Immunology

11.10.2011, 16:13

Аллергены

Понятие истинной аллергической реакции включает в себя патологическую иммунную реакцию на внешний антиген, сопровождающуюся формированием специфических антител класса Е.

Как можно заметить из приведенных выше примеров, во всех случаях истинной аллергии основную роль в формировании того или иного типа аллергопатологии играют сами типы и индивидуальные виды аллергенов.

Аллергены - это антигены, способные вызывать сенсибилизацию организма и участвовать в развитии реакций гиперчувствительности I типа. Большинство естественных аллергенов имеют молекулярную массу в пределах 10-70 кДа. Антигены с меньшей молекулярной массой (неполные антигены или гаптены) становятся иммуногенными только после образования комплекса с тканевыми или сывороточными белками-носителями.

Структурной характеристикой каждого аллергена является наличие специфических последовательностей, которые называются антигенными детерминантами. Полноценный антиген должен иметь как минимум две антигенные детерминанты. Антигенные детерминанты распознаются В-лимфоцитами, которые начинают дифференцироваться и вырабатывать IgE под действием активированных Т- лимфоцитов. Путь проникновения аллергена в организм, как правило, парентеральный, с преодолением барьера кожи и слизистых, хотя может быть оральным или контактным. Доза аллергена также имеет большое значение. Следует отметить, что для возникновения реакции гиперчувствительности первого типа достаточно небольшого количества антигена. Это связано с тем, что увеличение дозы аллергена способно привести к повышению активности Т-супрессоров - клеток-иммунорегуляторов, способных подавить выработку новых lgE -антител В-лимфоцитами. Поэтому острота клинических проявлений не всегда коррелирует с количеством полученного аллергена.

Номенклатура аллергенов

В 1994 году номенклатура аллергенов была унифицирована Номенклатурным субкомитетом ВОЗ по аллергенам. В названии аллергена участвуют первые три буквы рода, первая буква вида, арабская цифра обозначает гомологичные аллергены (порядокоткрытия) разных видов.

Например:
Dermathophagoidesfarinae - Derfl

Der -род
f - вид

1 - гомологичные аллергены разных видов.
0.000 - изоформы аллергенов обозначают дополнительными четырьмя цифрами.

Обычно компании-изготовители аллергенов, предназначенных к использованию в медицинской практике, выпускают катологи продукции с международным обозначением аллергенов и указанием их структуры.

Принципы классификации аллергенов

Перечень известных в настоящее время аллергенов чрезвычайно разнообразен. Существует несколько принципов, по которым группируют аллергены:

- по происхождению:

аллергены пыльцы растений, аллергены грибов и плесеней, аллергены насекомых, аллергены животных, лекарственные аллергены;

- по способам поступления в организм:

аэро- (ингаляционные) аллергены, пищевые, инъекционные, контактные аллергены;

- по встречаемости в тех или иных условиях:

бытовые и профессиональные.
Причем достаточно часто аллерген из одной группы может быть включен и в другие группы аллергенов.

Кроме того, общепринятые группы аллергенов имеют международное обозначение, состоящее из буквы латинского алфавита и порядкового номера аллергена. Такая нумерация позволяет быстро найти интересующий аллерген.

Основные классы аллергенов

Пыльцевые аллергены

Пыльца - мужские половые клетки растений, имеющие различное строение и размеры. На поверхности пыльцевых зерен имеются борозды, шипы, поры, по размерам которых и проводится идентификация пыльцы.

Международное обозначение:

gl . .. п - пыльца луговых трав (каждый вид имеет индивидуальный порядковый номер, например, gl -колосок душистый);
wl ...п- пыльца сорных трав;
tl ... n - пыльца деревьев и кустарников.

Аллергены, относящиеся к группе пыльцевых аллергенов, являются одними из наиболее подробно изученных. Эта группа аллергенов имеет важное клиническое значение, т. к. имеются данные, что среди больных аллергическими заболеваниями сенсибилизация к пыльцевым аллергенам регистрируется в 30 -70 % случаев, однако этиологическая значимость отдельных групп пыльцевых аллергенов в механизме развития заболевания неравнозначна. Следует отметить, что из множества распространенных на Земле видов растений только 50 продуцируют пыльцу, обладающую аллергенной активностью.

Чаще всего к развитию A3 приводит контакт с пыльцой ветроопыляемых растений. Их пыльца обладает летучестью и во время цветения таких растений накапливается в воздухе в количестве, достаточном для того, чтобы создать определенную довольно высокую концентрацию.

