Alergia na jajka
Patofizjologia i mechanizm
Alergia na jajka, będąca IgE-zależną reakcją nadwrażliwości typu I, dotyka około 2,4-2,6% dzieci w pierwszych dwóch latach życia. Patogeneza obejmuje fazę uczulenia, w której dochodzi do produkcji specyficznych przeciwciał IgE wiążących się z komórkami tucznymi i bazofilami, oraz fazę aktywacji, prowadzącą do degranulacji tych komórek i uwolnienia mediatorów takich jak histamina. Dominującą rolę odgrywają limfocyty Th2 wydzielające IL-4, IL-5 i IL-13, które promują produkcję IgE i rekrutację eozynofilów. W rozwoju tolerancji obserwuje się wzrost IL-10 i przesunięcie fenotypu limfocytów T z Th2 na Th1, co wiąże się ze spadkiem IgE i wzrostem IgG4. Główne alergeny to białka jajka kury: owomukoid (Gal d 1, 11% białka, odporny na ciepło), owoalbumina (Gal d 2, 54%), owotransferyna (Gal d 3) i lizozym (Gal d 4). Pacjenci z wysokim poziomem IgE specyficznego dla owomukoidu wykazują reakcje także na gotowane jajka, co ma znaczenie diagnostyczne i terapeutyczne.
- Patogeneza alergii na jajka
- Mechanizm immunologiczny
- Rola cytokin i komórek T
- Główne alergeny jajka
- Epitopy i struktura białek alergennych
- Wpływ obróbki termicznej na alergenność
- Czynniki genetyczne i środowiskowe
- Rola bariery nabłonkowej
- Komórki regulatorowe i tolerancja
- Mechanizmy nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej
- Zaburzenia tolerancji immunologicznej
- Rola komórek dendrytycznych
- Rola komórek tucznych i bazofilów
- Wpływ mediatorów zapalnych
- Produkcja IgE i klasa przełączania komórek B
- Znaczenie odpowiedzi Th2
- Patogeneza różnych form alergii na jajka
- IgE-zależna alergia na jajka
- Nie-IgE-zależna alergia na jajka
- Mieszana IgE i nie-IgE zależna alergia na jajka
- Rola bariera nabłonkowej w różnych formach alergii
- Znaczenie kliniczne patogenezy alergii na jajka
Patogeneza alergii na jajka
Alergia na jajka to niepożądana reakcja immunologiczna, głównie mediowana przez immunoglobulinę E (IgE), na białka obecne w jajkach kurzych, a potencjalnie także w jajkach gęsich, kaczych lub indyczych. Jest to jedna z najczęstszych alergii pokarmowych, szczególnie wśród dzieci, dotykająca około 2,4-2,6% dzieci w pierwszych 2 latach życia.12
Mechanizm immunologiczny
Alergia na jajka jest klasyfikowana jako reakcja nadwrażliwości typu I, mediowana przez IgE. W warunkach prawidłowych u zdrowych osób istnieje stan nieodpowiadania na antygeny pokarmowe, natomiast u pacjentów z alergią następuje przesadzona odpowiedź zapalna układu immunologicznego.12
Proces patogenezy można podzielić na dwa główne etapy:
- Faza uczulenia (sensytyzacji) – podczas początkowej ekspozycji na alergeny jajka dochodzi do zaburzenia tolerancji i produkcji specyficznych przeciwciał IgE. Te przeciwciała wiążą się następnie z komórkami tucznymi (mastocytami) i bazofilami, przygotowując je do aktywacji antygenowo-specyficznej.12
- Faza aktywacji (prowokacji) – ponowna ekspozycja na białka jajka inicjuje degranulację komórek tucznych i bazofilów, prowadząc do uwolnienia mediatorów farmakologicznie aktywnych, takich jak histamina, powodujących objawy alergiczne.12
Istotną rolę w patogenezie alergii na jajka odgrywa krzyżowe wiązanie specyficznych dla białek jajka przeciwciał IgE na komórkach tucznych w odpowiedzi na alergen jajeczny. Proces ten zachodzi głównie w komórkach tucznych górnego i dolnego przewodu pokarmowego, prowadząc do uwolnienia mediatorów chemicznych, które powodują skurcz mięśni gładkich i rozszerzenie naczyń, co prowadzi do wymiotów i biegunki.1
