Причини виникнення алергії

1. Як виникає алергія незрозуміло досі
2. Алергія - це не біологічна помилка, а наш захист
3. Але іноді наша імунна система нам шкодить
4. Для імунної системи алергічний процес - штука зрозуміла
5. Зв'язок між цими паразитами і алергією
6. Передова імунної системи і занадто бурхлива реакція на загарбників
7. Домашня система сигналізації для організму, яка позбавляється від алергенів
8. Переваг у алергії більше, ніж недоліків

У мене ніколи не було яскраво вираженої вродженої алергії на щось. Один раз років в шість мене обсипало через те, що я об'їлася полуницею - це все, що я можу розповісти про свої алергічних реакціях. У деяких моїх знайомих алергічні реакції на цвітіння певних рослин (тополиний пух) з'явилися вже в зрілому віці, а деяких алергія перестала турбувати після 13 років.

Чому це відбувається, як від цього вберегтися, чи можливо цього уникнути і що робити, якщо це спадкове?

Алергія (грец. Ἄλλος - інший, інший, чужий + ἔργον - вплив) - надчутливість імунної системи організму при повторних діях алергену на раніше сенсибілізований цим алергеном організм.

Як виникає алергія незрозуміло досі

Вчені до цих пір не прийшли до спільного знаменника і не можуть точно сказати, звідки береться алергія, але кількість людей, які страждають від тієї чи іншої її форми, росте. Серед алергенів: латекс, золото, пилок (особливо амброзія, амарант і кукіль звичайний), пеніцилін, отрута комах, арахіс, папайя, укуси медуз, духи, яйця, фекалії домашніх кліщів, пекан, лосось, яловичина і нікель.

Варто тільки цих речовин запустити ланцюгову реакцію, як ваш організм посилає свій відповідь з досить широким діапазоном реакцій - від прикрої висипу до смертельного результату. З'являється висип, розпухають губи, може початися озноб, закладає ніс і пече в очах. Харчова алергія може викликати блювоту або діарею. У дуже невдачливого меншини алергія може вилитися в потенційно смертельну реакцію, відому як анафілактичний шок.

Ліки є, але жодне з них не може назавжди позбавити від алергії. Антигістамінні препарати прибирають симптоми, але при цьому викликають сонливість і інші не дуже приємні побічні ефекти. Є препарати, які дійсно рятують життя, але їх потрібно приймати дуже довго, а деякі види алергії лікуються тільки комплексними методами, тобто одним варіантом ліки явно не обійдешся.

Вчені зможуть знайти ліки, яке раз і назавжди позбавить нас від алергії, тільки в тому випадку, якщо зрозуміють основні причини виникнення цього захворювання. Але поки вони розшифрували цей процес лише частково.

Алергія - це не біологічна помилка, а наш захист

Саме це фундаментальне питання хвилює Руслана Меджитова, вченого, який за останні 20 років зробив кілька фундаментальних відкриттів, пов'язаних з імунною системою, і удостоївся кількох серйозних нагород, в тому числі і 4 мільйони євро від Else Kröner Fresenius Award.

На даний момент Меджитов вивчає питання, який може зробити революцію в імунології: чому ми страждаємо від алергії? Точної відповіді на це питання поки ні у кого немає.

Є теорія, згідно з якою алергія - це реакція на отруту паразитичних черв'яків, що живуть в нашому організмі. У більш розвинених і майже стерильних країнах, де таке зустрічається рідко, не звикла до такого імунна система дає більш різкий, масований удар у відповідь. Тобто дитина з якоїсь країни, що розвивається, який живе мало не в хатині і спокійно їсть немиті фрукти, може навіть не знати, що таке алергія, в той час як діти, батьки яких постійно все протирають САНІТАЙЗЕР і по два рази в день миють підлоги до квартири, мають цілий букет «Цього нам не можна! У нас на це алергія! ».

Меджитов вважає, що це неправильно і що алергія - це не просто біологічна помилка.

Алергія - це захист від шкідливих хімічних речовин. Захист, яка допомагала нашим предкам десятки мільйонів років і допомагає нам до сих пір.

