Alergia na mleko
Patofizjologia i mechanizm
Alergia na białka mleka krowiego (CMPA) u niemowląt i małych dzieci charakteryzuje się złożonymi mechanizmami immunologicznymi, obejmującymi reakcje IgE-mediowane, non-IgE-mediowane oraz mieszane. IgE-mediowane reakcje mają szybki początek (kilka minut do około 2 godzin) i są związane z produkcją specyficznych przeciwciał IgE, degranulacją komórek tucznych i bazofilów oraz uwalnianiem mediatorów zapalnych. Non-IgE-mediowane reakcje mają opóźniony początek (od kilku godzin do 72 godzin) i są prawdopodobnie związane z aktywacją limfocytów T, prowadząc do zapalenia tkanek i objawów głównie żołądkowo-jelitowych. Dysfunkcja komórek T regulatorowych (Treg) oraz zaburzenie równowagi Treg/Th17 odgrywają kluczową rolę w patogenezie obu typów alergii. W patogenezie istotne są także czynniki genetyczne, zaburzenia bariery nabłonkowej oraz dysbioza jelitowa, z udziałem bakterii produkujących maślan (np. Blautia, Coprococcus), które wpływają na rozwój tolerancji.
- Patogeneza alergii na mleko
- Mechanizmy reakcji IgE-mediowanych
- Mechanizmy reakcji non-IgE-mediowanych
- Rola komórek T regulatorowych i zaburzenia tolerancji
- Czynniki wpływające na rozwój alergii na mleko
- Czynniki genetyczne i środowiskowe
- Rola mikrobioty jelitowej
- Mechanizm tolerancji i rozwiązania alergii
- Różnice między alergią IgE i non-IgE-mediowaną
- Implikacje kliniczne i terapeutyczne
Patogeneza alergii na mleko
Alergia na mleko krowie (CMPA – Cow’s Milk Protein Allergy) jest najczęstszą alergią pokarmową u niemowląt i małych dzieci. Patogeneza tego schorzenia obejmuje złożone mechanizmy immunologiczne z udziałem komórek immunokompetentnych oraz produkcji przeciwciał. Reakcje alergiczne na białka mleka krowiego mogą być mediowane przez różne mechanizmy immunologiczne, które determinują charakter, nasilenie i czas wystąpienia objawów klinicznych.123
Główne mechanizmy patofizjologiczne
W patogenezie alergii na białka mleka krowiego wyróżnia się trzy główne mechanizmy immunologiczne:456
- Reakcje zależne od IgE (IgE-mediowane) – mechanizm natychmiastowy
- Reakcje niezależne od IgE (non-IgE-mediowane) – mechanizm opóźniony
- Reakcje mieszane (IgE i non-IgE-mediowane) – mechanizm złożony
Alergeny mleka krowiego
Mleko krowie zawiera ponad 20 frakcji białkowych, które mogą działać jako alergeny. Najważniejsze alergeny mleka krowiego to:8910
- Kazeiny (stanowiące około 80% białek mleka):
- α-s1-kazeina
- α-s2-kazeina
- β-kazeina
- κ-kazeina (Bos d 8)
- Białka serwatkowe (stanowiące około 20% białek mleka):
- α-laktoalbumina (Bos d 4)
- β-laktoglobulina (Bos d 5) – nie występuje w mleku ludzkim
- albumina surowicy bydlęcej (Bos d 6)
- laktoferryna
- immunoglobuliny (Bos d 7)
Większość osób z alergią na mleko krowie wykazuje nadwrażliwość zarówno na kazeiny, jak i białka serwatkowe. Reakcje alergiczne mogą być wywołane przez jedną lub kilka frakcji białkowych.812
Mechanizmy reakcji IgE-mediowanych
Reakcje IgE-mediowane są dobrze poznane i opierają się na stosunkowo prostych mechanizmach immunologicznych. Cechują się szybkim początkiem objawów, które pojawiają się w ciągu kilku minut do około 2 godzin po ekspozycji na białka mleka krowiego.4513
Dwuetapowy proces rozwoju reakcji IgE-mediowanej
Reakcja IgE-mediowana w alergii na białka mleka krowiego przebiega w dwóch etapach:411
- Etap sensytyzacji – rozwija się, gdy układ immunologiczny zostaje zaprogramowany w nieprawidłowy sposób, powodując wytwarzanie przeciwciał IgE skierowanych przeciwko białkom mleka krowiego. Przeciwciała te wiążą się z powierzchnią komórek tucznych i bazofilów.411
