Аллергические реакции, биохимические механизмы их развития, общие принципы диагностики и лечения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины

Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко

Специальность «Химия»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Химические основы жизни»

на тему:

Аллергические реакции: биохимические механизмы их развития, общие принципы диагностики и лечения

Студентки 5 курса

Востриковой Ольги Валерьевны

Луганск - 2013



План

Введение

1. Аллергические реакции

2. Классификация аллергических реакций

3. Механизмы развития аллергических реакций

3.1 Механизмы развития аллергических реакций по S. Sell

3.2 Механизмы развития аллергических реакций по скорости развития

4. Диагностика аллергических реакций

5. Лечение аллергических реакций

Вывод

Литература



Введение

Аллергия (др.-греч. ?ллпт -- «другой, иной, чужой» и ?сгпн -- «воздействие») -- сверхчувствительность иммунной системы организма при повторных воздействиях аллергена на ранее сенсибилизированный этим аллергеном организм.

Термин «аллергия» был введён венским педиатром Клеменсом Фон Пирке в 1906 г. Он заметил, что у некоторых из его пациентов наблюдаемые симптомы могли быть вызваны определёнными веществами (аллергенами) из окружающей среды, такими, как пыль, пыльца растений или некоторые виды пищи. На протяжении долгого времени считалось, что гиперчувствительность развивается в связи с нарушением функции иммуноглобулинов Е, однако впоследствии стало ясно, что многочисленные механизмы с участием различных химических веществ вызывают появление множества симптомов, ранее классифицированных как «аллергия».

P.G.H. Gell и R.R.A. Coombs выделили 4 основных типа реакций гиперчувствительности. На сегодняшний день известно 5 типов реакций гиперчувствительности. Термин аллергия был сохранён за первым типом реакций, характеризующимся классическими эффектами опосредованными IgE.

В последние десятилетия отмечен выраженный рост заболеваемости аллергией. Существуют различные теории, объясняющие этот феномен:

Теория влияния гигиены («hygiene hypothesis»), выдвинутая в 1989 David P. Strachan -- утверждает, что переход к соблюдению норм гигиены предотвращает контакт организма со многими антигенами, что вызывает недостаточную загрузку иммунной системы (в особенности у детей). Поскольку наше тело сконструировано так, что оно должно постоянно противостоять определённому уровню угроз, иммунная система начинает реагировать на безобидные антигены. Теория влияния гигиены была разработана для объяснения причин, по которым дети из английских многодетных семей гораздо реже страдали такими видами аллергии, как аллергический ринит или экзема, чем единственные дети в семье.

Эпидемиологические данные подтверждают теорию влияния гигиены. Исследования показывают, что различные иммунологические и аутоиммунные заболевания гораздо реже встречаются в странах третьего мира, чем в развитых и что иммигранты из развивающихся стран в развитые болеют иммунными расстройствами тем чаще, чем больше времени прошло с момента иммиграции. Следует помнить, что все эти исследования показывают лишь корреляцию между этими факторами, но не причинно-следственную связь.

Растущее потребление продуктов химической промышленности. Многие химические продукты могут выступать как в роли аллергенов, так и создавать предпосылки для развития аллергических реакции посредством нарушения функции нервной и эндокринной системы.

Однако, несмотря на многочисленные попытки объяснить резкий рост заболевания аллергией влиянием техногенной среды, до сих пор не было дано объяснения, почему одни и те же факторы на одних людей оказывают такое воздействие, а на других -- нет. Никакой взаимосвязи заболевания аллергией с общим состоянием здоровья также не было выявлено.



1. Аллергические реакции

Аллергические реакции (реакции гиперчувствительности) -- проявление чрезмерно выраженного иммунного ответа организма с образованием специфических антител или сенсибилизированных лимфоцитов в ответ на повторное воздействие антигена.

Непосредственной причиной аллергии являются аллергены -- вещества, преимущественно белковой природы, которые при попадании в чувствительный к ним организм вызывают аллергическую реакцию, приводящую к повреждению тканей и органов.

Условно выделяют 2 группы аллергенов: аллергены внешней среды (экзоаллергены) и аллергены, образующиеся в самом организме (эндоаллергены).

