Patogeneza alergii – mechanizmy powstawania reakcji alergicznych

Patogeneza alergii stanowi fascynujący, choć złożony proces immunologiczny, w którym organizm nieprawidłowo reaguje na substancje z otoczenia, które dla większości ludzi są całkowicie nieszkodliwe¹. Ten mechanizm obejmuje szereg skomplikowanych interakcji między różnymi komórkami układu immunologicznego, mediatorami zapalnymi i czynnikami genetycznymi oraz środowiskowymi².

Podstawowe mechanizmy immunologiczne

W centrum patogenezy alergii znajduje się nieprawidłowa aktywacja układu immunologicznego, która prowadzi do rozpoznania nieszkodliwych substancji jako potencjalnie niebezpiecznych dla organizmu³. Proces ten rozpoczyna się, gdy komórki prezentujące antygen, takie jak komórki dendrytyczne, wychwytują i prezentują alergen naiwnym limfocytom T pomocniczym⁴. U osób predysponowanych genetycznie dochodzi wówczas do polaryzacji odpowiedzi immunologicznej w kierunku typu Th2, co jest kluczowym momentem w rozwoju alergii⁵.

Limfocyty Th2 odgrywają centralną rolę w patogenezie alergii poprzez wydzielanie specyficznych cytokin prozapalnych, w tym interleukiny 4 (IL-4), IL-5, IL-13, IL-14 i IL-31⁵. Te mediatory zapalne stymulują limfocyty B do przekształcenia w plazmocyty produkujące specyficzne przeciwciała klasy IgE skierowane przeciwko konkretnym alergenom⁴. Przeciwciała IgE charakteryzują się unikalną właściwością – w przeciwieństwie do innych klas immunoglobulin, wiążą się z receptorami o wysokim powinowactwie (FcεRI) na powierzchni komórek tucznych i bazofilów jeszcze przed kontaktem z antygenem⁶.

Rola przeciwciał IgE i komórek tucznych

Przeciwciała IgE stanowią kluczowy element patogenezy alergii typu I, znanej również jako nadwrażliwość natychmiastowa⁷. Po związaniu się z receptorami FcεRI na komórkach tucznych i bazofilach, przeciwciała te pozostają na powierzchni tych komórek, czyniąc je uczulonymi na konkretny alergen⁸. Komórki tuczne, będące komórkami ziarnistymi zawierającymi liczne pęcherzyki wydzielnicze wypełnione mediatorami zapalnymi, rozmieszczone są strategicznie na powierzchniach ciała, gdzie pełnią funkcję strażników układu immunologicznego⁶.

Gdy uczulony organizm ponownie styka się z tym samym alergenem, dochodzi do kluczowego momentu w patogenezie alergii – proces zwany aktywacją komórek tucznych⁹. Alergen tworzy mostki między przeciwciałami IgE znajdującymi się na powierzchni komórek tucznych, co prowadzi do aktywacji kaskady sygnałowej wewnątrz komórki¹⁰. Proces ten, nazywany degranulacją, następuje w ciągu sekund od kontaktu z alergenem i prowadzi do masywnego uwolnienia preformowanych mediatorów zapalnych¹¹.

Mediatory zapalne i ich działanie

Najważniejszym mediatorem uwalniającym się podczas degranulacji komórek tucznych jest histamina, która odpowiada za wiele charakterystycznych objawów alergicznych¹². Histamina działa poprzez wiązanie się z receptorami H1 na komórkach docelowych, aktywując kaskadę sygnałową obejmującą białka Gq/11 i fosfolipazę C¹³. To prowadzi do skurczu mięśni gładkich, zwiększenia przepuszczalności naczyń krwionośnych oraz stymulacji zakończeń nerwowych, co objawia się swędzeniem, przekrwieniem, obrzękiem i zwiększoną produkcją śluzu¹⁰.

Oprócz histaminy, komórki tuczne uwalniają również inne preformowane mediatory, w tym tryptazę, chymazę i różne enzymy proteolityczne¹⁴. Równocześnie rozpoczyna się synteza nowych mediatorów lipidowych, takich jak leukotrieny, prostaglandyny i czynnik aktywujący płytki krwi (PAF)¹⁰. Leukotrieny, szczególnie leukotrienów cysteinylowe, są potężnymi bronchokonstryktorami i odgrywają kluczową rolę w patogenezie astmy alergicznej¹⁵. Komórki tuczne produkują również cytokiny prozapalne, takie jak IL-4 i IL-13, które perpetuują odpowiedź typu Th2 i przyczyniają się do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego Zobacz więcej: Reakcja wczesna i późna w patogenezie alergii - mechanizmy czasowe.

