Alergia na nikiel
Patofizjologia i mechanizm
Alergia na nikiel jest najczęstszą przyczyną alergicznego kontaktowego zapalenia skóry (ACD) w krajach uprzemysłowionych i stanowi klasyczny przykład nadwrażliwości typu IV, z kluczową rolą limfocytów T. Proces uczulenia przebiega w dwóch fazach: sensytyzacji, gdzie jony niklu penetrują skórę, indukując produkcję cytokin prozapalnych (TNF-α, IL-1, TSLP) i aktywację komórek dendrytycznych, oraz fazy wywołania, w której ponowna ekspozycja na nikiel prowadzi do aktywacji limfocytów T CD4+ i CD8+ i rozwoju objawów klinicznych w ciągu 24-72 godzin. Mechanizmy immunologiczne obejmują prezentację haptenów niklu przez MHC klasy I i II, aktywację receptorów Toll-podobnych (szczególnie TLR4) oraz szlak kinazy p38 MAPK, z kluczową rolą fosforylacji MKK6 w komórkach dendrytycznych. Czynniki genetyczne, takie jak mutacje genu filagryny i polimorfizmy TNF-α (genotyp TNFA308 A/A i GA), zwiększają podatność na alergię. Diagnostyka opiera się na testach płatkowych oraz, w przypadku systemowej alergii kontaktowej na nikiel (SNAS), na testach prowokacji doustnej z 0,6 mg siarczanu niklu po 4-6 tygodniach diety eliminacyjnej.
- Mechanizm uczulenia na nikiel
- Fazy rozwoju alergii na nikiel
- Rola komórek dendrytycznych i limfocytów T
- Mechanizmy molekularne prezentacji niklu
- Rola receptorów Toll-podobnych w alergii na nikiel
- Genetyczne uwarunkowania alergii na nikiel
- Alergia na nikiel systemowa (SNAS)
- Diagnostyka alergii na nikiel
- Leczenie i profilaktyka alergii na nikiel
- Powiązania z innymi schorzeniami
- Podsumowanie najnowszych badań
Mechanizm uczulenia na nikiel
Alergia na nikiel stanowi najczęstszą przyczynę alergicznego kontaktowego zapalenia skóry (ACD) w krajach uprzemysłowionych. Jest to klasyczny przykład reakcji nadwrażliwości typu IV (opóźnionej), w której kluczową rolę odgrywają limfocyty T. Mechanizm patogenetyczny alergii na nikiel jest złożony i obejmuje kilka etapów, które prowadzą do rozwoju odpowiedzi immunologicznej123.
Fazy rozwoju alergii na nikiel
Uczulenie na nikiel przebiega w dwóch głównych fazach: sensytyzacji (indukcji) i wywołania (elicytacji)1:
Faza sensytyzacji – jest to pierwszy kontakt organizmu z niklem, który prowadzi do rozwinięcia nadwrażliwości. W tej fazie następuje penetracja jonów niklu przez skórę, co prowadzi do produkcji cytokin prozapalnych (TNF-α i IL-1), TSLP oraz chemokin. Związki te aktywują i stymulują migrację komórek dendrytycznych skóry (DC) obładowanych haptenowanymi białkami do regionalnych węzłów chłonnych1. Należy podkreślić, że nikiel sam w sobie nie jest immunogenny, ale staje się taki po połączeniu z białkami nośnikowymi skóry, tworząc kompleks haptenowy23.
Faza wywołania – następuje po ponownym kontakcie z niklem. Kolejna ekspozycja na ten sam hapten prowadzi do szybkiej aktywacji uczulonych limfocytów T, które produkują mediatory zapalne w miejscu kontaktu, wywołując typowe objawy alergicznego kontaktowego zapalenia skóry12. Objawy kliniczne pojawiają się w ciągu 24-72 godzin od ekspozycji, co jest charakterystyczne dla nadwrażliwości typu opóźnionego1.
Rola komórek dendrytycznych i limfocytów T
Komórki dendrytyczne skóry, w tym komórki Langerhansa (LC), odgrywają kluczową rolę w prezentacji antygenu niklu limfocytom T1. Po aktywacji przez nikiel, komórki te przechodzą proces dojrzewania, charakteryzujący się zwiększoną ekspresją cząsteczek kostymulujących CD80, CD83, CD86 oraz MHC klasy II1. Następnie migrują do regionalnych węzłów chłonnych, gdzie prezentują kompleks nikiel-białko naiwnym limfocytom T CD4+1.
W alergii na nikiel uczestniczą zarówno limfocyty CD4+ jak i CD8+. Limfocyty CD8+ wykazują głównie profil cytokin typu 1, podczas gdy limfocyty CD4+ mogą wydzielać bardziej zróżnicowane cytokiny, z przewagą komórek Th1 i mniejszą liczbą komórek Th21. Najnowsze badania wskazują również na udział komórek Th17 w procesie zapalnym2.