Кроме воздействия аллергена для развития аллергического заболевания очень важно наличие способствующих факторов: наследственно обусловленной предрасположенности к аллергии, проявляющейся в особенностях системы иммунитета, обменных процессов, нейроэндокринных механизмов, а также внешнесредовых влияний.

Аллергические реакции могут возникать в любом возрасте; их интенсивность различна. Клиническая картина аллергической реакции не зависит от химических и фармакологических свойств аллергена, его дозы и путей введения.

Клинические проявления аллергических реакций отличаются выраженным полиморфизмом. Наблюдаются такие симптомы, как анафилаксия, крапивница, ангионевротический отек, макулопапулезная сыпь, бронхиальная астма и артралгия.

В процесс аллергических реакций могут вовлекаться любые ткани и органы. Кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, респираторный путь чаще страдают при развитии аллергических реакций.



2. Классификация аллергических реакций

Аллергические реакции классифицируют следующим образом:

В зависимости от природы аллергена различают реакции на экзоаллергены, аутоаллергию и реакцию «трансплантат против хозяина».

Аллергия на внешние антигены (экзоаллергены). Заболевания, развивающиеся при этом, называются экзогенные аллергозы (например, аллергическая бронхиальная астма, поллинозы).

Аутоаллергия -- аллергия на собственные антигены (аутоантигены). Заболевания, в основе которых лежит аутоаллергия, называются аутоиммунными.

Реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ) -- агрессия иммунных факторов, содержащихся в трансплантате, против органов и тканей реципиента. РТПХ чаще развивается при трансплантации костного мозга, сопровождается повреждением различных органов и может привести к смерти больного. Различают три формы РТПХ: взрослую (гомологичная болезнь), детскую (рант-болезнь) и перинатальную (синдром Оменна).

По скорости развития изменений выделяют реакции немедленного, отсроченного и замедленного типов.

Аллергия немедленного типа (реакции гиперчувствительности немедленного типа, АНТ, реакции ГНТ) развивается обычно в течение нескольких минут. Тканевые изменения при этом описываются термином острое иммунное (аллергическое) воспаление.

Аллергия отсроченного (позднего) типа. Реакции позднего типа формируются в течение 1--6 часов.

Аллергия замедленного типа (реакции гиперчувствительности замедленного типа, АЗТ, реакции ГЗТ) развивается не менее чем через 24 часа. Тканевые изменения при этом обозначаются как хроническое иммунное (аллергическое) воспаление.

Особыми вариантами аллергии замедленного типа являются реакции трансплантационного иммунитета, реакции туберкулинового типа и контактная гиперчувствительность.

Реакции трансплантационного иммунитета называют также реакциями отторжения трансплантата или реакцией «хозяин против трансплантата» (РХПТ). При микроскопическом исследовании при этом в трансплантате обнаруживаются два типа изменений: продуктивная воспалительная реакция (лимфогистиоцитарный инфильтрат) и альтеративные изменения клеток трансплантата вплоть до их гибели. Характерными являются тесные контакты клеток инфильтрата и клеток трансплантированной ткани.

Реакции туберкулинового типа развиваются при кожных аллергических пробах, с помощью которых можно диагностировать выраженность иммунного ответа на определённый антиген (например, пробы с туберкулином, бруцеллином и другими антигенными препаратами).

Контактная гиперчувствительность -- реакция замедленного типа в месте контакта покровной ткани (кожи, слизистой оболочки) и аллергена. Эта форма аллергии лежит в основе таких заболеваний, как контактный аллергический дерматит, контактный аллергический хейлит и контактный аллергический стоматит.

В классификации по S. Sell, (1978) выделяют реагиновые (IgE-зависимые) реакции (аллергические реакции I типа), гуморальные цитотоксические реакции (аллергические реакции II типа), иммунокомплексные реакции (аллергические реакции III типа), клеточные цитотоксические реакции (аллергические реакции IV типа), аллергические реакции аутоантител (аллергические реакции V типа), гранулематозное воспаление (аллергические реакции VI типа).^[10]



3. Механизмы развития аллергических реакций

Механизмы, посредством которых иммунная система защищает организм, и механизмы аллергических реакций сходны. В них принимают участие антитела, лимфоциты и другие клетки иммунной системы. Таким образом, антитела, лимфоциты и другие клетки, в норме являющиеся компонентами иммунной системы, кроме борьбы с инфекциями участвуют в развитии аллергических реакций, а также в реакциях на переливание крови, в аутоиммунных заболеваниях и в отторжении пересаженных органов.