- Etap reakcji alergicznej – po kolejnej ekspozycji na białka mleka krowiego, specyficzne IgE na powierzchni komórek wiążą się na zasadzie „dwa do dwóch” z epitopami białek mleka, powodując degranulację komórek tucznych i bazofilów oraz uwolnienie mediatorów reakcji alergicznej, co prowadzi do objawów klinicznych.1114
Szlaki komórkowe w reakcji IgE-mediowanej
Na poziomie komórkowym, reakcja IgE-mediowana obejmuje następujące procesy:4157
- Zakłócenie fizjologicznej tolerancji na alergeny mleka, które może być spowodowane ekspozycją na wzorce molekularne związane z patogenami (PAMPs) lub uszkodzeniem nabłonka
- Produkcja IL-25, IL-33 i limfopoetyny zrębu grasicy (TSLP)
- Zmiany w indukcji komórek T regulatorowych (Treg), które są następnie przekształcane w swoiste antygenowo komórki Th2
- Komórki Th2 stymulują limfocyty B poprzez produkcję IL-4, co prowadzi do wytwarzania immunoglobuliny E (IgE) i ekspansji komórek tucznych
- Uwolnienie histaminy i innych cytokin z komórek tucznych i bazofilów, wywołujące reakcję zapalną
Uważa się, że zarówno niedobór regulacji, jak i polaryzacja swoistych dla mleka limfocytów T w kierunku komórek pomocniczych typu 2 (Th2) prowadzą do sygnalizacji w limfocytach B, co skutkuje produkcją specyficznych dla białek mleka przeciwciał IgE.4
Mechanizmy reakcji non-IgE-mediowanych
Reakcje niezależne od IgE (non-IgE-mediowane) charakteryzują się opóźnionym początkiem objawów, które mogą pojawić się w okresie od godziny do kilku dni po spożyciu białek mleka krowiego. Mechanizmy tych reakcji są znacznie słabiej poznane niż w przypadku reakcji IgE-mediowanych.161718
Komórkowe mechanizmy reakcji non-IgE-mediowanych
Patogeneza reakcji niezależnych od IgE opiera się na różnych teoriach:161920
- Reakcje mediowane przez komórki Th1
- Interakcje między limfocytami T, komórkami tucznymi i neuronami, które zmieniają funkcję mięśni gładkich i motorykę jelit
- Mechanizmy zależne od limfocytów T, prowadzące do uszkodzenia tkanek
- Reakcje nadwrażliwości typu II lub III mediowane przez IgG lub IgM i uszkodzenie tkanek spowodowane przez układ dopełniacza, bazofile i neutrofile
- Reakcje nadwrażliwości typu IV mediowane przez limfocyty T
Badania wskazują, że w non-IgE-mediowanej CMPA układ immunologiczny reaguje na białka mleka krowiego bez wytwarzania przeciwciał IgE. Zamiast tego, reakcja jest prawdopodobnie mediowana przez komórki T, chociaż dokładny mechanizm tego procesu nie jest jeszcze w pełni wyjaśniony.17715
Rola cytotoksyczności komórek T
W przypadku reakcji non-IgE-mediowanych, aktywowane komórki T i B z grudek limfoidalnych migrują przez układ limfatyczny i naczynia krwionośne do różnych narządów, powodując reakcję zapalną w narządzie docelowym, zwiększoną przepuszczalność jelit i manifestacje kliniczne.322
Dodatkowo, interleukina-5 (IL-5) i czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-α), cytokiny wydzielane przez komórki Th0, promują rekrutację neutrofilów i aktywację eozynofilów, co może prowadzić do obrzęku, bólu i nieprawidłowego funkcjonowania narządów.22
Rola komórek T regulatorowych i zaburzenia tolerancji
Zarówno w reakcjach IgE-mediowanych, jak i non-IgE-mediowanych, kluczową rolę odgrywa dysfunkcja komórek T regulatorowych (Treg).41623
Treg w patogenezie alergii
