Механизмы аллергических реакций

1. Казанский государственный медицинский университет Кафедра Общей патологии Лекция: Механизмы аллергических реакций (ч.1)

2. Клеменс фон Пирке (1874–1929)

Аллергия
(от греч. Allos – иной, ergon - действую = «странная реакция»)
иммунная реакция организма,
возникающая при повторном контакте с аллергеном
и сопровождающаяся повреждением собственных тканей.
Термин «аллергия» сформулировал
австрийский врач-педиатр
Клеменс фон Пирке в 1906 году
Клеменс фон Пирке
(1874–1929)

3. История

В 2641г. до н.э. – египетский фараон Мензес
погиб от ужаления осы или шершня.
В 16 веке римский кардинал
Оливьеро
Караффа
запрещал
пускать к себе лиц с букетами роз изза того, что эти цветы вызывали у
него недомогание.
Гиппократ (460 до н.э. - 377 до н.э.)
приводит данные о людях, для
которых сыр является продуктом
«враждебным», несовместимым с
их организмом.

4.

Этиология
Причины аллергических болезней - Аллергены
Аллергенами обозначают те антигены,
которые в организме
запускают иммунный ответ аллергического типа
Т.е. аллергены обладают всеми свойствами антигенов

5.

Основные антигенные свойства
• Антигены – белки или комплексы белков с полисахаридами. Имеют
высокую молекулярную массу
• Иммуногенность – способность индуцировать иммунный ответ
• Чужеродность и Специфичность
в молекуле антигена есть небольшие химические группы – эпитопы,
которые отсутствуют в организме хозяина → чужеродность антигена
Против определенного антигена вырабатываются антитела (Ig), которые
«не подходят» для другого антигена → специфичность антигена
↓
↓
↓
Антигены к которым в организме формируется повышенная
чувствительность, т.е. развивается иммунный ответ аллергического типа,
называются аллергенами

6.

Аллергические реакции могут вызвать вещества не
обладающие антигенными свойствами –
Гаптены (неполные аллергены)

7.

Гаптены
• Низкомолекулярные соединения:
- лекарственные препараты (антибиотики,
сульфаниламиды и др.);
- простые химические вещества (бром, йод, хром, никель
и др.).
• Более сложные соединения небелковой природы:
- некоторые микробные продукты,
- полисахариды и др.

8.

• В организме Гаптены (греч. hapto – прикрепляю) сами не
способны запускать иммунный ответ.
• Они соединяются с белком организма, что приводит к
образованию полноценного аллергена → аллергическая
реакция

9. Классификация аллергенов

Аллергены принято делить на 2 группы:
1) Экзогенные аллергены, попадающие в
организм извне
2) Эндогенные аллергены (Аутоаллергены),
образующиеся в самом организме

10.

Классификация экзогенных аллергенов по
происхождению (А.Д. Адо, А.А. Польнер):
1) Аллергены неинфекционного происхождения:
- Бытовые: домашняя пыль
основной аллергенный компонент – микроскопические
клещи вида Dermatophаgoides pteronyssinys and farinae

11.

Клещи Dermatophаgoides
• широко распространены
• обитают в постелях, подушках
• питаются чешуйками рогового слоя эпидермиса
человека
• целые клещи, их экскременты и шкурки попадают в
дыхательные пути → аллергические заболевания
органов дыхания

12.

другие бытовые аллергены
• аллергены дафний (корм для аквариумных рыбок)
• косметика и парфюмерия
• бытовая химия

13. Экзогенные аллергены

- Инсектные (лат. insectum – насекомое): яд и
аллергенные субстанции насекомых (ос, пчел,
комаров и др.)

14. Экзогенные аллергены

Анафилактический шок
чаще всего возникает
после укусов ос и пчел

15. Экзогенные аллергены

- Эпидермальные: перхоть, шерсть животных
(кошек, собак, коров, лошадей и др.), перья птиц,
чешуя рыб.

16.

В случае аллергической реакции на перхоть лошади
↓
Больному противопоказаны лекарственные препараты
на основе лошадиной сыворотки

17. Экзогенные аллергены

- Лекарственные:
• любой лекарственный препарат (за исключением
некоторых составных частей биологических жидкостей –
хлорида натрия, глюкозы и др.).
• Лекарства или их метаболиты, как правило, гаптены

18. Лекарственные препараты чаще других вызывающие анафилактический шок

• Антибиотики
• Нестероидные
(НПВС)
противовоспалительные
• Местные анестетики
средства

19. Экзогенные аллергены

- Пыльцевые:
• пыльца ветроопыляемых растений (деревьев – береза,
орешник; сорных трав – одуванчик, полынь; луговых трав –
тимофеевка, ежа сборная; злаков – рожь, кукуруза и др.).
• Аллергическая реакция на пыльцу – поллиноз (лат.
pollen – пыльца)

20.

