Теоретические аспекты изучаемой проблемы

Причины и механизм возникновения аллергической реакции

Уже в Древнем Египте были известны симптомы клинических проявлений аллергии. Но серьезно человечество обратило внимание на эту проблему лишь в XIX в., а изучена природа этого явления была только к концу XX века.

Каким образом организм человека защищается от агрессивных факторов? В настоящее время известно, что защитную функцию осуществляет иммунная система. Это одна из наиболее сложных систем организма, она защищает нас как от болезнетворных микроорганизмов, так и от собственных мутантных клеток, образующихся под действием вредных химикатов и излучений. Именно иммунная система всегда стоит на страже нашего здоровья. У абсолютно здорового человека реакция иммунной системы всегда прямо пропорциональна (строго соответствует) силе воздействия на организм чужеродного агента. Такая реакция называется нормэргической, что в переводе с латинского языка означает «нормальная сила». При слабости иммунной системы (у больных и ослабленных людей, в частности, при СПИДе) ее ответ на негативное воздействие будет недостаточным, что приведет к неполному уничтожению вредоносного микроорганизма. Такая реакция называется гипэргической (в переводе с латинского языка — «маленькая сила»).

Ухудшающаяся экологическая ситуация, нерациональное питание, неадекватная лекарственная терапия, стрессовые нагрузки, малоподвижный образ жизни приводят к тому, что подверженность организма человека воздействию аллергенов значительно повышается.

У людей, страдающих аллергией, иммунная система ведет себя очень активно даже при незначительном воздействии. Это признак гиперэргической реакции (в переводе с латинского языка — «большая сила»). Такая агрессивная иммунная система «стреляет из пушки по воробьям», может приводить к повреждениям гораздо большим, чем вызвал бы сам отрицательный агент, не будь он вовремя уничтожен.

Чтобы разобраться в том, что такое аллергия, как, почему она возникает и как с ней бороться, рассмотрим сначала основные принципы работы нашей иммунной системы. Основными ее составными частями являются вилочковая железа (тимус), селезенка и лимфатические узлы. Помимо них, к защитной системе человеческого организма относится большое количество самых разнообразных клеток, как свободно циркулирующих в крови, так и располагающихся во многих органах и тканях. непосредственной причиной развития любой аллергической реакции являются антигены. Любой антиген представляет собой крупную макромолекулу, содержащую участок (как правило, белковой природы), несущий признаки чужеродной генетической информации. Все белки в здоровом организме синтезируются на основе собственной ДНК, а следовательно, в неизмененном виде не могут быть антигенами. В ответ на проникновение антигена в организм или на образование его в самом организме развивается иммунная или аллергическая реакция. Основными свойствами антигенов-аллергенов являются следующие:

