Alergia na zwierzęta domowe
Patofizjologia i mechanizm
Alergia na zwierzęta domowe jest wynikiem nadwrażliwości układu immunologicznego na specyficzne białka (alergeny) obecne w naskórku, ślinie, moczu lub pocie zwierząt, głównie kotów i psów. Główne alergeny kotów, takie jak Fel d 1 (sekretolobulina), oraz alergeny psów, należące do rodzin lipokaliny i kalikreiny, są przenoszone na małych cząsteczkach, które łatwo unoszą się w powietrzu i przyczepiają do powierzchni, co utrudnia ich eliminację. Mechanizm alergii opiera się na produkcji specyficznych przeciwciał IgE indukowanych przez limfocyty Th2, które po ponownej ekspozycji na alergen powodują degranulację komórek tucznych i uwalnianie histaminy, prowadząc do objawów takich jak skurcz oskrzeli, kaszel i świąd. Cytokiny IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 i IL-31 odgrywają kluczową rolę w patogenezie, a zaburzenia bariery skórnej i mikrobiomu jelitowego dodatkowo modulują ryzyko rozwoju alergii. Wczesna ekspozycja na zwierzęta domowe może indukować tolerancję immunologiczną, co jest związane z produkcją IgG4 i wpływem na mikrobiom, potwierdzając hipotezę higieniczną i efekt „mini-farmy”.
- Patogeneza alergii na zwierzęta domowe
- Alergeny zwierząt domowych i ich charakterystyka
- Mechanizm odpowiedzi alergicznej
- Etapy reakcji alergicznej – od uczulenia do objawów klinicznych
- Rola cytokin i odpowiedzi immunologicznej w alergii na zwierzęta
- Rola bariery skórnej i ekspozycji na alergeny
- Rola mikrobiomu w alergii na zwierzęta
- Nowe podejścia terapeutyczne w leczeniu alergii na zwierzęta
- Immunoterapia i przeciwciała monoklonalne w leczeniu alergii na zwierzęta
- Innowacyjne produkty i metody kontrolowania alergenów zwierząt
- Znaczenie kliniczne i konsekwencje zdrowotne alergii na zwierzęta
Patogeneza alergii na zwierzęta domowe
Alergia na zwierzęta domowe to nadwrażliwość układu immunologicznego na specyficzne białka (alergeny) obecne w naskórku, ślinie, moczu lub pocie zwierząt domowych. Reakcje alergiczne na zwierzęta domowe są znane od ponad stu lat, jednak zrozumienie wszystkich mechanizmów interakcji między ekspozycją na zwierzęta a odpowiedzią immunologiczną człowieka nadal ewoluuje.1 Istotnym nowym elementem w tym zrozumieniu jest rozpoznanie, że ekspozycja na zwierzęta obejmuje nie tylko kontakt z alergenami, ale również zmiany w ekspozycji na mikrobiom.1
Alergeny zwierząt domowych i ich charakterystyka
Alergeny wydzielane przez koty i psy należą głównie do trzech szerokich grup białek: sekretolobuliny, lipokaliny i kalikreiny.2 Fel d 1, główny alergen koci, jest sekretolobuliną o nieznanej funkcji, natomiast ponad 50% alergenów pochodzących od zwierząt futerkowych zidentyfikowano jako lipokaliny.2 Te alergeny zwierzęce znajdują się w łupieżu (naskórku), ślinie i moczu. Często są przenoszone na małych cząsteczkach umożliwiających rozproszenie w powietrzu oraz przyczepienie się do powierzchni, takich jak ubrania.2
W przypadku kotów, główne alergeny pochodzą z gruczołów łojowych i ślinowych – gdy kot liże siebie, alergen przenosi się na sierść. Alergen koci Fel d 1 jest wyjątkowo mały i przyczepny, co sprawia, że unosi się w powietrzu i przylega do różnych powierzchni, czyniąc go praktycznie niemożliwym do fizycznego usunięcia.3 Z powodu małego rozmiaru łatwo przedostaje się głęboko do płuc, co może wywoływać astmę.3 W przypadku psów, główne alergeny znajdują się przede wszystkim w sierści, łupieżu i ślinie.4