3.1 Механизмы развития аллергических реакций по S. Sell

По S. Sell (1978) различают шесть типов аллергических реакций. Реакции VI типа (гранулематозное воспаление) традиционно рассматриваются как проявления продуктивного воспаления.

В основе механизма реакции гиперчувствительности I, II, III и V типов лежит взаимодействие антигена с антителами; реакции гиперчувствительности IV зависят от присутствия в организме сенсибилизированных лимфоцитов, несущих на своей поверхности структуры, специфически распознающие антиген. ^[4]

Реакции I типа (реагиновые реакции, IgE-зависимые реакции) -- аллергические реакции, развивающиеся под влиянием IgE (реагинов). При этом происходит дегрануляция тучных клеток (лаброцитов, тканевых базофилов), обусловливающая возникновение отёка, полнокровия микрососудов и бронхоспазма. Некроз обычно не развивается. Характерно наличие в ткани многочисленных эозинофильных гранулоцитов. Выделяют две формы реагиновых реакций -- анафилактические и атопические. Анафилактимческая реакция (анафилактический шок) при определённых условиях может развиться у каждого человека. В отличие от этого, атопия возникает не у всех людей, а только у предрасположенных лиц. Атопические реакции лежат в основе таких заболеваний, как аллергические формы крапивницы и отёка Квинке, поллинозы (аллергические риносинусопатии), атопическая (неинфекционно-аллергическая) бронхиальная астма, диффузный нейродермит, атопический диатез (экссудативно-катаральный диатез).

Реакции II типа (гуморальные цитотоксические реакции) -- аллергические реакции, в ходе которых происходит повреждение клеток-мишеней под действием гуморальных иммунных факторов (иммуноглобулинов). Типичными примерами реакций II типа являются взаимодействие «ревматоидного фактора» (IgМ к FC-фрагментам IgG при ревматоидном артрите) и «волчаночного фактора» (антинуклеарные антитела при системной красной волчанке) с клетками организма.

Реакции III типа (иммунокомплексные реакции) -- повреждение тканей, развивающееся под действием избытка циркулирующих полных иммунных комплексов. Полные иммунные комплексы образованы антигеном, антителами к нему и белками комплемента. Основным проявлением иммунокомплексных реакций является иммунокомплексный васкулит. Наиболее часто в процесс вовлекаются капилляры почечных клубочков (иммунокомплексный гломерулонефрит). Для иммунокомплексного воспаления характерно сочетание альтеративных и экссудативных реакций. Альтеративные изменения проявляются, как правило, фибриноидным некрозом стенок сосудов и периваскулярной ткани. Типично образование фибринозного и геморрагического экссудата.

Реакции IV типа (клеточные цитотоксические реакции) -- аллергические реакции, при которых происходит разрушение клеток-мишеней под влиянием клеток-киллеров -- цитотоксических Т-лимфоцитов и К-клеток. Т-лимфоциты-киллеры разрушают только те клетки, к поверхностным антигенам которых они сенсибилизированы. К-клетки («В-лимфоциты-киллеры») уничтожают клетки-мишени, покрытые антителами (антителозависимая клеточная цитотоксичность).

Реакции V типа (аллергические реакции аутоантител) -- изменение (утрата или усиление) активности белковых молекул под влиянием аутоантител. Например, аутоантитела к инсулину или к инсулиновым рецепторам клеток инактивируют (нейтрализуют) их, следствием чего может быть развитие сахарного диабета. Аутоантитела к фолликулярным тиреоцитам, напротив, через специальные цитолеммальные рецепторы стимулируют эти клетки и увеличивают продукцию ими тиреоидных гормонов, что является причиной тиреотоксикоза. Следовательно, реакции V типа можно подразделить на два варианта: реакции нейтрализации (инактивации) и реакции стимуляции активности белков организма.