Mechanizmy molekularne prezentacji niklu
Istnieją różne mechanizmy, poprzez które nikiel może indukować reakcję alergiczną1:
- Nikiel wiąże się z białkiem nośnikowym w przestrzeni pozakomórkowej, a następnie jest przetwarzany i prezentowany przez komórki prezentujące antygen (APC) w kontekście cząsteczki MHC klasy II, co aktywuje limfocyty CD4+.
- Nikiel przenika do komórki, gdzie wiąże się z białkami wewnątrzkomórkowymi, a następnie jest prezentowany w kontekście cząsteczki MHC klasy I, co aktywuje limfocyty CD8+.
- Nikiel może tworzyć „most” łączący cząsteczkę MHC z receptorem TCR na limfocycie, nie wypełniając właściwego miejsca wiązania antygenu, co przypomina mechanizm działania superantygenów1.
Rola receptorów Toll-podobnych w alergii na nikiel
Przełomowe odkrycie w zrozumieniu mechanizmu alergii na nikiel dotyczy roli receptora Toll-podobnego 4 (TLR4)12. Badania wykazały, że ludzki TLR4 odgrywa kluczową rolę w rozwoju alergii kontaktowej na nikiel1. Myszy z deficytem TLR4 wykazujące ekspresję transgenicznego ludzkiego TLR4 rozwijały nadwrażliwość kontaktową na nikiel, podczas gdy myszy z ekspresją mysiego TLR4 nie1.
Aktywacja TLR4 przez nikiel prowadzi do aktywacji czynnika jądrowego NF-κB, kinazy p38 oraz czynnika regulatorowego interferonu 3, co skutkuje indukcją wielu cytokin prozapalnych wyzwalających reakcję alergiczną1. To wyjaśnia, dlaczego Ni2+, w przeciwieństwie do innych alergenów kontaktowych, bezpośrednio wyzwala aktywację ludzkich komórek dendrytycznych zależną od NF-κB2.
Szlak kinazy MAPK w alergii na nikiel
Istotną rolę w patogenezie alergii na nikiel odgrywa szlak kinazy białkowej aktywowanej mitogenami (MAPK), szczególnie kinaza p381. Badania wykazały, że aktywacja komórek dendrytycznych skóry poprzez kinazę p38 MAPK wyzwala odpowiedź immunologiczną zależną od limfocytów T w modelu alergii na nikiel1.
W kaskadzie sygnałowej MAPK w komórkach dendrytycznych, nikiel silnie fosforyluje kinazę kinazy MAP (MKK6), co prowadzi do zwiększonej aktywacji komórek dendrytycznych2. Kinaza p38 MAPK jest aktywowana przez kinazę upstream (MKK6 lub MKK3), a następnie przenoszona do jądra komórkowego, gdzie fosforyluje cząsteczki docelowe1.
Badania eksperymentalne silnie sugerują, że fosforylacja MKK6 w komórkach dendrytycznych skóry jest pierwszym istotnym bodźcem dla wystąpienia reakcji alergicznej na nikiel2. Co ciekawe, manipulacja genem MKK6 w komórkach dendrytycznych może kontrolować alergię na nikiel, co otwiera nowe możliwości terapeutyczne34.
Genetyczne uwarunkowania alergii na nikiel
Mimo że czynniki środowiskowe mają kluczowe znaczenie w patogenezie alergii na nikiel, badania sugerują również udział czynników genetycznych1. U wielu pacjentów z atopowym zapaleniem skóry lub alergicznym kontaktowym zapaleniem skóry na nikiel stwierdzono wadliwą formę genu filagryny1.
Filagryna jest istotnym białkiem strukturalnym warstwy rogowej naskórka, a jej mutacje wpływają na integralność tej warstwy, co ułatwia przenikanie jonów metali i sprzyja reakcjom alergicznym1. Badania z użyciem spektroskopii Ramana wykazały różnice biochemiczne w skórze pacjentów z alergią na nikiel w porównaniu ze zdrową skórą, co może być związane z niedoborami filagryny lub naturalnego czynnika nawilżającego2.
Ponadto badania wskazują na istnienie polimorfizmu genu TNF-α, który może wpływać na podatność na rozwój polisensytyzacji kontaktowej1. Obecność genotypu TNFA308 A/A i GA wiąże się ze zwiększoną produkcją TNF-α, która jest potężnym aktywatorem keratynocytów i może działać jako marker zwiększonej podatności na kontaktową polisensytyzację2.