Rola cytokin i komórek T
Odpowiedź immunologiczna w alergii na jajka wykazuje dominację odpowiedzi limfocytów T pomocniczych typu 2 (Th2). Komórki Th2 wydzielają cytokiny prozapalne, takie jak IL-4, IL-5 i IL-13, które promują produkcję przeciwciał IgE i różnicowanie się komórek efektorowych, jak eozynofile i bazofile.12
Badania wykazały, że dzieci, które naturalnie rozwijają tolerancję na białka jajka, zaczynają produkować więcej cytokiny przeciwzapalnej interleukiny-10 (IL-10). Najważniejszą różnicę w poziomach cytokin zaobserwowano właśnie dla IL-10. Zwiększenie produkcji IL-10 i zmniejszenie IL-4 i IL-5 sugeruje, że komórki regulujące te cytokiny mogą odgrywać istotną rolę w naturalnym rozwoju tolerancji.1
Ponadto, rozwiązanie alergii na jajka wiąże się ze zmianą fenotypu komórek T specyficznych dla owoalbuminy (OVA) z Th2 na Th1. Towarzyszy temu wzrost produkcji specyficznej IgG4 i spadek produkcji specyficznej dla jajka IgE.1
Główne alergeny jajka
Białka jajka są głównym źródłem alergenów. Zidentyfikowano pięć głównych alergennych białek z jajka kury domowej (Gallus domesticus), które są oznaczone jako Gal d 1-5.12
Najważniejsze alergenne białka znajdują się w białku jajka i obejmują:
- Owomukoid (Gal d 1) – stanowi 11% białka jajka, jest najbardziej dominującym alergenem i charakteryzuje się odpornością na ciepło oraz enzymy trawienne12
- Owoalbumina (Gal d 2) – stanowi 54% białka jajka, jest najbardziej obfitym białkiem12
- Owotransferyna (Gal d 3) – stanowi 12% białka jajka12
- Lizozym (Gal d 4) – stanowi 3,4% białka jajka12
Pomimo że owoalbumina (OVA) jest najobfitszym białkiem w białku jajka, to owomukoid (OVM) jest dominującym alergenem ze względu na swoją odporność na denaturację cieplną i enzymatyczną.12
Epitopy i struktura białek alergennych
Specyficzne dla jajka cząsteczki IgE mogą być klasyfikowane jako rozpoznające epitopy sekwencyjne lub konformacyjne, co ma istotne znaczenie dla fenotypu klinicznego alergii.12
- Epitopy sekwencyjne – określone przez ciągłe aminokwasy
- Epitopy konformacyjne – zawierają aminokwasy z różnych regionów białka, które znajdują się blisko siebie ze względu na fałdowanie białka
Badania wykazały, że pacjenci z alergią na jajka, którzy mają przeciwciała IgE reagujące z epitopami sekwencyjnymi, mają tendencję do trwałej alergii, podczas gdy osoby z przeciwciałami IgE reagującymi głównie z epitopami konformacyjnymi mają tendencję do przejściowej alergii.12
Epitopy konformacyjne mogą być zniszczone przez ogrzewanie lub częściową hydrolizę, co zmienia trzeciorzędową strukturę białka. Dlatego osoby uczulone głównie na OVA mogą tolerować jajka poddane obróbce termicznej, ponieważ epitopy OVA są wrażliwe na ciepło.12
Wpływ obróbki termicznej na alergenność
Alergenność białek jajka może być modyfikowana przez obróbkę termiczną. Około 70% dzieci z alergią na jajka toleruje jajka pieczone. Ogrzewanie zakłóca strukturę białek odpowiedzialnych za alergię na jajka, zmieniając ich konformację i zmniejszając ich potencjał immunogenny.12
Bezpieczne i regularne spożywanie pieczonych produktów zawierających jajka może prowadzić do tolerancji lub ustąpienia alergii na jajka z czasem. Jest to szczególnie istotne dla pacjentów uczulonych głównie na owoalbuminę, której epitopy są wrażliwe na ciepło.12