Він визнає, що його теорія досить суперечлива, але він упевнений, що історія доведе його правоту.

Але іноді наша імунна система нам шкодить

Цілителі Стародавнього світу багато знали про алергію. Три тисячі років тому китайські лікарі описали «алергічне рослина», яке викликало нежить восени.

Також існує доказ того, що єгипетський фараон Менес помер від укусу оси в 2641 році до нашої ери.

Що для одного - їжа, для іншого - отрута.

Лукрецій,
римський філософ

І тільки трохи більше 100 років тому вчені зрозуміли, що такі різні симптоми можуть бути головами однієї гідри.

Дослідники виявили, що багато захворювань викликані бактеріями і збудниками, і наша імунна система бореться з цими порушниками - ціла армія клітин, які можуть вивільняти смертельні хімічні речовини і чітко націлені антитіла.

Також було встановлено, що, крім захисту, імунна система може завдавати шкоди.

На початку XX століття французькі вчені Шарль Ріше (Charles Richet) і Поль Портьє (Paul Portier) вивчали вплив токсинів на організм. Вони вводили невеликі дози отрути морських анемона собакам і потім чекали ще кілька тижнів перед тим, як ввести наступну порцію. В результаті собаки отримували анафілактичний шок і вмирали. Замість того щоб захистити тварин, імунна система робила їх більш чутливими до цієї отрути.

Інші дослідники помічали, що деякі лікарські препарати викликали висип і інші симптоми. І ця чутливість розвивалася по висхідній - реакція, зворотна захисту від інфекційних захворювань, яку надають організму антитіла.

Австрійський лікар Клеменс фон Пірке (Clemens von Pirquet) займався вивченням того, чи може організм змінити реакцію тіла на надходять речовини. Для опису цієї роботи він придумав слово «алергія», з'єднавши грецькі слова alos (інші) і ergon (робота).

Для імунної системи алергічний процес - штука зрозуміла

У наступні десятиліття вчені виявили, що молекулярні етапи цих реакцій були напрочуд схожі. Процес запускався, коли алерген опинявся на поверхні тіла - шкіра, очі, носовий прохід, горло, дихальні шляхи або кишечник. Ці поверхні наповнені імунними клітинами, які виконують роль прикордонників.

Коли «прикордонник» стикається з алергеном, він поглинає і знищує непрошених гостей, а потім доповнює його поверхню фрагментами речовини. Потім клітка локалізує деякі лімфатичні тканини, і ці фрагменти передаються іншим імунним клітинам, які виробляють особливі антитіла, відомі як імуноглобулін Е або IgE.

Ці антитіла викличуть відповідну реакцію, якщо знову наткнуться на алерген. Реакція почнеться відразу ж після того, як антитіла активізують компоненти імунної системи - огрядні клітини, які викликають цілий шквал хімічних речовин.

Деякі з цих речовин можуть зачепити нерви, викликаючи свербіж і кашель. Іноді починає продукуватися слиз, а контактування з цими речовинами дихальних шляхів може викликати проблеми з диханням.

Ця картина малювалася вченими протягом останнього століття, але вона відповідає тільки на питання «Як?», Але зовсім не пояснює, чому ми страждаємо від алергії. І це дивно, так як відповідь на це питання досить ясний для більшості ланок імунної системи.

Наші предки зіткнулися з впливом патогенних організмів, а природний відбір залишив мутації, які допомагали їм відбивати ці атаки. І ці мутації досі накопичуються для того, щоб і ми могли дати гідну відсіч.

Побачити те, як природний відбір міг створити алергію, було найважче. Сильна алергічна реакція на самі прості речі навряд чи входила в систему виживання наших предків.

Також алергія буває досить дивно виборчої.

Не всі люди схильні до алергії, і тільки деякі речовини є алергенами. Іноді у людей з'являється алергія в уже досить дорослому віці, а іноді дитяча алергія зникає без сліду (у нас кажуть «переросли»).

