О.с. сергеев, и.п. балмасова, а.в. дубищев
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
О.С. СЕРГЕЕВ, И.П. БАЛМАСОВА, А.В. ДУБИЩЕВ,
И.О. ПРОХОРЕНКО, Л.И. УКСУСОВА
ОБЩАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
АЛЛЕРГИЯ. ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Учебное пособие
САМАРА 1998
УДК 612. 092
О.С. Сергеев, И.П. Балмасова, А.В. Дубищев, И.О. Прохоренко, Л.И. Уксусова.
Общая патофизиология. Аллергия. Патофизиологические аспекты. Учебное пособие для студентов медицинского университета. Самара, 1998. Стр. 43. Библ. 17. Рис. 4.
В учебном пособии «Аллергия. Патофизиологические аспекты» излагается теоретический материал, посвященный современным представлениям о механизмах и проявлениях аллергических реакций. В теоретическом блоке информации последовательно рассматриваются вопросы этиологии, патогенеза, типов аллергических реакций, их коррекции и механизмов гипосенсибилизации. Среди материалов пособия фигурируют тестовые задания с эталонными ответами на них. Материалы пособия предназначены студентам высших медицинских институтов и университетов, но могут быть использованы субординаторами, аспирантами, преподавателями и врачами различного профиля.
Рецензенты – доктор медицинских наук профессор В.А. Кондурцев, доцент Е.Ф. Стебихова.
Рекомендовано к изданию Учебно-методическим отделом СамГМУ
@ Самарский государственный
медицинский университет
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Предисловие
Введение
Этиология
Патогенез
1. Реакции цитотропного (цитофильного) типа
2. Реакции цитолитического типа
3. Реакции образования крупных иммунных комплексов
4. Реакции, опосредуемые клеточными механизмами иммунитета
Общий патогенез ГНТ и ГЗТ
I. Иммунологическая стадия
II. Патохимическая стадия
III. Патофизиологическая стадия
Аллергические реакции немедленного типа
Аллергические реакции замедленного типа
Понятие о десенсибилизации (гипосенсибилизации)
I. Принципы гипосенсибилизации при ГНТ
II. Принципы гипосенсибилизации при ГЗТ
Тестовые задания по теме «Аллергия»
Эталонные ответов на тестовые задания по теме «Аллергия»
Литература
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебное пособие «Аллергия. Патофизиологические аспекты» предназначено главным образом студентам второго-четвертого курсов медицинских института и университета, но могут быть использованы и более старшими их коллегами – субординаторами, аспирантами, врачами и преподавателями.
Основное назначение учебного пособия состоит в том, чтобы помочь обучающимся и занимающимся самостоятельно объективно оценить уровень собственных знаний по одному из разделов общей патофизиологии «Аллергия», так как предлагаемые материалы одновременно могут рассматриваться как тестовая обучающая и контролирующая программа. В теоретическом блоке учебного пособия можно найти ответы практически на все 75 тестовые задания. Среди предложенных в каждом тестовом задании ответов даются не только положительные, но отрицательные сведения. Тем не менее, значительная их часть несет правильную информацию, но поскольку она запрограммирована в форме вопроса, у студента всегда возникает некоторая доля сомнения в правильности выбранного ответа.
Для правильного ответа на поставленные вопросы требуется вдумчивая и кропотливая работа, ибо при кажущейся простоте выбрать среди однотипных «тот самый ответ» представляется не легкой задачей. Механически же заучить ответы на все тестовые задания в виде буквенных и числовых обозначений практически невозможно. Однако теоретический запас знаний по фундаментальным дисциплинам заметно облегчает поиск правильного ответа и успешное решение задачи в целом.
Составляя учебное пособие, мы исходили из того, что при освоении значительных объемов информации обучающийся не всегда может отделить главное от второстепенного. Поэтому предлагаемые материалы должны помочь глубокому осмысливанию знаний, почерпнутых из лекционного курса, учебников и других источников, в том числе и из теоретического блока настоящей книги. С этой целью ответы на многие вопросы по разделу «Аллергия» даны в форме положений, охватывающие различные стороны этиологии, патогенеза и проявлений данного патологического процесса в целом и отдельных его сторон.
Итоговая оценка по тестовому контролю определяется по общепринятым в педагогике критериям. Одним из таких критериев, позволяющим считать, что усвоение материала является достаточно успешным (на «удовлетворительно»), могут правильные ответы на 2/3 тестовых пунктов. Если экзаменуемый «набрал» из предложенного стандартного объема ответов более 80% всей заложенной в них информации, ставится оценка «хорошо», если более 90% – «отлично».
