biotechnologia


 
 

Nadwrażliwość

Autor: Anna Próchniak
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Nadwrażliwość jest stanem błędnej, często nasilonej odpowiedzi immunologicznej na antygen, który może doprowadzić do uszkodzenia tkanek organizmu. Nieprawidłowości układu immunologicznego powstają najczęściej wskutek działania czynników zewnętrznych [3].

W latach 60-tych XX wieku Philip Gell i Robert Coombs wyodrębnili cztery typy nadwrażliwości:

a) Nadwrażliwość typu I, która oparta jest na reakcji alergenu z przeciwciałami IgE, związanymi z komórkami tucznymi i bazofilami za pomocą receptorów powierzchniowych (FcεRI i FcεRII). W rezultacie prowadzi do uwolnienia mediatorów reakcji alergicznej, tj. histaminy, prostaglandyn czy cytokin.
b) Nadwrażliwość typu II jest reakcją cytotoksyczną, podczas której przeciwciała IgG i IgM łączą się na powierzchni z antygenami, powodując zniszczenie komórki. Ten typ nadwrażliwości występuje m.in. w konflikcie serologicznym, reakcji poprzetoczeniowej, zapaleniu tarczycy Hashimoto i pęcherzycy zwykłej.
c) Nadwrażliwość typu III charakteryzują kompleksy immunologiczne odkładane w tkankach, będące efektem reakcji przeciwciała i antygenu, które powodują ich destrukcje. Nadwrażliwość ta może być przyczyną m.in. choroby posurowiczej, guzkowego zapalenia tętnic i zewnątrzpochodnego alergicznego zapalenia pęcherzyków płucnych.
d) Nadwrażliwość typu IV oparta jest na mechanizmach odpowiedzi immunologicznej na poziomie komórkowym, w których biorą udział limfocyty pomocnicze i cytotoksyczne oraz makrofagi. Powodują one zniszczenie tkanek poprzez wydzielanie cytokin lub bezpośredni efekt cytotoksyczny. Nadwrażliwość typu IV jest przyczyną np. alergicznego kontaktowego zapalenia skóry, odczynu tuberkulinowego, sarkoidozy i gruźlicy.


Nadwrażliwość typu I – Atopia


Atopia to genetyczna predyspozycja do występowania IgE-zależnej reakcji w odpowiedzi na kontakt z alergenem. Klinicznym przejawem atopii jest alergia spowodowana nadmierną i szkodliwą odpowiedzią ze strony układu immunologicznego na substancje, które w normalnych warunkach są nieszkodliwe (alergeny). Czynnikami warunkującymi wystąpienie reakcji atopii są czynniki:

• genetyczne,
• środowiskowe, tj. czynniki infekcyjne i toksyczne, zanieczyszczenie środowiska oraz ekspozycja na alergen

Alergen jest substancją powszechnie występującą w środowisku, która u osób uczulonych zostaje rozpoznana jako obca i wywołuje nieprawidłową reakcję immunologiczną organizmu. Wyróżnia się dwie struktury alergenów:

• Białkowe - są białkami globularnymi o masie cząsteczkowej 10-40 kDa, z których część w swojej strukturze posiada domieszkę cukrów. W większości alergeny białkowe naturalnie występują w środowisku i są to m.in. roztocze kurzu domowego (Der p 1, Der p 2), pyłki traw (życica trwała Lol p 1, Lol p 10), pyłki drzew (olcha szara Aln i 1), alergeny odzwierzęce (kot domowy Fel d 1), alergeny pokarmowe (orzeszki ziemne Ara h 1) [3].
• Małocząsteczkowe - są to związki chemiczne, stosowane jako leki, o charakterze haptenów. Lekami mającymi zdolność do wywoływania reakcji uczuleniowej są np. antybiotyki z grupy penicylin, morfina, petydyna, środki zwiotczające stosowane w anestezjologii [11].


Mechanizm reakcji alergicznej


W mechanizmie reakcji alergicznej biorą udział:

• limfocyty pomocnicze (Th),
• limfocyty B,
• immunoglobulina E (IgE),
• komórki tuczne,
• bazofile,
• eozynofile.

