МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Воронезького державного університету ПАТОЛОГІЯ ІМУННОЇ СИСТЕМИ:
Навчальний посібник "Патологія імунної системи: алергія, імунодефіцити" підготовлено на кафедрі біофізики та біотехнології і кафедрі фізіології людини і тварин біолого-грунтового факультету Воронезького державного університету.
Навчальний посібник є частиною курсу лекцій "Імунологія" і рекомендується для студентів 4 курсу біолого-грунтового факультету, спеціальність 011600 - БІОЛОГІЯ.
Здорова імунна система здатна розпізнавати всі чужорідні антигени і здійснювати реакції, спрямовані на їх усунення. Біологічне розпізнавання засноване на комплементарному взаємодії двох молекул. Порушення нормальної діяльності імунної системи організму людини може призводити до виникнення різного роду захворювань, які поділяються на такі групи.
1. Імунодефіцитні стану. Вони супроводжуються зниженням функції імунної системи і розвитком неповноцінного імунної відповіді, при якому організм людини втрачає здатність адекватно чинити опір інфекціям.
2. Алергічні захворювання. Така патологія характеризується підвищеною чутливістю (гіперчутливістю) імунної системи до антигенів (алергенів) при повторному контакті з ними. При цьому відповідні імунологічні реакції неспіврозмірні тим можливих порушень, які може викликати патогенний або зовсім нешкідливий антиген (наприклад, різні компоненти їжі).
3. Аутоімунні захворювання пов'язані з порушенням механізмів імунної системи, що дозволяють відрізняти "своє" від чужорідного, внаслідок чого відбуваються реакції імунної системи проти клітин свого організму.
4. Иммунопатологические процеси репродукції.
5. Иммунопатологические процеси при розвитку пухлин імунної системи идругих систем органів.
Даний навчальний посібник розроблений викладачами біологопочвенного факультету, які здійснюють протягом багатьох років проведення занять (лекції, семінари) за курсом "Імунологія". Воно присвячене двом видам іммунопатологіі. Частина перша "Алергія" підготовлена доцентом кафедри фізіології людини і тварин, к.м.н. А.П.Салеем, частина друга "Імунодефіцитні стану" - доцентом кафедри біофізики та біотехнології, к.б.н. О.В.Путінцевой.
Частина 1. АЛЛЕРГИЯ Алергія - підвищена чутливість організму після дії алергену, що призводить до розвитку різних патологічних імунних реакцій при повторному попаданні того ж антигену в кров.
Поняття "алергія" введено в 1906 році К.Пірке і Б.Шіком.
Синонім алергії - гіперчутливість. Цей термін ввів Р.Кук (1930) і розділив гіперчутливість на негайний і сповільнений типи.
Прийнята така класифікація алергії:
1. Анафілактична, тобто реакція між фіксованим на клітці антитілом і алергеном. Приклади: атопічна бронхіальна астма, сінна лихоманка, анафілактичний шок, кропив'янка.
2. Цитотоксична реакція імуноглобулінів класів M і D з компонентаміклеточной оболонки. Приклади: іммуноцітопенія, гемолітична анемія.
3. Реакції імунних комплексів, які можуть утворюватися в крові або тканинах. Приклади: сироваткова хвороба, різновид нефриту, місцеве запалення.
4. Клітинна реакція сенсибілізованих Т-лімфоцитів зі специфічними алергенами. Приклади: контактний дерматит, відторгнення трансплантата.
5. Стимульована гіперчутливість. Наприклад, аутоантигени до власних клітин щитовидної залози.
6. Клітинна цитотоксичність. Наприклад: хронічний гепатит, виразковий коліт, розвиток пухлини, паразитарні інфекції.
По патогенезу алергічні реакції поділяються:
Справжня алергія в основному опосередкована з IgE, а псевдоаллергия від IgE незалежна.