ВВЕДЕНИЕ
Аллергия является проявлением иммунологической реактивности и относится к заболеваниям, обусловленным неконтролируемыми избыточными иммунными реакциями, которые получили наименование болезни гиперчувствительности. Говоря об иммунологической реактивности, мы, с одной стороны, имеем в виду такое понятие, как иммунитет, механизмы которого были рассмотрены в предыдущем разделе, а с другой - аллергию, о чем и пойдет речь сейчас.
Как и все иммунные реакции, аллергия обеспечивает защиту организма от живых частиц и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Благодаря аллергии происходит выявление "не своего" (антигенных раздражителей), инактивация и элиминация из организма этого материала.
В то же время аллергия, как особая форма иммунного реагирования, обладает и рядом отличительных признаков:
1) Во-первых, аллергия может быть вызвана такими факторами, которые никогда не приводят к развитию других форм иммунитета, а порой даже угнетает их (например, ионизирующее излучение);
2) Во-вторых, в развитии аллергии могут принимать участие и иметь решающее значение такие классы антител, или иммуноглобулинов, которые практически никогда не участвуют в других механизмах формирования иммунитета (например, реагины);
3) Наконец, основное отличие заключается в том, какой ценой для организма достигается конечный результат – освобождение от "чужого". Во всех случаях аллергии имеются повреждения, т.е. защита организма от антигена достигается ценой его структурно-функциональных нарушений. Таким образом, повреждение организма при аллергии следует рассматривать как своеобразную расплату за быстроту реакции освобождения от "не своего". Это и есть то качество, которое отличает аллергию от иммунитета.
Что же такое аллергия? Аллергия - это типовой патологический процесс, который характеризуется состоянием повышенной чаще всего извращенной чувствительностью организма к повторным воздействиям веществ, обладающих антигенными свойствами или без них. Термин аллергия введен Пирке и Шиком в 1906 году и происходит от греческих слов: allos – иной, ergon – действую, что означает: иное, измененное действие аллергенов на организм.
В последние годы наметился заметный рост числа аллергических заболеваний. Их распространенность связывают с влиянием следующих факторов:
1) химизацией жизни, и, значит, появлением новых веществ, могущих стать аллергенами;
2) вакцинацией (парентеральное введение вакцин, а, значит, антигенов или аллергенов);
3) миграцией населения, предопределяющей встречу с новыми несвойственными прежней среде обитания антигенами.
4) бесконтрольным применением в лечебных целях многих лекарственных препаратов;
5) созданием и использованием новых синтетических материалов.
Лечение аллергических заболеваний затруднено, а последствия аллергии удручающие.
ЭТИОЛОГИЯ.
Причиной аллергии могут быть самые различные вещества с антигенными свойствами, которые вызывают в организме иммунный ответ гуморального и/или клеточного типа. Известно около 5000 таких веществ-аллергенов. Об антигенах подробно говорилось в предыдущем разделе книги. Здесь же отметим, что на внедрение в организм антигенов иммунокомпетентная система (ИКС) реагирует выработкой иммуноглобулинов (их пять классов: A, D, E, G, M) и/или активированных Т-лимфоцитов. Вторая группа аллергенов – это вещества без антигенных свойств (неполные антигены, или гаптены). О них тоже говорилось в предыдущем разделе, поэтому здесь мы упомянем лишь то, что гаптены состоят из детерминантных группировок и не индуцируют выработки иммуноглобулинов, но могут реагировать с готовыми антителами. Если происходит их взаимодействие с белками организма, то последние могут приобрести свойства антигенов.
Вещества антигенной природы делятся на экзоаллергены и эндоаллергены. К экзоаллергенам относят следующие группы антигенов:
1) Растительные (плоды, листья, корни, пыльца и т.п., например, в состав пыльцы амброзии входит 5-10, а тимофеевки – до 15 антигенов).
2)Животные (эпидермальные выделения – волосы, шерсть, пух, перхоть, перья, введение чужеродной сыворотки и т.п.).
3)Бытовые (домашняя пыль, в составе которой чаще всего присутствуют аллергены домашних клещей - сами клещи живые и мертвые, их линные шкурки и экскременты; синтетические изделия, моющие средства, косметика и т.д.).
4)Пищевые продукты (икра редких пород рыб, раки, клубника, мясо, яйца, молоко, цитрусовые, шоколад и другие).
5) Лекарственные препараты.
6) Производственные вещества.