Warto zauważyć, że ponad 50% alergenów zidentyfikowanych u zwierząt futerkowych należy do rodziny lipokalin i znajduje się w naskórku, ślinie i moczu zwierząt.5 Lipokaliny są dużymi białkami i mogą indukować produkcję IgE u znacznej części osób atopowych narażonych na źródło alergenu.5 Innym istotnym alergenem jest albumina surowicy – białko globularne skłonne do uczestniczenia w reakcjach krzyżowych z udziałem IgE.5
Mechanizm odpowiedzi alergicznej
Alergia zawsze definiowana jest przez obecność przeciwciał immunoglobuliny klasy E (IgE) immunologicznie specyficznych dla poszczególnych antygenów.2 Odpowiedź immunologiczna inicjowana jest przez wyspecjalizowane komórki prezentujące antygen, takie jak komórki dendrytyczne, które prezentują alergen limfocytom T.2 Proces reakcji alergicznej na alergeny zwierząt domowych obejmuje złożony immunologiczny łańcuch zdarzeń.67
Gdy alergen wchodzi do organizmu przez nos lub usta, komórki prezentujące antygen układu odporności wrodzonej analizują alergen i prezentują peptydy antygenowe limfocytom T pomocniczym.7 Limfocyty T pomocnicze nabywają fenotyp typu 2 (Th2) i stymulują komórki plazmatyczne do produkcji IgE w wyniku obecności specyficznych cytokin.7 Jeśli Th2 jest nadmiernie wyrażany, pojawiają się objawy alergii.7 Wdychane alergeny kotów aktywują komórki tuczne, powodując kaszel, zwiększoną produkcję śluzu i zwężenie dróg oddechowych.7
Pod wpływem stymulacji specyficznymi cytokinami, takimi jak IL-4 i IL-13 wydzielanymi przez komórki pomocnicze Th2, limfocyty B ulegają proliferacji i różnicowaniu, prowadząc do tworzenia komórek pamięci B.6 Komórki te następnie produkują i uwalniają specyficzne przeciwciała IgE przeciwko alergenom.6 Te specyficzne przeciwciała IgE wiążą się z receptorami o wysokim powinowactwie do IgE na powierzchni komórek tucznych i eozynofilów, wywołując stan alergizacji organizmu bez wykazywania odpowiednich objawów.6
Etapy reakcji alergicznej – od uczulenia do objawów klinicznych
Proces rozwoju alergii na zwierzęta domowe można podzielić na kilka kluczowych etapów:
- Uczulenie (sensytyzacja): Podczas pierwszej ekspozycji na alergen, układ immunologiczny produkuje specyficzne przeciwciała IgE.68
- Wiązanie IgE z komórkami efektorowymi: Wyprodukowane przeciwciała IgE wiążą się z receptorami o wysokim powinowactwie na powierzchni komórek tucznych i eozynofilów.6
- Ponowna ekspozycja na alergen: Przy ponownym kontakcie z alergenem dochodzi do sieciowania (cross-linkingu) między dwoma lub więcej fragmentami Fc IgE na powierzchni komórek tucznych i eozynofilów.6
- Degranulacja komórek tucznych: Proces ten powoduje degranulację komórek tucznych wraz z uwalnianiem histydyny i w konsekwencji wystąpienie objawów alergicznych.6
Histamina odgrywa centralną rolę w odpowiedzi alergicznej.9 Po wiązaniu się z receptorem H1, histamina wywołuje kaskadę obejmującą aktywację białka Gq/11 i sygnalizację fosfolipazy C, produkując DAG i IP3.10 Proces ten sprzyja skurczom mięśni gładkich, zwiększa przepuszczalność naczyń i przyczynia się do charakterystycznych objawów reakcji alergicznych, takich jak swędzenie, skurcz oskrzeli i obrzęk tkanek.10
Rola cytokin i odpowiedzi immunologicznej w alergii na zwierzęta