Некоторые пищевые аллергены имеют антигенное сходство с
пыльцевыми аллергенами
↓
могут вызвать Анафилактический шок у больных поллинозом
Возможные перекрёстные аллергические реакции
Пыльца
Пыльца, листья и
стебли растений
Растительные пищевые
продукты
Лекарственные растения
(фитопрепараты)
Лещина, ольха,
яблоня
Яблоки, черешня, персики,
сливы, лесной орех фундук,
морковь, сельдерей,
картофель, помидоры,
огурцы, лук, киви
Березовый лист
(почки), ольховые
шишки
Злаки
-
Пищевые злаки (овес,
пшеница, ячмень и др.),
щавель
-
Полынь
Георгин, ромашка,
одуванчик,
подсолнечник
Цитрусовые, подсолнечное
семя (масло, халва),
цикорий, мед
Полынь, ромашка,
календула, мать-имачеха, девясил,
череда
Лебеда
-
Свекла, шпинат
-
Амброзия
Подсолнечник,
одуванчик
Дыня, бананы,
подсолнечное семя
-
Берёза

21. Экзогенные аллергены

- Пищевые:
• Наиболее аллергенными продуктами являются – коровье
молоко, яйца, рыба, ракообразные, арахис, соя, орехи
деревьев, пшеница.
• Аллергию может вызвать содержащийся в некоторых мясных
консервах папаин, а также сульфиты (сульфит, бисульфит,
метасульфит калия и натрия).
• Пищевые аллергены могут вызвать анафилактический шок!

22. Экзогенные аллергены

- Промышленные:
разнообразные химические вещества
(на производстве и в быту)
в основном являются гаптенами
• металлы (никель, кобальт, хром, алюминий и др.)
• древесина и ее продукты
• детергенты, мыла, консерванты, красители
резиновые изделия + содержащие латекс (перчатки, катетеры,
зонды, системы для в/в инфузии, обувь и др.)
• синтетический клей, адгезивы и др.

23. Экзогенные аллергены

2) Аллергены инфекционного происхождения:
- бактериальные; - грибковые;
- вирусные; - простейших; - гельминтов

24.

• Бактериальные токсины и энзимы, вирусные белки
вирус гриппа, ОРВИ, герпес-вирусы, вирус гепатита В, вирус
Эпштейна-Барр, стрептококки, микобактерии и др.
↓
Повреждение мембраны клетки с формированием эндогенных
аллергенов (2 тип реакций)
Формирование патологических иммунных комплексов антигенантитело (3 тип реакций)

25.

• Патогены с незавершённым фагоцитозом
микобактерии, грибы, риккетсии, хламидии, микоплазмы,
гельминты
↓
Развитие в органах первично-хронического воспаления
(4 тип реакций)
• Гельминты, паразиты → индукция выработки IgE
эозинофилия
(1 тип реакций)

26. Эндогенные аллергены (Аутоаллергены)

Белки организма (компоненты клеточных и базальных мембран,
плазменные и тканевые белки), которые
видоизменяются (модифицируются) под действием:
• лекарств-гаптенов
• химических веществ
• физических
аллергены)
факторов
(ожоговые,
холодовые,
лучевые
• токсинов микроорганизмов, вирусных белков
• медиаторов повреждения, накапливающиеся в очаге
воспаления и некроза (лизосомальные ферменты, кислоты,
протеазы фагоцитов, радикалы кислорода)

27.

Патогенетическая классификация
типов аллергических реакций
(по П. Джеллу и Р. Кумбсу):
- Анафилактический (I тип);
- Цитотоксический (II тип);
- Иммунокомплексный (III тип);
- Клеточно-опосредованный (IV тип)

28. Стадии аллергических реакций

Независимо от того, к какому типу относится
аллергическая реакция, в ее развитии различают 3 стадии:
1) Стадия иммуных реакций
(иммунологическая)
2)Стадия биохимических реакций
(патохимическая)
3)Стадия клинических проявлений
(патофизиологическая)

29. Стадии аллергических реакций

1) Стадия иммуных реакций (иммунологическая).
Начинается с первого контакта организма с аллергеном.
Первое
поступление
аллергена в
организм
Иммунный
ответ
против
аллергена
Накопление
специфических
антител
или
Т-лимфоцитов
Сенсибилизация
Организм становится сенсибилизированным (лат. sensibilis –
чувствительный) , т.е. повышено чувствительным к повторному
попаданию аллергена.
Продолжительность стадии 7-14 дней.

