Модификация метода оценки кожной реакции пчзт при контроле микобактериальных аллергенов
УДК 619:616-07:619:579.62
МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА ОЦЕНКИ КОЖНОЙ РЕАКЦИИ ПЧЗТ ПРИ КОНТРОЛЕ МИКОБАКТЕРИАЛЬНЫХ АЛЛЕРГЕНОВ
МЯСОЕДОВ Ю.М.,
кандидат биологических наук, ФКП «Курская биофабрика»; e-mail: MyasoedovYurij@Yandex.ru.
Реферат. Оценка иммунобиологических параметров микобактериальных аллергенов осуществляется на сенсибилизированных микобактериями туберкулёза морских свинках. Животным внутрикожно инъецируют несколько разведений исследуемого и контрольного образцов аллергенов, и спустя 24 часа после введений разведений препаратов, проводится визуальная оценка кожных реакций. В свою очередь метод визуального учёта кожных аллергических реакций характеризуется рядом недостатков обусловленных: различной фиксацией животного, при котором размеры реакции колеблются из-за неодинакового натяжения кожи, в местах развития воспалительного процесса; индивидуальными параметрами зрения разных специалистов, различной освещённостью реакций ПЧЗТ. Снижение влияния перечисленных недостатков на точность определения параметров качества ППД туберкулинов возможно путём использования специализированных технических устройств.
Принимая во внимание отсутствие данных устройств приемлемых для контроля аллергенов целью исследования было: модификация метода оценки кожной реакции ПЧЗТ при контроле микобактериальных аллергенов, включающая разработку технического устройства и апробацию аппаратного метода учёта аллергических туберкулиновых реакций при изучении биологических параметров ППД туберкулинов на морских свинках.
В результате проведённых исследований предложена модификация метода оценки кожной реакции ПЧЗТ используемая при контроле микобактериальных аллергенов. Оценка иммунобиологических характеристик микобак-териальных аллергенов при помощи разработанного устройства осуществляется получением цифрового изображения реакции с последующим анализом данных на ЭВМ с помощью программного обеспечения. Сопоставление результатов определения размеров визуальным методом и модифицированным методом с вероятностью 0,05 продемонстрировало отсутствие различий. Предложенный метод характеризуется высокой информативностью, позволяет формировать базу изображений для осуществления сравнительных исследований.
Ключевые слова: методы, активность, специфичность, ППД туберкулины, морские свинки. MODIFICATION OF A METHOD OF A SKIN REACTION ESTIMATION DTH AT THE CONTROL OF MYCOBACTERIUM ALLERGENS
MYASOEDOV Y.M.,
Candidate of Biology Sciences, Kursk biofactory; e-mail: MyasoedovYurij@Yandex.ru.
Essay. The estimation of immunobiological mycobacterium allergens parameters is carried out on sensibilized by my-cobacterium of tuberculosis guinea pigs. Animals intracutaneous are injected by some cultivations of researched and control allergens samples, and after 24 hours after introductions of cultivations of preparations, a visual estimation of skin reactions are carried out.
The method of the visual account of skin allergic reactions is characterized by a number of lacks caused: various fixing of an animal at which the sizes of reaction change because of a unequal tension of skin, in places of inflammatory process development; individual parameters of sight of different experts, various light exposure of borders of reactions delayed type hypersensitivity (DTH) because of a reactions relief. Decrease of the listed lacks influence on accuracy of definition quality parameters of PPD tuberculin is possible by using of the specialized technical devices.
Considering absence of the given allergens devices used at the control the guinea pigs of research was: updating of a method of an skin reaction DTH estimation at the control of the mycobacterium allergens, including development of the technical device and approbation of a hardware method of the account allergic tuberculin reactions at studying biological parameters PPD tuberculin on guinea pigs.
As a result of the carried out researches is offered the updating of an estimation of skin reaction DTH method that is used at the control of mycobacterium allergens. The estimation of immunobiology characteristics of mycobacterium allergens by means of the developed device is carried out by reception of the digital reaction image with the subsequent analysis of the data on the computer with the help of the specialized software. Comparison of definition results of the sizes by a visual method and the modified method has shown absence of distinctions with probability 0,05. The offered method is characterized by high information; it allows to form the base of images for realization of comparative researches.
Key words: methods, activity, specificity, PPD tuberculin, guinea pigs.
Введение. Контроль качества иммунобиологических параметров ППД туберкулинов: активность и специфичность осуществляется на модели туберкулёзной инфекции — сенсибилизированных микобактериями морских свинках. Методически процедура определения биологических количественных параметров микобакте-риальных аллергенов предполагает введение разведений контрольного и испытуемого препаратов, а спустя 24 часа, визуальный учёт кожной реакции ПЧЗТ, путём обозначения границ воспалительного процесса марке-
ром и последующим переносом линейных размеров на целлофан (ГОСТ 16739-88, 1988; В.А. Фрадкин 1990).
Недостатками метода визуальной оценки кожных реакций является затруднения при определении границ воспалительного процесса обусловленные: фиксацией животного, при котором размеры реакции колеблются из-за неодинакового натяжения кожи; индивидуальными параметрами зрения разных специалистов, различной освещённостью границ реакций ПЧЗТ (M.A. Chambers, 2002). Снижение влияния перечисленных факто-
ров на точность определения параметров качества ту-беркулинов возможно путём использования специализированных технических устройств. Так к настоящему времени разработаны устройства для анализа кожных покровов человека, широко используемые в медицинской и криминалистической исследованиях (Патент № 2150883, 1998; Патент № 2451333, 2007; Wohrl S., Vigl K, Binder M., et. al., 2006). Применение перечисленных устройств или их аналогов, для изучения иммунобиологических параметров микобактериальных аллергенов может нивелировать отрицательное влияние факторов связанных с визуальным учётом. В свою очередь предлагаемые приборы не имеют приспособлений для фиксации животного, что ограничивает их использование при изучении биологических параметров туберкулинов и обуславливает актуальность разработки специализированного устройства.
