12

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО Рязанский государственный агротехнологический

университет имени П.А. Костычева

Фионин Н.В.

Методические указания

по патологической физиологии для самостоятельной работы студентов 2 курса факультета ветеринарной

медицины и биотехнологии по специальности

111201 «Ветеринария» по теме:

«Аллергические реакции (этиология и патогенез)»

Рязань 2010

Методические указания составлены кандидатом биологических наук, заведующим кафедрой ветеринарно-санитарной экспертизы и хирургии Н.В. Фиониным.

Ответственный редактор доцент Н.В. Фионин

Компьютерный набор и верстка доцент Н.В. Фионин

Печатается в соответствии с решением кафедры ветеринарно-санитарной экспертизы и хирургии факультета ветеринарной медицины и биотехнологии РГАТУ, протокол №____от ______марта 2010 г

Одобрено Советом методической комиссии факультета ветеринарной медицины и биотехнологии, протокол №____от ______марта 2010 г

Введение

Аллергия относится к категории патологических процессов, частота возникновения которых за последнее время резко возрастает. Увеличивается также клиническое разнообразие различных форм аллергических реакций. Методические указания включают в себя краткую информацию по этиологии и патогенезу аллергических реакций. Описаны этиология, общие закономерности развития аллергических реакций гуморального и клеточного типов, особенности молекулярно-клеточных механизмов различных аллергий.

Рекомендации предназначены для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной работы студентов по специальности «Ветеринария», а также будут интересны для преподавателей и практикующих ветеринарных врачей.

Причины аллергии

Аллергия (от греч. allos – иной, ergon – действие) – повышенная, а часто и качественно измененная реакция организма на повторное попадание аллергенов – агентов антигенной или первично-неантигенной (гаптены) природы, а также некоторых физических факторов (высокой или низкой температуры, ультрафиолетового облучения, ионизирующей радиации и др.).

Классификация и характеристика аллергенов

По происхождению и природе:

Экзогенные аллергены (экзоаллергены).

Кормовые (алиментарные). Считается, что корм – это источник не только восполнения энергетических и пластических материалов, но и факторов аллергической и токсической агрессии.

Лекарственные. Бесконтрольное, а нередко и неоправданно широкое применение лекарственных препаратов (особенно антибиотиков, вакцин) приводит к развитию аллергических реакций, начиная от кожного зуда, крапивницы и заканчивая смертельным анафилактическим шоком.

Пыльцевые. Пыльца многих растений, представляющая собой обычно комплекс белков с углеводами или пигментами пыльцы, вызывает аллергическое заболевание – поллинозы, характеризующиеся преимущественным поражением дыхательных путей и слизистой оболочки глаз.

Пылевые. Так называемая бытовая пыль имеет сложный состав. В нее входят остатки органических веществ животного, растительного, микробного происхождения, синтетических тканей, пластмасс и других продуктов органического синтеза, а также неорганические соединения.

Производственная пыль приобретает антигенность за счет бактериального и особенно грибкового заражения, а также примесей пес­тицидов, гербицидов, минеральных веществ, частиц насекомых и др. Пыль вызывает аллер­гическое поражение преимущественно органов дыхания.

Эпидермальные (роговые чешуйки кожи, перьев птиц, частицы шерсти животных и т.п.). Клинические проявления при действии этих аллергенов разнообразны. К ним относятся: бронхиальная астма, аллергический ринит, атопическая экзема, крапивница.

Бытовые химические соединения (различные красители, стиральные порошки, и пр.). Чаще всего при попадании на кожу вызывают дерматиты, крапивницу, при вдыхании могут привести к отеку дыхательных путей.

Сывороточные (препараты крови животных и человека, содержащие антитела. Они нередко используются для диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний). Приводят к развитию сывороточной болезни, симптоматика которой характеризуется выраженным полиморфизмом: эритема, крапивница, отёк, болезненность суставов. В более тяжелых случаях наблюдают острый гломерулонефрит, аритмию, рвоту, диарею.