Как правило, в механизмах развития отдельных нозологических форм принимает участие не один, а несколько типов реакций гиперчувствительности.

аллергический имунный техногенный гигиена

3.2 Механизмы развития аллергических реакций по скорости развития

По скорости развития изменений различают такие типы аллергических реакций, как аллергия немедленного типа и аллергия замедленного типа.

Механизм развития аллергических реакций немедленного типа можно разделить на три тесно связанные друг с другом стадии (по А.Д. Адо): иммунологическую, патохимическую и патофизиологическую.

Иммунологическая стадия представляет собой взаимодействие аллергенов с аллергическими антителами, т.е. реакцию аллерген -- антитело.

Патохимическая стадия. Последствием реакции антиген -- антитело при аллергических реакциях немедленного типа являются глубокие изменения в биохимизме клеток и тканей. Резко нарушается активность целого ряда ферментных систем, необходимых для нормальной жизнедеятельности клеток. В результате освобождается ряд биологически активных веществ. Важнейшим источником биологически активных веществ являются тучные клетки соединительной ткани, выделяющие гистамин, серотонин и гепарин. Процесс освобождения этих веществ из гранул тучных клеток протекает в несколько стадий. Вначале происходит «активная дегрануляция» с затратой энергии и активацией ферментов, затем освобождение гистамина и других веществ и обмен ионов между клеткой и окружающей средой. Освобождение гистамина происходит также из лейкоцитов (базофилы) крови, что можно использовать в лабораторных условиях для диагностики. Гистамин образуется путем декарбоксилирования аминокислоты гистидина и может содержаться в организме в двух видах: непрочно связанный с тканевыми белками (напр., в тучных клетках и базофплах, в виде непрочной связи с гепарином) и свободный, физиологически активный. Серотонин (5-гидрокситриптамин) в большом количестве содержится в тромбоцитах, в тканях пищеварительного тракта нервной системы, у ряда животных в тучных клетках.

Кроме гистамина, серотонина, брадикинина, медленно действующей субстанции, при аллергических реакциях освобождаются такие вещества, как ацетилхолин, холин, норадреналин и др. Тучные клетки выбрасывают преимущественно гистамин и гепарин; в печени образуются гепарин, гистамин; в надпочечниках -- адреналин, норадреналин; в тромбоцитах -- серотонин; в нервной ткани -- серотонин, ацетплхолин; в легких -- медленно действующая субстанция, гистамин; в плазме -- брадикинин и т. д.

Патофизиологическая стадия характеризуется функциональными нарушениями в организме, развивающимися вследствие реакции аллерген -- антитело (или аллерген -- реагин) и освобождения биологически активных веществ. Причиной этих изменений является как непосредственное воздействие иммунологической реакции на клетки организма, так и многочисленные биохимические посредники.

В развитии аллергических реакций замедленного типа также можно выделить три стадии.

Иммунологическая стадия. Неиммунные лимфоциты после контакта с аллергеном по кровеносным и лимф, сосудам переносятся в лимф, узлы, где трансформируются в богатую РНК клетку -- бласт. Бласты, размножаясь, превращаются вновь в лимфоциты, способные «узнавать» свой аллерген при повторном контакте. Некоторые из специфически «обученных» лимфоцитов транспортируются в вилочковую железу. Контакт такого специфически сенсибилизированного лимфоцита с соответствующим аллергеном активирует лимфоцит и вызывает освобождение ряда биологически активных веществ.

Для реакции замедленного типа, в частности при контактном дерматите, необходимы Т-лимфоциты. Все воздействия, снижающие содержание Т-лимфоцитов у животных, резко подавляют гиперчувствительность замедленного типа. Для реакции немедленного типа необходимы В-лимфоциты как клетки, способные превращаться в иммунокомпетентные клетки, вырабатывающие антитела.