Принимая вышеизложенное целью исследования было: модификация метода оценки кожной реакции ПЧЗТ при контроле микобактериальных аллергенов, включающая разработку технического устройства и апробацию аппаратного метода при изучении биологических параметров ППД туберкулинов на морских свинках.
Условия, материалы и методы исследования. В
исследовании были использованы 22 беспородные самки морских свинок массой 400-500 гр., одновременно полученные из филиала «Андреевка» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России. Животных содержали на стандартном рационе кормления, с использованием гранулированного корма. Лабораторных животных за 30 дней, до проведения исследований, внутрикожно сенсибилизировали микобактериями штамма БЦЖ в дозе 0,2 мг/0,1 см3.
В работе были применены следующие микобакте-риальные аллергены:
— ППД туберкулин для млекопитающих — коммерческая серия;
— ППД туберкулин для млекопитающих — эталонный образец (эквивалентный Международному стандарту PPD- bovine).
Аллергены произведены ФКП «Курская биофабрика», по технологии молекулярного мембранного фракционирования (Козлов В.Е., Безгин В.М., 2003). Исследование препаратов на животных было осуществлено в разведениях 25 МЕ, 5 МЕ, 1МЕ в 0,1 см3 на фосфатно-буферном растворе.
Графическая обработка фотоматериалов осуществлялась с использованием ПО AxioVision LE 2009. Статистическая обработка результатов экспериментов осуществлялась с использованием ПО 1.0 Biological activity purified tuberculin for mammals и ПО 1.0 Specificity purified tuberculin for mammals.
Анализ и обсуждения результатов исследования. При разработке устройства, технические параметры которого позволят осуществлять исследование иммунобиологических свойств микобактериальных аллергенов, за основу были использованы различные технические решения. Так устройство, описанное в патенте № 2150883, 1998 было спроектировано для определения морфологических количественных параметров биологических объектов и представляет собой две цифровые камеры, соединённые с микроскопом и компьютером. Техническое устройство позволяет получать стереоскопические изображения объектов: кожи, ногтей, волос, костей, хрящей, зубов и др. с последующей компьютерной обработкой полученной стереопары рельефа поверхности биологических объектов.
Техническое решение, представленное в патенте № 2451333, 2007 представляет собой корпус с отверстием, в котором располагается субъект для захвата изображения, устройство захвата цифрового изображения, источник света для подсветки субъекта во время захвата изображения, компьютер для управления устройством захвата изображения и источником света. Устройство позволяет детально исследовать кожу лица человека, что особенно важно в косметологии и лицевой хирургии.
Устройство, описанное (V. Voipio H. Huttunen, H. Forsvik, 2022) состоит из блока освещения цифровой и светозащитной камер. Использования устройства применимо для анализа кожи предплечья, в том числе и при постановке прик — теста, с использованием инфекционных аллергенов.
Применение перечисленных технических решений для оценки размеров границ воспалительного процесса протекающего в дерме позволяет снизить влияние негативных факторов обусловленных индивидуальными параметрами зрения различных специалистов и не одинаковой освещённостью аллергических реакций. В свою очередь при контроле иммунобиологических параметров микобактериальных аллергенов на морских свинках, основным ограничением использования упомянутых технических решений является отсутствие конструктивных элементов позволяющих нивелировать погрешность обусловленной движением органов грудной и брюшной областей (и соответственно кожных покровов) на резкость получаемых снимков кожных туберкулиновых аллергических реакций.
В результате анализа устройства технических прототипов, с учётом определённых задач было разработано техническое устройство конической формы включающее: корпус с вмонтированной цифровой камерой (Olympus 3,2 мегапикселя), жидкокристаллическим дисплеем обращённое к оператору, а объективом к поверхности кожи с аллергической реакцией, кнопку управления цифрового захвата изображения, переключатель работы светоизлучающих диодов, светоизлу-чающие диоды, кронштейн, в основании которого имеется окно, внутри которого вмонтировано стекло, на поверхности, которого нанесена масштабная линия. Использование кварцевого стекла в основании кронштейна позволяет нивелировать движение органов грудной и брюшной областей при соприкосновении основания и поверхности кожи. Для захвата изображения туберкулиновых реакций ПЧЗТ, при определённых значениях длины световой волны, предусмотрен светозащитный кожух.
Оценка иммунобиологических характеристик ми-кобактериальных аллергенов при помощи разработанного устройства осуществляется путём получения цифрового изображения кожных аллергических реакций, с записью данных в память цифровой фотокамеры, после чего изображения, содержащиеся в памяти цифровой камеры, переносятся в память ЭВМ. В последующем, на ЭВМ осуществляется обработка полученных изображений с помощью специализированного программного обеспечения, например фоторедактора, AxioVision LE. Учёт размеров кожной реакции ПЧЗТ может быть осуществлён определением перпендикулярных размеров или площади аллергической реакции, обеспечивает равнозначные выводы, что было показано ранее (Мясоедов Ю.М., Морозов С.В., 2022).