Następstwem pierwszego kontaktu alergenu z błoną śluzową jest ciąg reakcji prowadzących do produkcji IgE, które wytwarzane są przez limfocyty B. Ilość limfocytów B zależy od Th, ponieważ limfocyty te wydzielają cytokiny stymulujące ich proliferację. IgE alergizują komórki tuczne, a następnie przedostają się do układu krążenia, gdzie łączą się z receptorami powierzchniowymi FcεRI i FcεRII komórek tucznych i bazofilów [11]. Reakcja z alergenem, posiadającym właściwości „mostkowania” przynajmniej dwóch przeciwciał IgE, prowadzi do agregacji receptorów, co z kolei powoduje ciąg przemian biochemicznych, których końcowym efektem jest degranulacja komórek i uwalnianie mediatorów procesu zapalnego [8].

Mediatory zapalne wytwarzane przez komórki tuczne i bazofile dzieli się na trzy grupy:
a) preformowane, które są zmagazynowane w ziarnach komórek. Należą do nich m.in. histamina, tryptaza, chymaza i heparyna,
b) generowane, tj. prostaglandyny, leukotrieny i czynnik aktywujący płytki krwi, powstające na skutek drażnienia komórki określonym bodźcem,
c) cytokiny, tj. TNF, IL-4, IL-5, IL-6.


Rola wybranych enzymów uczestniczących w reakcjach alergicznych


Pomimo że w reakcjach alergicznych uczestniczy wiele enzymów i aminokwasów, niektórych funkcje i znaczenie jak dotąd nie zostały określone. Najlepiej poznanym enzymem, biorącym udział w procesach alergicznych, jest dekarboksylaza histydyny.

1. Dekarboksylaza histydynowa

Dekarboksylaza histydynowa jest to enzym odpowiadający za syntezę histaminy z L-histydyny, jednego z najważniejszych mediatorów reakcji alergicznej.


Rys.1. Dekaroksylacja L-histydyny do histaminy.

Histamina, czyli 2-(1H-imidazol-4-yl)-etyloamina, jest aminą biogenną, wytwarzaną i magazynowaną w ziarnistościach komórek tucznych i bazofilów, a także w limfocytach, monocytach, eozynofilach i płytkach krwi [1]. Funkcją omawianej aminy jest pobudzanie receptorów H1, H2, H3 i H4 zlokalizowanych na różnych tkankach [9]. W organizmie człowieka histamina występuje w dwóch tautomerycznych związkach monokationowych. Tautomer I stymuluje receptory H1 i H2, natomiast tautomer II, którego jest znacznie mniej, jest związkiem biologicznie nieczynnym [10].


Rys.2. Tautomery histaminy.

Pobudzając receptory H1 histamina zwiększa przepuszczalność naczyń żylnych zawłośniczkowych, powodując reakcje alergiczne, m.in. obrzęki, przekrwienia, blade bąble, krosty i inne zmiany skórne. W płucach, macicy i przewodzie pokarmowym jest przyczyną skurczów mięśni gładkich. Rozszerzając naczynia krwionośne wywołuje spadek ciśnienia krwi. Poprzez aktywację receptorów H2 następuje m.in. przyspieszenie częstości akcji serca i zwiększenie sekrecji soku żołądkowego. W obwodowym układzie nerwowym histamina pełni funkcję neuroprzekaźnika. Stymulując receptory H3 wpływa np. na regulację łaknienia, procesów poznania i bólu [1].


2. 5-lipoksygenaza

Eikozanoidy są to mediatory lipidowe, które powstają z kwasu arachidonowego, uprzednio uwolnionego przez fosfolipazę A2 z fosfolipidów błon komórkowych [4]. Reakcje powstawania tych związków katalizują:

• Cykloksygenazy,
• Lipoksygenazy.

Cykloksygenaza występuje w postaci dwóch izoform, które są kodowane przez geny, znajdujące się na różnych chromosomach.

• cykloksygenaza-1 (COX-1) – uczestniczy w utrzymaniu homeostazy ustroju,
• cykloksygenaza-2 (COX-2) – odpowiada za powstawanie stanu zapalnego w organizmie.