Вес и размер пыльцевых зёрен также имеет большое значение. Так, пыльца большого диаметра - от 60 до 100 мкм и более - задерживается при вдыхании на слизистой оболочке верхних дыхательных путей, а пыльца диаметром от 20 до 30 мкм проникает в слизистую оболочку средних и мелких бронхов, что облегчает сенсибилизацию организма. Пыльца ветроопыляемых растений представляет собой достаточно малые гранулы размером 20-50 мкм, которые легко переносятся ветром и обладают аллергенной активностью. Поэтому такая пыльца обычно проникает вглубь дыхательной системы и индуцирует lgE -ответ.

С точки зрения возможной аллергизации, наиболее опасными являются пыльцевые аллергены весенних деревьев и кустарников, луговых и сорных трав. Среди злаковых и луговых трав ярко выраженной аллергенной активностью обладает пыльца тимофеевки. Среди пыльцевых аллергенов сложноцветных и сорных трав преобладает пыльца полыни и амброзии, что особенно проявляется в южных регионах России с сухим и теплым субконтинентальным климатом, облегчающим длительное нахождение пыльцы в воздухе.

Среди лиственных деревьев аллергические заболевания наиболее часто вызывают пыльца берёзы, ольхи, орешника, клёна, дуба и др. Хвойные растения вырабатывают пыльцу в больших количествах, но ее аллергенность ниже, так как диаметр пыльцевых зерен составляет от 30 до 100 мкм.

Аллергенным действующим началом пыльцы являются альбуминоподобные белки, комплексы белков с углеводами. Каждое растение имеет несколько аллергенов белковой природы, количество и многообразие которых влияет на аллергенную активность пыльцы в целом. Так, пыльца березы обладает наиболее выраженной аллергенной активностью среди аналогов - пыльцы лиственных ветроопыляемых растений - поскольку содержит около 40 белков, 6 из которых обладают свойствами аллергенов.

Химический состав пыльцевых аллергенов в настоящее время активно изучается. Аллергены пыльцы - это пептиды, содержат от 2 до 5 эпитопов; они обычно состоят из 8-15 аминокислотных остатков. Например, из аллергена пыльцы амброзии методом электрофореза на бумаге были выделены пептиды, состоящие из трех аминокислот. Очень важным как для диагностики, так и для последующего ведения больного является тот факт, что некоторые виды пыльцы имеют в своем составе идентичные эпитопы, что приводит к формированию общих аллергенных свойств. Так, между аллергенами пыльцы деревьев существует структурная гомология, причем выражена она гораздо слабее, чем также существующее сродство аллергенов пыльцы трав. Поэтому больные, которые имеют повышенную чувствительность к пыльце берёзы, одновременно реагируют на пыльцу орешника и ольхи. Сходные аллергенные свойства могут иметь и антигенные детерминанты пыльцевых и других классов аллергенов (например, при употреблении в пищу листьев и плодов тех же растений). Поэтому важность изучения перекрестного реагирования среди индивидуальных разновидностей растений, а также между пыльцевыми и пищевыми аллергенами, трудно переоценить.
Так, развитие технологии получения различных рекомбинантных аллергенов позволило установить, что общие аллергены белковой природы (например, "паналлергены", Bet v 1 белок и Bet v 2 профилин березы) являются ответственными за перекрестное реагирование аллергенов пыльцы весенних деревьев. Так же было показано и перекрестное реагирование между цветущими деревьями и некоторыми пищевыми продуктами.

Ниже представлена информация о роли основных аллергенов пыльцы березы - Bet v 1, профилина березы Bet v 2 и "паналлергенов" в развитии различных вариантов перекрестного реагирования между аллергенами пыльцы деревьев, кустарников, трав и инсектицидов.



К наиболее значимым с точки зрения возможной аллергизации организма сорным травам можно отнести пыльцевые аллергены растений класса Ambrosi а, Artemisia и Parietaria .

Как показал экологический мониторинг, в последние годы в окружающей среде южных регионов нашей страны возросло количество пыльцевых аллергенов амброзии, что сопровождалось одновременным ростом числа случаев аллергии к этой пыльце. На самом деле, помимо прямого увеличения концентрации этого аллергена в воздухе, свою лепту внес и тот факт, что основной аллерген пыльцы амброзии Amb a 1 имеет перекрестное реагирование с целым рядом аллергенов других таксономических видов и семейств.