Инфекционно-паразитарные (патогенные и сапрофитные микроорганизмы, вирусы, грибки, паразиты и т.д.).

Роль инфекционных агентов в аллергизации организма, развитии аллергических реакций и заболеваний велика. Наиболее активны из инфекционных аллергенов - грибковые аллергены. За ними идут бактериальные, вирусные, паразитарные. Следует подчеркнуть, что структурные элементы бактерий очень часто могут действовать как адъюванты (при вакцинации), вызывая сенсибилизацию организма.

Однако, инфекция, вызывая воспаление, приводит к повышению проницаемости слизистых оболочек, кожи, что, в свою очередь, способствует проникновению в организм других аллергенов и развитию полисенсибилизации.

Физические факторы (высокая или низкая температура, облучение с различной длиной волны и др.).

Вызывают развитие реакций не связанных с иммунологическим взаимодействием антитела с антигеном, возникают в результате непосредственного влияния повреждающих факторов на клетки-мишени с последующим выделением медиаторов и развитием патофизиологической стадии.

Клинические проявления при действии этих аллергенов: кожный зуд, эритема, отек, диатез, гипотензия, брадикардия.

Эндогенные аллергены (эндоаллергены).

К ним относятся компоненты клеток (белки, поли­пептиды, крупномолекулярные полисахариды, липополисахариды) и тканей собственного организма, приобретающие аллергенные свойства в результате: действия физических, химических, инфекционных и других агентов экзогенного происхождения, что ведет к образованию денатурированных белков, комплексов белков с экзогенными аллергенами (гаптенами), роль которых могут выполнять липиды, нуклеиновые кислоты, многие лекарственные препараты; повреждения клеток, становящихся мишенями для иммунной системы (например, клетки, на которых фиксируется гаптен).

По путям проникновения аллергенов в организм:

Респираторные. Этим путем проникают пыльца, пыль, аэрозоли, эпидермальные аллергены, некоторые лекарственные препараты и т.д.

Алиментарные. Кормовые аллергены вызывают аллергические заболевания не только органов пищеварения, но также и дыхания (аллергический ринит, бронхиальную астму), кожи и слизистых (крапивницу, аллергическую экзему и т.д.).

«Контактные». Через кожу и слизистые оболочки могут проникать низкомолекулярные вещества, местно применяемые медикаменты (например, мази, содержащие антибиотики), красители, древесные смолы, кремы и др.

Парентеральные (сыворотки крови, лекарственные препараты, яды насекомых – пчел, комаров и др.)

Трансплацентарные (некоторые лекарственные средства, например антибиотики, белковые препараты и др.).

Аллергические реакции I типа. Этот тип называют анафилактическим, атопическим или реагиновым (см. рисунок 1).

Он реализуется с участием главным образом IgE (peагинов). Кроме того, в развитии аллергии Ι типа могут принимать участие и субпопуляции IgG. Однако их «патогенетический вклад» значительно меньше, чем у IgE.

Первичный контакт аллергена (чаще всего компонен­ты пыльцы растений, некоторые лекарственные средства) с клетками иммунокомпетентной системы (ИКС) организма сопровождается выработкой антител. Последние фиксируют­ся на поверхности тучных клеток и базофилов, цитолемма которых имеет наибольшее количество IgE-рецепторов. Считают, что некото­рое число этих, а также IgG-рецепторов имеется на по­верхности тромбоцитов, макрофагов, клеток гладкой мышечной ткани и др.

