Псевдоаллергические реакции

Различные химические вещества, действуя на организм, порой вызывают состояния, чрезвычайно напоминающие аллергические реакции и проявляющиеся широким спектром нарушений от кожной сыпи до астмы и анафилаксии. При этом лабораторными методами не удаётся выявит участие в процессе иммунологических механизмов. Молекулярные механизмы таких феноменов в полной мере не ясны. Не исключено, что некоторые ксенобиотики обходят обычный двухстадийный процесс активации тучных клеток (фиксация на поверхности клеток антител; взаимодействие антигена с фиксированными антителами). В этом случае дегрануляция и высвобождение биологически активных веществ происходит вследствие непосредственного разрушения тучных клеток (цитотоксическое действие).

Иммуногены и аллергены

Молекулы, вызывающие иммунный ответ организма, называются иммуногенами. Идентификация иммуногена может быть осуществлена с помощью моноклональных антител. Как правило, аллергия развивается при действии именно иммуногенов, то есть высокомолекулярных соединений, естественных полных антигенов. Однако становится все более очевидным, что многие низкомолекулярные вещества (производственные токсиканты, лекарства, косметика, экополлютанты и т.д.) также могут вызвать состояние гиперреактивности, т.е. выступить в качестве аллергенов.

Еще со времен Ландштейнера известно, что при определенных условиях возможно формирование иммунной реакции на введение низкомолекулярного вещества, однако при условии, что оно вступит во взаимодействие с высокомолекулярным носителем с образованием так называемого комплексного антигена. Таким образом, важными моментами, определяющими вероятность развития аллергии, являются химические свойства, сенсибилизирующая доза вещества и продолжительность контакта. Для того чтобы вызвать иммунный ответ низкомолекулярное вещество должно обладать свойствами гаптенов, т.е., с одной стороны, иметь возможность взаимодействовать с эндогенными структурами организма, обладающими антигенными свойствами, а с другой, так модифицировать их, чтобы сенсибилизированные этим комплексным антигеном лимфоциты вырабатывали антитела, способные распознавать именно токсикант. Не редко аллергенами являются не сами вещества, а продукты их метаболизма. По-видимому, существует прямая связь между химической реакционной способностью и сенсибилизирующей активностью вещества. Токсиканты, образующие обратимые связи с белками крови не являются аллергенами.

В настоящее время установлено, что в иммунном ответе на комплексный антиген принимают участие как Т-, так и В-лимфоциты. При этом В-клетки распознают гаптен, а Т-клетки - макромолекулярный носитель. Этот принцип реализуется и при формировании реакции на естественные антигены. Антигены, активирующие иммунную реакцию только через взаимодействие с Т-клетками, называются Т-зависимыми антигенами. Антигены, активирующие иммунолгический процесс путем взаимодействия только с В-клетками, называются В-зависимыми антигенами. Количество веществ, действующих исключительно через Т- и В- лимфоциты, крайне мало.

Как указывалось выше, в качестве носителя гаптена могут выступать различные макромолекулы: белки, полипептиды, полисахариды. Особой реакционной активностью при образовании связей с носителем обладают соединения, имеющие в структуре амно-, нитро-, азо-, карбаминовые и некоторые другие группы. Как уже указывалось, во взаимодействие с носителем может вступать не исходный ксенобиотик, а продукт его метаболизма. Таков механизм формирования комплексного антигена, в частности, при действии на организм производных р-аминобензола. Предположительно в ходе метаболических превращений происходит гидроксилирование или окисление NH₂-группы вещества. Образующиеся активные радикалы легко вступают во взаимодействие с сульфгидрильными и другими функциональными группами молекул-носителей с образованием ковалентных связей (рисунок 4).

Рисунок 4. Взаимодействие лиганда с белком

Подобные вещества вызывают аллергические реакции на целую группу соединений, что объясняется близостью их строения (рисунок 5).

