Файл: имунология и алергология.doc

III. Атопические заболевания. Понятия аллергические и атопические заболевания часто путают. В патогенезе аллергических заболеваний могут играть роль аллергические реакции любого типа, а в патогенезе атопических — только аллергические реакции немедленного типа. В США атопическими заболеваниями страдает 10—20% населения. Следует подчеркнуть, что контакт с аллергеном приводит к образованию IgE у всех людей, однако атопическое заболевание возникает лишь у немногих. Показано, что в патогенезе атопических заболеваний важную роль играет наследственная предрасположенность, в частности наследование некоторых генов HLA. Возможно, экспрессия этих генов сочетается с повышенной способностью B-лимфоцитов секретировать IgE при контакте с аллергенами. Тяжесть атопического заболевания зависит от дозы, пути введения и продолжительности контакта с аллергеном, применения целого ряда лекарственных средств и наличия сопутствующих заболеваний.

***********************************

Глава 3. Воздушные аллергены и неблагоприятные факторы окружающей среды

Р. Осденмур, М. Льерль

I. Воздушные аллергены представляют собой довольно крупные частицы сложного строения (пыльца, плесневые грибы, водоросли, микроклещи, частицы насекомых и растений, эпидермис животных), которые могут вызывать аллергические реакции при попадании в дыхательные пути. Собственно аллергеном является не вся частица, а лишь некоторые вещества, входящие в ее состав, как правило, — белки и гликопротеиды с молекулярной массой 10 000—40 000. Антигенность воздушных аллергенов определяется их размером, формой и химическим строением.

А. Происхождение и размеры частиц воздушных аллергенов

1. Воздушные аллергены — это частицы биологического происхождения. Одни из них (пыльцу, споры грибов, водоросли) легко обнаружить в пробах воздуха под микроскопом, другие (частицы насекомых, растений, эпидермис животных, фрагменты пыльцы, плесневых грибов, водорослей) можно выявить только с помощью иммунологических методов. Углеводороды, промышленная пыль, неорганические кристаллы и газообразные вещества (хлор, сероводород, пары формальдегида и бензина, древесный и табачный дым, пар, образующийся при приготовлении пищи) сами по себе не антигенны. Однако они меняют чувствительность к аллергенам и влияют на течение аллергических заболеваний.

2. Частицы, различимые под световым микроскопом (диаметр 2—60 мкм), оседают на слизистых глаз, носа и глотки, не попадая в бронхи. По одной из теорий, раздражая рецепторы носоглотки, они рефлекторно вызывают бронхоспазм при экзогенной бронхиальной астме. Согласно другой точке зрения, бронхоспазм вызывают растворимые аллергены, которые отделяются от осевших в носоглотке частиц и попадают в бронхи ингаляционным или гематогенным путем.

Б. Методы забора проб воздуха

1. Гравитационный метод основан на том, что взвешенные в воздухе плотные частицы оседают под действием силы тяжести. Для сбора проб гравитационным методом применяют пробозаборник Дарема (см. рис. 3.1). В держатель прибора вставляют предметное стекло, покрытое глицериновым гелем, который готовят следующим образом: 5 г желатина, 40 мл воды, 4 г фенола смешивают с 195 г глицерина и нагревают; во время нагревания в гель вводят 2 мл раствора Кальберия — 5 мл глицерина, 10 мл 95% этилового спирта и 2 капли насыщенного водного раствора фуксина основного. Прибор оставляют на воздухе на 24 ч. Переносимые воздушным потоком частицы под действием силы тяжести оседают на предметное стекло. Состав и количество частиц определяют под микроскопом. Результаты выражают в виде количества частиц, осевших на 1 см² за 24 ч. Этот метод прост и недорог, но имеет следующие недостатки.

а. На результаты исследования влияют направление и скорость ветра, влажность воздуха и осадки.

б. За 24 ч оседает небольшое количество частиц.

в. На стекло оседают в основном крупные частицы.

2. Объемометрические методы основаны на том, что взвешенные в воздухе частицы задерживаются на препятствии, установленном на пути воздушного потока.