Повторное попадание в организм того же аллергена сопровождается его взаимодействием с антителами, уже фиксированными на мембранах базофилов, тучных и других клеток тканей. Это обусловливает активацию указанных клеток и секрецию ими синтезированных ранее и вновь образующихся медиаторов аллергии: гистамина, серотонина, кининов, лейкотриенов, гепарина, простагландинов, протеаз, хемотаксических факторов и др. Реализация эффектов прямого повреждения клеток-мишеней и выделяемых ими медиаторов обусловливает повышение проницаемости мембран клеток, стенок сосу­дов, отек тканей, сокращение мышечных клеток сосудов, тканей и органов, гиперсекрецию желез, раздражение нервных рецепторов. Такой механизм лежит в основе развития атопических форм бронхиальной астмы, конъюнктивита, крапивницы, дерматита, анафилакти­ческого шока, отека Квинке.

Рисунок 1 – Механизмы развития аллергических реакций

Аллергические реакции II типа. Этот тип получил название цитотоксического или цитолитического. Реали­зуется он с участием антител, главным образом в виде IgG1,2,3 и IgM.

Антигенами служат компоненты естественных клеточных мембран или вещества сорбированные на клеточной поверхности, к которым образуются антитела. Образующийся на поверхности клеток комплекс антиген-антитело активирует систему комплемента, в результате чего возникает повреждение и лизис клеток. Примерами такого типа цитотоксического повреждения являются аллергический лекарственный агранулоцитоз (антигеном является лекарственный препарат или продукт его метаболизма, включенный в состав клеточной поверхности), гемотрансфузионные реакции, нефротоксический нефрит, постинфарктный миокардит.

Аллергические реакции III типа. Этот тип обозна­чен как иммунокомплексный или преципитиновый.

Антигенами в данном случае являются, как правило, растворимые белки, попадающие в большом количестве в организм извне (например, при инъекции сыворотки и плазмы крови, вакцинациях, укусах насекомых, вдыха­нии веществ, содержащих белки) или образующиеся в самом организме при развитии инфекций, гельминтозах, опухолевом росте, аутоиммунных за­болеваниях и др.

В ответ на антигенную «агрессию» вырабатываются преципитирующие антитела, в основном «аллергенные» фракции IgG, IgM. Иммуноглобулины, взаи­модействуя с антигенами, образуют иммунные комплек­сы, растворенные в плазме крови и других жидкостях организма. Комплексы «антиген – антитело», циркули­рующие в биологических жидкостях или осевшие на стенках микрососудов, синовиальных оболочках, акти­вируют ряд факторов системы комплемента, кининов, свертывающей системы крови, а также клетки (нейтрофилы, эозинофилы, тучные клетки, тромбоциты). Взаи­модействие с указанными клетками сопровождается их активацией и выделением из них избытка медиаторов аллергии (гистамин, серотонин, кинины, ферменты лизосом, катионные белки, проагреганты, прокоагулянты и др.). В результате образования указанных иммунных комплексов в высокой концентрации, а также активации клеток крови и тучных клеток развиваются аллергичес­кие реакции как в отдельных тканях и органах (напри­мер, феномен Артюса, ревматоидный артрит), так и в организме в целом (сывороточная болезнь, панцитопения, генерализованное свертывание крови и др.).

Проявления аллергических реакций III типа в боль­шой мере зависят от выраженности сенсибилизации ор­ганизма. Если антитела уже имелись в организме, то введенные извне (например, при вакцинации) антигены «фиксируются» ими в месте инъекции. Развивается местная ал­лергическая реакция – феномен Артюса. Если антитела к введенному или образовавшемуся в организме антиге­ну отсутствовали, то последний попадает в кровоток и далее в органы и ткани. Образующиеся в ответ на это антитела и иммунные комплексы обусловливают разви­тие генерализованной формы аллергии, например сыво­роточной болезни.

Формирование иммунных комплексов, активация ими клеток крови, тучных клеток, а также их прямое повреждающее действие вызывают вторичные реакции. К ним относят развитие воспаления, цитопении, внутрисосудистой гемокоагуляции, тромбообразования, иммунодефицитных состояний и др.