Dwufazowy przebieg reakcji alergicznej

Patogeneza alergii charakteryzuje się dwufazowym przebiegiem reakcji na alergen¹⁶. Reakcja wczesna, nazywana również fazą natychmiastową, rozwija się w ciągu sekund do minut od kontaktu z alergenem i jest bezpośrednio związana z degranulacją komórek tucznych oraz uwolnieniem preformowanych mediatorów¹⁷. Ta faza charakteryzuje się objawami takimi jak świąd, rumień, obrzęk i w przypadku układu oddechowego – skurcz oskrzeli.

Po ustąpieniu objawów reakcji wczesnej, u części pacjentów rozwija się reakcja późna, która pojawia się po 4-12 godzinach od ekspozycji na alergen¹⁶. Ta faza patogenezy alergii charakteryzuje się rekrutacją innych komórek zapalnych, w tym eozynofilów, neutrofilów, limfocytów i makrofagów do miejsca reakcji¹¹. Reakcja późna jest szczególnie istotna w patogenezie przewlekłych schorzeń alergicznych, takich jak astma oskrzelowa, gdzie może prowadzić do trwałych zmian strukturalnych w drogach oddechowych Zobacz więcej: Rola komórek tucznych i bazofilów w patogenezie alergii.

Czynniki wpływające na patogenezę

Patogeneza alergii jest procesem wieloczynnikowym, na który wpływ mają zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe¹. Predyspozycje genetyczne, określane mianem atopii, zwiększają prawdopodobieństwo rozwoju alergii i są najważniejszym czynnikiem ryzyka¹⁸. Osoby atopowe charakteryzują się podwyższonym poziomem przeciwciał IgE w surowicy oraz tendencją do rozwoju odpowiedzi immunologicznej typu Th2¹⁹.

Równie istotne w patogenezie alergii są czynniki środowiskowe, w tym ekspozycja na alergeny w środowisku matczyno-płodowym, warunki życia, mikrobiota jelitowa oraz stan ogólny układu immunologicznego². Współczesne badania wskazują na znaczenie hipotezy higieny, według której zmniejszona ekspozycja na patogeny we wczesnym okresie życia może predysponować do rozwoju alergii poprzez nieprawidłowy rozwój tolerancji immunologicznej²⁰.

Współczesne odkrycia w patogenezie alergii

Najnowsze badania naukowe rzucają nowe światło na mechanizmy patogenezy alergii, wykraczając poza klasyczny model oparty wyłącznie na przeciwciałach IgE i komórkach tucznych²¹. Odkryto istotną rolę komórek nabłonkowych w inicjowaniu reakcji alergicznych poprzez produkcję alarminek, takich jak limfopoetyna stromalna grasicy (TSLP), IL-25 i IL-33²². Te mediatory aktywują wrodzone limfoidalne komórki grupy 2 (ILC2), które następnie uwalniają cytokiny prozapalne przyczyniające się do aktywacji układu immunologicznego.

Szczególnie interesujące są odkrycia dotyczące roli specyficznych komórek immunologicznych w skórze, nazwanych komórkami GD3, które produkują interleukinę 3 (IL-3) w odpowiedzi na czynniki środowiskowe²³. IL-3 działa bezpośrednio na neuronów czuciowych odpowiedzialnych za świąd, zwiększając ich wrażliwość na niskie stężenia alergenów proteazowych pochodzących ze źródeł takich jak roztocze kurzu domowego czy pleśnie środowiskowe²⁴. To odkrycie może wyjaśniać, dlaczego niektóre osoby są bardziej podatne na rozwój alergii i doświadczają intensywniejszego świądu po ekspozycji na alergeny.

Zrozumienie złożonej patogenezy alergii ma fundamentalne znaczenie dla rozwoju nowych strategii terapeutycznych. Współczesne podejście do leczenia alergii coraz częściej koncentruje się na celowanym blokowaniu specyficznych szlaków molekularnych zaangażowanych w proces alergiczny, co może prowadzić do bardziej skutecznych i bezpiecznych metod leczenia w przyszłości²⁵.