Rola receptora TSLP w alergii na nikiel
Najnowsze badania na modelach mysich wykazały, że zwiększona ekspresja receptora limfopoetyny zrębu grasicy (TSLPR) na komórkach dendrytycznych odgrywa kluczową rolę w wyzwalaniu odpowiedzi alergicznej na nikiel12. Wyniki te sugerują, że alergia na nikiel jest wyzwalana przez interakcję między komórkami nabłonkowymi a komórkami układu odpornościowego, zapośredniczoną przez TSLP/TSLPR2.
Alergia na nikiel systemowa (SNAS)
Oprócz klasycznego alergicznego kontaktowego zapalenia skóry, nikiel może wywoływać również systemową alergię kontaktową (Systemic Nickel Allergy Syndrome, SNAS)1. SNAS charakteryzuje się objawami żołądkowo-jelitowymi (wzdęcia, biegunka lub zaparcia, wymioty, nudności, ból brzucha) oraz objawami skórnymi1.
Patofizjologia SNAS nie jest jeszcze w pełni wyjaśniona, ale wiąże się z interakcją między dwoma typami odpowiedzi limfocytów T (Th1 i Th2)1. W przypadku SNAS, spożycie niklu w diecie powoduje połączenie niklu z białkami jelitowymi2. Zdolność niklu do wywoływania reakcji alergicznej wynika z obecności dwóch niesparowanych elektronów w jego orbicie peryferyjnej, co umożliwia tworzenie wiązań organicznych z peptydami lub białkami, prowadząc do powstania kompleksów antygenowych odpowiedzialnych za reakcje alergiczne3.
Badania immunohistochemiczne biopsji jelitowych pobranych po doustnym podaniu 10 mg niklu u pacjentów z SNAS wykazały naciek komórek CD4+ w blaszce właściwej dwunastnicy i w nabłonku, ze znacznym zmniejszeniem liczby limfocytów CD8+ w nabłonku, spowodowanym apoptozą wywołaną silnym wyzwaniem antygenowym1.
Mechanizm reakcji systemowej po spożyciu niklu
Spożycie niklu przez osoby uczulone wyzwala szereg zmian w układzie odpornościowym, które mogą prowadzić do rozwoju reakcji klinicznych1. Spożycie niklu powoduje zmniejszenie krążących limfocytów CD8+, CD45RO+ i CLA+, co może prowadzić do migracji pamięciowych limfocytów T CD8+ do tkanek2.
Ponadto spożycie niklu w diecie zwiększa poziom interleukiny 5 (IL-5) w surowicy. W rezultacie następuje szybki wzrost namnażania eozynofilów, które są białymi krwinkami pomagającymi zwalczać alergie i infekcje3.
Badania wykazały również, że reakcja zaostrzenia po doustnym przyjęciu niklu może obejmować mechanizmy zarówno typu IV (komórkowe), jak i III (humoralne) reakcji nadwrażliwości1. W miejscach dawnych testów płatkowych po doustnym przyjęciu antygenu zaobserwowano obecność rozproszonych okołonaczyniowych infiltratów komórkowych składających się z makrofagów, komórek tucznych, limfocytów T i komórek dendrytycznych OKT6+1.
Diagnostyka alergii na nikiel
Podstawowym narzędziem diagnostycznym w alergii na nikiel są testy płatkowe12. Test polega na naklejeniu na skórę, zwykle na plecach, taśmy z komorami testowymi zawierającymi alergeny i, w razie potrzeby, inne podejrzane substancje1.
Wyniki testu odczytuje się po 48 i 72 godzinach2. Jeśli występuje alergia na nikiel, skóra pod płatkiem z niklem będzie wykazywać stan zapalny po usunięciu płatka lub w ciągu kilku dni po jego usunięciu1.
Złotym standardem do diagnozowania SNAS jest test prowokacji doustnej (Oral Provocation Test, OPT), zwany również „wyzwaniem doustnym niklu” (Nickel Oral Challenge, NOC), który można wykonać dopiero po 4-6 tygodniach diety bez niklu1. Test prowokacji polega na podaniu kapsułki zawierającej talk jako placebo, a następnie, po godzinie, kapsułki zawierającej 0,6 mg siarczanu niklu2.
Leczenie i profilaktyka alergii na nikiel
Najskuteczniejszą metodą łagodzenia objawów alergii na nikiel jest unikanie kontaktu z alergenem12. Osoby uczulone na nikiel powinny unikać codziennych przedmiotów zawierających nikiel i unikać długotrwałego kontaktu skóry z tym metalem3.
Jeśli nie można całkowicie uniknąć kontaktu, pomocne mogą być środki bezpieczeństwa, takie jak rękawiczki lub odzież ochronna4. W rzadkich przypadkach zawartość niklu w żywności może zaostrzać egzemę u pacjentów z ciężką alergią na nikiel5.