Ambrosiа

Artemisia (тополь, полынь)

Heliantus (подсолнечник)

Ambrosia (амброзия)

Parietaria (постенница лекарственная)

Высокая степень перекрестного реагирования наблюдается также и среди трав, которые находятся в тесной корреляционной зависимости с их таксономической классификацией. Установлено перекрестное реагирование среди трав одного субкласса (например, Poaceae , Avenae , Triticeae ) или подкласса (например, Pooideae/Panicoideae либо Panicoideae/Chloridoideae).

Между аллергенами пыльцы трав существует ярко выраженная гомология. Пыльца мятлика, тимофеевки, полевицы, ежи сборной имеет сходные антигенные детерминанты и может вызвать перекрёстные аллергические реакции. Аллерген пыльцы полыни имеет сходные антигены и, следовательно, может вызывать перекрестные реакции с аллергенами пыльцы амброзии, подсолнечника, одуванчика, мать-и-мачехи, березы. С другой стороны, одно и тоже растение может иметь несколько аллергенов, различающихся по свойствам. Так, пыльца амброзии содержит два основных антигена - антиген Е и антиген К, причем антиген Е более чем в 200 раз активнее антигена К.

Полнота информации о перекрестных реакциях и, напротив, многообразии аллергенных свойств у одного и того же исходного продукта, особенно важна при назначении методов исследования и первичном поиске причин сенсибилизации организма. Так, именно общими аллергенными свойствами пыльцы можно объяснить проявление признаков заболевания у больного с аллергией к пыльце амброзии в климатической зоне, где амброзия не встречается, но растет в достаточном количестве подсолнечник либо тополь. При обследовании и ведении пациентов с пыльцевой аллергией необходимо учитывать также сезонные и суточные колзабавния содержания пыльцы в окружающей среде.
Аллергия к пыльце трав и деревьев развивается лишь в период их цветения, поэтому для каждого региона существуют свои сезонные пики заболеваемости. Максимальная концентрация пыльцы в воздухе приходится на ранние утренние часы - с рассвета до 12 часов дня. Определение специфических IgE к распространенным в данном регионе ветроопыляемым растениям, с учетом сезонности их цветения, рекомендуется включать в схему обязательного лабораторного обследования больных атопической аллергией. Для проведения подобного обследования в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в таблице 4 представлен сводный календарь пыления некоторых, свойственных этому ареалу, растений.

Таблица 4



Перекрестные реакции существуют не только между пыльцевыми аллергенами, но и между пыльцой и плодами, листьями, стеблями растений - как внутри одного вида, так и среди растений разных видов. Именно поэтому у больных поллинозом симптомы заболевания могут проявляться в любое время года вследствие употребления в пищу орехов, меда или яблок. Так, по некоторым данным яблоки и персики могут спровоцировать приступ заболевания у пациентов с аллергией к пыльце Artemisia . Более распространенная ситуация - развитие симптомов пыльцевой аллергии при употреблении лекарственных препаратов из сырья растительного происхождения: коры крушины, берёзовых почек, ольховых шишек, ромашки, полыни и др. Примеры такой поливалентной непереносимости представлены в таблице 5.

Еще одной актуальной проблемой, приобретающей все большую роль в патогенезе A3 в связи с ухудшающейся экологической обстановкой, является изменчивость аллергенных свойств. В последнее время появились данные о том, что химические соединения, загрязняющие окружающую среду, могут изменять аллергенные свойства пыльцы растений и, как следствие, приводить к образованию новых свойств и комбинаций аллергенов.

Таблица 5.


Аллергены условно патогенных микроорганизмов и грибов (плесеней)

ml ... n -грибы иплесени

Аллергены микроскопических грибов широко распространены благодаря их огромному разнообразию и уникальной способности к выживанию. Условно патогенные микроорганизмы, микрогрибы и плесени, обитающие в жилых помещениях, часто служат причиной круглогодичных аллергических заболеваний. Они активно заселяют сырые помещения, ванные комнаты, туалеты, сантехнику, старую мебель, испорченные продукты и органические отходы.Грибы, обитающие в природе, паразитируют на коре деревьев, в почве и листьях.

Споры грибов разносятся ветром, водой, животными и человеком. По современной классификации грибы делят на 4 класса: Ascomycetes , Basidiomycetes , Ligimyces , Oomycetes . Грибы родов Alternaria Penicillium и Aspergillus , которые относятся к классу Ascomycetes , вызывают аллергию чаще всего.