Natomiast owomukoid, jako białko odporne na ciepło, może nadal wywoływać reakcje alergiczne nawet po obróbce termicznej. Pacjenci z wysokim poziomem IgE specyficznego dla owomukoidu prawdopodobnie będą reagować na gotowane jajka i powinni unikać spożywania wszystkich form jajek.12
Czynniki genetyczne i środowiskowe
Rozwój alergii na jajka jest determinowany przez interakcję między predyspozycją genetyczną a czynnikami środowiskowymi, szczególnie ekspozycją na białka pokarmowe. Znaczenie predyspozycji genetycznej w rozwoju chorób alergicznych jest dobrze znane – dodatni wywiad rodzinny występuje u 60-70% pacjentów z alergią atopową.12
Czynniki genetyczne obejmują geny związane z MHC, które znajdują się na chromosomie szóstym, oraz receptor Fc dla IgE zlokalizowany na chromosomie jedenastym. Inne czynniki, które mogą być związane z atopią i alergią, to środowisko matczyno-płodowe, środowisko życia, epigenetyka i stan układu odpornościowego.12
Badania wykazały również, że czynniki środowiskowe, takie jak dym tytoniowy i zanieczyszczenia, mogą powodować metylację genu FOXP3 w komórkach T regulatorowych (Treg), co prowadzi do jego dezaktywacji. Komórki Treg odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu tolerancji immunologicznej i ich dysfunkcja może przyczyniać się do rozwoju alergii.1
Rola bariery nabłonkowej
Integralność bariery nabłonkowej odgrywa kluczową rolę w zapobieganiu alergii pokarmowej. Uszkodzenie bariery nabłonkowej może ułatwiać przenikanie alergenów i inicjować odpowiedź immunologiczną.12
W ostatniej dekadzie dostarczono wiele dowodów popierających koncepcję, że defekt bariery naskórkowej odgrywa pierwszorzędną rolę w inicjacji uczulenia na alergeny ze środowiska i że proces ten zachodzi przez uszkodzoną barierę skórną, a nie przez przewód pokarmowy czy układ oddechowy.12
Badania kliniczne potwierdzają również koncepcję „marszu atopowego” od wczesnego uszkodzenia bariery skórnej do rozwoju uczulenia pokarmowego i klinicznej alergii pokarmowej. Wykazano, że zwiększenie przeznaskórkowej utraty wody (TEWL) w 2. dniu życia jest predyktorem alergii pokarmowej w wieku dwóch lat.12
Komórki regulatorowe i tolerancja
Tolerancja na alergeny pokarmowe jest napędzana głównie przez komórki prezentujące antygen w blaszce właściwej jelita poprzez promocję różnicowania komórek T. Komórki T regulatorowe, szczególnie komórki Foxp3+ charakteryzujące się ekspresją CD25, odgrywają kluczową rolę w tolerancji pokarmowej.1
Interleukina-10 (IL-10) tłumi reakcje immunologiczne Th2 i zapalenie alergiczne poprzez zmniejszenie produkcji IgE i promowanie odpowiedzi specyficznej dla alergenu IgG4. Immunosupresyjne regulatorowe komórki B regulują odpowiedzi immunologiczne poprzez tłumienie komórek efektorowych T za pomocą produkcji cytokin supresorowych, takich jak IL-10 i TGF-β.1
Mechanizmy leżące u podstaw indukcji tolerancji doustnej obejmują anergię/delecję lub aktywne tłumienie za pośrednictwem regulatorowych limfocytów T (Treg), które odgrywają kluczową rolę w rozwoju tolerancji obwodowej.1
Mechanizmy nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej
W przypadku alergii na jajka dochodzi do szeregu zaburzeń w funkcjonowaniu układu immunologicznego, które prowadzą do nadmiernej reakcji na białka jajka.