Зв'язок між цими паразитами і алергією

Протягом десятиліть ніхто толком не міг зрозуміти, для чого взагалі потрібен IgE. Він не показував жодних особливих здібностей, які могли б зупинити вірус або бактерію. Це, скоріше, схоже на те, що ми еволюціонували для того, щоб один особливий вид антитіл доставляв нам величезні неприємності.

Перша підказка прийшла до нас в 1964 році.

Паразитолог Бріджит Огілві (Bridget Ogilvie) досліджувала, як імунна система реагує на паразитичних черв'яків. Вона зауважила, що організм щурів, заражених черв'яками, починав виробляти у великій кількості то, що згодом отримало назву IgE. Подальші дослідження показали, що ці антитіла давали сигнал імунній системі атакувати і знищувати черв'яків.

Паразитичні хробаки серйозну загрозу не тільки для щурів, але і для людини.

Наприклад, нематоди можуть відтягувати кров з кишечника. Печінкові двуустки можуть пошкодити тканину печінки і викликають рак, а стрічкові черв'яки можуть стати причиною кісти в мозку. Більше 20% людей носять в собі цих паразитів, і більшість з них живуть в країнах з низьким рівнем доходу.

У 1980-х роках група вчених енергійно виступала за зв'язок між цими паразитами і алергією. Можливо, наші предки розвинули здатність організму розпізнавати білки на поверхні черв'яків і відповідати виробленням антитіл IgE. Антитіла, вбудовані клітинами імунної системи в шкіру і кишечник, швидко реагували, як тільки будь-який з цих паразитів намагався проникнути в організм.

Організм має приблизно годину на те, щоб наблизити шанси цього паразита на виживання до нуля, вважає Девід Данн (David Dunne), паразитолог з Кембриджського університету.

Відповідно до теорії паразитів, білок паразитичних черв'яків за своєю формою схожий з іншими молекулами, з якими наш організм стикається в повсякденному житті. В результаті цього, якщо ми стикаємося з нешкідливими речовинами, форма яких схожа на форму білка паразитів, наш організм піднімає тривогу і захист працює вхолосту. Алергія в цьому випадку є просто неприємним побічним ефектом.

Під час проходження практики Меджитов вивчав теорію черв'яків, але через 10 років у нього почали з'являтися сумніви. За його словами, в цій теорії не було сенсу, тому він зайнявся розробкою своєї власної.

В основному він думав про те, як наші тіла сприймають навколишній світ. Ми можемо розпізнати зразки фотонів за допомогою наших очей і модель вібрації повітря за допомогою наших вух.

Відповідно до теорії Меджитова, імунна система - це ще одна система розпізнавання образів, яка розпізнає молекулярні підписи замість світла і звуку.

Підтвердження своєї теорії Меджитов знайшов в роботі Чарльза Джейнуея (Charles Janeway), імунолога з Єльського університету (1989 рік).

Передова імунної системи і занадто бурхлива реакція на загарбників

У той же час Джейнуея вважав, що у антитіл є один великий недолік: потрібно кілька днів для того, щоб імунна система виробила свій відповідь на агресивні дії нового загарбника. Він припустив, що у імунної системи може бути інша лінія оборони, яка спрацьовує швидше. Можливо, вона може використовувати систему розпізнавання образів для того, щоб швидше виявити бактерії і віруси і швидше приступити до ліквідації проблеми.

Після звернення Меджитова до Джейнуея вчені почали працювати над проблемою разом. Незабаром вони виявили новий клас сенсорів на поверхні певних типів імунних клітин.

Зіткнувшись із загарбниками, сенсор охоплює порушника і включає хімічний сигнал тривоги, який допомагає іншим імунним клітинам знайти і вбити патогени. Це був швидкий і точний спосіб розпізнавання і усунення бактеріальних загарбників.

Так вони відкрили нові рецептори, відомі зараз як Толл-подібні рецептори, які показали новий вимір в імунному захисті і які були проголошені основним принципом імунології. Це також допомогло вирішити медичну проблему.