Cytokiny są cząsteczkami białkowymi wydzielanymi przez komórki, które są wykorzystywane do komunikacji międzykomórkowej. Zwykle działają na krótkich dystansach, w przeciwieństwie do hormonów, i wiążą się z receptorami powierzchniowymi na komórkach docelowych, aby aktywować wewnętrzne mechanizmy transdukcji sygnału.11
W patogenezie alergii na zwierzęta domowe kluczową rolę odgrywają następujące cytokiny:
- IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 i IL-31 – produkowane przez komórki Th2, pośredniczą w odpowiedziach humoralnych, wspierając rozwój i dojrzewanie limfocytów B oraz produkcję przeciwciał.12
- IL-31 – główna cytokina immunologiczna stymulująca świąd; wytwarzana jest przede wszystkim przez komórki pomocnicze T, ale również przez komórki tuczne.11
Choroba atopowa odzwierciedla przesunięcie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej w kierunku fenotypu limfocytów T pomocniczych typu 2. Limfocyty T pomocnicze są kluczowe w koordynacji odpowiedzi immunologicznej.12 Limfocyty Th1 produkują cytokiny wspierające odpowiedzi komórkowe zaangażowane w ochronę przed wirusami, patogenami wewnątrzkomórkowymi i nadzór nad nowotworami. Natomiast limfocyty Th2 produkują inny zestaw cytokin, które pośredniczą w odpowiedziach humoralnych.12
Gdy odpowiedzi Th2 przeważają, inne ścieżki mają tendencję do hamowania, co zapewnia jedno z wyjaśnień, dlaczego pacjenci atopowi są predysponowani do infekcji.13
Rola bariery skórnej i ekspozycji na alergeny
Wykazano, że pacjenci atopowi, zarówno ludzie, jak i psy, mają zaburzoną barierę skórną. Ta wada umożliwia wchłanianie alergenów głębiej do skóry, gdzie mają one dostęp do komórek immunologicznych, w szczególności do komórki prezentującej antygen skóry – komórki Langerhansa.13
Stratum corneum (warstwa rogowa naskórka) zapewnia fizyczną, chemiczną i przeciwdrobnoustrojową barierę skórną. Składa się z skeratynizowanych komórek naskórka (korneocytów) i zorganizowanych warstw lipidowych znajdujących się między nimi.11 W przypadku atopowego zapalenia skóry występuje złożona interakcja między dysfunkcją bariery naskórkowej, nieprawidłową mikrobiotą skóry i dysregulowaną odpowiedzią immunologiczną limfocytów T typu 2.14
Przez wiele lat zakładano, że ekspozycja na alergeny i sensytyzacja występują głównie przez wdychanie, stąd nazwa alergiczne zapalenie skóry wywołane przez inhalacje. Obecnie uważa się, że przezskórna ekspozycja na alergeny jest ważnym dodatkowym elementem patogenezy.15 Prowadzi to do zaburzenia równowagi cytokin i zmienionej odpowiedzi mediowanej przez limfocyty T. Alergeny z ekspozycji naskórkowej wiążą się z naskórkowymi komórkami Langerhansa i są prezentowane limfocytom T.15
Sensytyzacja i czynniki ryzyka rozwoju alergii na zwierzęta
Sensytyzacja na główny alergen koci Fel d 1 występuje częściej w warunkach atopowych i stanowi czynnik ryzyka alergicznego nieżytu nosa i astmy.16 Z drugiej strony, zaobserwowano u dorosłych pacjentów, że w przypadku wysokiej ekspozycji na Fel d 1 może również rozwinąć się tolerancja immunologiczna poprzez indukcję specyficznej IgG4.16
