Odpowiedź immunologiczna w astmie zawodowej – IgE i nie-IgE

Mechanizmy immunologiczne stanowią podstawę patogenezy większości przypadków astmy zawodowej. Te złożone procesy obejmują zarówno klasyczne reakcje alergiczne zależne od immunoglobulin E (IgE), jak i alternatywne szlaki immunologiczne, które prowadzą do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego dróg oddechowych1.

Reakcje IgE-zależne

Specyficzna sensityzacja za pośrednictwem IgE do antygenu miejsca pracy stanowi przyczynę 90% przypadków astmy zawodowej1. W reakcjach nadwrażliwości typu I zależnych od IgE, przeciwciała IgE wiążą się i tworzą mostki z receptorami komórek tucznych, prowadząc do degranulacji i uwolnienia mediatorów, które wywołują reakcje astmatyczne u podatnych osób1.

Substancje o wysokiej masie cząsteczkowej (HMW) działają jako kompletne antygeny i indukują produkcję swoistych przeciwciał IgE2. Mechanizm astmy zawodowej wywołanej przez substancje HMW jest procesem typu I, zależnym od IgE3. Pacjenci z atopią lub rodzinnym wywiadem atopii są narażeni na zwiększone ryzyko rozwoju astmy zawodowej z powodu narażenia na czynniki HMW. Palenie tytoniu jest również czynnikiem ryzyka sensityzacji4.

Kaskada reakcji IgE-zależnej: Po krzyżowym wiązaniu IgE przez antygen, komórki tuczne uwalniają histaminę, prostaglandyny i cysteinyloleukotrieny. Po prezentacji antygenu przez komórki dendrytyczne, limfocyty T różnicują się w kilka podtypów komórek efektorowych2.

Aktywacja limfocytów T

Aktywowane limfocyty T odgrywają również ważną rolę w patogenezie i stanie zapalnym astmy zawodowej, podobnie jak w innych postaciach astmy. Biopsje oskrzeli pacjentów z astmą zawodową wywołaną izocyjanianami lub czerwonym cedrem wykazują obecność wielu aktywowanych limfocytów T5.

Aktywowane komórki CD4+ mogą różnicować się w komórki Th1, które produkują interferon-γ i interleukinę-2 zaangażowane odpowiednio w klasyczną aktywację makrofagów i różnicowanie limfocytów T, oraz komórki Th2, które uwalniają interleukiny-4, -5 i -13, aktywują komórki B, promują syntezę IgE, rekrutację komórek tucznych i eozynofilię2.

Mechanizmy związane z substancjami o niskiej masie cząsteczkowej

Mechanizmy patogenetyczne substancji o niskiej masie cząsteczkowej (LMW) są mniej zrozumiałe, jednak wydaje się, że istnieje kilka mechanizmów, zarówno immunologicznych, jak i nieimmunologicznych, które mogą prowadzić do astmy zawodowej6. Substancje LMW prawdopodobnie działają jako hapteny, łącząc się z białkami ludzkimi w układzie oddechowym, aby stać się kompletnymi immunogenami6.

Atopia i palenie nie są czynnikami ryzyka astmy zawodowej wywołanej przez czynniki LMW, tak jak ma to miejsce w przypadku czynników HMW6. Swoiste IgE dla izocyjanianów lub kwasu plicatowego wykrywane jest tylko u niewielkiego odsetka pacjentów z udokumentowaną chorobą. Jednak wykrycie swoistego IgE może być markerem narażenia, a nie choroby6.

Alternatywne mechanizmy dla substancji LMW:

  • Bezpośrednie działania farmakologiczne – izocyjaniany mogą blokować receptory beta-2-adrenergiczne
  • Wysokie stężenia kwasu plicatowego mogą aktywować dopełniacz
  • Stymulacja nerwów czuciowych prowadząca do uwolnienia substancji P i innych neuropeptydów
  • Hamowanie endopeptydaz neutralnych, które normalnie inaktywują te substancje5

Odpowiedź immunologiczna wrodzona

Dowody sugerują, że kilka substancji LMW, takich jak diizocyjaniany, może indukować wrodzone odpowiedzi immunologiczne poprzez regulację w górę/aktywację receptora rozpoznawania wzorców immunologicznych monocytów, zwiększając ekspresję chemokin regulujących ruch monocytów/makrofagów oraz uwolnienie ważnych cytokin prozapalnych, takich jak interleukina-1 czy interleukina-152.