Патохимическая стадия характеризуется освобождением сенсибилизированными лимфоцитами ряда биологически активных веществ белкового и полипептидного характера. К ним относятся: фактор переноса, фактор, ингибирующий миграцию макрофагов, лимфоцитотоксин, бластогенный фактор, фактор, усиливающий фагоцитоз; фактор хемотаксиса и, наконец, фактор, предохраняющий макрофаги от повреждающего действия микроорганизмов.

Патофизиологическая стадия характеризуется изменениями в тканях, которые развиваются под действием указанных выше медиаторов, а также в связи с непосредственным цитотоксическим и цитолитическим действием сенсибилизированных лимфоцитов. Важнейшим проявлением этой стадии является развитие различных видов воспаления.



4. Диагностика аллергических реакций

Поскольку каждая аллергическая реакция запускается определенным аллергеном, идентификация этого аллергена является основной целью диагностики.

Разработаны специальные тесты, которые позволяют выяснить, являются ли симптомы результатом аллергии, а также идентифицировать аллергены. Используются определение содержания в крови IgE-антител, специфичных к определенным аллергенам и кожные скарификационные тесты.

Наиболее простым методом диагностики и мониторинга гиперчувствительности I типа являются кожные пробы (так же известные как пробы с накалыванием или скарификационные пробы). Небольшие количества предполагаемого аллергена, или его экстракта (пыльца, трава, экстракт орехов, и др.) вводятся интрадермально (в толщу кожи) в пределах зон на внутренней поверхности предплечья или на коже спины специально размеченных фломастером или ручкой. Аллергены вводятся посредством интрадермальной инъекции или в небольшие царапины нанесённые на кожу пациента острым предметом. Если пациент сенсибилизирован по отношению к исследуемому аллергену, то воспалительная реакция развивается в течение 30 минут. Этот ответ может варьировать от лёгкого покраснения кожи на месте введения аллергена до появления выраженной крапивницы у чувствительных пациентов.

Несмотря на то что благодаря простоте и экономичности метода кожные тесты являются наиболее приемлемыми методами диагностики гиперчувствительности, они не лишены неблагоприятных последствий. Довольно редко у некоторых пациентов может возникнуть состояние гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), развивающееся спустя 6 часов после введения аллергена и которое может продлиться до 24 часов. Этот феномен может вызвать долговременные повреждения тканей кожи на месте введения аллергена. Помимо этого, введение нового аллергена может вызвать сенсибилизацию организма по отношению к этому аллергену и развитие новой аллергии у чувствительных пациентов. Иногда специфический аллерген невозможно выделить из-за отсутствия кожной реакции при кожной пробе, что, однако не означает отсутствие состояния гиперчувствительности у данного пациента.

Другой метод диагностики состояния гиперчувствительности I типа -- это определение числа специфических для проверяемого аллергена IgE, содержащихся в сыворотке пациента при помощи колориметрического или радиометрического иммунологического анализа. Число специфических IgE для определённого аллергена так же может быть определено при помощи радиоаллергосорбент-теста (RAST). Как и кожные тесты, проверки проводится на ограниченном перечне аллергенных веществ, входящих в тестовые наборы.



5. Лечение аллергических реакций

Предупредить развитие аллергических заболеваний можно путем изоляции организма от потенциального антигена, воспроизведением специфической иммунной толерантности или иммунодепрессивных состояний.

Иммунная толерантность вызывается введением новорожденному или эмбриону установленного антигена. Ее воспроизведение представляет интерес для трансплантации органов, а также для предупреждения реализации наследственной способности к аллергическим реакциям на какой-нибудь антиген. У взрослых специфическую иммунную толерантность можно обеспечить введением в очень больших дозах растворимого антигена.

Иммунодепрессивные состояния можно вызвать, подавляя способность к выработке антител ко многим антигенам. Угнетения выработки антител можно добиться тремя способами: облучением, применением иммунодепрессантов, тормозящих клеточное деление и белковый синтез, и специфических антилимфоцитарных антител (АЛС).

Если сенсибилизация уже произошла или если аллергическое заболевание начало развиваться, возможны следующие воздействия:

1. Подавление выработки антител указанными выше способами.

2. Специфическая гипосенсибилизация -- снижение чувствительности организма к аллергену путем введения больному в малых дозах того аллергена, к которому имеется повышенная чувствительность.