Kilka badań wykazało, że wczesna ekspozycja na zwierzęta domowe i zwierzęta gospodarskie jest związana ze zmniejszonym ryzykiem późniejszej choroby alergicznej.17 Hipoteza wyjaśniająca, dlaczego ekspozycja na zwierzęta może być związana ze zmniejszoną częstością występowania alergii, zakłada, że zwierzęta zwiększają różnorodność mikroorganizmów, na które dziecko jest narażone, a ta bardziej zróżnicowana ekspozycja prowadzi do rozwoju układu immunologicznego mniej skłonnego do rozwijania reakcji alergicznych na antygeny.17
Obserwuje się zależność dawka-odpowiedź, z mniejszymi objawami alergicznymi przy zwiększającej się liczbie kotów i psów domowych w pierwszym roku życia. Jest to tzw. efekt mini-farmy, w którym koty i psy chronią przed rozwojem alergii.18 Istnienie efektu ochronnego przed alergią wynikającego z posiadania zwierząt domowych znajduje poparcie również w danych immunologicznych.19
Zasadniczo istnieją dwa różne mechanizmy – niewykluczające się wzajemnie – które mogą przyczynić się do ochronnego działania posiadania zwierząt domowych:
- Ekspozycja na naskórek kota lub psa, zawierający ogromne ilości alergenów danego gatunku, może indukować kliniczną tolerancję wysokich dawek alergenów.19
- Współżyjące zwierzęta domowe mogą zapewnić środowisko mini-farmy, z mikroorganizmami lub innymi czynnikami immunoregulacyjnymi, które zapewniają szeroki modyfikujący wpływ na rozwój immunologiczny dziecka, prowadząc do tolerancji nie tylko na samo zwierzę, ale także na alergeny pokarmowe i powietrznopochodne.19
Rola mikrobiomu w alergii na zwierzęta
Coraz więcej dowodów wskazuje na znaczącą rolę mikrobiomu w rozwoju lub zapobieganiu alergii na zwierzęta. Mikrobiom jelitowy niemowlęcia może odgrywać ważną rolę w tym związku, ponieważ karmienie piersią wpływa na skład i funkcję mikrobiomu, a jego cechy bezpośrednio wpływają na odpowiedź immunologiczną.20
Badania wykazały, że karmienie piersią (P .001) i reakcje alergiczne na zwierzęta domowe (P = .023) były znacząco związane z wariacją składu mikrobiomu jelitowego.20 Spośród 109 jednostek taksonomicznych operacyjnych znacząco związanych z karmieniem piersią i reakcjami alergicznymi na zwierzęta domowe, 71% było negatywnie związanych z karmieniem piersią, ale pozytywnie związanych z reakcjami alergicznymi na zwierzęta domowe.20
Zespół kierowany przez Grarda Eberla, kierownika Jednostki Mikrośrodowiska i Odporności w Institut Pasteur, specjalizuje się w badaniach interakcji między układem odpornościowym a mikrobiotą – setkami bilionów mikroorganizmów zawartych w naszym organizmie, szczególnie w jelitach (flora jelitowa), które żyją z nami w symbiozie. „Wykazaliśmy, jak niektóre bakterie w mikrobiocie specyficznie blokują odpowiedzi immunologiczne związane z reakcjami alergicznymi” – wyjaśnia naukowiec.21
Hipoteza higieniczna i jej związek z alergią na zwierzęta
„Hipoteza higieniczna” sugeruje, że za wzrost alergii odpowiada postęp w higienie – mimo że zwiększył on średnią długość życia poprzez drastyczne zmniejszenie liczby zgonów z powodu chorób zakaźnych.22 Zgodnie z tą teorią, ponieważ nasz układ odpornościowy jest mniej narażony na mikroorganizmy, znajduje się „bez zajęcia” i zaczyna reagować na niewłaściwe cele, a mianowicie alergeny.22
Mechanizmy immunologiczne zaangażowane w rozwój atopowego zapalenia skóry są przedmiotem wielu badań. Część odpowiedzi immunologicznej obejmuje reakcję nadwrażliwości typu 1 zależną od IgE, a przypuszcza się, że patogeneza obejmuje również reakcję mediowaną przez limfocyty T.15
