Определенные формы антигена при повторном контакте с организмом могут вызвать реакцию, специфическую в своей основе, но включающую неспецифические клеточные и молекулярные факторы острого воспалительного ответа . Это явление чрезмерного или неадекватного проявления реакций приобретенного иммунитета называют гиперчувствительностью.
Реакции гиперчувствительности могут провоцироваться многими антигенами, и причины их у разных людей различны.
Известны две формы повышенной реактивности: гиперчувствительность немедленного типа , включающая в себя три типа гиперчувствительности (типы I, II и III) и гиперчувствительность замедленного (IV-го) типа . На практике типы гиперчувствительности необязательно встречаются порознь.
Если гиперчувствительность немедленного типа обусловлена гуморальными иммунными механизмами, то гиперчувствительность замедленного типа -клеточными. Однако для некоторых реакций гиперчувствительности такая классификация не подходит, т.к. механизм их комплексный. При этом, как для гиперчувствительности, обусловленной IgE (тип I), так и для развития различных форм заболеваний, связанных с IgG (типы II и III), критическое значение имеют дозы и способ проникновения антигена в организм.
Гиперчувствительность немедленного типа (типы I, II и III) проявляется при участии антител , которые цитофильны по отношению к тучным клеткам и базофилам - продуцентам медиаторов воспаления . гиперчувствительность замедленного типа (четвертый тип) реализуется с помощью Т-клеток воспаления (ТН1) как основных эффекторов реакции, обеспечивающих накопление в зоне воспаления макрофагов .
Впервые гиперчувствительность замедленного типа наблюдал немецкий бактериолог Р.Кох в конце XIX века: введение туберкулезных бацилл в кожу зараженного туберкулезом животного вызывало через 1-2 суток сильное местное воспаление с образованием гранулем, тогда как у интактных животных такая инъекция приводила лишь к очень слабой кратковременной реакции.
В 1902 г. Шарль Рише и Поль Портье, изучая антитоксический иммунитет к яду морской анемоны, описали феномен анафилактического шока . Повторное внутривенное введение предварительно иммунизированным собакам яда в количестве, значительно меньшем летальной дозы, приводило к развитию острой системной реакции, проявляющейся в спазме сосудов, коллапсе и гибели животных. Введение яда в кожу иммунизированным животным провоцировало только местную реакцию воспаления.
В то же время Морис Артюс, работая с нетоксическими формами антигена, описал одну из форм местной аллергической реакции. Первая инъекция такого антигена в кожу либо не вызывала реакции, либо она была очень слаба. Повторное введение того же антигена в ряде случаев приводило к интенсивной инфильтрации места инъекции полиморфноядерными лейкоцитами, геморрагической реакции, некрозу сосудов.
Еще один феномен, связанный с аллергической реакцией, был обнаружен при широком применении лошадиных антидифтерийных и антистолбнячных сывороток для лечения соответствующих заболеваний. Введение значительного количества этих сывороток на поздних этапах лечения иногда приводило к системной реакции, сопровождающейся повышением температуры, высыпанием, крапивницей, а в ряде случаев поражением суставов и почек. Это явление получило название сывороточной болезни , так как связано с образованием антител к белкам вводимой сыворотки.
Способность развивать эти аллергические реакции в интактном организме можно инициировать с помощью переноса сыворотки от больных доноров. Причем сенсибилизированный подобным способом реципиент при введении разрешающей дозы аллергена разовьет столь же быстрый ответ повышенной чувствительности, что и донор сыворотки.
Если гиперчувствительность немедленного типа передается с помощью сыворотки, то гиперчувствительность замедленного типа в интактном организме можно вызвать только при адоптивном переносе жизнеспособных лимфоидных клеток от сенсибилизированного донора; при этом время развития реакции замедленного типа у пассивно сенсибилизированного рецепиента равняется, как и у донора, 1-2 суткам.
Эти первые результаты ясно указывали на то, что в основе двух форм повышенной чувствительности лежат разные механизмы.
Гиперчувствительность III типа развивается при образовании большого количества иммунных комплексов или при нарушении их элиминации ретикулоэндотелиальной системой. Иммунные комплексы образуются при любом гуморальном ответе (каждой встрече антигенов с антителами к ним) и обычно эффективно разрушаются мононкулеарными фагоцитами после активации комплемента , но иногда сохраняются в течение длительного времени, становясь патогенетическим фактором. И связано это, в первую очередь, с размерами агрегатов. Достаточно крупные комплексы после взаимодействия с комплементом усваиваются фагоцитами и затем выводятся из организма. В то же время малые комплексы, образующиеся в условиях избытка антигена, могут сорбироваться в разных органах и тканях. Развивающиеся в результате повреждения, опосредуемые комплементом и эффекторными клетками, называют болезнью иммунных комплексов , или реакциями гиперчувствительности III типа. Крупные слаборастворимые комплексы также могут откладываться в тканях при недостаточности комплемента.