а. Ротационный пробозаборник. Собирающая поверхность, покрытая специальным веществом, вращается в течение определенного времени с заданной скоростью. Результат пробы выражают в виде количества частиц, осевших на 1 см² за 24 ч. Этот метод позволяет исключить влияние скорости и направления ветра на результаты исследования. В пробозаборнике Ротород (Сэмплинг Текнолоджис Инк., рис. 3.2) собирающей поверхностью служат акриловые стержни, покрытые тонким слоем силиконовой смазки. В других приборах собирающая поверхность вращается не постоянно, а периодически, что позволяет избежать ее переполнения, в перерывах между вращениями она прикрывается заслонками. Американская академия аллергологии и иммунологии в качестве стандартных объемометрических пробозаборников рекомендует использовать именно эти приборы.

б. Аспирационные пробозаборники пропускают воздух через мембранные фильтры с известным диаметром пор, поэтому на собирающей поверхности оседают частицы заданного размера. На этом принципе основана споровая ловушка Бурхарда (см. рис. 3.3), собирающая поверхность которой перемещается со скоростью 2 мм/ч, что позволяет следить за изменением концентрации частиц в воздухе в течение всего периода наблюдения. Поскольку прибор имеет флюгер, на результаты проб не влияет направление ветра. Более сложный пробозаборник АккуВол (см. рис. 3.4) улавливает частицы менее 1 мкм в диаметре.

3. Оценка результатов

а. С помощью гравитационных методов в пробах воздуха можно обнаружить только крупные частицы (более 20 мкм в диаметре), например пыльцу амброзии. Для научных целей используются более точные объемометрические методы. Существуют руководства по определению спор грибов и пыльцы. Таблицы, составленные по результатам количественного микроскопического исследования проб воздуха, позволяют определить сезонные пики концентрации пыльцы и спор грибов в разных штатах в то или иное время года (см. приложение VI). Между обострением атопического заболевания и средней суточной концентрацией аллергенов в воздухе, определяемой с помощью количественного микроскопического исследования, четкой связи нет. Это объясняется тем, что при низкой средней суточной концентрации аллергенов обострение атопического заболевания может быть спровоцировано кратковременным повышением их концентрации. Кроме того, количественное микроскопическое исследование не всегда позволяет точно судить о концентрации воздушных аллергенов.

б. Для количественного определения аллергенов с помощью иммунологических методов используются меченые антитела. Установлена связь между концентрацией аллергенов, определяемой иммунологическими методами, и обострением атопического заболевания, особенно экзогенной бронхиальной астмы. Однако таких исследований мало, опубликованы лишь данные по антигену E амброзии, аллергенам насекомых и грибов рода Alternaria. Иммунологические методы исследования воздушных аллергенов, не определяемых микроскопически, например частиц эпидермиса животных и насекомых, очень точны. В ряде случаев эти исследования позволяют установить причину аллергии.

В. Аллергены пыльцы. Пыльца состоит из множества пыльцевых зерен, содержащих мужские гаметы и служащих для полового размножения семенных растений. У энтомофильных (опыляемых насекомыми) растений с яркими и ароматными цветками пыльца крупная, клейкая, распространяется, как правило, на незначительные расстояния, концентрация ее в воздухе невелика. У анемофильных (ветроопыляемых) растений цветки маленькие, незаметные, без запаха, а пыльца мелкая, нелипкая, с гладкой и ровной поверхностью. Причиной аллергии обычно является именно пыльца анемофильных растений, потому что ее концентрация в воздухе в период цветения гораздо выше, чем концентрация пыльцы энтомофильных растений. Выброс пыльцы у большинства анемофильных растений происходит ранним утром, однако ее концентрация в воздухе обычно становится максимальной днем или ранним вечером. Это обусловлено тем, что днем усиливается циркуляция воздуха. В сухую погоду даже под действием слабого ветра пыльца может распространяться на большие расстояния, поэтому даже в крупных городах концентрация пыльцы в воздухе может быть очень высокой. Хотя через несколько часов пыльца утрачивает жизнеспособность, ее аллергенные свойства сохраняются в течение длительного времени. В приложении VI приведены флористическая карта США и Канады и перечень цветущих растений, распространенных в разных флористических районах.

1. Амброзия. Главной причиной аллергического риноконъюнктивита в США служит пыльца амброзии (Ambrosia spp.) — представителя семейства сложноцветных. В северо-восточной части США и бассейне реки Миссисипи амброзия распространена особенно широко, поскольку плодородная, культивируемая почва этих районов идеально подходит для ее роста. Выделяют два пыльцевых антигена амброзии — антиген E (Amb aI) и антиген K (Amb aII). Оба хорошо изучены. Антиген E — это полипептид с молекулярной массой 37 800, антиген K — полипептид с молекулярной массой 38 000. Антиген E составляет всего 6% белковой фракции экстракта пыльцы, однако он в 200 раз активнее антигена K.