Wielokrotna ekspozycja na środowiskowe czynniki wpływa na rozwój atopowego zapalenia skóry, w tym mikroorganizmy, zanieczyszczenia powietrza, roztocza i helminy.13 Polimorfizmy genów odpowiedzi immunologicznej są zaangażowane, ale środowisko odgrywa ważną rolę.13
Nowe podejścia terapeutyczne w leczeniu alergii na zwierzęta
Obecnie główną metodą leczenia alergii na zwierzęta jest unikanie kontaktu z alergenami, jednak badania z ostatnich dwóch dekad sugerują, że wczesne wprowadzenie zwierząt domowych może zmniejszyć prawdopodobieństwo rozwoju uczulenia.23
W oparciu o zasadę, że specyficzne IgG4 mogą pozytywnie wpływać na kliniczną reaktywność na koty, rozważane są obecnie nowe środki immunoterapeutyczne.16 Obejmuje to aktywne i pasywne podejścia immunologiczne i mikroodżywcze u kota lub u ludzi z alergią na koty.24
Immunoterapia i przeciwciała monoklonalne w leczeniu alergii na zwierzęta
Immunoterapia swoista alergenowo (AIT), czyli desensytyzacja, polega na podawaniu określonego alergenu w stopniowo zwiększających się dawkach, co ostatecznie prowadzi do rozwoju odporności lub tolerancji na alergen.25 Podczas AIT odpowiedzi układu immunologicznego ulegają zmianie. Zmiany te mogą obejmować produkcję mniejszej ilości IgE, produkcję „blokujących” przeciwciał IgG oraz produkcję większej liczby regulatorowych limfocytów T, promując tolerancję i mniej aktywną odpowiedź immunologiczną.25
Badania naukowe doprowadziły do opracowania rekombinacyjnych, swoistych dla alergenu blokujących przeciwciał IgG, które działają porównywalnie do swoistych dla alergenu IgG izolowanych od pacjentów, którzy ukończyli skuteczną immunoterapię swoistą.26 Efekt ten przekłada się na szybką i trwałą redukcję objawów klinicznych u pacjentów z alergią na koty poddawanych prowokacji alergenowej donosowej, dostarczając dowodów, że swoiste dla alergenu blokujące IgG są integralnym składnikiem ochronnego mechanizmu immunoterapii swoistej i mogą stanowić potencjalne nowe i szybsze podejście do leczenia alergii.27
Naukowcy zidentyfikowali szereg kandydatów molekularnych dla tych części alergenów psich, które wywołują reakcje immunologiczne u ludzi – pierwszy krok w opracowaniu szczepionki przeciwko większości przyczyn alergii na psy.28 Badacze chcą być w stanie prezentować małe dawki tych epitopów układowi immunologicznemu, aby nauczyć go radzenia sobie z nimi, podobnie do zasady stojącej za każdą szczepionką.28
Innowacyjne produkty i metody kontrolowania alergenów zwierząt
Naukowcy z Purina odkryli, że składnik produktu jajecznego zawierający przeciwciała IgY przeciwko Fel d 1, głównemu alergenowi kociemu, może wiązać się z Fel d 1 w ślinie kota, zapobiegając jego zdolności do wywoływania reakcji alergicznej u osoby uczulonej na alergen koci.29 Nowe podejście do zmniejszania obciążenia alergenem Fel d 1 wykorzystuje interakcję przeciwciało-alergen w celu neutralizacji Fel d 1 po jego wytworzeniu przez kota, ale przed jego rozprzestrzenieniem się w środowisku.29
Dieta z produktem jajecznym zawierającym anty-Fel d 1 IgY była podawana kotom, powodując znaczne zmniejszenie aktywnego Fel d 1 (Fel d 1, który jest zdolny do wiązania się z IgE i wywoływania reakcji alergicznej u uczulonych osób) w ślinie kotów i na ich sierści.29 Zmniejszenie aktywnego Fel d 1 w ślinie kotów i na ich sierści ostatecznie zmniejszy aktywny Fel d 1 w środowisku, co może pomóc zmniejszyć objawy u osób z alergią.29
