Mechanismus alergické reakce: imunopatologie a hypersenzitivita

Co je alergická reakce

Alergická reakce je patologická, přehnaná odpověď imunitního systému na původně neškodný environmentální antigen (alergén). Vychází z poruchy imunologické tolerance a přesměrování imunitních drah tak, že dochází k produkci specifických protilátek nebo T-lymfocytové odpovědi, která vede k zánětu a poškození tkání. Klinické manifestace sahají od rinokonjunktivitidy a urtikárie po těžkou anafylaxi.

Základní imunologické pojmy

  • Alergén: antigen schopný navodit alergickou senzibilizaci; často proteiny s proteázovou aktivitou nebo stabilní pylové/roztočové proteiny.
  • Atopie: genetická predispozice tvořit specifické IgE protilátky a rozvíjet alergická onemocnění (astma, rinitida, atopický ekzém).
  • Tolerance: imunologický stav, ve kterém na expozici antigenu nevzniká škodlivá odpověď (role Treg, IL-10, TGF-β).
  • Hypersenzitivita: nepřiměřená imunitní odpověď; rozlišujeme typy I–IV podle Coombse a Gella.

Typy hypersenzitivity a jejich mechanismy

  • Typ I (imediátní, IgE-mediovaná): klíčová pro většinu „alergií“ (pylová alergie, potravinová anafylaxe, kopřivka). Účastní se IgE, žírné buňky, bazofily, eozinofily.
  • Typ II (cytotoxická, IgG/IgM-mediovaná): protilátky proti buněčným strukturám vedou k lýze (např. léky indukovaná hemolýza); spíše léky vyvolané reakce.
  • Typ III (imunitní komplexy): ukládáním cirkulujících komplexů Ag-Ab vzniká vaskulitida či sérová nemoc.
  • Typ IV (zpožděná, T-buněčná): reakce zprostředkovaná T-lymfocyty (kontaktní dermatitida na nikl, toxický břečťan; léky indukované exantémy).

Fáze IgE-mediované alergie: senzibilizace a elicitační fáze

IgE-mediovaná alergie probíhá ve dvou klíčových fázích – nejprve senzibilizace, poté vyvolání (elicitační odpověď) při opětovné expozici.

  • 1. Senzibilizace: Alergén pronikne bariérou (kůže, sliznice). Dendritické buňky (včetně Langerhansových) ho zpracují a prezentují v lymfatickém uzlu T-lymfocytům přes MHC II. V prostředí cytokinů IL-4 a IL-13 dochází k diferenciaci na Th2 buňky. Th2 pomocí IL-4/IL-13 indukují přepínač třídy B-lymfocytů na IgE. Plazmocyty produkují alergén-specifické IgE, které se navazují na vysokoafinitní receptory FcεRI na žírných buňkách a bazofilech v tkáních. Organismus je nyní „připraven“ – senzibilizovaný.
  • 2. Elicitační (vyvolávací) fáze: Při dalším kontaktu alergén křížově naváže dvě sousední IgE molekuly na FcεRI, čímž spustí degranulaci žírných buněk a bazofilů a syntézu nových mediátorů.

Brzká a pozdní fáze alergické reakce

  • Brzká fáze (minuty): exocytóza histaminu, tryptázy a dalších mediátorů vede k vazodilataci, zvýšené permeabilitě (edém), svědění, bronchokonstrikci a sekreci hlenu.
  • Pozdní fáze (hodiny): novotvořené mediátory (leukotrieny C4/D4/E4, prostaglandiny, PAF) a cytokiny (IL-5, IL-9, IL-13, GM-CSF) rekrutují eozinofily, Th2 a ILC2 buňky, které udržují zánět a remodelaci (např. při astmatu zhrubění bazální membrány, hyperplazie hlíz hlenu).