• 1. Специфичность. Иммунная система всегда реагирует определенным образом именно на этот антиген, даже при незначительном отличии в структуре молекул двух антигенов реакция организма может быть абсолютно разной.
• 2. Способность вызывать иммунный ответ. На проникновение любого антигена в организм иммунная система здорового человека отвечает формированием специфических антител, т. е. специальных клеток.
• 3. Чужеродность к данному организму (в большинстве случаев). Антигенами становятся белки, синтезированные на основе чужеродной ДНК. Исключение составляют белки тех тканей человеческого организма, которые еще в утробе матери отделяются от иммунной системы особыми гистогематическими барьерами (такими как нервная система, половые железы, ткани хрусталика глаза, надпочечников и щитовидной железы), т. е. полупроницаемыми барьерами между кровью и тканями, не пропускающими многие вредные вещества. Эти ткани «незнакомы» иммунной системе, и поэтому при повреждении гистогематических барьеров и контакте с этими тканями наша иммунная система распознает их как чужеродные. Кроме того, чужеродностью не обладают белки собственных тканей, изменившие структуру своих молекул под воздействием тех или иных факторов.
• 4. Макромолекулярность. Молекулы антигенов-аллергенов должны иметь очень крупные размеры. Мелкие молекулы не способны проявлять свойства антигенов. Исключение по своему строению составляет особая группа антигенов — гаптены. Именно гаптены чаще всего играют роль антигенов-аллергенов, т. е. антигенов, вызывающих нестандартный иммунный ответ. Гаптенами могут быть любые низкомолекулярные (с небольшими размерами молекул) и небелковые соединения, в том числе молекулы лекарственных средств, пищевые добавки, составные части пыльцы растений, продукты жизнедеятельности бактерий… В чистом виде гаптены не обладают антигенными свойствами. Эти свойства они приобретают уже внутри организма, связываясь с его собственными белками, изменяя их структуру и превращая их в антигены. Во время связывания с белками организма молекулы гаптенов приобретают такие свойства, как макромолекулярность и способность индуцировать иммунный ответ. При действии антигена на здоровый организм развиваются иммунные реакции. При наличии в иммунной системе любых сдвигов и нарушений возможно развитие аллергической реакции. Таким образом, можно сказать, что основное отличие простого антигена от антигена-аллергена заключается не в строении и не в размерах молекулы, а в конечном результате их воздействия на организм. Основные антигены-аллергены подразделяются учеными на экзоаллергены и эндоаллергены. Экзоаллергены делятся на следующие группы.
• 1. Лекарственные антигены-аллергены. Их действие на иммунную систему зависит не только от их собственных свойств, но и от пути попадания в организм (внутривенное или внутримышечное введение, всасывание из кишечника). Чаще всего это пенициллин, сульфаниламидные препараты, салицилаты, новокаин и др. Аллергия на лекарственные препараты в настоящее время встречается очень часто. Любому человеку важно знать, на какие препараты у него есть аллергия, и своевременно сообщать об этом врачам при каждом обращении за медицинской помощью.
• 2. Пищевые антигены-аллергены. Они могут присутствовать практически в любых продуктах питания как растительного, так и животного происхождения. Гораздо меньше их в свежих натуральных продуктах, не содержащих консервантов, красителей и прочих искусственных примесей, которые зачастую и являются причиной аллергии. Наиболее сильными из естественных пищевых антигенов-аллергенов являются куриные яйца, плоды цитрусовых и шоколад.
• 3. Пыльцевые антигены-аллергены. Пыльца растений, опыляемых насекомыми, редко становится причиной аллергии, так как ее размеры слишком велики, а концентрация в воздухе ничтожно мала. Совсем иначе обстоит дело с ветроопыляемыми растениями. Их пыльца мелкая и легко переносится ветром на большие расстояния. Именно поэтому люди с аллергией на пыльцу (в медицине такой тип аллергии называют поллинозом) не могут чувствовать себя комфортно даже в большом городе, вдали от источников ненавистной пыльцы. Наиболее неблагоприятными в плане поллинозов являются следующие растения: амброзия, полынь, конопля, злаковые культуры и дикие луговые травы.
• 4. Промышленные антигены-аллергены. Это большая группа веществ, в основном являющихся гаптенами. В их число входят смолы, лаки, нафтоловые и прочие красители, дубильные вещества, формалин, инсектициды и фунгициды… Из веществ, с которыми мы контактируем в быту, к ним относятся стиральные порошки, моющие средства, синтетические ткани, парфюмерные вещества, красители для волос, бровей, ресниц. Чаще всего промышленные антигены-аллергены проникают в организм через кожу, а следовательно, основная масса аллергических реакций на эти вещества представлена аллергическими дерматитами, однако могут развиваться и более тяжелые заболевания.
• 5. Бытовые антигены-аллергены. Сюда относятся в первую очередь антигены-аллергены, входящие в состав домашней пыли. Эти антигены-аллергены являются продуктами жизнедеятельности микроскопических клещей, питающихся роговыми чешуйками, которые постоянно отслаиваются с поверхности нашего тела и тоже входят в состав домашней пыли. Такие клещи живут в паласах, коврах, постельных принадлежностях. К бытовым можно отнести и целый ряд промышленных антигенов.
• 6. Инсектные антигены-аллергены. Эта группа представлена большим количеством веществ, содержащихся в яде и в слюне жалящих или кусающих насекомых. При сформировавшейся в ответ на поступление такого антигена-аллергена в организм аллергической реакции необходимо помнить, что в яде и слюне разных насекомых могут содержаться сходные компоненты. В результате этого неадекватная реакция организма вызывается укусами разных насекомых при наличии одного вещества-аллергена.
• 7. Эпидермальные антигены-аллергены. Волосы, шерсть, перхоть, пух, чешуя рыб также могут являться причиной развития аллергии. Следует отметить, что среди этих антигенов-аллергенов также много сходных по структуре и по химическому составу, что приводит к развитию аллергии при контакте с различными животными.