Рисунок 5. р-аминобензол и его производные

Совокупность близких по строению аллергенов образует "парагруппу". К "парагруппе" производных аминобензола относятся, в частности, сульфаниламиды, производные фенотиазина, ацетанилиды, азокрасители, пикриновая кислота и др.

Другими хорошо известными аллергенами являются вещества, также способные образовывать прочные ковалентные связи с белками. Это цианаты, тиоцианаты, изотиоцианаты, альдегиды, галоген-содержащие вещества, тиогликолаты (таблица 6). К числу аллергенов принадлежат также ионы металлов Ni, Co, Zn, Hg, Ag, Cr и др.

Таблица 6. Строение некоторых низкомолекулярных аллергенов

Особый вид аллергии, вызываемый ксенобиотиками, представляет фотоаллергия. В данном случае образование прочной связи между молекулой белка и гаптеном, накопившемся в коже, активируется в результате фотохимического превращения последнего, как правило, при действии ультрафиолетовых лучей. В клинической практике нередко встречаются с фотоаллергическими реакциями на хлорпромазин, псорален, сульфаниламидные препараты и др. (см. раздел "Дерматотоксичность").

Сенсибилизирующие свойства вещества могут быть оценены с помощью "индекса сенсибилизации", который представляет собой выраженную в процентах вероятность развития аллергии у лиц, контактирующих с веществом. Индекс сенсибилизации некоторых лекарственных веществ представлен в таблице 7.

Способность сенсибилизировать организм у разных веществ выражена не одинаково. Некоторые соединения (например фенилэтилгидантион, см. рисунок 6) в 90% случаев вызывают аллергизацию (появление экзантемы, отек кожи лица и слизистых оболочек, лихорадка), другие дают осложнение менее чем в 1% случаев.

Рисунок 6. Структура фенилэтилгидантиона. Снотворное средство

Важен способ аппликации вещества. Так, пенициллин при приёме через рот вызывает аллергические реакции менее чем в 1% случаев, при парентеральных способах введения - в 3%, а при аппликации на слизистые - до 15%.

Таблица 7. Индекс сенсибилизации некоторых лекарственных веществ

По частоте аллергических реакций, вызываемых медикаментами, на первом месте стоит пенициллин. Механизм формирования реакции в основном изучен. Антитела формируются на метаболиты пенициллина, в частности пеницилловую кислоту, пеницилленовую кислоту, пеницилламин. Эти соединения взаимодействуют с белками с образованием прочных амидных связей. Возможна перекрестная аллергия к другим препаратам группы пенициллина. Высокой иммуногенностью обладает цефалоспорин. При расщеплении -лактамного кольца препарата выявляются реактивные группы, обеспечивающие взаимодействие их с белками.

Свойствами аллергенов обладают производные салициловой кислоты, встречающиеся в виде примесей в лекарственных формах препарата (ангидрид ацетилсалициловой кислоты, цис-дисалицилид и др.).

Примерно у 3%, принимающих барбитураты, развиваются аллергические реакции. Как правило, отмечаются кожные проявления (экзантемы, эритема). Производные фенотиазина вызывают контактную сенсибилизацию кожи, аутоиммунный агранулоцитоз, отек Квинке. Наиболее часто реакция развивается у работающих на производствах по выпуску препаратов. Аллергенами также являются некоторые анестетики (новокаин, прокаин, бензокаин), рентгеноконтрастные вещества, вызывающие кожные реакции (эритема, уртикарная сыпь, буллезные изменения кожи, лихорадку), блокаторы адренорецепторов (поражение глаз, серозных оболочек).

У большинства людей при действии иммуногенов происходит сенсибилизация клеток, вырабатываются антитела. Однако далеко не у всех развиваются гиперреактивные реакции. Склонность к развитию гиперреактивных состояний, выявляемая у некоторой части популяции людей, объясняется генетически обусловленными особенностями человека (см. выше). Это еще более усложняет работу по контролю за качеством среды и обеспечению здоровья населения, поскольку у высоко чувствительных сенсибилизированных лиц неблагоприятные эффекты могут развиваться от доз токсикантов значительно ниже допустимых.