Dostępne są również produkty neutralizujące alergeny, takie jak Pet Right, które neutralizują białka alergenowe, gdy są one jeszcze w środowisku, zapobiegając ekspozycji na alergeny osób wrażliwych.30 W ten sposób zmniejsza się skutecznie stosowanie przez ludzi leków takich jak leki zmniejszające przekrwienie, leki przeciwhistaminowe, kortykosteroidy oraz zapobiega się narażeniu na działania niepożądane tych leków.30
Znaczenie kliniczne i konsekwencje zdrowotne alergii na zwierzęta
Alergie na koty i psy dotykają 10-20% populacji na całym świecie i stanowią rosnący problem zdrowia publicznego, ponieważ wskaźniki te rosną.23 Alergia na psy i koty od dawna uważana jest za główny czynnik ryzyka w rozwoju alergicznego nieżytu nosa i astmy.23 Zdolność dokładnego identyfikowania osób podatnych na zaostrzenia wywołane przez psy i koty jest kluczowa dla zmniejszenia obciążenia astmą alergiczną poprzez umożliwienie lepszej oceny skutecznych terapii.23
Trwały (przewlekły) stan zapalny tkanek w drogach nosowych spowodowany alergią na zwierzęta domowe może prowadzić do niedrożności jam połączonych z drogami nosowymi (zatok). Te niedrożności mogą zwiększać prawdopodobieństwo rozwoju bakteryjnych infekcji zatok, takich jak zapalenie zatok.31 Osoby z astmą i alergią na zwierzęta domowe często mają trudności z kontrolowaniem objawów astmy. Mogą być narażone na ryzyko napadów astmy, które wymagają natychmiastowego leczenia medycznego lub opieki w nagłych wypadkach.31
Strategie minimalizacji ekspozycji i zarządzanie objawami
Najlepszym sposobem na zarządzanie alergią na zwierzęta jest minimalizacja ekspozycji i unikanie kontaktu. Jeśli nie można uniknąć przebywania w pobliżu zwierzęcia, można zmniejszyć ekspozycję, nie pozwalając zwierzętom na wchodzenie na meble i do sypialni osób z alergią.32 Należy natychmiast i często czyścić meble, dywany i ubrania po kontakcie. Myj ręce lub nawet kąp się, jeśli miałeś bezpośredni kontakt ze zwierzęciem.32
Jeśli objawy nadal nie są kontrolowane, porozmawiaj z lekarzem o lekach. Wiele dostępnych bez recepty leków przeciwhistaminowych i środków zmniejszających przekrwienie zadziała, ale w ciężkich przypadkach pomocne mogą być kortykosteroidy lub modyfikatory leukotrienów.33 Rozmowa z alergologiem i wykonanie testu alergicznego to najlepszy sposób na ustalenie, jakie działania należy podjąć.33
Aby zrównoważyć natychmiastowe objawy reakcji alergicznej, osoby z alergią mogą przyjmować leki przeciwhistaminowe, klasę leków, które ograniczają działanie histaminy na organizm.34 Oprócz objawów wczesnej fazy, szereg objawów może wystąpić kilka godzin po ekspozycji na alergen i może trwać nawet tygodniami.34 Reakcje późnej fazy mogą powodować podobne objawy, ale także zniszczenie tkanek i ciągłą rekrutację komórek immunologicznych.25
Odkrycie, że ekspozycja na mikroorganizmy związane ze zwierzętami domowymi w pierwszych kilku miesiącach życia jest związana ze znacznym zmniejszeniem ryzyka chorób alergicznych i astmy, ma istotne implikacje dla zdrowia publicznego i potencjalnie dla strategii zapobiegania alergiom.35 Ten efekt wydaje się trwać co najmniej do wczesnej dorosłości, co sugeruje długotrwałą modyfikację rozwoju układu immunologicznego.35
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.