Для того чтобы развился воспалительный процесс, необходимо воздействие внешних факторов (они были рассмотрены в предыдущем разделе), которые можно разделить на две группы. К первой группе относят внешние факторы, взаимодействующие с иммунной системой, ко второй группе – внутренние факторы, не взаимодействующие с иммунной системой (рис. 6).
Итак, хронический воспалительный процесс может инициироваться иммунными и неимунными механизмами.
Рассмотрим как реализуется воспалительная реакция при участии иммунной системы. Иммунная система существует для того, чтобы распознавать и уничтожать определенный класс инородных веществ, которые контактируют с организмом и могут вызывать различные патологические состояния.
Чужеродными веществами, способными вызывать реакцию иммунной системы, могут быть любые белковые (их называют антигенами) или химические вещества (их называют гаптенами). Реагирует иммунная система следующим образом. Если вещество, которое попадает в организм, распознается иммунной системой как чужеродное и опасное, т. е. является антигеном, то к нему вырабатываются специальные молекулы, которые называют антителами. Антитела реагируют с антигенами, обезвреживают их, предохраняя организм от повреждения, а следовательно, и воспаления.
Рис. 6. Схема развития бронхиальной астмы
Антителами могут быть специальные белки, которые называют иммуноглобулинами, или специальные клетки – Т-лимфоциты. Существует пять классов иммуноглобулинов – IgA, IgG, IgM, IgD и IgE.
В результате стимуляции антигеном молекула иммуноглобулина специфически изменяется и превращается в антитело, предназначенное для уничтожения только «своего» антигена. Таких модификаций у молекулы иммуноглобулина может быть не менее 100 000 000!!! Это означает, что каждый класс иммуноглобулинов способен отразить атаки столь многочисленного и разнообразного количества антигенов! Это удается благодаря тому, что под воздействием антигена иммуноглобулины, сохраняя основную свою структуру, видоизменяют определенные части молекулы, которые становятся специфичными к определенному антигену. В результате такой модификации антитело способно соединиться с антигеном. Образовавшийся комплекс антиген – антитело уже не опасен для организма: при помощи специальных механизмов он уничтожается и продукты распада выводятся из организма. Такие процессы характерны для здорового организма, и мы даже не ощущаем, какие сложные иммунные механизмы постоянно защищают нас от различных вредных веществ.
Но к сожалению, в силу разных причин (например, воздействие внешних факторов на фоне наследственной предрасположенности) нормальные иммунные механизмы могут нарушиться. Это означает, что иммунная система будет неадекватно отражать атаки антигенов. В таком случае может возникнуть чрезмерная реакция иммунной системы на действие антигенов, и в результате пострадает сам организм[34]. Это состояние называют аллергией, или гиперчувствительностью. Аллергия – это иммунная реакция организма на какие-либо вещества антигенной или гаптенной природы, которая сопровождается повреждением структуры и функции клеток, тканей и органов[35]. Антиген, который вызывает аллергическую реакцию, называют аллергеном.
Согласно общепринятой классификации Джелла и Кумбса, выделяют четыре типа аллергических реакций[36]:
• Тип I аллергической реакции – реакция немедленного типа (синонимы: атопический, реагиновый, анафилактический тип). При такой реакции антиген взаимодействует с антителом в виде иммуноглобулина E, который располагается на тучных клетках и базофилах. В результате клетки выделяют биологически активные вещества, способствующие развитию воспалительного процесса в бронхах и спазму гладкой мускулатуры бронхов[37]. Реакции I типа развиваются в течение 10 – 15 мин после контакта с аллергеном. Чаще всего антигенами являются вещества, находящиеся в окружающей среде в небольших количествах (домашняя пыль, пыльца растений, шерсть животных).
• При II типе аллергической реакции взаимодействие комплекса антиген – антитело происходит на мембранах клеток различных органов и тканей, что приводит к их повреждению и разрушению. Этот тип реакции называют цитотоксическим, т. е. разрушительным для клеток. Антитела при таком типе реакции представлены, главным образом, иммуноглобулинами типа G и M.
