Аллергены

Аллергены

 

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

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

 

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

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

 

Номенклатура  аллергенов

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

Например:  Dermathophagoidesfarinae - Derfl

Der -род f - вид

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

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

 

 

Принципы  классификации аллергенов

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

- по происхождению:

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

- по способам поступления в организм:

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

- по встречаемости в тех или иных условиях:

бытовые и профессиональные.

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

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

 

Основные  классы аллергенов

 

Пыльцевые аллергены 

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

Международное обозначение:

gl . .. п - пыльца луговых трав (каждый вид имеет индивидуальный порядковый номер, например, gl -колосок душистый); 

wl ...п-  пыльца сорных трав;

 tl ... n - пыльца деревьев и кустарников.

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

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

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

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

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

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

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

Так, развитие технологии получения различных рекомбинантных аллергенов позволило установить, что  общие аллергены белковой природы (например, "паналлергены", Bet v 1 белок  и Bet v 2 профилин березы) являются ответственными за перекрестное реагирование аллергенов пыльцы весенних деревьев. Так же было показано и перекрестное реагирование между цветущими деревьями и некоторыми пищевыми продуктами.

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

Butulacea (береза, ольха) Corylacea(лещина) Fagacea (бук, дуб)	Перекрестное  реагирование между цветущими деревьми и кустарниками	Bet v 1 -белок м.м. 17 кДа
Клен, береза, платан, дуб, вяз,тополь, олива, ольха	Перекрестное  реагирование междуботанически невзаимосвязанными деревьями и кустарниками	Профилин  березы Bet v 2 - белок м.м. 14 кДа
Береза, полынь, тимофеевка, Инсектециды	Высоко  устойчивые белки, ответственные за перекрестное реагирование между ботанически  неродственными видами деревьев, кустарников, трав, сорных трав, овощей, инсектицидов	“Паналлергены”

 

Между цветущими  растениями и пищевыми продуктами также  существует перекрестное реагирование

Пыльцевая аллергия	Продукты питания
Тополь	Сельдерей, морковь, перец (специи)
Береза	Яблоко, персик, лесные орехи, груша, вишня
Тимофеевка	Томаты, пшеничная мука

 

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

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

Ambrosiа 

Artemisia (тополь, полынь)

Heliantus (подсолнечник)

Ambrosia (амброзия)

Parietaria (постенница лекарственная)

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

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

Полнота информации о перекрестных реакциях и, напротив, многообразии аллергенных свойств у одного и того же исходного продукта, особенно важна при назначении методов исследования и первичном поиске причин сенсибилизации организма. Так, именно общими аллергенными свойствами пыльцы можно объяснить проявление признаков заболевания у больного с аллергией к пыльце амброзии в климатической зоне, где амброзия не встречается, но растет в достаточном количестве подсолнечник либо тополь. При обследовании и ведении пациентов с пыльцевой аллергией необходимо учитывать также сезонные и суточные колебания содержания пыльцы в окружающей среде.

Аллергия к  пыльце трав и деревьев развивается  лишь в период их цветения, поэтому  для каждого региона существуют свои сезонные пики заболеваемости. Максимальная концентрация пыльцы в воздухе приходится на ранние утренние часы - с рассвета до 12 часов дня. Определение специфических IgE к распространенным в данном регионе ветроопыляемым растениям, с учетом сезонности их цветения, рекомендуется включать в схему обязательного лабораторного обследования больных атопической аллергией.  

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

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