При проведении расчётов на ЭВМ (ПО AxioVision LE) с использованием в расчётах площади реакции результат может быть выражен в пикселях. При осуществлении расчётов в миллиметрах значения пикселей пе-
ресчитываются в миллиметры относительно масштабной линии согласно формуле:
р х 1т
L =
Ipm
где Ь — длина линии (в миллиметрах) между границами воспалительного процесса;
р — длина линии (в пикселях) между границами воспалительного процесса;
1т — длина масштабной линии в миллиметрах; 1рт — длина масштабной линии в пикселях. Апробация аппаратного метода учёта кожных туберкулиновых аллергических реакций при изучении иммунобиологических параметров микобактериальных аллергенов была осуществлена в два этапа. При реализации первого этапа были сопоставлены результатов
полученных с помощью аппаратного и визуального методов. Исследование было осуществлено на группе морских свинок сенсибилизированных M. bovis БЦЖ. После развития состояния повышенной чувствительности, животным внутрикожно инъецировали три разведения ППД для млекопитающих: 25 МЕ, 5 МЕ, 1 МЕ. Метод визуального учёта предполагал определение границ реакций в коже и последующий перенос значений на целлофан. При использовании аппаратного метода были получены цифровые изображения, после чего значения пикселей были преобразованы в миллиметры, границы реакций были детализированы с помощью программного обеспечения. Результаты исследования представлены в таблице 1.
Таблица 1 — Интенсивность кожной аллергической реакции на различные дозы ППД для млекопитающих при
Показатели Метод
Визуального учёта Аппаратного учёта
Доза туберкулина, МЕ 25 5 1 25 5 1
M±m 19,75±0,51 15,96±0,45 11,75±0,35 18,52±0,45 15,48±0,52 11,69±0,40
Р> — — — 0,05 0,05 0,05
аблица 2 — Биологическая активность ППД туберкулина для млекопитающих при использовании визуального и аппаратного методов учёта ^__
Показатели Метод визуального учёта (определение диаметра реакций в миллиметрах) Аппаратный метод (определение диаметра реакций в пикселях)
ППД для млекопитающих ППД для млекопитающих
Испытуемый Контрольный Испытуемый Контрольный
Доза МЕ 25 5 1 25 5 1 25 5 1 25 5 1
Средний диаметр 19,04 15,42 12,58 19,75 15,96 11,75 302,88 250,08 203,88 305,21 258,79 193,75
Коэффициент активности R=0,94 R=0,99
Доверительный интервал 74% — 136% 71%-141%
Из полученных данных видно, что при использовании методов визуального и аппаратного учёта с вероятностью 0,05 статистически значимых различий не выявляется.
На рисунке 1 представлено цифровое изображение кожной реакции ПЧЗТ на дозы ППД туберкулина для млекопитающих: 25 МЕ, 5 МЕ, 1 МЕ кожной туберкулиновой реакции ПЧЗТ после обработки с помощью программы Ахю^юп ЬБ. Результаты выражены в пикселях.
Рисунок 1- Кожная аллергическая реакция ПЧЗТ на различные дозы ППД туберкулина для млекопитающих после цифровой обработки с помощью ПО АхюУ1яоп ЬБ
Представленный снимок демонстрирует, что использование устройства не приводит к деформации кожного покрова, позволяя получать цифровые изображения с выраженными границами аллергических реакций и возможностью осуществить детализацию границ воспалительных зон.
Следующим этапом исследования было сопоставление результатов биологической активности ППД для млекопитающих полученных с помощью аппаратного метода в сравнении с визуальным. При использовании аппаратного метода расчёт биологической активности был осуществлен в пикселях. Результаты исследования представлены в таблице 2.
Сопоставление результатов биологической активности ППД туберкулина для млекопитающих полученных с помощью визуального и аппаратного методов учёта, целесообразно осуществлять с применением двух критериев: доверительного интервала и коэффициента активности (В.А. Фрадкин 1990). Из полученных данных видно, что значения доверительных интервалов в обоих случаях входят в предел 50-200 %, что характеризует достоверность полученных результатов (р=0,05). Значения биологической активности выраже-
ны в логарифме относительной активности в обоих вариантах сопоставлении коэффициента активности соответствуют границам R=1±0,2 характеризующие сопоставимость результатов активности микобактери-альных аллергенов. Таким образом, полученные данные с вероятностью р=0,05 позволяют утверждать, что метод визуального и аппаратного учёта являются тождественными.
Выводы
1. Предложена модификация метода оценки кожной реакции ПЧЗТ при контроле микобактериальных аллергенов на основе технического решения, альтернативная методу визуального учёта.
2. Показано, что аппаратный метод учёта кожных туберкулиновых аллергических реакций характеризуется высокой информативностью, позволяет формировать базу изображений для осуществления сравнительных исследований.
Список использованных источников
1. ГОСТ 16739-88. Туберкулин очищенный (ППД) для млекопитающих. — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 21 с.
2. Козлов В.Е., Безгин В.М. Новые технологии производства диагностических препаратов для ветеринарной медицины. Ветеринарная медицина. Мiжвiдомчий тематичний науковий збiрник.- Випуск 81.-Харьков, 2003.-С.41-45.
3. Мясоедов Ю.М., Морозов С.В. Сравнение вариантов учёта кожных аллергических реакций ГЗТ, при определении величины биологической активности ППД туберкулина для млекопитающих. Материалы международной научно-практической конференции, посвящённой 140- летию со дня рождения профессора И. И. Иванова (Курск 25-26 ноября 2022). Обеспечение продовольственной безопасности России. Если не мы, то кто?! -! Курск, 2022. -С.199-201.
4. Мясоедов Ю.М. Оценка методов контроля качества микобактериальных аллергенов изготавливаемых с использованием M. Bovis // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. — 2022. — № 8.- С. 209-212.