2. Злаки. Пыльцу злаков трудно различить по морфологическим признакам, поэтому при обнаружении ее в образцах воздуха прежде всего учитывают, какие злаки распространены в данной местности.

а. В южных районах США и на южном побережье Тихого океана широко распространен свинорой, на северо-востоке и в северной части бассейна реки Миссисипи — мятлик, тимофеевка, ежа сборная и полевица белая (см. приложение VI).

б. Аллергия к пыльце трав, в том числе злаков, развивается лишь в период их цветения, который зависит от климатических условий, поэтому для каждого района характерны свои сезонные пики заболеваемости. Так, в северных районах пик заболеваемости приходится на весну и лето, в южных районах частота обострений в течение года почти не меняется. На большой высоте над уровнем моря, например в районе Скалистых гор, и в северных штатах США (Висконсин, Мичиган, Мэн) концентрация пыльцы невелика.

в. В США пыльца злаков занимает второе место после пыльцы амброзии по частоте и тяжести вызываемых ею аллергических реакций. В других странах она является наиболее значимым воздушным аллергеном.

г. Пыльца мятлика, тимофеевки, полевицы белой и ежи сборной имеет сходные антигены и вызывает перекрестные аллергические реакции. Пыльца свинороя существенно отличается по антигенному составу от пыльцы других трав и не вызывает перекрестных реакций.

3. Деревья. Аллергию вызывает, как правило, пыльца анемофильных деревьев. Пыльца энтомофильных деревьев, например плодовых и декоративных, вызывает аллергию крайне редко. Не вызывает аллергию и пыльца анемофильных деревьев, покрытая плотной внешней оболочкой.

а. Пыльца разных деревьев имеет четкие морфологические признаки. Кроме того, деревья различаются по продолжительности, интенсивности и сезону цветения.

б. Поскольку пыльца деревьев разных родов имеет очень мало перекрестных антигенов и в пределах одного флористического района обычно преобладают деревья определенного рода, в нем наблюдается аллергия к пыльце деревьев только одного рода.

в. Поскольку период цветения у деревьев обычно непродолжительный, обострения аллергии к их пыльце также кратковременны.

г. Цветение лиственных деревьев начинается до, во время либо вскоре после появления листьев. В районах с умеренным климатом сезон цветения заканчивается поздней весной, когда деревья полностью покрываются листвой. В более теплых районах сезон цветения длится дольше (см. приложение VI).

Г. Аллергены грибов. Грибы широко распространены и обитают почти во всех климатических районах. Грибы можно обнаружить в почве, пресной и соленой воде. По типу питания грибы делятся на сапрофитов и паразитов.

1. Строение грибов. По морфологическим признакам все грибы делятся на дрожжевые и мицелиальные. Дрожжевые грибы состоят из отдельных клеток, которые размножаются бесполым путем — делением или почкованием. Мицелиальные грибы относятся к многоклеточным организмам и представляют собой сеть ветвящихся нитей — гиф, которые могут образовывать споры. Споры грибов разносятся водой, ветром и животными. Плесень — это расположенные на поверхности питательного субстрата органы размножения разных видов грибов. Плесень состоит из переплетенных гиф и спор и представляет собой аморфную массу, которая может иметь разную окраску, форму и консистенцию. Плесневые грибы — не таксономическое, а традиционное название грибов, образующих плесень.

2. Классификация грибов основана на способе размножения. Грибы размножаются путем фрагментации гиф и спорами, которые образуются бесполым (простое деление клеток) и половым (слияние двух клеток с образованием зиготы) путем. В жизненном цикле большинства грибов чередуются стадии бесполого — несовершенная стадия — и полового — совершенная стадия — размножения. По современной классификации грибы делятся на 4 класса: Ascomycetes, Basidiomycetes, Zygomycetes и Oomycetes. Грибы родов Alternaria, Penicillium и Aspergillus ранее относились к классу Deuteromycetes (несовершенные грибы, размножающиеся только бесполым путем), а по современной классификации входят в подкласс Hyphomycetes класса Ascomycetes (см. табл. 3.1). Именно эти грибы чаще всего вызывают аллергию. Поскольку классификация Hyphomycetes основана только на морфологии спор и не отражает других признаков, разные грибы, входящие в этот подкласс, значительно отличаются друг от друга по антигенному составу.