Таким образом гиперчувствительность III типа реализуется в условиях, когда растворимые антигены сыворотки взаимодействуют с антителами к ним с образованием агрегатов ( иммунных комплексов ) в определенных тканевых участках.
Болезни, обусловленные образованием иммунных комплексов, можно разделить на три большие группы:
- связанные с персистенцией инфекции,
- связанные с аутоиммунными заболеваниями и
- связанные с вдыханием антигенного материала.
В первом случае сочетание хронической инфекции со слабым гуморальным ответом приводит к постоянному образованию иммунных комплексов и в конце-концов к их отложению в тканях (при проказе , малярии , геморрагической лихорадке денге , вирусном гепатите и стафилококковом эндокардите ).
При аутоиммунных заболеваниях болезнь иммунных комплексов обусловлена непрерывной продукцией антител к аутоантигенам (болезни с такой этиологией включают ревматоидный артрит , системную красную волчанку (СКВ) и полимиозит ).
При вдыхании антигенного материала иммунные комплексы могут образоваться на поверхности полостей (например, в легких при повторном вдыхании антигенных компонентов актиномицетов, а также антигенов растительного или животного происхождения; к болезням с такой этиологией относятся легочное заболевание фермера , легочное заболевание голубевода ).
В условиях, когда организм имеет предсуществующие IgG-антитела, а специфический антиген проникает в кожу, развивается локальный воспалительный процесс, получивший название реакции Артюса . При высоком уровне сывороточных антител преципитат образуется в месте проникновения антигена в организм. Кожные реакции характеризуются полиморфноядерной инфильтрацией, отеком и эритемой , достигающими максимума через 3-8 ч. Образующийся в тканевых слоях комплекс активирует систему комплемента , в результате чего накапливаются компоненты С5а , С3а - медиаторы воспаления . Они, в свою очередь, обеспечивают начало локального воспалительного ответа, усиливая проницаемость сосудов. Как следствие в очаге воспаления накапливаются нейтрофилы , тромбоциты , увеличивается объем жидкости. Как и любой другой воспалительный ответ, реакция Артюса носит защитный характер, препятствующий проникновению антигена во внутреннии области организма.
Введение в интактный организм большого количества чужеродного белка часто приводит к развитию особой формы повышенной чувствительности - сывороточной болезни . В настоящее время специфическую антисыворотку лошадей используют в основном для лечения лиц, пострадавших от укуса ядовитых змей. В зависимости от видовой принадлежности змей такие антисыворотки называются анти-кобрин, анти-гурзин и т. д. Кроме того, до эры антибиотиков, антисыворотка применялась для борьбы с инфекционными заболеваниями. Лечебный эффект таких антисывороток бесспорен. Однако параллельно с защитой от патогенов или ядов возникают осложнения, связанные с процессом иммунизации пациентов чужеродными белками введенной антисыворотки. В результате инъекции антисыворотки начинается образование антител класса IgG к чужеродным белкам (в представленных примерах - к белкам сыворотки лошади). Образовавшиеся антитела взаимодействуют с оставшимися после инъекции белковыми антигенами, образуя комплексы антиген:антитело. Патогенетическое действие комплекса проявляется в повышении температуры тела, лихородке, крапивнице, кожного зуда, протеинурии. Состояние повышенной чувствительности проходит без каких-либо рецидивов, как только антиген полностью элиминируется из организма.
Существуют экспериментальные модели всех трех типов болезней иммунных комплексов.
1.Эффект хронической болезни имитирует сывороточная болезнь, вызываемая инъекциями чужеродного антигена.
2. Аутоиммунные заболевания развиваются у мышей NZB/NZW.
3. Моделью местного повреждения является реакция Артюса.
К интепретации результатов, получаемых на экспериментальных моделях, необходимо подходить с осторожностью, учитывая, что эритроциты грызунов и кроликов лишены C3b-рецепторов (CR1) , которые легко связывают иммунные комплексы после фиксации ими комплемента. У приматов же эти рецепторы присутствуют на эритроцитах.