Такое разделение на группы весьма условно. Одно и то же вещество в разных ситуациях можно было бы отнести к различным группам. Все вышеперечисленные антигены-аллергены относятся к аллергенам неинфекционного происхождения, не связанным по своей природе с микроорганизмами (бактериями, грибами, простейшими, вирусами). Антигены-аллергены инфекционного происхождения входят в состав микроорганизмов, либо являются продуктами их жизнедеятельности. Особенно сильными аллергенными свойствами обладают продукты жизнедеятельности таких бактерий, как стрептококк и стафилококк. В развитии некоторых инфекционных заболеваний аллергический компонент выходит на первый план и играет очень важную роль. Это, например, такие заболевания, как ревматизм, туберкулез, сифилис.

В отличие от экзоантигенов классификация эндоантигенов гораздо проще. Они делятся на первичные и вторичные. Первичные эндоантигены представлены «забарьерными» тканями, с которыми иммунная система никогда не контактировала. С этими тканями иммунная система «не знакома», она не распознает их как свои, и поэтому при повреждении соответствующего гистогематического барьера развивается аутоиммунное (в переводе с латинского языка — «сам, свой») поражение соответствующего органа. Вторичные аутоантигены возникают в организме при действии различных негативных факторов, сопровождающемся повреждением собственных клеток организма и белковых молекул.

Что же такое антитела? Антитела (или иммуноглобулины) представляют собой особую группу белков в человеческом организме, вырабатываемых клетками иммунной системы (антителообразующими клетками, т. е. плазмоцитами) в ответ на внедрение в организм антигенов и выполняющих защитную функцию. Выработка антител осуществляется в четыре стадии (или фазы). Первая фаза — фаза покоя, фаза индукции или латентная фаза. Это время от проникновения антигена в организм до начала активного синтеза антител. Длительность этой фазы может быть от нескольких минут до месяца в зависимости от множества факторов. Вторая фаза — продуктивная. В течение этой фазы происходит массивный синтез антител, и продолжается она от начала увеличения их количества в крови до момента достижения их максимальной концентрации. В среднем длительность этой фазы колеблется в пределах 2 — 4 дней, но может растягиваться и до 14 — 15 суток. Третья фаза — стационарный период или фаза стабилизации. Продолжительность этой фазы может колебаться в очень больших пределах (до нескольких лет) в зависимости от особенностей антигена-аллергена, стимулировавшего выработку антител. В течение всей этой фазы в крови сохраняется стабильно высокое содержание антител, но прекращается образование антителообразующих клеток. Четвертая фаза — фаза постепенного уменьшения продукции антител и постепенного снижения их концентрации в крови. При повторном контакте иммунной системы с антигеном длительность первых двух фаз значительно сокращается, а третья и четвертая фазы становятся длиннее.

Каждая молекула иммуноглобулина состоит из неспецифичного участка и нескольких специфичных участков, количество которых колеблется от двух у IgG до десяти у IgM. Таким образом, одна молекула иммуноглобулина способна связать от двух до десяти молекул антигена. Связь между молекулами иммуноглобулина и антигена осуществляется по принципу электрохимического взаимодействия. Строение специфической части молекулы антитела всегда строго соответствует строению специфической части молекулы антигена, чем и обусловлено их взаимодействие и прочная связь между ними. Такое соответствие достигается тем, что антитела всегда синтезируются антителообразующими клетками с использованием специальной матрицы, состоящей из обработанной особым образом молекулы антигена. По различиям в структуре и функции, а также по другим особенностям выделяют иммуноглобулины пяти классов: иммуноглобулины класса A, D, E, G, M, которые обозначаются соответственно IgA, IgD, IgE, IgG и IgM. При этом антитела, специфичные для какого-либо определенного антигена, могут принадлежать к разным классам, в свою очередь, антитела одного класса могут иметь различную специфичность.

Иммуноглобулины класса, А составляют примерно 20% от общего числа антител. Их основная задача — выделяться с различными биологическими секретами на поверхность слизистых оболочек и связывать антигенные структуры, препятствуя их проникновению в организм.