7) Простейшие (вирусы, микробы, простейшие, грибы, в том числе условно патогенная и сапрофитная микрофлора). Те инфекционные болезни, в патогенезе которых аллергия играет ведущую роль, получили наименование инфекционно-аллергических (туберкулез, лепра, бруцеллез, ревматизм и другие).
Кэндоаллергенам относят следующие антигены: естественные, или первичные, и приобретенные, или вторичные. Среди естественных эндоаллергенов выделяют антигены, содержащиеся в нормальных тканях. К ним относятся (1) антигены хрусталика глаза, (2) нервной ткани, (3) коллоида щитовидной железы, (4) надпочечников, (5) гонад.
Приобретенные аллергены образуются в патологических тканях. В свою очередь, патологические ткани появляются в организме при действии на них физических, химических и биологических факторов, в том числе инфекционных.
Под влиянием физических факторов в организме могут сформироваться патологические ткани, в которых возможно присутствие следующих типов антигенов-аллергенов:ожоговые, холодовые, травматические и лучевые.
Наконец, инфекционные повреждения, обусловленные воздействием на ткани микробов, вирусов, грибов, паразитов и их токсинов, также часто могут сопровождаться образованием определенных антигенов-аллергенов.
Экзоаллергены попадают в организм различными путями: парентерально, чрезкожно, трансплацентарно, через желудочно-кишечный тракт, с трансплантатом, воздушно-капельным.
Эндоаллергены высвобождаются из вышеперечисленных тканей или образуются в тех органах, которые подверглись действию патогенных факторов. В результате внедрения аллергена (или антигена) в ИКС организуется иммунный ответ, который выражается в образовании либо антител (иммуноглобулинов главным образом IgE-, IgG- и IgМ-классов), либо активированных (сенсибилизированных) Т-лимфоцитов. По завершении иммунного ответа ИКС организма переходит в новое состояние, получившее наименование сенсибилизации. Аллергическая реакция проявляется только при повторном контакте сенсибилизированного организма с аллергеном в разрешающей дозе и наиболее выражена в тех тканях, через которые он попал в организм.
ПАТОГЕНЕЗ
По клиническим проявлениям и механизмам развития все аллергические реакции делят на две группы:
1) аллергические реакции немедленного типа (АРНТ), или гиперчувствительность немедленного типа (ГНТ), а более правильно – аллергическая реакция, опосредуемая гуморальными механизмами иммунитета(В-опосредуемая форма иммунитета);
2) аллергические реакции замедленного типа (АРЗТ), или гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ), а более правильно реакция, опосредуемая клеточными механизмами иммунитета (Т-опосредованная форма иммунитета).
ГНТ развивается в первые минуты и часы после повторного попадания аллергена в ранее сенсибилизированный организм, а ГЗТ возникает позже, спустя 10-12 ч после повторной встречи, достигая максимального своего выражения через 24-48 ч и более.
К В-зависимым аллергическим реакциям (ГНТ), связанным с синтезом антител – иммуноглобулинов Е-, G-, и М-классов, относят анафилаксию, крапивницу, отек Квинке, поллиноз (сенная лихорадка), сывороточную болезнь, атопическую бронхиальную астму, острый гломерулонефрит и ряд других проявлений аллергии, а также экспериментальные феномены Овери и Артюса-Сахарова.
К Т-зависимым аллергическим реакциям (ГЗТ), связанным с выработкой активированных (сенсибилизированных) Т-лимфоцитов, относят коллагенозы общего или местного характера: реакцию отторжения трансплантата, туберкулиновую пробу, контактный дерматит и аутоаллергические заболевания.
В патогенезе практически всех аутоаллергических заболеваний можно наблюдать механизмы, формирующие не только ГЗТ, но и ГНТ.
В зависимости от характера повреждения клеток и тканей в настоящее время выделяют 4 механизма аллергических реакций (П. Джелл и Р. Кумбс, 1969). Три из них следует отнести к ГНТ, одну – к ГЗТ:
I. Цитофильный, илицитотропный, механизм (реагиновый и анафилактический, или атопический) – аллергические реакции I типа;
II. Цитотоксический механизм – аллергические реакции II типа:
1.Комплементопосредованная цитотоксичность;
2.Активация фагоцитоза клеток, маркированных антителами;
3. Активация антитело зависимой клеточной токсичности;
4. Антирецепторная цитотоксичность.
III. Иммунокомплексный механизм – аллергические реакции III типа;
IV.Клеточно-опосредованный механизм – аллергические реакции IV типа.
Общий патогенез ГНТ и ГЗТ.
В развитии ГНТ и ГЗТ выделяют 3 стадии:
1) иммунологическая;
2) патохимическая;
3) патофизиологическая.