Komórki Treg są podstawą tolerancji doustnej na alergeny pokarmowe. Dysfunkcja aktywności komórek Treg wydaje się być niezbędnym tłem dla rozwoju zarówno reakcji IgE-, jak i non-IgE-mediowanych, ponieważ indukcja tolerancji błony śluzowej u dzieci jest związana ze wzrostem liczby limfocytów Treg.161924
- Ustanowienie CMPA u niemowląt było związane z niższym poziomem komórek Treg i witaminy D
- Deficyt Treg korelował ze zmniejszonym poziomem witaminy D w surowicy
- Bezwzględne liczby komórek Treg (komórki na μl całkowitej krwi) były znacząco niższe w grupie CMPA niż w grupie kontrolnej
- Wśród osób z CMPA, większa liczba Treg we krwi jest oznaką mniej nasilonych objawów alergii
Zaburzenia równowagi Treg/Th17
Nowsze badania wskazują, że zaburzenie równowagi między komórkami Treg a prozapalnymi komórkami Th17 (Treg/Th17) jest również jednym z kluczowych czynników powodujących choroby alergiczne. Gdy występuje reakcja alergiczna na białko mleka, Th17 dominuje, a liczba Treg zmniejsza się.2126
Ta nierównowaga prowadzi do progresywnego wzrostu odpowiedzi immunologicznej za pośrednictwem komórek Th2, a także zmniejszenia funkcjonalności i gęstości komórek regulatorowych T (Treg). Sytuacja ta może przyczyniać się do autoimmunizacji, która występuje w wyniku nieprawidłowego działania aktywacji limfocytów T i B, które są głównymi czynnikami układu odpornościowego.27
Czynniki wpływające na rozwój alergii na mleko
Czynniki genetyczne i środowiskowe
Patogeneza alergii na białka mleka krowiego jest złożona i obejmuje współdziałanie czynników genetycznych i środowiskowych:281829
- Predyspozycje genetyczne
- Zaburzenia funkcji barierowej nabłonka skóry i błony śluzowej jelit
- Dysregulacja funkcji immunologicznych
- Ekspozycja na patogen-associated molecular patterns (PAMPs)
- Uszkodzenie nabłonka
Rola mikrobioty jelitowej
Coraz więcej dowodów sugeruje, że współczesne wpływy środowiskowe zmieniły wzajemnie korzystną relację między ludźmi a bakteriami, które żyją w naszym przewodzie pokarmowym. Dysbioza, czyli zaburzenie struktury społeczności mikrobiologicznej, może predysponować osoby genetycznie podatne do alergii.30
Badania wykazały, że:30
- Mikrobiom jelitowy niemowląt z alergią na mleko krowie znacznie różnił się od zdrowych kontroli, co sugeruje, że różnice w strukturze społeczności bakteryjnej wpływają na rozwój alergii
- Niemowlęta leczone formułą probiotyczną LGG, które rozwinęły tolerancję na mleko krowie, miały również wyższy poziom bakterii produkujących maślan niż te, które były karmione formułą probiotyczną, ale nie rozwinęły tolerancji
- Tolerancja jest powiązana z nabyciem określonych szczepów bakterii, w tym Blautia i Coprococcus, które produkują maślan
Mechanizm tolerancji i rozwiązania alergii
Dokładny mechanizm rozwoju tolerancji na alergeny mleka pozostaje niejasny, ale badania wskazują na kilka kluczowych procesów:331
- Tolerancja na alergeny pokarmowe jest napędzana głównie przez komórki prezentujące antygen w blaszce właściwej jelita poprzez promocję różnicowania komórek T
- Komórki T regulatorowe, zwłaszcza Foxp3+ komórki T regulatorowe charakteryzujące się ekspresją CD25, odgrywają zasadniczą rolę w tolerancji doustnej
- Immunosupresyjne komórki B regulatorowe regulują odpowiedzi immunologiczne poprzez hamowanie efektorowych komórek T poprzez produkcję cytokin supresorowych, takich jak IL-10 i TGF-β
Historia naturalna alergii na białka mleka krowiego jest zazwyczaj korzystna, przy czym większość dotkniętych niemowląt osiąga tolerancję w pierwszych latach życia, a większość przypadków ustępuje przed rozpoczęciem nauki w szkole.332
