Алергени та гаптени: в чому різниця та де зв’язок?

Сутність понять: повні алергени та неповні алергени - гаптени

Алергени – певні речовини, при контакті з якими у людини виникає алергічна реакція. Ці речовини ще називають антигенами. Це, як правило, відносно невеликі білки з розміром молекул меншим за 70 кДа. Крім білків алергенами можуть бути білково-полісахаридні та білково-ліпідні комплекси, певні речовини небілкової природи, хімічні речовини, імунопрепарати, тощо.

Перш ніж людина почне відчувати ті чи інші симптоми захворювання, вона може роками, а то й все життя, спокійно контактувати з цими речовинами. У когось надмірна реакція на той чи інший подразник не розвинеться взагалі, а хтось одного дня може зіткнутися з новими симптомами.

Конкретний антиген перетвориться для конкретної людини на алерген лише після того, як в якийсь момент, в силу певних обставин, людина стане чутливою до нього. Це явище ще називають сенсибілізацією.

Втім, іноді хворий на алергію може і не бути сенсибілізованим до того чи іншого алергену, але все одно отримає певну алергічну реакцію. Крім того, одні антигени, наприклад, арахіс, викликають реакцію самі по собі, інші, зокрема, пеніцилін – лише після певних процесів в організмі.

Конкретний механізм залежать від того, який саме тип алергену впливає на людину.

Речовини, які самостійно запускають алергічну реакцію, ще називають повними або справжніми алергенами. А ті, яким для цього потрібна "стороння допомога" – неповними алергенами або гаптенами.

Речовини кожного з цих двох типів по-своєму взаємодіють з антитілами.

До повних алергенів відносять:

• їжу
• пилок
• лупу домашніх тварин
• спори грибів.

Ці алергени ще іноді називають алергенами класу I. Якщо вони викликають сенсибілізацію пероральним шляхом, то, як вважається, реакція організму може бути досить сильною з генералізованими симптомами та ризиком анафілаксії. Наприклад, такі властивості мають арахіс, пшениця, молоко та інші продукти харчування.

Неповними алергенами вважаються:

• лікарські засоби,
• фарби,
• пластмаса,
• деякі фрукти,
• метали.

Своїх алергенних властивостей ці речовини набувають лише після того, як утворять комплекс з білками людських тканин.

Точніше кажучи, гаптени стимулюють виділення антитіл організмом та, відповідно, появу алергічної реакції, лише тоді, коли вони пов’язані з більшою молекулою, яка називається молекулою-носієм.

Специфічні особливості гаптенів

Навіть термін "гаптен" походить від грецького haptein, що означає «кріпити».

Комплекс гаптен-носій стимулює вироблення антитіл і стає імуногенним тобто, здатним викликати імунну відповідь. А от незв’язаний гаптен не здатен її провокувати. Зв'язаний гаптен специфічно реагує з антитілами, що утворюються проти нього, щоб викликати імунну або алергічну відповідь. Таким чином, хоча гаптен не може самостійно викликати реакцію антитіл, він здатен зв’язуватися з антитілами і діяти як антиген.

Шкірна (контактна) алергія – це найбільш поширена форма імунотоксичності у людей, що викликається гаптенами, які проникають у роговий шар і модифікують ендогенні білки.

Багато препаратів, що викликають алергічні реакції, наприклад, пеніцилін, також діють як гаптени. Так, при введенні або прийомі всередину пеніцилін вступає в хімічну реакцію з білками в організмі, утворюючи комплекс гаптен-носій. Це може призвести до небезпечного для життя синдрому, який називається анафілаксія. Інші гаптени можуть бути синтетичними речовинами, такими як бензоларсонат, бензолсульфонат чи тринітрофенол, або природними полісахаридами, такими як лактоза.

Дослідники використовували гаптени для створення синтетичних вакцин для імунізації людей проти різних інфекційних організмів.

Цікаво, що пеніцилін та його родичі спонтанно перетворюються в активну форму, тоді як багато інших гаптенів навмисне модифікують в лабораторії, щоб зробити їх «реактивними».

Синдром "береза-яблуко" є, а справжнього алергену немає

Крім того, було виявлено, що неповні алергени, або як їх ще називають алергени класу II чи несенсибілізуючі елісітори, мають гомологію з аероалергенами.

Сенсибілізація до них виникає опосередковано до перехресно-реактивних аероалергенів через дихальний шлях. Як вважається, алергени класу II пов’язані з більш м’якими місцевими симптомами, такими як синдром оральної алергії (СОА).

Добре відомим прикладом такого несенсибілізуючого елісітора (неповного алергену) є Mal d 1. Цей білок яблука є гомологом алергену берези групи 1 Bet v 1. Вдихання пилку берези індукує антитіла IgE до Bet v 1, деякі з них перехресно реагують з Mal d 1.

Вживання яблука не призводить до вироблення антитіл IgE, але може викликати активацію тучних клітин, які завантажені вже існуючими (індукованими березою) перехресно реактивними IgE-антитілами. В даному випадку пилок берези повністю пригнічує зв’язування IgE з білками яблука, тоді як яблуко дає лише часткове інгібування зв’язування IgE з алергеном берези.

Очевидно, що оральний вплив Mal d 1 навряд чи, якщо взагалі, змушує імунну систему виробляти антитіла IgE, тоді як вдихання дуже схожого білка Bet v 1, у кількостях, які не сильно відрізняються, часто це робить.

Вчені гадають, що Mal d 1 не має властивостей, потрібних, щоб називати цей білок харчовим алергеном. Однією з структурних особливостей, яка може пояснити частину відмінностей між цими неповноцінними харчовими алергенами та справжніми харчовими алергенами, такими як алергени арахісу, є сприйнятливість до низького рН шлунка та до протеолітичних ферментів, зокрема до пепсину. Тобто, на відміну від справжніх харчових алергенів, Mal d 1 легко розкладається під дією температур та травних ферментів.

Адже на практиці добре відома висока антигенність свіжих фруктів і овочів порівняно з термічно обробленими овочевими продуктами. Вона також може бути пояснена нестійкістю неповноцінного харчового алергену.

І хоча латексно-фруктовий синдром вважається харчовою алергією другого класу, слід пам’ятати, що на додаток до СОА, латекс, який є справжнім алергеном, іноді провокує генералізовані симптоми. Перехресно-реактивні харчові алергени, що мають відношення до цього синдрому, наприклад, хітиназа I класу, певною мірою стабільні і можуть досягати кишечника без повного руйнування

Ще одна потенційна небезпека гаптенів полягає в тому, що ці речовини можуть змінювати структуру клітини-носія, до якої вони приєднуються. Це може призвести до того, що організм сприймає за чужорідні власні клітини, відтак це може призвести до розвитку аутоімунних захворювань, при яких організм виробляє антитіла проти власних клітин. Відомими прикладами аутоімунних захворювань є ревматоїдний артрит та системний червоний вовчак.

 

Джерела інформації:

1. https://allergia.pro/articles/vse-chto-nuzhno-znat-o-polnykh-i-nepolnykh-allergenakh/
2. https://www.britannica.com/science/hapten
3. https://www.sciencedirect.com/topics/nursing-and-health-professions/hapten
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0161589018300968
5. https://www.jacionline.org/article/S0091-6749(00)47206-4/fulltext
6. https://dmd.nihs.go.jp/latex/cross-e.html
7. https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/2699/alergen
8. https://www.nature.com/articles/s41598-018-21327-8