5. Патент № 2150883, 1998 г. Способ определения морфологических количественных параметров рельефа поверхности биологических объектов: кожи, ногтей, волос, костей, хрящей, зубов и других. Омельяненко Н.П., Со-клов В.Н., Юрковец Д.И.
6. Патент № 2451333, 2007 г. Устройство и способы формирования изображений для захвата и анализа цифровых изображений кожи. П. Джеффри., П. Грегори, К. Никифорос., Д. Дик., Р. Эдуардо
7. Фрадкин В.А. Диагностические и лечебные аллергены. — М.: Медицина 1990. — С. 51-58.
8. Automated measurement of skin prick tests an advance towards exact calculation of wheal size. Experimental Dermatology 2006; 15; 119-124. Wohrl S., Vigl K, Binder M., Stringl G, Prinz M.
9. Chambers, M.A. Simple objective measurement of the cutaneous delayed-type hypersensitivity reaction to tuberculin using spectrophotometry / M.A. Chambers, K. Jahans, A. Whelan //Skin Res Technol. -2002. May- 8 (2). -S.89-93.
10. Practical Imaging in Dermatology. Ville Voipio, Heikki Huttunen, Heikki Forsvik., 2022. www.intechopen.com.
List of sources used
1. State Standard 16739-88. Purified Tuberculin (PPD) for mammals. M.: Publishing house standards, 1988. — 21p.
2. Kozlov V.E., Bezgin V.M. New technologies of diagnostic preparations for veterinary medicine. Veterinary medicine. Interdepartmental thematic scientific manual.- Release 81.-Harkov,2003.-P.41-45.
3. Myasoedov J. M., Morozov S.V. The variants of the account of skin allergic reactions DHT, at definition of size of biological activity PPD tuberculin for mammals. Materials of the International scientifically practical conference devoted 140 years from birthday of the professor I.I. Ivanov (Kursk November, 25-26 2022). Maintenance of food safety of Russia. If not we, who?! — Kursk, — 2022. — P. 199-201.
4. Myasoedov J.M. Estimation of a quality monitoring of quality микобактериальных allergens made with use M. bovis // Vestnik of Kursk state agricultural Academy .-2022.- № 8. — P. 209-212.
5. Patent № 2150883, 1998. A way of definition of morphological quantitative parameters of a relief of a surface of b i-ological objects: skin, nails, hair, bones, cartilages, a teeth and others. Omelianenko N.P., Soklov V.N., Jurkovets D.I.
6. Patent №2451333, 2007. The device and ways of formation of images for capture and the analysis of digital images of a skin. P. Gjeffri., P.Gregori., K. Nikiforos., D. Dic., R. Eduardo.
7. Fradkin V.A. Diagnostic and medical allergens. — M.: Medicine 1990. — P. 51-58.
8. Automated measurement of skin prick tests an advance towards exact calculation of wheal size. Experimental Dermatology 2006; 15; 119-124. Wohrl S., Vigl K, Binder M., Stringl G, Prinz M.
9. Chambers, M.A. Simple objective measurement of the cutaneous delayed-type hypersensitivity reaction to tuberculin using spectrophotometry / M.A. Chambers, K. Jahans, A. Whelan // Skin Res Technol. -2002. May- 8 (2). — S.89-93.
10. Practical Imaging in Dermatology. Ville Voipio, Heikki Huttunen, Heikki Forsvik., 2022. www.intechopen.com.
Патофизиология аллергии — патофизиология аллергии
Подборка по базе: Экзамен патофизиология.docx, Туғанбай Меруерт, срс, патофизиология.docx, Бауыр патофизиологиясы.docx, общая патофизиология 2022-14.rtf, тесты2003 патофизиология (переизд.).doc, 01 Патофизиология Лекция (1).pdf, Литвицкий. Патофизиология 1 том.djvu.pdf, Дистанционного обучения — Патофизиология- Лечебное дело (3 курс), Митюшина Т. М. 121 а 1 лаб работа патофизиология.pdf, 1. 10в Патофизиология опухолевого роста..doc
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ АЛЛЕРГИИ
Аллергические заболевания занимают до 30% заболеваемости населения и частота их постоянно растет. Среди заболеваний чаще всего встречаются ринит, крапивница, бронхиальная астма.
Allos — иной, ergon — действие
Следовательно, аллергия — это иное действие.
Аллергия — это типовой патологический процесс, проявляющийся высокой чувствительностью организма к повторному действию раздражителей антигенной природы. Кроме понятия «аллергия», существуют термины «сенсибилизация», «гиперчувствительность». Вещества, вызывающие аллергию, носят название аллергенов.
Аллергия относится к патологии иммунитета, отражающей новую форму чувствительности организма.
Иммунитет
Аллерген ФСИО
Аллергия
В развитии аллергии выделяют 3 периода:
1. Сенсибилизация. Она возникает после 1-го контакта с аллергеном и ничем не проявляется. В этот период повышается чувствительность организма.
2. Период клинических проявлений. Он характеризуется сокращением гладкой мускулатуры, повышением секреции эндокринных желез, болевыми реакциями, развитием лихорадки, воспаления, шока.
3. Период гипосенсибилизации — период снижения повышенной чувствительности.
Этиология аллергии
Этиология аллергии включает:
1. Чрезвычайный раздражитель
2 Условия
3. Входные ворота
4. Реактивность организма
Чрезвычайный раздражитель
Это — антигены, чужеродные вещества. Они обладают слабой чувствительностью, слабой антигенностью. Они могут быть полными и неполными (гаптенами). Полные антигены — это макромолекулярные соединения животного, растительного, пищевого происхождения, аутоантигены. Неполные антигены — это гаптены. К ним относятся лекарственные препараты.