Leczenie alergii na nikiel jest głównie objawowe i obejmuje stosowanie miejscowych kortykosteroidów lub innych leków przeciwzapalnych1. W przypadku ciężkich reakcji może być konieczne zastosowanie kortykosteroidów ogólnoustrojowych, cyklosporyny i innych leków immunosupresyjnych, a także terapii PUVA1.
Dieta niskonieklowa i hiposensytyzacja
W przypadku systemowej alergii na nikiel (SNAS) stosuje się dietę niskonieklową, ale ponieważ nikiel jest pierwiastkiem wszechobecnym, bardzo trudno jest zapewnić całkowicie wolną od niklu dietę12.
Mimo kontrowersji, niektóre badania potwierdziły rolę i korzyści z hiposensytyzacji doustnym niklem w alergii na nikiel12. Zaobserwowano, że tolerancję doustną na uczulenie na nikiel można uzyskać poprzez karmienie siarczanem niklu osób wrażliwych na nikiel2.
Sugerowany mechanizm doustnej hiposensytyzacji u osób wrażliwych na nikiel to stymulacja produkcji komórek T supresorowych przez nadmiar antygenu33. Jednak ze względu na niejednoznaczne dowody i kontrowersje, skuteczność diety niskonieklowej i hiposensytyzacji wymaga dalszych badań1.
Powiązania z innymi schorzeniami
Coraz więcej badań sugeruje związek między alergią na nikiel a chorobami autoimmunologicznymi1. Dokładna zależność między tymi schorzeniami nie jest jasna, ale zarówno alergie, jak i choroby autoimmunologiczne wiążą się z podobną aktywnością układu odpornościowego2.
Badania wykazały, że systemowa alergia na nikiel może być czynnikiem ryzyka rozwoju autoimmunologicznej choroby tarczycy3. Inne badania wykazały, że osoby z alergią na nikiel po narażeniu doustnym były szczególnie narażone na rozwój chorób autoimmunologicznych4.
Międzynarodowa Akademia Medycyny Jamy Ustnej i Toksykologii (IOAMT) donosi, że metal może powodować stan zapalny, który może prowadzić do rozwoju zarówno chorób alergicznych, jak i autoimmunologicznych5. Przegląd badań z 2020 roku wykazał, że metale mogą hamować lub uszkadzać układ odpornościowy, co może prowadzić do alergii i/lub autoimmunizacji, w zależności od podatności pacjenta1.
Badania sugerują również związek między alergią na nikiel a zespołem jelita drażliwego (IBS)1. Coraz więcej dowodów sugeruje, że pacjenci z IBS mają zmniejszoną funkcję bariery jelitowej, a niektóre formy IBS są związane z zapaleniem jelita o niskim stopniu nasilenia2. Podobnie alergia na nikiel wiąże się z dysregulacją układu odpornościowego z przeważającym działaniem immunosupresyjnym3.
Podsumowanie najnowszych badań
Najnowsze badania nad molekularnymi mechanizmami alergii na nikiel skupiają się na identyfikacji potencjalnych celów terapeutycznych1. Jednym z obiecujących kierunków jest manipulacja genem MKK6 w komórkach dendrytycznych, co może stanowić dobrą strategię terapeutyczną w alergii na nikiel1.
Inne badania identyfikują semaforynę 3A (Sema3A) jako potencjalny cel w zapobieganiu i leczeniu alergii na nikiel1. Wykazano, że ekspresja Sema3A jest zwiększona w tkance ucha myszy z alergią na nikiel oraz w keratynocytach mysich stymulowanych NiCl22. Sema3A może promować rozwój alergii na metale i powinna być badana jako potencjalny cel w zapobieganiu i leczeniu alergii na metale3.
Badania nad składem mikrobiomu jelitowego u pacjentów z alergią na nikiel również zyskują na znaczeniu1. Według wstępnych wyników z literatury, zidentyfikowano korelację między pacjentami wrażliwymi na nikiel, składem mikrobiomu jelitowego a otyłością2. Jednak dane obecne w literaturze związane z tym zagadnieniem są nadal ograniczone i kontrowersyjne, dlatego rola mikrobiomu jelitowego w odniesieniu do pacjentów z SNAS wymaga dalszych badań3.
Ponadto badania nad mechanizmami reaktywności krzyżowej na różne jony metali rzucają nowe światło na podobieństwa w odpowiedzi immunologicznej między blisko spokrewnionymi pierwiastkami w układzie okresowym1. Nikiel (Ni2+) i pallad (Pd2+) mają podobieństwa fizykochemiczne, co pozwala im tworzyć podobne kompleksy i wywoływać te same modyfikacje w białkach obecnych w skórze lub kompleksie pMHC2.
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.