Как правило, грибы поражают дыхательные пути и вызывают тяжёлые аллергические заболевания, такие, как бронхолёгочный аспергиллёз, круглогодичный аллергический ринит, бронхиальную астму. Кроме того, при проведении дифференциальной диагностики необходимо учесть, что у лиц со сниженным иммунитетом в условиях постоянного контакта с микофлорой могут развиться истинные микозы, приводящие к деструкции тканей легких и носоглотки, что также способно привести к повышению суммарного уровня IgE и базофилов в крови.

Эпидермальные аллергены

el...n - индивидуальные аллергены животных

К эпидермальным аллергенам относятся: эпидермис собак и кошек, перо (утиное, куриное), шерсть (чаще козья или овечья), слюна и моча животных. Эпидермальные антигены обладают очень большой активностью, и даже кратковременный контакт с ними может спровоцировать бурный аллергический ответ. К наиболее активным эпидермальным аллергенам относят антиген эпидермиса кошек.

Ингаляционные аллергены

hL ., n - домашняя пыль с различным содержанием эпидермалъных аллергенов, микроклещей и др.;

dl ... п - микроклещи;

П...п- инсектныеаллергены (аллергенынасекомых)

Пыль является основным многокомпонентным ингаляционным аллергеном. Аллерген из домашней пыли по антигенному составу отличает многокомпонентность и сложность. Он состоит из грибов, пыльцевых частиц, продуктов жизнедеятельности насекомых, частиц эпидермиса животных и человека.

Мощным составляющим компонентом аллергена домашней пыли являются также микроклещи Dermathophagoides pteronyssimus и Dermathophagoides farinae - крошечные членистоногие, невидимые невооружённым глазо, диаметр тела которых составляет около 0,3 мм. Численность микроклещей возрастает осенью. Эти клещи питаются чешуйками слущенного рогового слоя кожи человека, который составляет наибольшую часть компонентов домашней пыли, и живут в симбиозе с микроскопическими плесневыми грибами, обитающими в матрасах и других постельных принадлежностях. Экскременты клещей также являются идеальными аллергенами. Антигены клещей достаточно крупные, поэтому аллергические реакции на них возникают не так быстро, как на эпидермис кошек. Аллергия на домашнюю пыль наиболее часто проявляется в виде бронхиальной астмы, ринита, реже -конъюнктивита.

Результаты ряда зарубежных и отечественных исследований последних лет показали этиологическую значимость сенсибилизации к аллергену из таракана и других домашних насекомых (муравьи, моль, мошки, жуки) у больных с бронхиальной астмой.
У 71% больных бронхиальной астмой обнаружили сочетанную сенсибилизацию к аллергену домашней пыли, клещам рода Dermathophagoides и аллергену таракана. Эти данные имеют большое значение, так как позволяют предположить возможность появления новых комплексных аллергенов, что обязательно должно быть учтено при диагностике и лечении аллергических заболеваний.

Пищевые аллергены

fl ... n - пищевые продукты

Пищевые аллергены - это компоненты гликопротеиновой природы с молекулярным весом 10-60 кДа, хорошо растворимые в воде. Они устойчивы к температуре, действию кислот, протеаз и пищеварению.

К наиболее распространённым пищевым аллергенам относят молоко, рыбу, яйца, мясо животных и птиц, злаки, бобовые, орехи, овощи, фрукты и др.

Принято считать, что наиболее выраженными сенсибилизирующими свойствами обладают продукты белкового происхождения, хотя прямая зависимость отсутствует. По данным ряда исследователей у 40% больных, страдающих аллергическими заболеваниями, была выявлена пищевая аллергия к рыбе, у 26% - к молоку и яйцам, у 34% - к рисовой муке, у 20% - к другим пищевым злакам, у 8% - к курице, а у 2% - к говядине. Нередко отмечается сочетание аллергии к рыбе с аллергией .к речным и морским панцирным животным (раки, крабы, креветки и др.).

В литературе имеются данные о развитии аллергических реакций при проведении профилактических прививок вакцинами, содержащими примеси тканей куриного эмбриона, у больных с пищевой аллергией к яйцу. Также установлено наличие перекрестных аллергических реакций между аллергеном мяса и аллергенами сывороточных и других препаратов, полученных от этих животных (например, говядины и бычьего альбумина).

Имеются сведения, что примерно 50% больных, страдающих непереносимостью молока, не переносят также и клейковину, которая содержится в зернах пшеницы, ржи, в овсяной, ячменной, рисовой и кукурузной муке. Отмечено также, что больные, страдающие целиакией, не переносят ни клейковину, ни молоко.