Иммуноглобулины класса D составляют всего лишь 2% от общего количества антител. Функция, которую они выполняют, до сих пор точно не выяснена, но известно, что их количество заметно увеличивается при беременности и при различных видах хронического воспаления.

Иммуноглобулины класса G наиболее изучены в настоящее время. Их доля составляет около 70% от общего числа антител. Эти антитела обеспечивают защиту плода в утробе матери и в первое время его жизни. Такое возможно благодаря тому, что размеры их не столь велики, поэтому они способны проникать через все оболочки из организма матери в организм плода. Кроме того, в период кормления грудью иммунитет ребенка подкрепляется антителами, которые он получает с материнским молоком. Таким образом, мать как бы делится с ребенком своим иммунитетом.

Иммуноглобулины класса М представляют собой самые крупные из всех антител. Их доля в общем количестве антител составляет около 10%, но активность их в отношении антигенных субстанций очень высока.

Иммуноглобулины класса E играют наибольшую роль из всех классов иммуноглобулинов в развитии аллергических реакций. Их количество незначительно, но они, в отличие от иммуноглобулинов других классов, способны фиксироваться на тучных клетках. При связывании антигена со специфическим участком молекулы иммуноглобулина класса Е, фиксированной на тучной клетке, происходит изменение молекулярной структуры иммуноглобулина, что приводит к активации тучной клетки. Тучная клетка представляет собой микрофабрику по производству биологически активных веществ. При активации тучной клетки большое количество таких веществ выбрасывается из клетки в межклеточное пространство. В клетке при этом начинается активная работа по восстановлению использованных веществ, причем часть из вновь синтезированных молекул сразу же выбрасывается за пределы клетки, что приводит к длительному поддержанию концентрации биологически активных веществ во внеклеточном пространстве на достаточно высоком уровне. Именно эти вещества, выделяемые в большом количестве тучными клетками, и способствуют развитию негативных последствий аллергической реакции.

Согласно определению, аллергия — это усиленная, качественно измененная реакция иммунной системы человеческого организма на повторное (именно повторное) проникновение антигенов, приводящая к повреждению собственных тканей организма. Аллергическая реакция может лежать в основе таких заболеваний и состояний, как дерматит, конъюнктивит, ринит, бронхиальная астма, отек Квинке, анафилактический шок. Как правило, аллергия возникает при внедрении в организм веществ, которые при нормальных условиях не должны проникать через защитные барьеры организма, каковыми являются кожа, слизистые оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта. Проникновение этих веществ через барьеры возможно либо при очень большом их количестве и длительном воздействии, либо при повреждении самих барьеров. Аллергия также может вызываться самым незначительным количеством антигена при наличии различных изменений в иммунной системе человека.

Почему же аллергия развивается только при повторном проникновении антигена-аллергена в организм? Почему аллергическая реакция не может развиться уже при первой встрече организма с антигеном-аллергеном? Дело в том, что при первой встрече с антигеном иммунная система как бы изучает его. Существуют в составе иммунной системы особые клетки — макрофаги (в переводе с латинского языка — «большой пожиратель») и микрофаги (в переводе с латинского языка — «маленький пожиратель»). Их задача при организации иммунного ответа заключается в том, чтобы распознать что-то чужеродное, поглотить его и рассказать о нем всем остальным клеткам иммунной системы. Уничтожая молекулу антигена, макрои микрофаги расщепляют ее и выставляют участки молекулы на свою поверхность. Именно поэтому их еще называют антигенпредставляющими клетками (АПК). Некоторые из них не способны (или почти не способны) передавать информацию о поглощенном антигене другим клеткам, и поэтому их называют антигенперерабатывающими клетками. Другие клетки иммунной системы, приближаясь к антигенпредставляющим клеткам, считывают информацию с фрагментов антигена, начинают активно размножаться, передавая эту информацию своим потомкам и другим клеткам. Размножение (по научному «пролиферация») клеток иммунной системы сопровождается выделением большого количества различных веществ, за счет которых происходит «общение» между различными типами иммунных клеток. Циркулируя вместе с кровью по всему организму, эти вещества сообщают о том, какие клетки должны активно размножаться, а каким клеткам следует приостановить свое размножение.