Классификация антигенов
АЛЛЕРГЕНЫ
Эндогенные Экзогенные
Неинфекционные Инфекционные
лекарственные бытовые растительные пищевые
пенициллин, домашняя травы, цветы, коровье моло- яды насекомых-
лечебные пыль, шерсть пыльца и сок, ко, белки кури-
сыворотки, домашних растений ных яиц, рыба, возбудители
сульфанил- животных цитрусовые,
амиды, йод, клещи, пух, мед, кофе, бактерии, ви-
витамины моющие мясо, орехи русы, грибы и
группы В средства, их фрагменты
анилиновые
красители
2. Условия: высокая и низкая температура, ионизирующая радиация, ультрафиолетовые лучи, электромагнитные поля, экологические факторы (озон, окислы азота), характер питания (избыточная нагрузка углеводами и белками).
3. Входные ворота. При попадании растительных аллергенов через дыхательные пути чаще развиваются кашель, бронхиальная астма. При попадании аллергена через желудочно-кишечный тракт наблюдаются проявления в виде воспаления. Если аллерген поступает парентерально, например, в кровь может развиваться анафилактический шок. Если аллерген поступает через кожу, могут развиваться дерматиты, сыпь, вплоть до экземы.
4.Реактивность организма.
Чаще аллергическими заболеваниями страдают люди с аллергической конституцией. В целом иммунологическая реактивность у человека определяется состоянием ЦНС, эндокринной системы, генетическими механизмами.
Роль нервной системы. Повышенная чувствительность к аллергическим раздражителям связана с невротизацией. Способствует развитию аллергии активация холинергической иннервации (активация ПСНС).
Холинэстераза Ca2 цГМФ
Эндокринная система. Преобладание проаллергических гормонов — СТГ, тироксина, минералокортикоидов, ТТГ — формируют аллергию. Такие гормоны как АКТГ, глюкокортикоиды, половые гормоны являются противоаллергическими.
Роль физиологической системы иммунного ответа
Аллергическая предрасположенность обусловлена мутациями в геноме. Физиологическая система иммунного ответа находится под регуляторным влиянием генома. Основную роль играют гены главной системы гистосовместимости (HLA) (6-я пара хромосом), которая способна
HLA Ir Is различить свое и чужое. Эта система регулирует ген иммун-
Тх Тс ного ответа (Ir) и ген иммунной супрессии (Is). Эти гены
формируют степень чувствительности Тх и Тс. При мутаци- ях в основном страдает функция Тс). Это меняет активность иммунного ответа. Повышается чувствительность организма, нарушается иммунитет.
ЦНС, гормоны, генетические механизмы формируют возрастную реактивность. У детей первых трех лет преобладает аллергия на пищевые раздражители. Проявляется в виде экссудативного диатеза, дерматита. В возрасте 3-7 лет наблюдаются проявления со стороны дыхательной системы — аллергический бронхит, бронхиальная астма. До 30 лет проявления аллергии стихают. После 30 лет наблюдается обострение аллергических реакций со стороны дыхательной системы или кожных проявлений.
Патофизиологические механизмы развития аллергических реакций
Эти механизмы делятся на:
1. Повышенную чувствительность замедленного типа (ПЧЗТ)
2. Повышенную чувствительность немедленного типа (ПЧНТ)
ПЧЗТ: эти реакции развиваются через несколько часов или чуток (до 3-х суток). Это — клеточные реакции, это Т-зависимая аллергия.
Аллергические реакции немедленного типа развиваются через несколько минут. Это — гуморальные реакции, В-зависимая аллергия. Смешанные реакции характерны для аутоаллергии.
ПЧЗТ — это клеточно-опосредованные реакции, IY типа
В развитии этих реакций выделяют следующие стадии:
1. Патоиммунную
2. Патохимическую
3. Патофизиологическую стадию
Патоиммунная стадия
Антиген Макрофаг Тл Тсенс. Тп
Тц
ИЛ-1 ИЛ-2 Тх
Тх Тс
Тт
Антиген реагирует с макрофагом (А-клеткой). Неполный фагоцитоз макрофагом антигена приводит к тому, что частицы аллергена выходят на поверхность клетки А. Они взаимодействуют с Тх при участии интерлейкина-1. Активация Тх усиливает его влияние на Тл через интерлейкин-2. Тл становятся сенсибилизированными (Т-эффекторами). Т-эффекторы — это антигенчувствительные лимфоциты, имеющие на своей поверхности специфические рецепторы.
Т-эффекторы дают клон клеток: 1)Т-памяти — это долгоживущие клетки. Они определяют аллергическую конституцию и способны отреагировать на антиген. 2) Т-цитотоксические лимфоциты. Они повреждают любую клетку, где есть антиген (даже при первичном попадании антигена). При повторном поступлении антигена Т-памяти превращаются в Тц-лимфоциты. 3) При первичном воздействии антигена в организме образуются также Т-хелперы, Т-супрессоры и Т-толерантные лимфоциты. Т-супрессоры тормозят развитие аллергии, а Т-толерантные лимфоциты участвуют в механизмах гипосенсибилизации (снижении повышенной чувствительности). В развитии аллергии основную роль играют Тц. Они взаимодействуют с соматическими клетками, на которых фиксирован антиген. Происходит возбуждение клетки и под влиянием лизосомальных ферментов происходит разрушение клетки. Это взаимодействие приводит к развитию патохимической стадии. При первичном действии антигена продолжительность периода сенсибилизации 3-5 дней.