Для специфічних алергічних реакцій обов'язково розвиток сенсибілізації (підвищення чутливості) до вперше потрапив в організм алергену.
Псевдоаллергические реакції виникають при першому контакті з антигеном без попередньої сенсибілізації.
Алергени, що надходять в організм ізокружающей середовища, - це екзоалергени, а власні видозмінені білки - це ендоалергени (аутоалергени).
Залежно від багатьох умов один і той же антиген може викликати або імунну, або алергічну реакцію. У більшості випадків відповідна реакція організму залежить від реактивності індивідуума.
Реактивність організму - це його здатність відповідати змінами життєдіяльності на дії внутрішнього і зовнішнього середовища.
Екзоалергени поділяються на інфекційні та неінфекційні. Неінфекціонниміаллергенамімогут бути:
- пилок дерев і трав (береза, осика, ліщина, кульбаба, полин та ін.);
- пилок сільськогосподарських культур (жито, кукурудза та ін.);
- домашній пил (книги, килими, хутро, сміття);
- домашні комахи (таргани і ін.);
- епідермальні залишки (шерсть кішок, собак, корів, коней та інших тварин, а також пір'я птахів);
- отрути і інсектні залишки (бджоли, оси, комарі);
- неорганічні хімічні речовини (солі нікелю, платини, ртуті та ін.);
- органічні хімічні речовини (полімери, фарби, пральні порошки, миючі засоби, окремі сорти мила та ін.);
- харчові продукти (яйце, горіхи, молоко, бобові, молюски, раки та ін.);
- харчові консерванти, стабілізатори, барвники і т.д .;
- гумові вироби (рукавичка і ін.);
- сироватки і препарати крові;
- лікарські препарати (гормони, вакцини, міорелаксанти, деякі вітаміни, антибіотики і ферментативні препарати).
До зовнішніх (екзогенних) об'єктів відносять бактерії, рикетсії, віруси, паразитарні інвазії, лікарські препарати, промислові і побутові хімічні речовини, продукти харчування та інші речовини.
Ендоалергени поділяють на природні та набуті. В організмі можуть з'явитися антитіла до власних зміненим клітинам і тканинам. Ендостімуляторамі можуть бути тканини мозку, підшлункової та щитовидної залоз, кришталик ока, гормони статеві і кори надниркових залоз, інші біологічно активні речовини і т.д. Ендоалергени виникають під впливом неінфекційних і інфекційних факторів. До перших відносять радіаційне і електромагнітне випромінювання, відмороження, опіки.
1.1. Стадії розвитку алергії Розвиток алергії проходить три стадії: імунні реакції, Патохімічна зміни і патологічні прояви. Ряд властивостей імуноглобулінів сприяють розвитку алергічних реакцій.
1. Здатність до преципітації (володіють IgM і IgG).
2. Можливість проникнення в тканини (IgD і IgE).
3. сорбирования на клітинах тканин (IgE).
4. Здатність зв'язувати комплемент (IgM і IgG).
5. Проникнення в таємниці (IgA).
Алергія виникає при активації біологічно активних імунних медіаторів ізгранул огрядних клітин і базофілів. До таких медіаторів відносяться: вазоактивні аміни, протеоглікани (гістамін, гепарин), ліпідні медіатори (лейкотрієни, простагландини), ферменти (кароксіпептідаза, химазой, тріптаза і ін.), Цитокіни.
Факторами активації і дегрануляції огрядних клітин є хемотоксіни, цитокіни, продукти активованого комплементу C5а і С3а, лікарські препарати (аспірин, цитостатики, радіоконтрастних речовини, нестероїдні протизапальні речовини і ін.), Фізичні фактори (переохолодження, фізичні навантаження, інсоляція), продукти деградації колагену та ін.
В основі імунологічної стадії лежить попередня сенсибілізація організму, тобто підвищення чутливості до антигену при його повторному дії. Процес сенсибілізації можна представити таким чином:
- розпізнавання антигену, вироблення антитіл;
- імунні реакції Т-лімфоцитів;
- фіксація імуноглобулінів на клітинах, в тому числі на тканинних базофілів.
