Почему наша иммунная система отреагирует на такие, казалось бы, безобидные вещи, как пыльца, пылевые клещи и перхоть кошек и собак?
Здесь предлагаются две теории; наиболее широко признанная включает эволюционный механизм изгнания паразитических червей, частую проблему для наших предков до появления современной медицины.
Сравнительно недавно предложенная, конкурирующая теория состоит в том, что реакция происходит из-за того, как иммунная система реагирует на тип клетки, известный как тучная клетка, когда она выделяет свои химические вещества от воспаления.
Прежде чем мы сможем понять две теории, важно знать, как в целом работает иммунная система при встрече с потенциальным аллергеном.
Есть два способа борьбы с чужеродным патогеном: убить его (реакция 1-го типа) или попытаться изгнать из организма (реакция 2-го типа). Если у вас есть большой патоген, например, паразитический червь, организм, как правило, воспользуется тактикой изгнания типа 2. Микроб меньшего размера, такой как бактерия или вирус, обычно вызывает реакцию 1 типа.
Все клетки вашей иммунной системы вращаются вокруг класса клеток, называемых лейкоцитами. Один из типов лейкоцитов - это В-клетки. В-клетки имеют на своей поверхности антитела; известные как иммуноглобулины (Ig), это белки Y-образной формы.
Когда аллерген контактирует с вашей кожей, глазами, ртом, дыхательными путями или пищеварительным трактом, он присоединяется к антителу на В-клетке. Затем В-клетка активируется.
После активации они начинают размножаться. Некоторые превращаются в В-клетки памяти, которые позже распознают ту же молекулу и смогут быстрее создать защиту.
Некоторые превращаются в плазматические В-клетки (эффекторные клетки). Они создают больше идентичных антител, которые прикрепляются к молекуле, которую только что узнал её предшественник.
Они настолько хороши в этом, что одна эффекторная клетка может производить около 2000 идентичных антител в секунду! Эти антитела затем прикрепятся к захватчику и пометят его для распознавания другими лейкоцитами, которые уничтожат подозрительную молекулу. Они делают это, присоединяясь к процессу, называемому опсонизацией. В конечном итоге разные аллергены продуцируют разные антитела.
В 1967 году две исследовательские группы из Колорадо и Швеции определили новый тип Ig, известный как IgE. Это маленькое антитело оказалось главной силой, запускающей каскад событий, который приводит к этим зловещим симптомам аллергии. Совсем недавно ученым удалось генетически модифицировать мышей, чтобы они перестали вырабатывать IgE. У этих мышей нет аллергии.
В любом случае, однажды продуцированный IgE начинает циркулировать вокруг и прикрепляется к рецепторам (Fc типа I и II) на ранее упомянутой тучной клетке. Эти клетки отвечают за большинство процессов, связанных с симптомами, которые вы испытываете при аллергии.
При стимуляции они начинают выделять шквал химических веществ, называемый дегрануляцией. Один из примеров - выброс гистамина. Гистамин важен для некоторых наших симптомов аллергической реакции, таких как сужение бронхиол, расширение артерий, ощущение зуда и появление крапивницы.
Он также отвечает за многие процессы, связанные с воспалением.
Вкратце, аллерген проникает в организм, прикрепляется к В-клеткам; IgE создается и стимулирует дегрануляцию тучных клеток; начинается воспаление, и все симптомы, которые вы чувствуете, начинают вызывать свою сеть неудобств.
Иммунная система остается активированной, пока не перестанет ощущать аллерген, затем вы возвращаетесь к нормальной жизни!
И всё же это возвращает нас к вопросу о том, почему у нас возникает аллергия на вещи, которые кажутся безвредными? Никто не ответил окончательно на этот вопрос, но большинство согласны с тем, что IgE - это основное антитело, ответственное за все реакции иммунной системы и вызываемое ими воспаление.
Итак, что же в результате естественного отбора сделало IgE важным признаком, необходимым для выживания наших предков, учитывая, что сегодня некоторые считают его в основном бесполезным и более чем раздражающим для людей с аллергией?
До недавнего времени ведущая теория вращалась вокруг паразитических червей. В 1964 году ученая Бриджит Огилви показала, что IgE обнаружен в изобилии у крыс, инфицированных глистами.
У наших предков тоже была проблема с червями. У них не было доступа к современной медицине, которая снизила уровень инфицирования до нынешних 20% во всем мире (при этом большинство инфицированных проживают в слаборазвитых странах).
На протяжении большей части истории все, от круглых червей, таких как нематоды, до плоских червей, таких как ленточные черви и печеночные двуустки, были относительно обычными. IgE и вызываемые им симптомы, такие как чихание, кашель и диарея, служат для изгнания этих мерзких маленьких халявщиков.
Какое отношение паразитические черви имеют к аллергии? Идея заключается в том, что причина, по которой мы получаем такую сильную реакцию на некоторые другие менее опасные вещи, которые нашей иммунной системе, возможно, было бы гораздо лучше игнорировать, заключается в том, что белки на поверхности паразитических червей похожи на молекулы, с которыми мы сталкиваемся в других аспектах нашей жизни.