Zaburzenia tolerancji immunologicznej
Tolerancja pokarmowa zawodzi, gdy układ immunologiczny błędnie identyfikuje białka jajka jako szkodliwe patogeny. Układ odpornościowy wytwarza przeciwciała klasy IgE, które są skierowane przeciwko tym białkom, co prowadzi do kaskady reakcji immunologicznych podczas ponownej ekspozycji.12
Alergia na jajka występuje, gdy jego białka są rozpoznawane przez organizm jako obce, a układ odpornościowy w konsekwencji rozwija odpowiedź odrzucającą. Organizm posiada szereg barier fizjologicznych, które chronią go przed obcymi antygenami, a odpowiedź immunologiczna błony śluzowej przewodu pokarmowego charakteryzuje się złożoną równowagą między obroną gospodarza a regulacją immunologiczną.1
Normalnie, gdy układ odpornościowy rozpoznaje białka pokarmowe jako obce dla organizmu, ustanawiają się mechanizmy immunoregulacyjne, które prowadzą do nabycia tolerancji. Zaburzenia tych mechanizmów regulacyjnych zmieniają indukcję tolerancji, prowadząc do alergii pokarmowej.1
Rola komórek dendrytycznych
Komórki dendrytyczne promujące alergię ekspresjonują na powierzchni OX40L, znany również jako członek nadrodziny ligandów czynnika martwicy nowotworów 4 (TNFSF4), i migrują do drenującego węzła chłonnego, gdzie napotykają i prezentują antygen naiwnym komórkom T.1
Aktywowane komórki dendrytyczne mogą indukować odpowiedź Th2, która jest charakterystyczna dla alergii. Komórki Th2 wydzielają cytokiny prozapalne, takie jak IL-4, IL-5 i IL-13, które promują produkcję IgE i różnicowanie się eozynofilów i bazofilów.1
Rola komórek tucznych i bazofilów
Komórki tuczne i bazofile odgrywają kluczową rolę w reakcji alergicznej. Gdy specyficzne dla jajka przeciwciała IgE wiążą się z receptorami o wysokim powinowactwie na tych komórkach, dochodzi do ich aktywacji i degranulacji, co prowadzi do uwolnienia mediatorów zapalnych.1
Degranulacja komórek tucznych i bazofilów prowadzi do uwolnienia histaminy, prostaglandyn i leukotrienów, które powodują objawy kliniczne obserwowane podczas ostrych reakcji alergicznych na pokarm, takie jak rozszerzenie naczyń, skurcz mięśni gładkich i wydzielanie śluzu.1
Proces degranulacji nie jest apoptotyczny; przeciwnie, zdegranulowane komórki tuczne lub bazofile regenerują się i są w stanie wznowić swoją normalną funkcję komórkową po ponownej syntezie ich zawartości ziarnistej.1
Wpływ mediatorów zapalnych
Uwolnienie mediatorów chemicznych z aktywowanych komórek efektorowych prowadzi do objawów alergicznych. Histamina, jeden z głównych mediatorów, powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych, zwiększoną przepuszczalność naczyń i skurcz mięśni gładkich.1
Dodatkowo, mediatory takie jak prostaglandyny i leukotrieny przyczyniają się do zapalenia i objawów alergicznych. W rzadkich przypadkach zapalenie może wystąpić w całym układzie naczyniowym, rozszerzając naczynia krwionośne i prowadząc do stanu zagrażającego życiu, takiego jak niskie ciśnienie krwi lub wstrząs.1
Produkcja IgE i klasa przełączania komórek B
W obecności IL-4 dochodzi do przełączania klasy limfocytów B i produkowane są specyficzne dla pokarmów IgE, promując stan uczulenia i alergii. Specyficzny dla antygenu pokarmowego IgE wiąże się z receptorami FcRI na komórkach tucznych i bazofilach.1