Механизм гипосенсибилизации заключается в подборе малой дозы антигена для повторного введения, так что вырабатываемые БАВ дезактивизируются самим организмом и антитела будут связаны антигеном без аллергии. При атонических заболеваниях его связывают с образованием блокирующих антител, которые соединяются с поступающим в организм аллергеном и тем самым предупреждают его контакт с IgE.

3. Блокирование выделения и инактивация биологически активных соединений. С этой целью вводят препараты, увеличивающие содержание цАМФ в тучных клетках, ингибиторы протеолитических ферментов, вещества, связывающие гистамин, серотонин и другие БАВ, применяют противовоспалительные средства.

4. Защита клеток от действия биологически активных веществ (антигистаминные препараты блокируют Н₁-гистаминные рецепторы), а также коррекция функциональных нарушений в органах и системах (наркоз способствует защите нервной системы, введение спазмолитических средств уменьшает степень сужения бронхиол и других органов).



Вывод

Аллергические реакции (реакции гиперчувствительности) -- проявление чрезмерно выраженного иммунного ответа организма с образованием специфических антител или сенсибилизированных лимфоцитов в ответ на повторное воздействие антигена.

Аллергические реакции могут возникать в любом возрасте; их интенсивность различна. Клиническая картина аллергической реакции не зависит от химических и фармакологических свойств аллергена, его дозы и путей введения.

Клинические проявления аллергических реакций отличаются выраженным полиморфизмом. Наблюдаются такие симптомы, как анафилаксия, крапивница, ангионевротический отек, макулопапулезная сыпь, бронхиальная астма и артралгия.

В процесс аллергических реакций могут вовлекаться любые ткани и органы. Кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, респираторный путь чаще страдают при развитии аллергических реакций.

Первая классификация типов гиперчувствительности была создана Р. Куком в 1947 г. Он выделял два типа гиперчувствительности: гиперчувствительность немедленного типа, обусловленную гуморальными иммунными механизмами и развивающуюся через 20-30 минут, и гиперчувствительность замедленного типа, обусловленную клеточными гуморальными иммунными механизмами, возникающую через 6-8 ч после контакта с антигеном. В настоящее время используется классификация по S. Sell, включающая в себя шесть типов аллергических реакций: Реагиновые (IgE-зависимые) реакции, гуморальные цитотоксические реакции, иммунокомплексные реакции, клеточные цитотоксические реакции, аллергические реакции аутоантител, гранулематозное воспаление.

Поскольку каждая аллергическая реакция запускается определенным аллергеном, идентификация этого аллергена является основной целью диагностики. Разработаны специальные тесты, которые позволяют выяснить, являются ли симптомы результатом аллергии, а также идентифицировать аллергены. Используются определение содержания в крови IgE-антител, специфичных к определенным аллергенам и кожные скарификационные тесты.

Предупредить развитие аллергических заболеваний можно путем изоляции организма от потенциального антигена, воспроизведением специфической иммунной толерантности или иммунодепрессивных состояний.

Если сенсибилизация уже произошла или если аллергическое заболевание начало развиваться, возможны следующие воздействия:

1. Подавление выработки антител указанными выше способами.

2. Специфическая гипосенсибилизация

3. Блокирование выделения и инактивация биологически активных соединений.

4. Защита клеток от действия биологически активных веществ (антигистаминные препараты блокируют Н₁-гистаминные рецепторы), а также коррекция функциональных нарушений в органах и системах (наркоз способствует защите нервной системы, введение спазмолитических средств уменьшает степень сужения бронхиол и других органов).

В последние десятилетия отмечен выраженный рост заболеваемости аллергией. Существуют различные теории, объясняющие этот феномен, однако, причины этого явления на сегодняшний день не выявлены.



Литература

1. Н.Н. Зайко, Ю.В. Быць, А.В. Атаман и др. Патологическая физиология (Учебник для студентов мед. вузов), К., 1996

2. Р.И. Елагин, Concilium Provisorum, Том 2, №3, 2002

3. Аллергия

4. Гиперчувствительность

5. Иммунопатологические процессы (патологическая анатомия)

Размещено на Allbest.ru