не связаны с клеточной мембраной. Образование высоко-токсических растворимых комплексов происходит в системной циркуляции при условии взаимодействия антигена с антителом в небольшом избытке ан-тигена, ММ токсических комплексов составляет 900000 – 1000000. Они пло-хо фагоцитируются и долго находятся в организме.

Иммунные комплексы обладают способностью отслаивать эндотелий и фиксироваться на базальной мембране сосудов. При этом возникают обнаже-ние коллагена, активация XII фактора Хагемана и связанного с ним каскада реакций освобождения медиаторов воспаления: активация калликреин-кининовой системы, коагуляционного и тромбоцитарного звеньев системы гемостаза, системы фибринолиза.

При этом развиваются выраженные расстройства микроциркуляции в раз-личных органах и тканях, циркуляторная гипоксия, нарушение трофики, по-вышение проницаемости сосудистой стенки и связанные с этими явлениями местные или системные признаки патологии.

Важная роль в патогенезе иммунокомплексной патологии отводится ме-диаторам тучных клеток, тромбоцитов, нейтрофильных и базофильных лей-коцитов, активирующихся при участии антигена и системы комплемента.

Аллергические реакции IV типа (гиперчувствительность замедленного, или клеточного типа)

Гиперчувствительность клеточного типа лежит в основе развития ряда инфекционных заболеваний (туберкулеза, бруцеллеза, сальмонеллеза, дифте-рии, герпеса, кори, грибковой инфекции), трансплантационного иммунитета, противоопухолевого иммунитета, аутоиммунных заболева-ний, контактного дерматита.

Антигенами-аллергенами, индуцирующими реакции клеточного типа, яв-ляются бактерии, грибы, простейшие, паразиты, вирусы, клетки собственных тканей организма с измененной антигенной структурой, антигены гистосов-местимости, специфические антигены опухолей, комплексные антигены, об-разующиеся при участии гаптенов.

В механизмах индукции гиперчувствительности IV типа важная роль от-водится антигенпрезентирующим макрофагам, обеспечивающим ком-плексирование антигена-аллергена с белками II класса молекул МНС и пре-зентацию антигена Тh1. Полагают, что главным цитокином в реакциях IV типа является -интерферон, продуцируемый Тh1, который вызывает актива-цию макрофагов, вовлечение их в иммунный ответ за счет их фагоцитарной активности и уничтожения клеток-мишеней в процессе фагоцитоза, а также за счет усиления продукции монокинов с полимодальной направленностью действия.

Интерлейкин-2, продуцируемый Тh1, обеспечивает аутокринную актива-цию пролиферации антигенспецифических CD8-Т-лимфоцитов и паракрин-ную неспецифическую пролиферацию Т-эффекторов. Антигенстиму-лированные Т-лимфоциты-хелперы и Т-лимфоциты-эффекторы обеспечи-вают продукцию медиаторов аллергии клеточного или замедленного типа, получивших название лимфокинов.

В настоящее время выделено несколько десятков лимфокинов, которые в соответствии с особенностями их биологического действия могут быть раз-делены на следующие группы:

- Факторы, влияющие на лимфоциты (фактор переноса Лоуренса, мито-генный фактор, фактор, стимулирующий Т- и В-лимфоциты).

- Факторы, влияющие на макрофаги (миграцию ингибирующий фактор; фактор, активирующий макрофаги; фактор, усиливающий пролифера-цию макрофагов).

- Цитотоксические факторы (лимфотоксин; фактор, тормозящий синтез ДНК; фактор, ингибирующий гемопоэтические стволовые клетки).

- Факторы хемотаксиса макрофагов, нейтрофилов, лимфоцитов и эози-нофилов.

- Антивирусные и антимикробные факторы.

Многие лимфокины обладают дистантным биологическим эффектом. Ци-тотоксические CD8-Т-лимфоциты оказывают прямое действие.

CD8-Т-лимфоциты обеспечивают развитие цитолиза клетки-мишени, на мембране которой фиксирован антиген, в три стадии:

I стадия - двойного распознавания антигена в комплексе с белками МНС I класса, экспрессированными на клетке-мишени.

II стадия - летального удара, возникает в процессе контакта Т-лимфоцита-эффектора с клеткой-мишенью при участии белка перфорина, лимфотоксина или индуктора апоптоза, получаемых клеткой-мишенью при межклеточном контакте.

III стадия - стадия коллоидно-осмотического лизиса, возникающего вслед за перфорацией мембраны и пассивной диффузией ионов, а затем и вы-сокомолекулярных соединений по осмотическому градиенту через повреж-денную мембрану.

Аллергические реакции V типа

Указанный тип аллергических реакций получил название рецепторно-опосредованного. В роли антигенов при указанных реакциях выступают ней-ромедиаторы, или гормоны (ацетилхолин, инсулин, тиреотропный гормон), индуцирующие синтез антител, главным образом класса IgG.

Последние взаимодействуют со структурами, расположенными в рецеп-торном комплексе, вызывая стимулирующий или ингибирующий эффект на клетку-мишень.

Примером рецепторно-опосредованного стимулирующего типа аллерги-ческих реакций является развитие гипертиреоидного состояния при имита-ции антителами эффектов тиреотропного гормона. Описаны возможность ин-гибирующего влияния антител на клетки и подавление ими эффектов инсу-лина.

Разделение аллергических реакций на пять основных типов в определен-ной степени условно, поскольку многие антигены-аллергены, воздействую-щие на организм, являются комплексными и одномоментно вовлекают в им-мунный ответ и В-систему лимфоцитов, и Т-лимфоциты-эффекторы.

Преобладание того или иного типа аллергических реакций в патогенезе аллергического заболевания позволяет отнести его к реакциям гуморального или клеточного типов.

Характерным примером такого рода сочетанных аллергических реакций могут быть аутоиммунные заболевания, трансплантационный иммунитет, инфекционная аллергия, когда доминирующая роль в механизмах развития патологии отводится реакциям гиперчувствительности замедленного или клеточного типов, а вспомогательная роль – реакциям гуморального типа: цитолитическим или иммунокомплексной патологии.

Между тем, ряд аллергических реакций, например феномен Артюса, на-чинаясь как аллергическая реакция гуморального типа (иммуно-комплексная патология), при определенных условиях может транс-формироваться в ги-перчувствительность клеточного типа, лежащую в основе развития 2-й фазы патологии.

 

предыдущий раздел | содержание| следующий раздел

Поиск в журналах РАЕ:

Авторы Публикации