• При III типе аллергической реакции (иммуннокомплексная аллергическая реакция) образование комплекса антиген – антитело происходит в крови и межклеточной жидкости. В результате образовавшиеся иммунные комплексы вызывают повреждение и разрушение тканей. Антитела при таком типе реакции представлены, главным образом, иммуноглобулинами типа G и M.
• Аллергическую реакцию IV типа называют аллергической реакцией замедленного типа (синонимы: гиперчувствительность замедленного типа, клеточная гиперчувствительность). При этом типе реакции роль антител выполняют лимфоциты, имеющие на своих мембранах структуры, аналогичные иммуноглобулинам. Сами же иммуноглобулины в таком типе аллергической реакции не участвуют, а все патологические процессы обусловлены взаимодействием лимфоцитов с антигеном. В результате такого взаимодействия выделяются лимфокины, которые способствуют развитию воспаления. Реакции IV типа развиваются через 24 – 48 ч после контакта с аллергеном. Этот вид аллергии формируется при некоторых инфекционных заболеваниях – туберкулезе, сифилисе и др., а также при пересадке чужеродных органов и тканей (пересадка сердца, почки и т. д.), проявлениях аутоаллергии (т. е. аллергической реакции на собственные органы и ткани).
При бронхиальной астме развиваются в основном аллергические реакции I, III и IV типов. Вне зависимости от того, какой тип аллергической реакции имеет место, все они запускают процессы воспаления. Воспаление может быть вызвано не только антигенами, но и иными внешними факторами, которые были рассмотрены в разделе «Причины развития бронхиальной астмы».
Таким образом, в результате действия либо аллергических, либо неаллергических причин возникает хронический воспалительный процесс. Это приводит к развитию гиперреактивности бронхов[38]. Образно говоря, сущность гиперреактивности состоит в том, что организм начинает «стрелять из пушки по воробьям». Бронхи реагируют на малейшие раздражители (которые в норме не вызывают никакого эффекта) чрезмерной реакцией, приводящей к спазму бронхов и выделению мокроты. В результате развивается приступ бронхиальной астмы.
В зависимости от того, какие механизмы приводят к развитию хронического воспаления и формированию гиперреактивности, различают следующие виды бронхиальной астмы:
• Аллергическая бронхиальная астма, когда причиной развития заболевания являются аллергические процессы и удается выявить внешний аллерген.
• Неаллергическая бронхиальная астма, когда причиной развития хронического воспаления и приступов удушья являются неаллергические процессы (т. е. эти процессы протекают без участия иммунной системы).
• Бронхиальная астма смешанного генеза (происхождения) – в этом случае могут быть задействованы оба механизма развития (инициации) хронического воспаления[39].
Что происходит во время приступа бронхиальной астмы
В результате чрезмерной реакции бронхиального дерева на различные раздражающие факторы возникает спазм мускулатуры бронхов и выделение густой слизи, которая скапливается на поверхности дыхательного эпителия.
По этой причине возникает кашель, одышка и хрипы. Проходимость дыхательных путей резко снижается, нарушается газообмен в легких, что выражается в недостаточном поступлении кислорода и накоплении избыточного количества углекислого газа. Организм пытается восстановить нарушенный газообмен усиленным дыханием, что выражается в виде одышки, и вывести мокроту, которая мешает дыханию, при помощи кашля. При прохождении воздуха в бронхах с мокротой возникают звуковые колебания – хрипы, которые слышны даже на расстоянии.
При недостатке кислорода организм переключается на малопродуктивные бескислородные процессы, что дает возможность поддерживать жизнь на весьма незначительный промежуток времени. Если приступ удушья длится недолго, то никаких серьезных осложнений не бывает и последствия приступа быстро проходят. Если приступ удушья затягивается и переходит в астматический статус, то постепенно развивается повреждение всех органов и систем в результате кислородного голодания. Кроме того, нарушается деятельность сердечно-сосудистой системы и головного мозга. Если помощь оказана несвоевременно или болезнь не поддается лечению, может наступить гибель.