I. Иммунологическая стадия
Аллергическая реакция начинается с первичного внедрения в организм антигена-аллергена. Иммунная система организма отвечает на поступление аллергена сложным до конца еще не изученным ответом ИКС - А-, В- и Т-субсистем. Упрощенно в иммунном ответе принимают участие несколько типов зрелых Т-лимфоцитов, В-лимфоциты и антигенпрезентирующие клетки (макрофаги; нефагоцитирующие вспомогательные А-клетки).
В общей форме иммунный ответ при ГНТ выглядит следующим образом:
1) распознавание, поглощение и расщепление антигена макрофагами;
2) выход фрагментов антигена - детерминантных групп на поверхность макрофага;
3) взаимодействие фрагментов антигена через его детерминанты с определенными поверхностными структурами клетки - иммуноглобулинами;
4) презентация макрофагом комплекса фрагмента антиген-структура макрофага (суперантигена) Т- и В-лимфоцитам;
5) передача адекватного антигенного стимула Т-лимфоциту-эффектору;
6) превращение Т-лимфоцитов-эффекторов в Т-цитотоксические лимфоциты;
7) передача сигнала через Т-хелперы В-лимфоцитам;
8) формирование определенного специфического клона В-лимфоцитов и превращение его в плазматическую клетку, синтезирующую иммуноглобулины к соответствующему антигену;
9) участие в этом процессе регулятора иммунного ответа Т-лимфоцитов супрессоров.
Напомним, что плазматические клетки синтезируют 5 классов иммуноглобулинов – A, D, E, G и M. Все иммуноглобулины участвуют в формировании аллергических реакций, но особая роль отводится IgE, IgG и IgM.
В широком смысле иммунологическая стадия аллергической реакции связана с внедрением в организм антигена. Если антиген не попадает в организм, нет иммунного ответа. В узком смысле иммунологическая стадия аллергической реакции заканчивается формированием сенсибилизации. При повторном попадании аллергена и встречи его с иммуноглобулином образуется иммунный комплекс АНГ+АНТ. ГЗТ проявляется взаимодействием аллергена с сенсибилизированными (активированными) лимфоцитами, в результате чего лимфоциты высвобождают медиаторы аллергии замедленного типа - лимфокины.
Образовавшиеся в результате иммунологической стадии аллергии иммуноглобулины разносятся током крови в различные органы и ткани организма. Здесь они фиксируются на клеточных мембранах в ожидании повторного поступления аллергена. Такое состояние организма, как уже говорилось, называется сенсибилизацией. Сенсибилизация формируется при внедрении в организм крайне малого количества антигена (аллергена). Каждая молекула антигена вызывает выработку около 100000 молекул иммуноглобулинов. Сенсибилизация завершается на 10-20 день после первичного поступления антигена, и свойства сенсибилизации могут сохраняться в течение многих месяцев и лет. Такой тип сенсибилизации получил наименование активной. Помимо активной возможно формирование пассивной формы сенсибилизации. Она возникает в не иммунизированном организме при парентеральном введении ему готовых иммуноглобулинов, которые получают опытным путем от предварительно иммунизированного животного или переболевшего определенной инфекцией человека. Уже через несколько часов после введения антител такой организм становится сенсибилизированным к данному аллергену (требуется время, чтобы введенные антитела распределились по органам и тканям реципиента). Таким образом, иммунологическая стадия аллергической реакции ГНТ заканчивается сенсибилизацией.
Для случаев ГЗТ активная сенсибилизация связана с образованием комплекса антиген-неспецифический рецептор на поверхности А-клетки (разновидности Т-лимфоцитов), презентацией антигена Т-хелперам первого порядка и повышением их чувствительности к соответствующему аллергену. Пассивная сенсибилизация достигается введением в кровь предварительно сенсибилизированных Т-лимфоцитов или трансплантации лимфоидной ткани лимфузлов от предварительно сенсибилизированного данным антигеном животного.