Інфекції іноді призводять до катастрофічного запалення по всьому тілу - сепсису. Тільки в одних Сполучених Штатах це завдає удар по мільйонах людей щорічно. Половина з них помирає.

Протягом багатьох років вчені вважали, що бактеріальні токсини можуть привести до збоїв в роботі імунної системи, але сепсис - це лише перебільшена реакція імунної захисту від бактерій та інших загарбників. Замість того щоб діяти локально, вона включає лінію захисту в усьому тілі. Септичний шок - результат того, що ці механізми захисту активуються набагато сильніше, ніж насправді вимагає ситуація. Результат - смерть.

Домашня система сигналізації для організму, яка позбавляється від алергенів

Незважаючи на те, що спочатку Меджитов займався наукою не для того, щоб лікувати людей, зроблені ним відкриття дозволяють лікарям по-новому поглянути на механізми, які запускають сепсис, і таким чином знайти відповідне лікування, яке буде націлене на усунення реальної причини цього захворювання - надмірної реакції толл-подібних рецепторів.

Меджитов пішов далі. Раз у імунної системи є спеціальні рецептори для бактерій та інших порушників, можливо, у неї є і ще невідомі нам рецептори і для інших ворогів? Ось тоді він почав думати про паразитичних черв'яків, IgE і алергії. І коли він думав про це, щось не складалося.

Дійсно, імунна система запускає вироблення IgE, коли стикається з паразитичними черв'яками. Але деякі дослідження показують, що насправді IgE не є головною зброєю проти цієї проблеми.

Вчені спостерігали мишей, які не можуть виробляти IgE, але при цьому тварини як і раніше могли будувати захист від паразитичних черв'яків. Меджитов досить скептично ставився до ідеї, що алергени вдавали білками паразитів. Велика кількість алергенів, таких як нікель або пеніцилін, не має ніяких можливих аналогів в молекулярної біології паразита.

Чим більше Меджитов думав про аллергенах, тим менш важливою здавалася йому їх структура. Можливо те, що їх пов'язує, не їхня структура, а їх дії?

Ми знаємо, що дуже часто алергени призводять до фізичних пошкоджень. Вони зривають відкриті клітини, дратують мембрани, розривають білки на шматки. Можливо, алергени завдають такої великої шкоди, що нам потрібно від них захищатися?

Якщо подумати про всі основні симптоми алергії - закладений червоний ніс, сльози, чхання, кашель, свербіж, діарея і блювота, - всі ці явища мають один спільний знаменник. Вони все подібні вибуху! Алергія - це стратегія позбавлення тіла від алергенів!

Виявилося, що ця ідея вже давно спливає на поверхню різних теорій, але кожен раз її топлять знову і знову. Ще в 1991 році еволюційний біолог Марджі профілі (Margie Profet) стверджувала, що алергія боролася з токсинами. Але імунологи відхилили цю ідею, можливо, тому що профілі була аутсайдером.

Меджитов з двома своїми учнями Ноа Палм (Noah Palm) і Рейчел Розенштейн (Rachel Rosenstein) опублікував свою теорію в Nature в 2012 році. Потім він почав її тестування. Спочатку він перевірив зв'язок між ушкодженнями та алергією.

Меджитов і його колеги ввели миші PLA2, алерген, знайдений в бджолиній отруті (він розриває клітинні мембрани). Як Меджитов і передбачав, імунна система зовсім не реагувала конкретно на PLA2. І тільки коли PLA2 пошкодила відкриті клітини, організм почав вироблення IgE.

В іншому припущенні Меджитова говорилося, що ці антитіла будуть захищати мишей, а не просто робити їх хворими. Для того щоб це перевірити, він і його колеги зробили другу ін'єкцію PLA2, але на цей раз доза була набагато більше.

І якщо на першу дозу реакція у тварин практично була відсутня, то після другої різко піднялася температура тіла, аж до летального результату. Але у деяких мишей по не зовсім зрозумілих причин вишикувалася певна алергічна реакція, і їх тіло запам'ятав і зменшило вплив PLA2.

На іншому кінці країни інший учений робив експеримент, який в результаті ще більше підтвердив теорію Меджитова.