Патохимическая стадия
В результате взаимодействия Тц с соматической клеткой освобождаются медиаторы аллергии. Они освобождаются из лимфоцитов и в реакциях замедленного типа называются лимфокинами.
1. Фактор переноса (трансферфактор). Он обладает сенсибилизирующим влиянием на интактные лимфоциты. Этот фактор играет роль при переливании крови.
2. Митогенетический фактор. Он стимулирует пролиферацию лимфоцитов, их деление, способствует популяции Т-сенсибилизированных лимфоцитов.
3. Фактор ингибирующий миграцию макрофагов (MIF)). Он способствует накоплению макрофагов в области аллергической альтерации и вызывает развитие воспаления.
4. Лимфотоксин. Он оказывает цитотоксический эффект, вызывает разрушение и гибель клетки-мишени.
5. Фактор хемотаксиса. Он способствует скоплению нейтрофилов и моноцитов в очаге воспаления.
6. Кожнореактивный фактор. Он обусловливает развитие кожных проявлений
7. Интерферон. Он угнетает способность вирусов инфицировать клетку.
8. Простагландины. Они способствуют развитию лихорадки, активируют Тц лимфоциты.
Все эти факторы вызывают формирование типовых патологических процессов: воспаления, лихорадки и шока.
Лимфокины вызывают развитие клинических проявлений
Патофизиологическая стадия
Эта стадия проявляется в виде:
1. Бактериальной аллергии (болезней туберкулинового типа)
2. Контактной аллергии
Бактериальная аллергия
Если организм сенсибилизирован, то на месте введения фильтрата из убитых бактерий через 2-3 дня образуется воспалительный инфильтрат. Бактериальная аллергия является
показателем не только аллергии, но и вакцинации.
Контактная аллергия
Она возникает при контакте с чужеродным веществом (препараты брома, соли тяжелых металлов, красители, косметические средства, новокаин, пенициллин, моющие средства). Эти вещества — гаптены, но, соединяясь с белками кожи, становятся полными аллергенами. Проявляется контактная аллергия кожными реакциями — гиперемия, дерматит, зуд, сыпь.
Повышенная чувствительность немедленного типа
Это — гуморальные реакции, в них участвуют В-лимфоциты.
Механизмы развития
1. Патоиммунная стадия
2. Патохимическая стадия
3. Патофизиологическая стадия
Патоиммунная стадия
Эта стадия отражает механизмы сенсибилизации.
Антиген Макрофаг Вл Всенс. Вп
Вт
ИЛ-1 ИЛ-2
Плазматическая
Тх клетка
IgE IgM IgG
Антиген взаимодействует с макрофагом и с участием Тх, ИЛ-1 и ИЛ-2 В-лимфоциты становятся сенсибилизированными, антигенчувствительными.
При первичном воздействии антигена из Всенс. лимфоцитов образуются В-клетки памяти, которые сохраняют повышенную чувствительность к антигену, Вт лимфоциты и плазматические клетки. Плазматические клетки продуцируют иммуноглобулины IgE и IgG. Основную роль в аллергических реакциях играют IgE — аллергические антитела. IgE фиксируются на соматических клетках, в частности, на тучных клетках. Клетке становится чувствительной к антигену. По своему строению IgE имет тяжелую и легкие цепи. Отрезок Fc (тяжелая цепь) имеет сродство к тучным клеткам. Легкие цепи являются антигенчувствительными: с ними реагирует антиген. Таким образом IgE превращается в рецептор для антигена. Кроме IgE, в плазматических клетках образуются IgG. Они могут проявлять свойства IgE, то-есть быть аллергическими антителами. Часть IgG является блокирующими антителами.
IgE способны образовывать с антигеном патоиммунный комплекс, который вызывает разрушение, лизис клетки и освобождение медиаторов аллергии.
Патохимическая стадия
Под влиянием патоиммунного комплекса из клеток освобождаются медиаторы аллергии, которые способствуют клиническим проявлениям. Основными медиаторами при аллергических реакциях немедленного типа являются:
1. Гистамин — он освобождается из тучных клеток, расширяет сосуды, повышает сосудистую проницаемость, вызывает спазм бронхов и гладкой мускулатуры, увеличивает секрецию слизи.
2. Гепарин — освобождается из тучных клеток, усиливает фибринолитическую активность крови
3. Медленно реагирующая субстанция аллергии — является производной арахидоновой кислоты, образуется в тучных клетках легких. МРСА вызывает медленный спазм бронхиол при бронхиальной астме. Спазм не снимается антигистаминными препаратами. Образуется мокрота, закупоривающая бронхи.
4. Брадикинин вызывает повышение сосудистой проницаемости, расширяет сосуды, вызывает боль, зуд.
5. Ацетилхолин обладает теми же свойствами, что гистамин и брадикинин, но в меньшей степени.
6. Простагландины вызывают эффект, аналогичный гистамину и брадикинину, способствует развитию лихорадки.
7. Фактор хемотаксиса эозинофилов способствует хемотаксису эозинофилов. Эозинофилия свидетельствует об аллергизации организма.
8 Комплемент — участвует в реализации реакций II типа.
Проявлениями действия медиаторов являются воспаление, лихорадка, шок.
Патофизиологическая стадия
На этой стадии формируются типовые патологические процессы и аллергические заболевания. Выделяют 3 группы аллергических реакций:
1. Аллергические реакции I типа: в этих реакциях играют роль IgE
2. Аллергические реакции II типа: в этих реакциях принимают участие IgG
3. Аллергические реакции III типа ( реакции свободных иммунных комплексов).