Organizm tworzy immunoglobulinę E (IgE) po pierwszej ekspozycji na jajka. IgE jest przeciwciałem wytwarzanym przez układ odpornościowy. Organizm wytwarza wiele różnych typów IgE, które są skierowane na określone alergeny. Przeciwciała IgE wiążą się z komórkami tucznymi (komórkami alergicznymi) w skórze, układzie oddechowym (drogach oddechowych) i układzie sercowo-naczyniowym. Gdy napotykają białka jajka, uwalniają histaminę, która powoduje objawy alergii.1
Znaczenie odpowiedzi Th2
Odpowiedź IgE na jajka ma zależność od limfocytów Th2. Komórki Th2 wydzielają cytokiny, takie jak IL-4, IL-5 i IL-13, które promują produkcję IgE i rekrutację komórek zapalnych, takich jak eozynofile.1
U osób z alergią na jajka i tych, którzy nie przezwyciężyli swojej alergii, cytokiny wykazują przewagę odpowiedzi Th2 z wysokim poziomem IL-4, IL-5 i IL-13 oraz niskim poziomem IFN-γ i TNF-α. Natomiast u osób, które przezwyciężyły swoją alergię, cytokiny wykazują przewagę odpowiedzi Th1 z wysokim poziomem IFN-γ i TNF-α oraz niskim poziomem IL-4, IL-5 i IL-13.1
| Status alergii | Profil cytokin | Główne cytokiny | Odpowiedź immunologiczna |
|---|---|---|---|
| Aktywna alergia na jajka | Dominacja Th2 | ↑ IL-4, IL-5, IL-13 ↓ IFN-γ, TNF-α |
Produkcja specyficznego IgE, rekrutacja eozynofilów i bazofilów |
| Przezwyciężona alergia | Dominacja Th1 | ↑ IFN-γ, TNF-α ↓ IL-4, IL-5, IL-13 |
Produkcja IgG4, supresja odpowiedzi alergicznej |
| Rozwój tolerancji | Regulacyjny | ↑ IL-10, TGF-β | Supresja produkcji IgE, indukcja tolerancji |
Patogeneza różnych form alergii na jajka
IgE-zależna alergia na jajka
IgE-zależna alergia na jajka jest najczęstszą formą alergii na jajka. Charakteryzuje się szybkim początkiem objawów po spożyciu jajek, które mogą obejmować pokrzywkę, obrzęk, duszność, wymioty, biegunkę, a w najcięższych przypadkach – anafilaksję.12
Mechanizm tej reakcji obejmuje krzyżowe wiązanie IgE przez alergeny jajka na powierzchni komórek tucznych i bazofilów, co prowadzi do ich degranulacji i uwolnienia mediatorów zapalnych, głównie histaminy. Te z kolei powodują objawy alergiczne.1
Nie-IgE-zależna alergia na jajka
W przypadku alergii nie-IgE zależnej, patogeneza jest mniej jasna. Reakcje te charakteryzują się opóźnionym początkiem (godziny do dni po ekspozycji) i mogą być trudniejsze do zdiagnozowania.12
Odpowiedzi mediowane przez komórki T na alergeny pokarmowe mogą również pośredniczyć w reakcjach alergicznych, szczególnie w przypadku zaburzeń z opóźnionymi lub przewlekłymi objawami. Na przykład, zespół enterokolityczny indukowany białkami pokarmowymi (FPIES) wydaje się być mediowany przez produkcję cytokiny czynnika martwicy nowotworów alfa (TNF-α) przez komórki T.1
Mieszana IgE i nie-IgE zależna alergia na jajka
Niektóre zaburzenia, takie jak atopowe zapalenie skóry i eozynofilowe zapalenie przełyku, mogą być związane z mieszanym mechanizmem IgE- i komórkowo-mediowanym alergii na jajka.12
Eozynofilowe zapalenie przełyku i zapalenie przewodu pokarmowego są mediowane przez eozynofile. Ziarnistości eozynofilów uwalniają substancje toksyczne dla wielu tkanek, w tym główne białko zasadowe 1 i 2, eozynofilowe białko kationowe, neurotoksynę pochodzącą z eozynofilów i peroksydazę eozynofilową.1
Aktywacja eozynofilów prowadzi do wytwarzania cytokin prozapalnych, w tym IL-1, IL-3, IL-4, IL-5 i IL-13, oraz czynnika stymulującego kolonie granulocytów i makrofagów. Degranulacja eozynofilów jest odpowiedzialna za uszkodzenie tkanek w eozynofilowej chorobie jelit.12
Rola bariera nabłonkowej w różnych formach alergii
Uszkodzenie bariery nabłonkowej promuje uwalnianie przez nabłonek prozapalnych mediatorów chemicznych, takich jak IL-25, IL-33 i TSLP (limfopoetyna zrębu grasicy). Te mediatory mogą promować odpowiedź Th2 i rozwój alergii.12