Różnice między alergią IgE i non-IgE-mediowaną
Poniższa tabela przedstawia główne różnice między alergią IgE-mediowaną a non-IgE-mediowaną na białka mleka krowiego:
| Cecha | Alergia IgE-mediowana | Alergia non-IgE-mediowana |
|---|---|---|
| Mechanizm immunologiczny | Reakcja mediowana przez przeciwciała IgE | Reakcja mediowana przez komórki T |
| Czas wystąpienia objawów | Natychmiastowy (kilka minut do ~2 godzin) | Opóźniony (od kilku godzin do 72 godzin) |
| Główne objawy | Pokrzywka, obrzęk naczynioruchowy, świszczący oddech, kaszel, wymioty, anafilaksja | Głównie objawy żołądkowo-jelitowe: biegunka, zaparcia, refluks, kolka, zapalenie odbytnicy i okrężnicy |
| Badania diagnostyczne | Testy skórne, specyficzne IgE we krwi | Brak specyficznych testów, diagnoza oparta na historii klinicznej i próbie eliminacji |
| Ryzyko anafilaksji | Tak | Nie |
| Ilość alergenu potrzebna do wywołania reakcji | Mała | Większa, często po wielokrotnej ekspozycji |
Implikacje kliniczne i terapeutyczne
Znaczenie rozpoznania mechanizmu alergii
Zrozumienie patogenezy alergii na białka mleka krowiego ma kluczowe znaczenie dla odpowiedniego postępowania diagnostycznego i terapeutycznego:343637
- Niemowlęta z podejrzeniem alergii IgE-mediowanej wymagają testów na specyficzne IgE przeciwko mleku (testy skórne lub badania krwi)
- Niemowlęta z podejrzeniem choroby non-IgE-mediowanej nie potrzebują tych testów
- Diagnostyka alergii non-IgE-mediowanej wymaga eliminacji białek mleka krowiego z diety na okres nieprzekraczający 6 tygodni (próba eliminacji), weryfikacji ustąpienia objawów i kontrolowanego ponownego wprowadzenia białek mleka krowiego (próba prowokacji doustnej)
Nowe podejścia terapeutyczne
Badania nad patogenezą alergii na mleko prowadzą do rozwoju nowych strategii terapeutycznych:382139
- Immunoterapia doustna, podejście swoiste dla alergenu oparte na progresywnym stopniowym spożywaniu dawek alergenu pokarmowego, aż do osiągnięcia dziennej dawki podtrzymującej w celu osiągnięcia desensytyzacji
- Probiotyki mogą regulować alergię na mleko krowie poprzez kilka mechanizmów:
- Promowanie wczesnego ustanowienia równowagi mikroekologicznej jelita
- Regulowanie odporności organizmu i łagodzenie reakcji alergicznej
- Wzmacnianie funkcji bariery błony śluzowej jelita
- Niszczenie epitopów alergenów
- Badania nad rolą witaminy D w indukcji komórek Treg i rozwoju tolerancji
W badaniu DREAM przeprowadzonym przez zespoły pediatryczne w szpitalach Newcastle, porównuje się tradycyjną formułę hipoalergiczną z częściowo zhydrolizowaną wersją, podawaną w bardzo małych dawkach jako suplement (tzw. immunoterapia doustna) pod ścisłym nadzorem lekarza podczas wizyty w szpitalu. Celem jest rekrutacja około 150 niemowląt w wieku od sześciu do dwunastu miesięcy, u których zdiagnozowano alergię IgE-mediowaną na białka mleka krowiego.3940
Przewidywanie nabycia tolerancji
Rokowanie u niemowląt i dzieci z alergią na białka mleka krowiego jest dobre:4142
- 50% dzieci nabędzie tolerancję do 1 roku
- 75% do 3 lat
- 90% do 6 lat
- Tylko 5% będzie kontynuować alergię w dorosłości
Alergia najprawdopodobniej będzie się utrzymywać u dzieci, które mają wysokie poziomy przeciwciał przeciwko białkom mleka krowiego w surowicy krwi.42
Spożywanie pieczonych form mleka krowiego może pomóc prowadzić do tolerancji lub ustąpienia alergii z czasem. Przed próbowaniem w domu należy jednak skonsultować się z lekarzem w sprawie formalnej próby z pieczonym mlekiem.4243
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.