К I группе аллергических реакций относятся атопические реакции, анафилаксия.
Атопические реакции
К ним относятся сенная лихорадка, бронхиальная астма, крапивница, отек Квинке.
Сенная лихорадка возникает при воздействии пыльцы растений. Заболевание проявляется ринитом, конъюктивитом, зудом, слезотечением, кашлем, иногда лихорадка, бронхит. Все эти симптомы обусловлены участием гистамина.
Бронхиальная астма возникает при действии бытовых аллергенов — домашняя пыль, которая содержит клещи. Заболевание характеризуется приступообразными нарушениями бронхиальной проходимости, клиническим выражением которых являются приступы экспираторного (с затруднением выдоха) удушья. Основную роль в бронхоспазме играет медленно реагирующая субстанция аллергии.
Крапивница — аллергическое заболевание, характеризующееся быстрым образованием отеков очагового характера. В основе патогенеза крапивницы лежит повышение сосудистой проницаемости под влиянием гистамина. Заболевание развивается при действии различных аллергенов. Оно характеризуется лихорадкой, головной болью, общим недомоганием, зудом. Крапивница занимает второе место после бронхиальной астмы.
Ангионевротический отек (отек Квинке) — локально ограниченный отек кожи и подкожной клетчатки с преимущественной локализацией в области лица, слизистых оболочек полости рта, конечностей. Отек Квинке является одной из разновидностей крапивницы. Заболевание возникает при действии лекарственных препаратов, пищевых аллергенов, пыльцы растений. В патогенезе отека Квинке играет роль гистамин.
Анафилаксия
Анафилаксия — беззащитность. Анафилаксия проявляется общими и местными реакциями. Общая анафилаксия проявляется анафилактическим шоком.
Анафилактический шок может развиваться при введении в организм антибиотиков, антитоксических сывороток, сульфаниламидов, при приеме некоторых пищевых продуктов. При анафилаксии наряду с IgE в развитии шока принимают участие циркулирующие IgG. В образовании патоиммунного комплекса принимает участие медиатор анафилатоксин. Его действие реализуется через выброс гистамина. Шок характеризуется падением артериального давления, расширением сосудов и развитием коллапса, развитием сердечной и дыхательной недостаточности. Анафилактический шок может развиваться при укусе пчел. В этом случае шок развивается с участием ацетилхолина.
Местная анафилаксия (феномен Артюса) возникает на месте повторного введения лекарственного препарата, лошадиной сыворотки в дозе 0,5-1,0 мл кролику с интервалом в 5-6 дней. Местная анафилаксия сопровождается развитием асептического воспаления, гиперемии, отека, эмиграции лейкоцитов. Реакция проявляется после 4-5 инъекций препарата. В механизмах развития феномена Артюса участвуют IgG.
Цитолитические реакции
Аллерген фиксируется на клетках крови. Образуется патоиммунный комплекс с IgG в присутствии комплемента (С-3,С-5). Это комплекс фиксируется на мембранах клеток крови и с участием цитолизина вызывает разрушение клеток. По этому механизму развиваются аллергические гемопатии (анемии, гемолитическая желтуха, лейкопении, тромбоцитопении с явлениями кровоизлияний и кровотечения).
Болезни свободных иммунных комплексов
В качестве антител в этих реакциях выступают циркулирующие IgG. Патоиммунный комплекс образуется в крови с участием комплемента и затем фиксируется на мембранах почек, лимфоузлов, эндотелии микроциркуляторного русла. Аллергическая реакция в виде воспалительного процесса развивается в любом органе.
Примером этих реакций может служить сывороточная болезнь, которая возникает после введения лечебной сыворотки, антибиотиков, гормонов, белковых препаратов. Заболевание проявляется генерализованной реакцией лимфоузлов, лихорадкой, кожными проявлениями в виде крапивницы. В патологический процесс включаются почки, миокард, суставы. В крови образуются конгломераты, которые закупоривают капилляры и нарушают микроциркуляцию.
Аутоаллергия
Аутоаллергия развивается в ответ на действие аутоаллергенов (эндогенных аллергенов). Физиологическая система иммунного ответа реагирует на аутоаллергены выработкой аутоантител.
Аутоаллергены
Естественные Приобретенные
(первичные) (вторичные)
белки нормаль- I II III IY
ных тканей
Аутоаллергия — это состояние аутоагрессии иммунокомпетентных клеток, способных реагировать с белками собственных тканей.
Аутоаллергия относится к смешанной аллергии. Она развивается по механизму повышенной чувствительности замедленного типа и повышенной чувствительности немедленного типа.
ПЧЗТ Тц
ААГ ФСИО
ПЧНТ IgE, IgG, IgM
Механизмы развития аутоаллергии
Существует несколько взглядов на на механизмы развития аутоаллергии.
- П
ервичные ААГ. Некоторые ткани организма в эмбриогенезе развивались вне контакта с ФСИО. Эти ткани оказались в изоляции, за гистогематическим барьером, и протеины этих органов и тканей не имеют генов гистосовместимости. Эти протеины несовместимы с иммунокомпетентными клетками (В- и Т-лимфоцитами) и становятся аутоаллергенами. Эти лимфоциты и А-клетки относятся к этим протеинам как чужеродным. Это — протеины сетчатки, хрусталика, нервной системы, щитовидной железы, мужских половых гонад. При нарушении гистогематического барьера эти протеины выходят в кровь и лимфоциты воспринимают их как чужеродные. При взаимодействии протеинов и лимфоцитов развивается аутоаллергическая реакция. По этому механизму развиваются такие заболевания как тиреодит, энцефаломиелит, офтальмия (воспалительные процессы поврежденного глаза).