Wrodzone komórki zabójcze (NK) stymulowane przez interleukinę-15 mogą również uwalniać interleukinę-13. Nawet jeśli nie wszystkie zaangażowane mechanizmy zostały zidentyfikowane, te dane sugerują złożoną współpracę między wrodzonymi i adaptacyjnymi systemami immunologicznymi w patogenezie astmy zawodowej wywołanej przez sensybilizatory2.

Profile komórek zapalnych

Narażenie na alergeny lub sensybilizatory chemiczne w miejscu pracy często indukuje eozynofilowe zapalenie u osób uczulonych, chociaż w niektórych przypadkach zgłaszano neutrofilię7. Eozynofile są charakterystycznie związane zarówno z chorobami alergicznymi, jak i astmą8. Neutrofile wydają się odgrywać ważną rolę w patogenezie astmy dla niektórych podtypów choroby8.

Makrofagi są ważnymi komórkami regulatorowymi wrodzonej odpowiedzi immunologicznej8. Komórki tuczne są kluczowymi mediatorami chorób alergicznych i fenotypów astmy związanych z alergią8. Astma jest uważana za chorobę atopową w około połowie wszystkich przypadków, co skutkuje tak zwanym skierowaniem Th2, profilem CD4+, który faworyzuje ekspresję Th2 nad Th18.

Mechanizmy molekularne i genetyczne

Ostatnie postępy poczyniono w charakterystyce odpowiedzi immunologicznej na substancje o niskiej masie cząsteczkowej9. Identyfikacja czynników gospodarza, polimorfizmów i genów kandydujących związanych z astmą zawodową może poprawić nasze zrozumienie mechanizmów zaangażowanych w astmę9.

Wykazano, że klony limfocytów T specyficznie ukierunkowane na jony metali rozpoznają hapteny w kontekście cząsteczek MHC klasy II10. Z powodu ich małego rozmiaru, jony metali są niekompletnymi antygenami, które muszą wiązać się z endogennymi peptydami, aby stać się naprawdę antygenowe10.

Pytania i odpowiedzi

Jakie są różnice między mechanizmami IgE-zależnymi a niezależnymi w astmie zawodowej?

Mechanizmy IgE-zależne występują głównie przy narażeniu na substancje o wysokiej masie cząsteczkowej i obejmują klasyczną reakcję alergiczną z degranulacją komórek tucznych. Mechanizmy niezależne od IgE są bardziej złożone, obejmują aktywację limfocytów T, odpowiedź immunologiczną wrodzoną i uwolnienie cytokin prozapalnych.

Dlaczego atopia jest czynnikiem ryzyka tylko dla niektórych typów astmy zawodowej?

Atopia i palenie tytoniu są czynnikami ryzyka dla astmy zawodowej wywołanej przez substancje o wysokiej masie cząsteczkowej, które działają poprzez klasyczny mechanizm IgE-zależny. Nie są natomiast czynnikami ryzyka dla astmy wywołanej przez substancje o niskiej masie cząsteczkowej, które działają przez inne mechanizmy immunologiczne.

Jaką rolę odgrywają limfocyty T w astmie zawodowej?

Limfocyty T odgrywają kluczową rolę poprzez różnicowanie się w komórki Th1 i Th2. Komórki Th1 produkują interferon-γ i interleukinę-2, podczas gdy komórki Th2 uwalniają interleukiny-4, -5 i -13, które promują syntezę IgE, aktywację komórek B i rekrutację komórek zapalnych.

W jaki sposób substancje o niskiej masie cząsteczkowej wywołują odpowiedź immunologiczną?

Substancje o niskiej masie cząsteczkowej działają jako hapteny – łączą się z białkami organizmu, tworząc kompletne immunogeny. Mogą również aktywować wrodzoną odpowiedź immunologiczną poprzez stymulację receptorów rozpoznawania wzorców i uwolnienie cytokin prozapalnych.

Reklama
Reklama