К числу заболеваний и состояний, относящихся к аллергическим реакциям III типа, относят феномен Артюса, ревматоидный артрит, гломерулонефрит, сывороточ­ную болезнь, панцитопению.

Аллергические реакции IV типа. Этот тип обознача­ют как клеточно-опосредованную, Т-лимфоцитзависимую аллергию или аллергию туберкулинового типа. По скорости развития проявлении после повторного действия антигена этот тип реакций гиперчувствительности относят к замедленному.

Вызывают такие реакции антигены в основном трех категорий:

а) некоторые микроорганизмы (пневмокок­ки, стрептококки, микобактерии), паразиты, грибки, гельминты;

б) чужеродные белковые вещества (в том числе содержащиеся в растворах вакцин для паренте­рального введения);

в) гаптены, например лекарствен­ные средства (пенициллин, новокаин), химически про­стые соединения (динитрохлорфенол), растительные препараты. В организме гаптены соединяются с клеточ­ным белком-носителем. В ответ на первич­ный контакт с антигеном образуются сенсибилизирован­ные Т-лимфоциты. При повторном контакте антиген взаимодействует со специфическими рецепторами этих Т-лимфоцитов. Они подвергаются бласттрансформации с образованием различных клонов клеток, в том числе Т-киллеров, Эти клетки способны повреждать клетки-носители антигена как непосредственно, так и с «при­влечением» фагоцитов.

Кроме того, стимулированные антигеном лимфоциты продуцируют и высвобождают во внеклеточную среду медиаторы аллергии – лимфокины, обеспечивающие развитие аллергической реакции и ее проявления. Лимфокины подразделяют на 4 группы:

1) действующие на лимфоциты и оказывающие регули­рующие эффекты (например, интерлейкин-2, фактор роста В-лимфоцитов, супрессорные факторы);

2) дейст­вующие на клетки, обладающие свойством фагоцитоза (например, хемотаксические агенты, факторы, регули­рующие миграцию и активность макрофагов);

3) влия­ющие на клетки-мишени (в частности, цитотоксины);

4) действующие на другие клеточные элементы и ткани, в том числе на интактные (кожный реактивный фактор; агенты, повышающие проницаемость биологических мембран, активирующие тромбообразование, стимули­рующие митоз).

Клинически эти реакции проявляются в виде аллер­гических болезней (например, некоторые разновидности гломерулонефрита); инфекционно-аллергических реак­ций (туберкулиновой, бруцеллиновой и др.); контактно-аллергических реакций (контактный дерматит, конъ­юнктивит).

Аллергические реакции V тина. Этот тип обозначен как рецепторно-опосредованный или «стимулирую­щий».

Этот тип связан с наличием антител (главным образом IgG) к клеточным рецепторам (β-адренорецепторам, ацетилхолиновым рецепторам, инсулиновым рецепторам, рецепторам для ТТГ). Этот тип иммунного повреждения играет особую роль при аутоиммунизации. Реакция АГ(рецептор)+АТ может вести либо к стимуляции, либо к блокаде эффекта.

Клиническими примерами стимулированных такими антителами процессов могут быть имитация ими эффек­тов тиреотропного гормона в отношении клеток щито­видной железы с развитием гипертиреоидного состояния или стимуляции цитотоксического действия лимфоцитов-киллеров против собственных клеток. Примером ингибирующего влияния аллергических антител на клетки является подавление ими эффектов инсулина (с разви­тием состояния гипоинсулинизма) или ацетилхолина (с формированием состояния функциональной «денервации» ткани или органа) при взаимодействии со структу­рами рецепторов указанного гормона или нейромедиатора.

В развитии аллергической реакции обычно наблюда­ются три стадии: 1 – «иммуногенная» (или сенсибили­зации); 2 – «патохимическая» (образование, активация и реализация эффектов медиаторов аллергии) и 3 – «патофизиологическая» (проявление аллергичес­кой реакции, ее клиническая картина).