W wyniku działania cykloksygenazy na kwas arachidonowy powstają prostaglandyny PGF, PGF, PGE, PGD2 oraz tromboksan TBX2 [5].


Rys.3. Szlaki cykloksygenaz w ustroju [7]. PGI2 – prostacyklina I2; PGE2 – prostacyklina E2; TXA2 – tromboksan A2; PG – prostaglandyna;

5-lipoksygenaza jest białkiem znajdującym się w cytoplazmie w formie nieaktywnej. Pobudzana zostaje przez:

• białko aktywujące FLAP,
• szok osmotyczny i cieplny,
• promieniowanie, UV
• aktywność kinaz MAP/ERK
i przemieszcza się do błony komórkowej, pełniąc w niej rolę m.in. mediatora i modulatora reakcji zapalnych [2].

5-lipoksygenaza determinuje powstawanie leukotrienów cysteinylowych, których źródłem są eozynofile, komórki tuczne, bądź mastocyty [6]. Leukotrieny cysteinylowe biorą udział w rozwoju i utrzymaniu reakcji zapalnej całego ustroju. Odgrywają one istotną rolę w reakcjach alergicznych, ponieważ:

• przyczyniają się do wzrostu syntezy cytokin prozapalnych,
• potęgują ekspresję receptorów dla histaminy, nie mając przy tym wpływu na ilość uwalnianej histaminy z bazofilów [2],
• powodują m.in. pokrzywkę i zaostrzenie przebiegu atopowego zapalenia skóry.

Efektami oddziaływania omawianych eikozanoidów w układzie oddechowym są m.in. skurcze mięśni gładkich oskrzeli, nasilenie ich nadreaktywności i wzmożone wydzielanie gęstego śluzu przez komórki kubkowe.


Literatura:
1. Chrostek L., Cylwik B., Szmitkowski M., Interakcje metanolu z histaminą, 2007, Pol. Merk. Lek., XXIII, 135, 225
2. Frąszczak P., Jóźwik B., Fal A., Leukotrieny w procesach zapalnych, 2008, Alergologia Info, III, 2, 45-53
3. Gołąb J., Jakóbsiak M., Lasek W., Stokłosa T., 2007, Immunologia, PWN, Warszawa
4. Kielan-Gumna I., Feleszko W., Zagórska W., Gieruszczak-Białek D., Lewandowska D., Modzelewska M., Zawadzka-Krajewska A., Ziołkowski J., Chądzyńska J., Kulus M., Znaczenie stężenia leukotrienów cysteinylowych i ECP w aspiratach nosowo-gardłowych i LTE4 w moczu dla nawracania obturacji oskrzeli u dzieci, 2009, Alergologia Info, IV,4; 153-161
5. Kuklińska A., Musiał W., Modrzejewski W., Korzyści a ryzyko powikłań sercowo-naczyniowych przy stosowaniu inhibitorów cyklooksygenazy. Którędy droga?, 2003, Forum kardiologów, 8, 1, 5-10
6. Kuziemski K., Nowe spojrzenie na montelukast – lek antyleukotrienowy, 2009, Forum Medycyny Rodzinnej, 3, 5, 380-387
7. Maśliński S., Ryżewski J., Patofizjologia – podręcznik dla studentów medycyny, 1998, Wyd. II. Wyd. Lekarskie PZWL, Warszawa
8. Nowicka U., Choroby i stany przebiegające z podwyższonym stężeniem immunoglobuliny E w surowicy, 2009, Pneumonol. Alergol. Pol., 77, 533-540
9. Ohtsu H., Progress In Allergy Signal Research on Mast Cells: The Role of Histamine in Immunological and Cardiovascular Disease and the Transporting System of Histamine in the Cell, 2008, J Pharmacol Sci, 106, 347-353
10. Zawisza E., Histamina i leczenie antyhistaminowe w terapii chorób alergicznych górnych dróg oddechowych, Alergia 2004
11. http://bioinfo.mol.uj.edu.pl


Menu główne

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

48 anonymous users oraz 0 registered users online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u