Mediátory a receptory: klíčové molekulární děje

  • Histamin (H1 receptory): vazodilatace, propustnost cév, kontrakce hladké svaloviny průdušek, svědění.
  • Leukotrieny a prostaglandiny: dlouhodobá bronchokonstrikce, sekrece hlenu, chemotaxe eozinofilů.
  • Proteázy (tryptáza, chymáza): aktivace proteázou aktivovaných receptorů, remodelace extracelulární matrix.
  • Cytokiny Th2 (IL-4/IL-13/IL-5): udržování produkce IgE, eozinofilie, změny epitelové bariéry.
  • FcεRI a inhibiční FcγRIIb: rovnováha aktivačních a inhibičních signálů na žírných buňkách ovlivňuje práh degranulace.

Bariéra, epitel a mikroprostředí

Kožní a slizniční bariéra je první linií ochrany. Poruchy filagrinu (atopická dermatitida) a dysbióza mikrobioty zvyšují trans-epiteliální pronikání alergénů. Epitelové buňky při podráždění uvolňují „alarminy“ (TSLP, IL-25, IL-33), které aktivují vrozené lymfoidní buňky typu 2 (ILC2) a posilují Th2 polarizaci.

Role genetických a environmentálních faktorů

  • Genetika: polymorfismy v genech pro IL-4R, filagrin a regulaci FcεRI zvyšují riziko atopie.
  • Životní prostředí: expozice roztočům, plísním, tabákovému kouři, znečištění; „hygienická hypotéza“ upozorňuje na vliv nízké mikrobiální diverzity v raném dětství.
  • Kofaktory: fyzická námaha, alkohol, NSAID, infekce nebo teplo mohou snížit práh reakce (např. u potravinové anafylaxe).

Mechanismus anafylaxe

Ana­fylaxe je systémová, život ohrožující IgE-mediovaná reakce s rychlým nástupem. Masivní degranulace žírných buněk a bazofilů vyvolá generalizovanou vazodilataci, kapilární únik (hypotenze, šok), bronchospazmus, angioedém a gastrointestinální příznaky. Kromě IgE může zřídka anafylaxi vyvolat aktivace komplementu (analytoxiny C3a/C5a) nebo přímé spuštění žírných buněk (některé léky, kontrastní látky).

Ne-IgE mechanismy alergie

  • Typ II/III: léky indukované cytotoxické či imunitně-komplexové reakce (hemolýza, trombocytopenie, vaskulitida).
  • Typ IV: T-buňkami zprostředkované opožděné reakce – haptenace malých molekul (nikl, parfémy, léky) na kožní proteiny, prezentace DC, aktivace Th1/Th17 (IFN-γ, IL-17) a cytotoxických T buněk → ekzémový zánět.
  • Neimunologické intolerance: pseudoalergie (přímá aktivace mastocytů), enzymové deficity (laktázová insuficience) – nejde o pravou alergii.

Křížová reaktivita a komponentově-rezolutní imunodiagnostika

Alergény obsahují různé proteinové komponenty (PR-10, profiliny, LTP, tropomyosiny). Protilátky proti homologickým epitopům mohou reagovat napříč zdroji (např. bříza ↔ jablko). Identifikace molekulárních komponent (např. Ara h 2 u arašídů) pomáhá předpovědět závažnost a pravděpodobnost systémových reakcí.

Diagnostika: od kliniky k biomarkerům

  • Anamnéza: vztah příznaků ke konkrétnímu spouštěči, časování (minuty vs. hodiny), přítomnost kofaktorů.
  • Kůžní prick testy a intradermální testy: detekují přítomnost funkčního IgE vázaného na kožní žírné buňky.
  • Specifické IgE v séru: kvantifikace včetně komponentové diagnostiky; celkové IgE je málo specifické.
  • Tryptáza: zvýšení v akutní fázi anafylaxe svědčí pro systémovou degranulaci; bazální hladina může indikovat mastocytózu.
  • Provokační testy (orální, nosní, bronchoprovokační): zlatý standard u potravin, ale vyžadují monitorované podmínky.