Певне значення має доза антигену. Чим менше доза, тим більша ймовірність того, що організм буде сенсибилизирован. Великі дози алергену стимулюють вироблення IgG і пригнічують накопичення IgE. Крім того, вони обумовлюють підвищену толерантність Вклеток, що синтезують імуноглобулін E, активують Т-супресори.
Патохімічна (біохімічна) стадія алергічних реакцій характеризується в основному активацією біологічно активних речовин.
1. Активація системи комплементу.
2. Посилення активності протеолітичних ферментів, в тому числі профібринолізину, калікреїногену, гіалуронідази та інших.
3. Зміна в системі згортання крові шляхом активації фактора Хагемана.
4. Руйнування лейкоцитів і звільнення лізосомальних факторів.
5. Порушення цілісності тканинних базофілів.
6. Накопичення біологічних активних речовин: брадикинина, гістаміну, гепарину, серотоніну та інших.
7. Освіта простагландинів.
8. Порушення в системі ацетилхолін-холінестераза.
9. Накопичення продуктів руйнування клітин крові і тканин.
10. Порушення функцій кісткового мозку іпоявленіе в крові незрілих (молодих) лейкоцитів.
Гіперчутливість уповільненого типу (ГЧЗТ) - це реакція, залежна від Т-клітин і зазвичай не пов'язана з ціркулірующіміантітеламі. Вона не може бути перенесена за рахунок імуноглобулінів в інший організм. Однак можливий адаптивний імунітет, тобто алергічна реакція транспортується лімфоїдними клітинами крові і лімфатичних вузлів. У той же час для неї характерна специфічність, тобто відповідна реакція на той же антиген, яким був сенсибилизирован організм.
До регуляторних клітин ГЧЗТ відносяться Т-хелпери і Тсупрессоров. У патогенезі розвитку ГЧЗТ бере участь Th1, які секретують -ІФН (імунний інтерферон), ІЛ-2 (інтерлейкін2), ФНП- (фактор некрозу пухлин), -Гм-КСФ (гранулоціт макрофагколоніестімулірующій фактор). Проміжною ланкою, що забезпечує розвиток ГЧЗТ, є еозинофіли, тучні клітини і базофіли.
Гладкі клітини стимулюються ІЛ-3, -Гм-КСФ, ФВГ (фактор виділення гістаміну), а еозинофіли - ІЛ-5.
У той же час клітинами ефекторами для ГЧЗТ можуть бути Вклеткі і макрофаги. Останні стимулюють базофіли через ІЛ-1, ІЛ-і ФВГ. У придушенні розвитку ГЧЗТ бере участь корецептор Т-клітин CD8 + На завершальній стадії ГЧЗТ беруть участь лейкотрієни (ЛТС4, ЛТД4, ЛТЕ4, ЛТВ4) і ФАТ (фактор агрегації тромбоцитів).
Вона проявляється через розвиток запалення з мононуклеарной інфільтрацією тканин.
ГЧЗТ - це різновид прояви клітинного імунітету.
Вперше цей тип реагування організму був описаний Р. Кохом в році при підшкірному введенні великих доз туберкуліну. Позитивна туберкулінова реакція проявляється через 6-12 годин. На місці введення антигенного препарату розвивається запалення, яке характеризується гіперемією і набряком.
Алергічні реакції можуть розвиватися на основі гіперчутливості негайного ізамедленного типів (табл. 1).