II. Патохимическая стадия
Уже упоминалось, что для ГНТ образовавшиеся иммунологические комплексы АНГ+АНТ, адсорбируясь на мембранах клеток, вызывают их повреждение и высвобождение из цитоплазмы биологически активных веществ (БАВ). Так как иммунные комплексы адсорбируются в основном на мембранах тучных клеток, базофилов, макрофагов, лимфоцитов, эозинофилов, нейтрофилов, эндотелиоцитов и тромбоцитов, все последующие события разыгрываются именно на этих клетках и тканях, где они оказались сосредоточены. Они начинаются с активации одной из трех систем, а именно:
1. Системы комплемента, который, становясь активным, сам способен разрушить клеточную мембрану и вызвать образование новых БАВ, усилить фагоцитоз, повысить активность протеолитических ферментов крови, активировать фактор Хагемана, вызвать дегрануляцию лаброцитов;
2. Активация фактора Хагемана (12 фактор свертывания крови) запускает процесс свертывания крови, активируя комплемент и протеолитические ферменты;
3. Активация протеолитических ферментов крови и тканей – трипсиногена, профибринолизина, калликреиногена еще более усиливает активность комплемента и фактора Хагемана и способствует дальнейшему распаду тканей. Это ведет к образованию и высвобождению БАВ – медиаторов аллергической реакции ГНТ:
1) гистамина;
2) брадикинина;
3) серотонина;
4) каллидина;
5) гепарина;
6) лейкотриенов;
7) фактора миграции эозинофильных гранулоцитов;
8) фактора миграции нейтрофилов;
9) ацетилхолина;
10) простагландинов;
11) лизосомальных ферментов и продуктов разрушенных клеток;
12) Фактора активации тромбоцитов (ФАТ).
Это ведет к гиперионии (калий и кальций), гиперемии, повышению проницаемости сосудов, отеку, спазму гладкой мускулатуры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Балмасова И. П. Иммунология с позиций семейного врача. Семейная медицина. Руководство в двух томах. Том I. Под редакцией А.Ф. Краснова. - Самара. - Издательство Дом печати, - 1994. - С. 153-177.
2. Геронтологии и гериатрия. Руководство для врачей. / Г.П. Котельникова, О.Г. Яковлев, Н.О. Захарова. - Москва, Самара: Самарский Дом печати, 1997. - 800 с.
3. Гущин И. С. Немедленная гиперчувствительность (аллергические реакции первого типа)/ / Патол. физиол. и эксперим. терапия, 1993. - N 1. - 52-60.
4. Клиническая иммунология и аллергология. Под редакцией Л. Йегера. В трех томах. М., - 1992.
5. Краткий курс лекций по общей патофизиологии./ Под редакцией Н.П. Чесноковой. - Саратов, 1997. - 134 с.
6. Маянский А. Н., Пикуза О. И. Клинические аспекты фагоцитоза. - Казань, - Магариф, -1993. - 189 с.
7. Овсянников В. Г. Патологическая физиология. Типовые патологические процессы. - Ростов н/Д.: Издательство Университета, 1987. - 195 с.
8. Основы физиологии человека. / Под редакцией Б.И. Ткаченко. Том 3. Клинико-физиологические аспекты. - М., «Литера», 1998. - 474 c.
9. Патологическая физиология. / Под редакцией А.Д. Адо, В.В. Новицкого. - Томск: Издательство Томского университета, 1994. - 480 с.
10. Патологическая физиология. / В.А. Фролов, Г.А. Дроздова, Т А. Казанская и другие. М.: - Фонд «За экономическую грамотность», 1997. - 560 с.
11. Патофизиология. Курс лекций; Учебное пособие / Под редакцией П.Ф. Литвицкого. - М.: Медицина, 1995. - 752 с.
12. Порядин Г. В., Салмаси Ж. М., Макарков А. И. Молекулярные механизмы IgE-опосредованной аллергии. Москва: РГМУ, - 1996. - 123 с.
13. Прохоренко И. О., Кондурцев В. А., Балмасова И. П., Сергеев О. С.Иммунные тромбоцитопении и нарушения свертывания крови как осложнения гепаринотерапии. Обзор литературы / Старшее поколение. - 1997. № 2. - C. 91-93.
14. Пыцкий В. И., Адрианова Н. В., Артомасова А. В. Аллергические заболевания. - М., -Медицина, - 1991. - 368 с.
15. Хаитов Р. М., Пинегин Б. В., Истамов Х. И. Экологическая иммунология. - М.: Издательство ВНИРО, 1995. - 124 с.
16. Immunology. Fourth Edition / I. Roitt, J. Brostoff, D. Male. - Mosby, 1996.
17. Pathophysiology. The Biologic Basis for Disease in Adults and Children. / Editors Kathrin L. McCance, Sue E. Huether. - 2-end Edition. - Mosby, 1994. - 1577 P.
Учебное издание
Олег Степанович Сергеев
Ирина Петровна Балмасова
Инга Олеговна Прохоренко
Людмила Ивановна Уксусова
АЛЛЕРГИЯ
ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
О.С. СЕРГЕЕВ, И.П. БАЛМАСОВА, А.В. ДУБИЩЕВ,