30. Стадии аллергических реакций

2)Стадия биохимических реакций (патохимическая)
Аллерген повторно попадает в организм после
завершения иммунологической стадии
Повторное
попадание
аллергена
Образование
комплексов
аллерген-антитело
или
активация
Т-лимфоцитов
Накопление
в очаге
медиаторов
аллергии
(клеточных или
гуморальных)

31. Стадии аллергических реакций

3)Стадия клинических проявлений (патофизиологическая)
Медиаторы
аллергии
действие на
клетки, ткани и
органы
Клинические
проявления
аллергии:
бронхоспазм,
отек, гиперемия
кожи, снижение
А/Д и др.

32.

Специфический иммунный ответ
Гуморальный ответ
Клеточный ответ
CD4+T-Лф-хелперы:
Th2-клетки
Th1-клетки
Клетки-эффекторы:
B-лимфоциты
Опосредован антителами
цитотоксические
CD8+T-лимфоциты,
NK-клетки,
макрофаги
антитела не участвуют

33.

34.

35. I тип. Анафилактические аллергические реакции (реагиновые, IgE-зависимые, атопические)

Аллергены
• природные пищевые и ингаляционные аллерегены
(экзогенные)
белки коровьего молока,
пыльца растений,
клещи домашней пыли и др.
Аллерген попадает в организм через слизистые
оболочки дыхательного и пищеварительного трактов.

36.

• Лекарственные препараты:
- полноценные аллергены
(белковые препараты - сыворотки, вакцины,
альбумины, гормоны и др.)
- низкомолекулярные гаптены
(антибиотики, НПВС и др.)
↓
соединятся с белками
(эндогенные аллергены)

37. Нормальный гуморальный иммунный ответ против экзогенного аллергена

38. У здорового человека антитела IgM, IgG, IgA обеспечивают уничтожение аллергена

• Прямое инактивирующее действие в отношении
аллергена
• Опсонизация → фагоцитоз аллергена
• Активация комплемента по классическому пути
↓
мембрано-атакующий комплекс (С5-С9)
повреждает патоген

39. Антитела IgM, IgG, IgA обеспечивают уничтожение антигена (аллергена)

40. I тип реакций - иммунологическая стадия

- АПК перерабатывает
аллерген и представляет его Tхелперу (Th0-клетке);
- Происходит дифференцировка Th0-лимфоцита в Th2клетку;
- Th2-хелперы вырабатывают цитокины (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ13),
которые
стимулируют
пролиферацию B-лимфоцитов, и
их дифференцировку в плазматические
клетки,
которые
продуцируют IgE

41.

При 1-м типе аллергических реакций IgE-антитела не
могут уничтожить аллерген:
• Имеют слабое прямое инактивирующее действие против
аллергена
• не являются опсонинами, не облегчают фагоцитоз
аллергена
• не активируют комплемент

42. I тип реакций - иммунологическая стадия

• IgE фиксируются на тучных
клетках
и
базофилах,
имеющих
поверхностные
рецепторы к их Fc-фрагментам
(FcR).
• Тучные клетки и базофилы
становятся
сенсибилизированными,
т.е. повышено чувствительными к
повторному попаданию аллергена.

43. I тип реакций - Патохимическая стадия

44. I тип реакций - Патохимическая стадия

Медиаторы тучных клеток:
1) Медиаторы содержащиеся
в гранулах:
- гистамин,
- триптаза,
- хемокины - фактор хемотаксиса
эозинофилов, нейтрофилов, моноцитов
↓
ФНО-альфа, эотаксин,
CXCL1 (хемокиновый лиганд 1)
Тучные клетки

45. I тип реакций - Патохимическая стадия

2) Вновь синтезируемые медиаторы:
- Метаболиты арахидоновой кислоты:
- простагландин D2
- лейкотриены С4, D4, E4
- Фактор активации тромбоцитов (ФАТ)
- Интерлейкины (ИЛ-4, ИЛ-5)
- Кинины
3) Триптаза тучных клеток активирует систему комплемента по
альтернативному пути → анафилотоксины C3a, C5a
↓
дегрануляция тучных клеток и базофилов

46. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

1) Ранняя фаза – через 10-15 минут (иногда через
несколько секунд) после повторного контакта с аллергеном.
Обусловлена дегрануляцией тучных клеток и базофилов и
выделением медиаторов аллергии:
гистамин
простагландин D2;
лейкотриены С4,D4,E4;
кинины

47. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

Проявления:
• Сокращения гладких мышц – бронхоспазм, спазм кишечника;
• расширение артериол и прекапилляров, с развитием
артериальной гиперемии (возможно снижение системного
А/Д)
• повышение сосудистой проницаемости с развитием отека;
• гиперсекреция носовых, бронхиальных и слезных желез;
• стимуляция периферических нервных окончание с развитием
зуда и боли.

48. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

2) Поздняя фаза – через 6-12 часов.
Инфильтрация и повреждение ткани в зоне реакции клетками,
мигрировавшими из кровеносного русла под влиянием
медиаторов аллергии:
преимущественно эозинофилами,
базофилами,
моноцитами,
лимфоцитами,
нейтрофилами.

49. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

Th2-хелперы
↓
ИЛ-4, ИЛ-5
Тучные клетки
↓
ИЛ-5, ФАТ, эотаксин
лейкотриены, ФНО-альфа
Хемотаксис
эозинофилов и других лейкоцитов
в зону аллергической реакции

50. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

Эозинофилы – оказывают повреждающее действие:
• секретируют во внеклеточное пространство
агрессивные факторы:
главный щелочной белок, катионный белок,
эозинофильный нейротоксин,
радикалы кислорода
• секретируют медиаторы аллергии:
лейкотриены, простагландин Е1, тромбоксан В2,
фактор активации тромбоцитов
↓ ↓ ↓
усиливают эмиграцию лейкоцитов, сосудистые реакции,
вызывают дегрануляцию тучных клеток и базофилов

51. I тип реакций - Патофизиологическая стадия

Под влиянием медиаторов лейкоцитов
(интерлейкины, ФНО-альфа, метаболиты арахидоновой к-ты и др.)
↓ ↓
↓
В тучных клетках усиливается
синтез и секреция медиаторов:
Простагландинов и лейкотриенов,
Интерлейкинов, хемокинов и др.
↓ ↓ ↓
Продолжается эмиграция лейкоцитов и IgE-продукция
Повреждение тканей прогрессирует
↓ ↓ ↓
Аллергическое воспаление
приобретает хроническое течение!

52.

Фиксированный IgE
Гистамин
Лейкотриены, ФАТ
Тучная
клетка
Ранняя
фаза
Развивается через
10-15 минут
2
Аллерген
Эозинофил
Продукция IgE
1
Катионный белок
Лейкотриены, ФАТ
АПК
Нейропептиды
(субстанция P)
Тучная
клетка
МНС II
анафилатоксины
C3a,
C4a, C5a
Гистамин
Лейкотриены
Цитокины
Фактор
хемотаксиса
эозинофилов
и
нейтрофилов
Поздняя
фаза
Развивается
через
6-12 часов

53.

Локализация патологического процесса зависит от
места преимущественной выработки и адсорбции IgE:
- в коже (острая крапивница, атопический дерматит);
- в бронхах (атопическая форма бронхиальной астмы);

54.

- в слизистых оболочках носовой полости и глаз:
аллергический ринит и конъюнктивит
(реакция на пыльцу растений – поллиноз)
- генерализованная реакция с нарушением гемодинамики –
анафилактический шок!

55. Аллергическая крапивница

Большие волдыри, похожие на
укусы насекомых или ожог
крапивой
Возникает сильный
зуд

56. Отёк Квинке

Часто развивается
вместе с крапивницей
обширные отёки в местах с
рыхлой подкожной клетчаткой
Губы,
веки,
мошонка,
слизистая полости
рта (язык, мягкое
небо, миндалины),
Отек гортани
наиболее опасен

57. Причины развития I типа реакций

Атопи́я (от греч. atopia – странность, необычность)
Наследственная предрасположенность
к гиперпродукции IgE-антител
в ответ на контакт с аллергенами

58.

• Атопия выявляется по возрастанию в плазме крови
общего или аллерген-специфического IgE
• Заболевания развивающиеся
называются атопическими.
по
I
типу
реакций
[Если один из родителей болен бронхиальной астмой, то
вероятность заболевания астмой ребенка составляет 20–30%,
а если больны оба родителя, то она достигает 75%]

59. Механизмы развития атопии

• Повышенная активность генов IgE-зависимого гуморального
иммунного ответа (расположены в длинном плече 5q
хромосомы 5):
- ген синтеза ИЛ-4 (переключающий В-лимфоцит на синтез
IgE-антител),
- ген синтеза ИЛ-13 (продуцируется Th2-хелперами,
активирует В-лимфоциты),
- ген синтеза ИЛ-5 (активатор эозинофилов)
- ген синтеза ИЛ-9 (активатор тучных клеток)

60.

• Мутации гена, кодирующего β2-адренорецепторы
↓
снижение функции β2-адренорецепторов
↓
Повышение чувствительности бронхов к парасимпатическим
(бронхоконстрикторным) стимулам
• Генетически обусловленное увеличение числа тучных клеток
• Избыточная проницаемость кожных и слизистых барьеров для
аллергенов

61.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!