Таблиця Порівняння реакцій гіперчутливості Ознака Негайний тип Уповільнений тип Терміни розвитку Через хвилини Не раніше шести годин, максимум 48 годин Антиген, алерген Сироваткові і інші Глікопротеїни, гаптеводорастворімие білки, ни (барвники, лекарполісахаріди, ства, рослини), віругельмінти си, гриби, Трансплантаційні антигени десенсибілізація Ефективна Чи не можлива Наявність антитіл визначаються в крові, Чи не визначаються в виконують ключову крові роль Перенесення пасивний Сироваткою крові Т-клітинами Імунологічний Реакци я алергену Реакція алергену механізм еффектор- з імуноглобулінами з Т-ефекторами ної стадії Медіатори Гістамін, серотонін, Медіатори фагоціацетілхолін, гепарин і тоза, хемотаксиса, продругіе ліфераціі і інші Патологічний Анафілаксія, анафілак- Туберкульоз, туляріпроявленіе тичний шок, сиворо- мія, бруцельоз, реакточная хвороба, сінна ція на трансплантат, лихоманка, бронхіа- протипухлинний льная астма, шкірні імунітет дерматити Гістологія поліморфноядерні мононуклеарного-клеінтоксікація, ексудат точна інфільтрація токс ический ефект в Ні Різко виражений культурі клітин Специфічна Ефективна Менш ефективна імунотерапія Клітинна реакція уповільненого типу є провідною при відторгненні трансплантата. При пересадці опроміненому тварині аллогенного кісткового мозку Т- і В лімфоцити донора в організмі опроміненого реципієнта починають імунну реакцію проти його тканин. Такий феномен отримав назву "трансплантат проти господаря".
ГЧЗТ часто супроводжується інфекційними захворюваннями.
Гіперчутливість негайного типу (ГЧНТ) в основному розвивається за наявності відповідних імуноглобулінів в крові. Це різновид гуморального імунітету. Для патогенезу ГЧНТ характерно розвиток анафілактичного шоку або місцевих запальних реакцій.
Алергічні хвороби негайного типу, пов'язані з IgE:
- анафілактичний шок (сироватка крові, ліки, деякі продукти);
- кропив'янка, яка характеризується почервонінням шкіри, а в тяжких випадках здуття ділянок шкіри (укуси комах, харчові та лікарські алергени);
- ангіоедема - набряк підшкірних тканин в області голови, шиї долонь рук, підошов стоп, статевих органів;
- поєднання ангіоедеми і кропив'янки;
- лікарська алергія (пеніцилін, ампіцилін, амоксицилін, цефалоспорин, інсулін, місцеві анестетики та ін. препарати);
- алергічний реніт, тобто набряк слизової оболонки носа, нежить (пилок рослин, алергени кліщів, домашній пил);
- харчова алергія (свербіж шкіри, висип, нудота, шлунково-кишкові розлади, екзема);
- бронхіальна астма - хронічне запалення дихальних шляхів, брохоспазм, велика кількість слизу в бронхах, кашель, задуха.
Перший тип алергічних реакцій розглянуто в розділі "Анафілаксія" даного посібника.
В основі механізму анафілактичного шоку лежить накопичення в сенсибилизированном організмі імуноглобулінів класів IgE і IgG.
Цитотоксическая реакція - це другий тип прояви алергії. В основі алергічної реакції цього типу знаходиться утворення антитіл до структур клітинної поверхні. Антигенами можуть бути компоненти клітинної мембрани або неклітинні структури: клітини крові або тканин, неклітинні структурні білки, фактори, фіксовані на клітинній мембрані. В організмі можуть утворюватися аутоантитіла до антигенів власних груп крові і тканин. Імуноглобуліни до алоантігенам з'являються при повторних переливанні крові, трансплантації органів, повторних вагітностях при несумісності по резусфактор. Антитіла виникають до еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів, до антигенів гістосумісності.
Цитотоксичні реакції можуть протікати наступними шляхами:
цитолиз антителозависимой фагоцитоз, антитілозалежна клітинна ци, тотоксічность (АЗКЦ). Реакції цитолізу розрізняють незалежні і залежні від комплементу. Реакція антиген-антитіло при високому титрі імуноглобулінів може бути комплементнезавісімой.