Стівен Галлі (Stephen Galli), завідувач кафедри патології в Стенфордському медичному університеті, провів роки, вивчаючи огрядні клітини, загадкові імунні клітини, які можуть вбити людей в результаті алергічної реакції. Він припускав, що насправді ці гладкі клітини можуть допомогти тілу. Наприклад, в 2006 році він і його колеги виявили, що огрядні клітини знищують токсин, знайдений в зміїному отруті.

Це відкриття змусило Галлі задуматися про те ж, про що думав і Меджитов - що алергія може бути насправді захистом.

Гладкі клітини. Designua / Shutterstock

Галлі і його колеги провели ті ж досліди з мишами і бджолиною отрутою. І коли вони ввели мишам, які ніколи раніше не стикалися з цим видом отрути, антитіла IgE, виявилося, що їх організм отримав таку ж захист від потенційно смертельної дози отрути, як і організм мишей, схильних до дії цього токсину.

До сих пір, незважаючи на всі експерименти, без відповіді залишаються багато питань. Яким саме чином буде пошкоджено внаслідок бджолиною отрутою, призводять до захисного відповіді IgE і яким чином IgE захистив мишей? Це саме ті питання, над якими в даний момент працює Меджитов і його команда. На їхню думку, основна проблема - це огрядні клітини і механізм їх роботи.

Джеймі Каллен (Jaime Cullen) вивчав те, як антитіла IgE фіксують огрядні клітини і роблять так, що ті стають чутливими або (в деяких випадках) гіперчутливими до алергенів.

Меджитов передбачив, що цей експеримент покаже, що визначення алергенів працює як домашня система сигналізації. Для того щоб зрозуміти, що в ваш будинок забрався злодій, зовсім не обов'язково бачити його обличчя - про це вам розповість і розбите вікно. Пошкодження, викликані алергеном, пробуджують імунну систему, яка збирає молекули в безпосередній близькості і виробляє антитіла до них. Тепер порушник ідентифікований і наступного разу з ним буде набагато простіше впоратися.

Алергія здається набагато більш логічною з точки зору еволюції, коли розглядається у вигляді домашньої системи сигналізації. Токсичні хімічні речовини, незалежно від їх джерела (отруйні тварини або рослини), вже давно були загрозою здоров'ю людини. Алергія повинна була захищати наших предків, вимиваючи ці речовини з організму. І той дискомфорт, які в результаті всього цього відчували наші предки, можливо, змушував їх переїжджати в більш безпечні місця.

Переваг у алергії більше, ніж недоліків

Як і багато адаптаційні механізми, алергія не є досконалою. Вона знижує наші шанси померти від токсинів, але все одно не прибирає цей ризик повністю. Іноді через занадто різкої реакції алергія може вбити, як це вже було в дослідах над собаками і мишами. Але все ж переваги алергії переважують недоліки.

Цей баланс змістився з появою нових синтетичних речовин. Вони піддають нас впливу більш широкого кола сполук, які потенційно можуть привести до пошкоджень і викликати алергічну реакцію. Наші предки могли уникнути алергії, просто перейшовши на інший бік лісу, але ми не можемо так легко позбутися від деяких речовин.

Але Данн скептично ставиться до теорії Меджитова. Він вважає, що той занадто недооцінює то кількість білків, яке вони знаходять на поверхні паразитичних черв'яків. Білків, які могли б замаскуватися під величезна кількість алергенів з сучасного світу.

У наступні кілька років Меджитов сподівається переконати скептиків за допомогою результатів інших експериментів. І це, можливо, призведе до революції в тому, як ми ставимося до алергії. І почне він з алергії на пилок. Меджитов не сподівається на швидку перемогу своєї теорії. Поки він просто радіє тому, що йому вдається змінити ставлення людей до алергічних реакцій і вони перестають сприймати це як хвороба.

Ти чхаєш, і це добре, тому що таким чином ти себе захищаєш. Еволюцію абсолютно не хвилює, як ти себе при цьому відчуваєш.