В-клетки, ответственные за немедленный ответ иммунной системы, реагируют на неспецифический класс молекул. Таким образом, наша иммунная система будет реагировать на аллергены, структурно похожие на белки, обнаруженные на поверхности червей.
Затем организм пытается избавиться от них, вредны они или нет. Оставшаяся реакция нашей иммунной системы на червей (а теперь и на аналогичные белковые молекулы).
Несмотря на то, что это давняя теория и очень широко принятая в медицинском мире, защита от вреда червей несколько подрывается, если мы посмотрим на исследования, показывающие, что IgE на самом деле не является строго необходимым для борьбы с ними.
Мышей, которые ученые создали с помощью генной инженерии, неспособные производить IgE, по-прежнему способны избавляться от паразитов. Это не говоря уже о том факте, что у людей могут быть аллергические реакции на такого типа на вещи, которые не имеют биологической связи с каким-либо белком, обнаруженным у червя, например, реакция на никель.
Таким образом, даже если это один из факторов, по которым у нас возникают аллергические реакции на, казалось бы, безобидные вещи, он не может поведать всей истории.
Это подводит нас к немного более новой теории, объясняющей, почему у нас есть аллергия. Это также включает идею о том, что наши тела пытаются изгнать аллергены, но вместо того, чтобы иммунная система распознала молекулу белка, структурно аналогичную молекуле паразитических червей, и неверно истолковывала, что организм приобрел такого паразита.
Теперь это просто иммунная система, реагирующая на фактическое повреждение тучных клеток.
Когда тучные клетки начинают дегранулировать, организм начинает вырабатывать антитела к нескольким белкам вокруг пораженной области, чтобы попытаться избавиться от любого чужеродного агента.
Если он непреднамеренно вырабатывает антитела, например, к белкам, содержащимся в арахисе, вы получите В-клетки памяти для борьбы с молекулами арахиса в будущем.
Поздравляю, теперь у вас потенциально аллергия на арахис.
Доктор Руслан Меджитов, профессор иммунобиологии медицинского факультета Йельского университета (и, возможно, самый большой пропагандист этой теории), любит думать об этом как о защищаем своего дома.
Если вас нет дома и кто-то в него ворвется, ваша сигнализация сработает не по лицу злоумышленника, а по тому факту, что он разбил окно. Короче говоря, он не распознает молекулу, а просто создает антитела для вещей, находящихся вокруг дегранулирующих тучных клеток.
В поддержку этой теории д-р Меджитов начал исследование возможных повреждений клеток, вызванных различными аллергенами. Например, когда они вводили мышам аллерген, содержащийся в яде медоносной пчелы, PLA2, они обнаружили, что их иммунная система изначально вообще не реагировала на сам PLA2.
И только после того, как PLA2 разорвал открытые клеточные мембраны, иммунная система задействовала механизм выработки IgE в качестве механизма быстрого ответа. И, как упоминалось ранее, другие патогены в этом районе потенциально могут быть замешаны в качестве "грабителей дома", поскольку ваша иммунная система создает В-клетки памяти, чтобы отреагировать на них позже.
Интересно, что независимо от того, на какой стороне дискуссии о причинах возникновения аллергии вы находитесь (или даже если вы считаете, что обе идеи частично верны или обе неверны), почти все исследователи сходятся во мнении, что уровень аллергии растет.
Например, почти 30% взрослых и 40% детей в США страдают какой-либо аллергией. Почему?
Мы давно знаем, что и генетика, и окружающая среда играют роль в возникновении аллергии. Технологии также позволили нам создать бесчисленное количество невиданных ранее синтетических химикатов. Связанные с ними молекулы потенциально могут вызвать любое количество реакций иммунной системы, о которых нашим предкам не приходилось беспокоиться, что, возможно, является одним из факторов повышения уровня аллергии.
Другой потенциальный фактор - это гипотеза гигиены. Многие ученые считают, что с пропагандой хорошей гигиены, которой учат во всем промышленно развитом мире, которая, безусловно, имеет удивительное количество значительных преимуществ, также может быть обратная сторона.
Идея в последнем случае заключается в том, что на протяжении большей части эволюции человека иммунная система развивалась, подвергаясь воздействию этих патогенов, как само собой разумеющееся, и, подобно тому, как мы развивались, нуждались во многих типах микробов в пищеварительной системе, чтобы выжить.
Гипотеза состоит в том, что человеческая иммунная система, возможно, эволюционировала и теперь должна подвергаться воздействию определенных вещей, чтобы впоследствии правильно реагировать на введенные патогены, а не вызывать аллергическую реакцию на вещи, которые, возможно, лучше игнорировать.
Таким образом, иммунная система в более позднем возрасте слишком остро реагирует на некоторые вещи, а иногда даже реагирует на части самого тела. Потенциальным подтверждающим доказательством, выдвинутым в поддержку этой идеи, является такой же массовый рост не только уровня аллергии, но и различных аутоиммунных заболеваний.
В обоих случаях не наблюдалось соответствующего роста показателей аллергии и аутоиммунных заболеваний у людей из слаборазвитых стран, которые на протяжении всей истории подвергались воздействию различных патогенов.