Patofyziologie orgánově specifických projevů

  • Kůže (urtikárie, angioedém): histaminová vazodilatace a únik tekutiny do dermis; rychlý nástup i ústup.
  • Dýchací cesty (alergická rinitida, astma): edém sliznice, hypersekrece hlenu, bronchokonstrikce a pozdní eozinofilní infiltrace s remodelací.
  • GIT (potravinová alergie): kontrakce hladké svaloviny, zvýšená permeabilita, bolesti břicha, zvracení, průjem; při těžkých formách systémové projevy.
  • Oči (konjunktivitida): vazodilatace spojivky, slzení, svědění.

Tolerance a její selhání

Fyziologicky zajišťují toleranci Treg buňky (IL-10, TGF-β), orální tolerance (gut-associated immune system) a správná funkce bariéry. Selhání nastává při genetické predispozici, poruše bariéry, dysbióze a proalergickém cytokinovém mikromilieu (TSLP/IL-33/IL-25), které posouvají odpověď od Treg k Th2/ILC2.

Imunomodulace: proč funguje alergénová imunoterapie

Alergénová imunoterapie (AIT) (subkutánní nebo sublingvální) opakovanou kontrolovanou expozicí alergénu posouvá imunitní odpověď od Th2 k tolerogenním mechanismům. Dochází k nárůstu blokujících IgG4 protilátek, snižování volného IgE, upregulaci Treg a snížení reaktivity žírných buněk a bazofilů. Klinicky to vede k zvýšení prahu reaktivity a redukci symptomů.

Cílená biologika a farmakologické zásahy

  • Anti-IgE (omalizumab): váže cirkulující IgE, snižuje expresi FcεRI, tlumí degranulaci.
  • Anti-IL-5/IL-5R (mepolizumab, benralizumab): redukuje eozinofilii.
  • Anti-IL-4Rα (dupilumab): blokáda signalizace IL-4/IL-13, zlepšení astmatu a atopické dermatitidy.
  • Antihistaminika (H1 blokátory): tlumí účinek histaminu v časných fázích.
  • Antileukotrieny, intranazální kortikosteroidy, inhalační kortikosteroidy: tlumí zánětlivé kaskády a symptomy.
  • Adrenalin při anafylaxi: alfa- a beta-agonista, reverzuje vazodilataci a bronchospazmus, zvyšuje srdeční výdej.

Mechanismus kontaktních (typ IV) alergií

Malé chemikálie (hapteny) pronikají kůží, kovalentně se vážou na vlastní proteiny a vytvářejí neoantigeny. Dendritické buňky je prezentují T-lymfocytům, které se diferencují zejména na Th1/Th17 a CD8+ cytotoxické buňky. Při opakovaném kontaktu vzniká zpožděná reakce (24–72 h) s ekzémovým zánětem, svěděním a deskvamací.

Prevence a management z pohledu mechanismů

  • Posílení bariéry: kožní hydratace a emoliencia u atopie; sanace nosní sliznice; omezení iritantů a kouře.
  • Modulace expozice: redukce roztočů (matracové potahy, větrání), pylových expozic podle sezóny, racionální diety bez zbytečných eliminací.
  • Imunologická intervence: včasná diagnostika a zvažování AIT u vhodných indikací; edukace o adrenalínovém autoinjektoru u rizikových pacientů.
  • Mikrobiální vlivy: podpora diverzity mikrobioty životním stylem (příroda, pestrá strava), racionální používání antibiotik.

Časování a prahové jevy

Intenzita reakce závisí na dávce a formě alergénu, místě vstupu a přítomnosti kofaktorů. U potravinových alergií je důležitý prahový příjem – množství, při kterém se objeví příznaky. U respiračních alergií hraje roli kumulativní expozice a meteorologické faktory (např. bouřky mohou fragmentovat pyl a zvyšovat inhalovatelnou frakci).

Diferenciální diagnostika

  • Nealergické rinitidy a urtikárie: neimunologické mechanismy (chlad, tlak, cholinergní urtikárie).
  • Potravinové intolerance: enzymatické (laktóza), farmakologické (biogenní aminy), neimunologické reakce na přísady.