Механизмы действия аллергенов суммированы в таблице 8.

Таблица 8. Механизмы действия токсикантов, вызывающих аллергизацию организма и активацию аутоиммунных процессов

Аутоиммунные процессы

Распознавание "чужеродного" и формирование биологической реакции на него - основная функция иммунной системы. Для того, чтобы реагировать на чужое, иммунная система должна распознавать и "своё". Поломки в механизмах, позволяющих иммунокомпетентным структурам отличать своё от чужого лежат в основе аутоиммунных процессов. Количество болезней и синдромов, в основе которых лежат аутоиммунные процессы неуклонно возрастает. Ранее в качестве пускового механизма рассматривали действие, прежде всего, инфекционного фактора. В настоящее время не меньшее значение придаётся химическим агентам.

Имеющиеся данные свидетельствуют, что аутоиммунные заболевания являются следствием количественных нарушений отдельных сторон и в норме протекающих процессов: увеличения количества пролиферирующих стволовых клеток, продуцируемых антител, образующихся комплексов антиген-антитело (иммунные комплексы). Полагают, что заболевания являются следствием сочетанного действия ряда причин, включая генетически обусловленную индивидуальную предрасположенность, сопутствующие воздействия среды, благоприобретённые дефекты механизмов регуляции иммунной системы. Так, у животных, с вызванным в эксперименте аутоиммунным процессом выявляется дефект клеток-супрессоров.

Аутоиммунные заболевания подразделяются на орган-специфичные и орган-неспецифичные. Оба процесса запускаются нормальными антигенами собственного организма, либо антигенами, модифицированными действием экзогенных факторов. Поскольку химические вещества могут с одной стороны, вступая во взаимодействие с макромолекулами организма изменять их антигенные свойства (см. выше), а с другой - существенно изменять процессы активации лимфоцитов, синтеза антител, продукцию цитокинов, не удивительно, что результатом взаимодействия организма и ксенобиотика могут стать аутоиммунные заболевания (таблица 9). Ртуть, диэлдрин, метилхолантрен - известные стимуляторы аутоиммунных реакций.

Таблица 9. Аутоиммунные болезни. Патология, обусловленная антителами

Можно выделить три механизма, пока гипотетичных, инициации химическими веществами аутоиммунных заболеваний:

1. Прямое действие токсиканта на иммунную систему. Ксенобиотики могут оказывать действие на лимфоциты и макрофаги. В итоге, возможно, показанное в эксперименте, угнетение активности Т-супрессоров, усиление активности Т-хелперов, активация поликлональных В-лимфоцитов. Так, метилдофа, взаимодействуя с Т-супрессорами, провоцирует развитие аутоиммунной анемии у человека. Некоторые металлы, например, ртуть, вызывают стимуляцию поликлональных В-лимфоцитов.

2. Высвобождение аутоантигенов. Многие ксенобиотики могут нарушать целостность биологических структур и способствовать выходу в кровь тканевых антигенов, с которыми в норме иммунокомпетентные клетки не сталкиваются. Возможно простое увеличение количества антигенов, в норме циркулирующих в крови. Хроническое воздействие некоторых металлов (ртути, золота, марганца, кобальта и т.д.) вызывая хронический воспалительный процесс в тканях, провоцируют развитие аутоиммунных реакций.

3. Модификация собственных антигенов. Ксенобиотики, взаимодействуя с макромолекулами тканей, могут изменять их конформацию, формировать в них новые детерминанты, вызывать экспрессию "спрятанных" детерминантных групп. В итоге эти структуры перестают восприниматься иммунной системой как "свои". Примером такого взаимодействия является действие дигидролазина (рисунок 7) на нуклеопротеины.

Рисунок 6. Структура дигидролазина. Мочегонное средство

Наиболее вероятно возникновение аутоиммунных заболеваний при длительном, хроническом действии токсикантов на организм. Эту возможность следует иметь в виду при обеспечении здоровья лиц, контактирующих с вредными факторами на производствах, проживающих в экологически неблагоприятных регионах.