- Второй механизм, который способствует развитию аутоаллергических реакций, связан с нарушением механизмов толерантности иммунокомпетентных клеток, в частности, Т-клеток. По теории Бернета эти лимфоциты образуют запретный клон. В процессе развития организма эти лимфоциты не способны различать свое и чужое. Этот клон лимфоцитов или исчезает к рождению, или находится в депрессированном состоянии под контролем гена иммунной супрессии (Is). При ослаблении генного контроля функция Т-супрессоров становится недостаточной и агрессивные лимфоциты (лимфоциты запретного клона) экспрессируются, становятся активными и начинают выполнять роль аутоаллергенов. Таким образом, аутоаллергические реакции развиваются в этом случае в результате нарушения генного механизма.
Согласно второму взгляду, при действии мутагенных факторов в организме образуются мутантные лимфоциты, способные выступать как аутоантигены. С участием этого механизма развивается ряд заболеваний.
Ревматоидный артрит: это аутоаллергическое воспаление суставов. Заболевание развивается при участии ревматоидного фактора (IgM). Это антитело. IgM образуются при воздействии аллергена (некоторые участки IgG). IgG имеет антигенные детерминанты — идиотипы. На них реагируют В-лимфоциты. В ответ на идиотипы вырабатывается антиидиотип (IgM). Образуется комплекс «идиотип-антиидиотип», который поражает синовиальные мембраны суставов.
Диссеминированная красная волчанка. ДНК соединительной ткани часто подвергается действию патологических лимфоцитов. В этом случае ДНК выступает как аутоаллерген. В ответ на образование аутоаллергенов образуются аутоантитела. При реакции ААГ ААТ образуется патоиммунный комплекс, который фиксируется на коже, почках, миокарде, стенке сосудов, вызывая поражение этих тканей.
Миастения. Патологические лимфоциты (В-клетки) способны воспринимать ацетилхолиновые рецепторы как чужеродные, как аутоантигены. Образуются противоацетилхолиновые антитела, которые блокируют ацетилхолиновые рецепторы. Развивается мышечная слабость, мышцы не сокращаются.
Заболевания при действии вторичных (приобретенных) аутоаллергенов
I. Измененные, денатурированные белки способны приобретать свойства аутоаллергенов. Физиологическая система иммунного ответа реагирует на эти белки выработкой аутоантител. Причиной появления таких белков являются обширные ожоги. Образуется патоиммунный комплекс, вызывающий аутоаллергическую реакцию.
II. Ряд инфекционных возбудителей и тканевых аллергенов имеют общие детерминантные группировки. Некоторые штаммы кишечной палочки и белки слизистой кишечника имеют общие детерминанты. По этому механизму развивается язвенный колит аутоаллергического происхождения. Ревмокардит. Стрептококк А имеет сходные детерминантные группировки с кардиомиоцитом. Образуется патоиммунный комплекс, который повреждает миокард. По этому механизму развивается инфекционно-аллергическая бронхиальная астма. Развитие ее связано с тем, что микрофлора дыхательных путей имеет общие детерминантные группировки с протеинами тканей легких.
III. Ионизирующая радиация может вызывать разрушение тканей и появление аутоаллергенов. При инфаркте миокарда, при некрозах сердечной мышцы кардиомиоциты повреждаются и становятся аутоаллергенами. Они вызывают образование аутоантител с последующим образованием патоиммунного комплекса.
IY. К аутоаллергенам относятся промежуточные аллергены. В этом случае в организме могут образовываться комплексные аутоаллергены. Чаще всего эта группа аутоаллергических заболеваний возникает с участием вирусов. Вирусы включаются в клетку и повреждают ее. На разрушенные клетки физиологическая система иммунного ответа отвечает развитием аутоаллергического процесса.
Гипосенсибилизация
Гипосенсибилизация — снижение повышенной чувствительности организма на действие антигена.
Механизмы гипосенсибилизации лежат в основе принципов лечения и профилактики аллергических заболеваний.
В механизмах гипосенсибилизации участвуют нервная и эндокринная системы, биологические активные вещества.
ЦНС
Эндокринная Биологические
система СНС ПСНС активные
вещества
А-клетки, Т- и В-клетки
Существуют методы неспецифической и специфической гипосенсибилизации.
Неспецифические методы
1. Использование седативных препаратов, вызывающих усиление тормозных процессов в ЦНС. Показано, что при наркозе анафилактический шок не развивается.
2. Преобладание симпатической нервной системы (в частности, -адренергической иннервации) снижает активность аллергической реакции. Можно использовать введение адреналина. Гипосенсибилизация связана с угнетением парасимпатической нервной системы, преобладание холинергических механизмов. С этой целью можно использовать атропин.
3. Снижение активности аллергических реакций возможно при использовании противоаллергических гормонов, в частности, кортизола и АКТГ.
4. Применение антигистаминных препаратов, так как в развитии многих аллергических реакций участвует гистамин.
5. Использование больших доз биологических активных веществ.
Специфическая гипосенсибилизация
1. Устранение аллергена.
2. Нагрузка антигеном. Большие дозы антигена и малые, но часто вводимые дозы антигена вызывают гипосенсибилизацию. При этом развивается толерантность: стимулируется образование Т- и В-толерантных клеток, активируются Т-супрессоры, происходит образование блокирующих антител (IgG).
3. Нагрузка антителами. Введение антител в больших дозах приводит к блокаде и нейтрaлизации антигена.