Warto zauważyć, że alergia na jajka została wskazana jako czynnik wywołujący atopowe zapalenie skóry i alergiczne eozynofilowe zapalenie przełyku, gdzie bariera nabłonkowa odgrywa kluczową rolę.1
Znaczenie kliniczne patogenezy alergii na jajka
Implikacje dla diagnostyki
Zrozumienie mechanizmów patogenetycznych alergii na jajka ma kluczowe znaczenie dla prawidłowej diagnostyki. Badania specyficznego IgE dla całego alergenu wskazują na uczulenie na jajko i związany z nim proces immunologiczny mediowany przez IgE, ale nie są predykcyjne dla reaktywności na gotowane jajko.1
Ponieważ owomukoid jest bardziej odporny niż inne białka na denaturację cieplną, pacjenci z wysokim poziomem specyficznego IgE dla owomukoidu prawdopodobnie będą reagować na gotowane jajko. Tacy pacjenci powinni unikać spożywania wszystkich form jajek.1
Biorąc pod uwagę, że epitopy specyficzne dla jajka mogą być sekwencyjne lub konformacyjne, diagnostyka powinna uwzględniać różne fenotypy kliniczne alergii na jajka. Komponenty rozdzielcze diagnozy jajka zwiększają wartość zarządzania alergią na jajka.1
Implikacje dla leczenia
Zrozumienie mechanizmów patogenetycznych ma również implikacje dla leczenia alergii na jajka. Obecnie nie ma trwałego leku na alergię na jajka, a podstawowym podejściem terapeutycznym jest ścisłe unikanie.12
Jednak badania nad immunoterapią doustną (OIT) pokazują obiecujące wyniki. OIT polega na spożywaniu małych ilości jajka regularnie, rozpoczynając od bardzo małej ilości i powoli zwiększając dawkę, aż do momentu, gdy można zjeść normalną porcję bez reakcji. Badania wykazały, że może to działać u niektórych dzieci.12
Ponadto, zrozumienie roli różnych cytokin w alergii na jajka może prowadzić do rozwoju terapii celowanych. Na przykład, biorąc pod uwagę rolę IL-10 w rozwoju tolerancji, strategie terapeutyczne mające na celu zwiększenie produkcji IL-10 mogą być obiecujące.1
Implikacje dla profilaktyki
Badania wykazały, że wczesne wprowadzenie pokarmów alergizujących, takich jak jajka, u niemowląt wysokiego ryzyka z ciężkim atopowym zapaleniem skóry lub uczuleniem pokarmowym może zmniejszyć ryzyko rozwoju alergii na jajka.12
Wbrew powszechnemu przekonaniu, badania wykazały, że opóźnianie wprowadzenia jaj do diety nie zapobiega alergii na jajka. Przeciwnie, badania sugerują, że dzieci, którym wprowadzono gotowane jajka do diety w wieku od 4 do 6 miesięcy, miały trzykrotnie mniejsze prawdopodobieństwo rozwoju alergii na jajka niż dzieci, którym wprowadzono je w wieku od 10 do 12 miesięcy.12
Implikacje dla naturalnego przebiegu alergii
Zrozumienie mechanizmów patogenetycznych pomaga wyjaśnić naturalny przebieg alergii na jajka. Większość dzieci z czasem wyrasta z alergii na jajka, co może być związane ze zmianą profilu immunologicznego z dominacji Th2 na Th1.12
Czynniki, które wpływają na rozwój tolerancji lub utrzymywanie się alergii pokarmowej, obejmują ciężkość objawów przy spożyciu, wiek w momencie diagnozy, współistniejące choroby alergiczne oraz różne markery związane z układem odpornościowym.1
Obecnie wiodącym leczeniem modyfikującym naturalny przebieg alergii pokarmowej jest doustna immunoterapia, alergenowo-specyficzne podejście oparte na progresywnym, stopniowym spożywaniu dawek alergenu pokarmowego, aż do osiągnięcia codziennej dawki podtrzymującej w celu osiągnięcia desensytyzacji.1
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.