Пищевая аллергия чаще всего наблюдается у детей, а также среди больных, страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта и гепатобиллиарной системы, а встречаемость ее колеблется от 5 до 50%. Нередко под маской пищевой аллергии протекают приобретённые энзимопатии, глистные инвазии, психические заболевания и др.

Симптомы пищевой аллергии могут вызывать также и экзогенные гистаминсодержащие вещества, вызывающие псевдоаллергические реакции, которое протекают без участия Ig Е. Такие вещества содержатся во многих продуктах питания, например, в клубнике, землянике, малине, грибах, пряностях, копчёностях и в алкоголе.

Некоторые пищевые добавки, разрешённые к употреблению, могут также вызывать псевдоаллергические реакции. Наиболее опасны в этом отношении консерванты: сульфиты Е220-227, нитриты Е249-252, бензойная кислота и её производные Е210-219; антиоксиданты, например бутил-гидроксинизол Е321; красители: Е102, Е110, Е122-124, Е127, Е151; ароматизаторы: В 550-553.

У пациентов с аллергией на пыльцу деревьев и кустарников часто появляется аллергическая реакция после потребления орехов этих деревьев. Ответственным за эти реакции является профилин, выделенный из пыльцы деревьев, трав и сорных трав.

Этот белок присутствует во всех эукариотических клетках - как цветов, так и плодов, и принимает участие в перекрестном реагировании между ингаляционными пыльцевыми аллергенами и широким спектром пищевых аллергенов.

В представленных ниже таблицах приведена информация по перекрестному реагированию между пищевыми, ингаляционными и контактными аллергенами, а также описан характер и частота клинических проявлений.

Аллергия на пищевые и пыльцевые аллергены

Тополь Сельдерей, морковь, специи (перец)
Береза Персик, яблоко, лесные орехи, груша, вишня
Тимофеевка Томаты, пшеница
Амброзия Петрушка, укроп, дыня, огурец, бананы, морковь

Перекрестная аллергия на продукты и латекс

Латекс Томаты, бананы, киви, картофель, авокадо, каштан

При определении специфических IgE к пищевым продуктам in vitro методами врач решает двоякую задачу. С одной стороны, при получении положительного ответа на специфические IgE , этот пищевой продукт (или группа пищевых продуктов) исключается из потребления пациента. С другой стороны, при отрицательных результатах тестирования, решается задача расширения рациона питания данного пациента.

Перекрестное реагирование между индивидуальными пищевыми аллергенами и вероятность проявления клинических симптомов



Кроме того, при поиске аллергенов у больных с пищевой аллергией следует четко дифференцировать пищевую аллергию и пищевую непереносимость (подробные различия были описаны выше), поскольку во втором случае патогенез РГЧ принципиально отличается от классической lgE -опосредованной аллергии, а исключение из рациона продукта, не являющегося аллергеном в полном смысле этого слова, может не привести к ожидаемым результатам даже при правильном его определении.

Лекарственные аллергены

cl ...п-лекарственный препарат

Лекарственную аллергию в основном вызывают следующие группы препаратов:

1. Полноценные аллергены, к которым относят инсулин, противостолбнячную и
противодифтерийную сыворотку.

2. Гаптены, к которым относится большая часть лекарств или продуктових метаболизма. Ко второй группе можно отнести:

-антибиотики группы пенициллина,

-сульфаниламидные препараты,

-контактные сенсибилизаторы, вызывающие аллергический дерматит: аминогликозиды, формальдегид, соединения металлов, анестезин и др.

Преобладающее большинство групп других лекарственных препаратов - рентгеноконтрастные вещества, плазмозамещающие средства, производные пиразолона, антибиотики различных групп и др. - приводит к развитию псевдоаллергических реакций.

Очень часто аллерген из одной группы может входить в состав сложного многокомпонентного аллергена другой группы и быть виновником развития самых разных аллергических заболеваний.

Многообразие аллергенов и неоднозначность вариантов клинических проявлений, связанных с одним и тем же аллергеном, требует не только и не столько знания классификации аллергенов, сколько понимания общего принципа развития того или иного клинического проявления A3 в зависимости от:

-основного эффекторного аллергена (группы аллергенов)

-пути попадания его в организм

-типа развивающейся РГЧ и соответствующего ей механизма

-локализации патологического процесса.

В таблице 6 представлена сводная информация по наиболее распространенным типам аллергических заболеваний и первоочередным факторам, определяющим их развитие.

Таблица 6.