Allergie: soorten en achterliggende mechanismen

Het immuunsysteem beschermt ons tegen schadelijke invloeden uit de buitenwereld, zoals bacteriën. Als het lichaam een immuunreactie vertoont tegen stoffen die geen bedreiging vormen voor de gezondheid, spreken we van een allergie of overgevoeligheidsreactie. Allergische reacties kunnen op verschillende manieren ontstaan en aldus onderscheiden worden in diverse typen (I t/m IV), waar specifieke mechanismen van de betrokken cellen en moleculen aan ten grondslag liggen.

Allergie

• Type I overgevoeligheid
• Type II overgevoeligheid
• Type III overgevoeligheid
• Type IV overgevoeligheid
• Vertraging tussen blootstelling en reactie

Type I overgevoeligheid

Overgevoeligheidsreacties die behoren tot type I worden gewoonlijk veroorzaakt door allergenen (allergie-opwekkende stoffen) die via inhalatie in het lichaam komen. Allergie voor graspollen is dan ook een voorbeeld van type I overgevoeligheid. Met name mestcellen zijn verantwoordelijk voor het teweegbrengen van de allergische reactie. Het mechanisme van type I overgevoeligheid is als volgt:

1. Bij het eerste contact met het allergeen wordt dit via het lymfesysteem gepresenteerd aan lymfocyten (een soort witte bloedcellen), in de vorm van een antigeen: de ‘herkenningsstructuur’ voor het immuunsysteem.
2. Lymfocyten bevatten receptoren aan het celoppervlak die antigenen kunnen binden. Antigeenherkenning door de juiste receptor leidt tot activering van de lymfocyt.
3. De receptor van B-lymfocyten wordt nu in oplosbare vorm geproduceerd. We spreken dan van antistoffen. In het geval van type I overgevoeligheid zijn dit antistoffen van het type IgE (immuunglobuline E).
4. Via het bloed komt het IgE terecht in andere weefsels, waar het kan binden aan cellen die de FcεR1-receptor bevatten. Dit betreft vooral mestcellen, welke bij de binding van IgE wordt aangezet tot de afgifte van stoffen die een immuunreactie veroorzaken.
5. De lymfocyten differentiëren tevens tot geheugencellen, die bij herhaald contact met het allergeen de productie van een snellere, sterkere reactie mogelijk maken.

Type II overgevoeligheid

Dit type overgevoeligheid wordt veroorzaakt door de binding van kleine moleculen aan celoppervlakken, waardoor structuren ontstaan die door het immuunsysteem als lichaamsvreemd worden herkend. Allergie voor penicilline is hiervan een voorbeeld:

1. Binding van penicilline aan rode bloedcellen veroorzaakt een modificatie, waardoor er een nieuwe herkenningsstructuur ontstaat.
2. De bacteriële infectie leidt via het proces van antigeenpresentatie en activering van lymfocyten tot de productie van specifieke antistoffen (van het type IgM en IgG).
3. De antistoffen binden aan het antigeen, waarbij complexen ontstaan waar complementfactoren aan kunnen hechten. Er ontstaat een cascade van geactiveerde eiwitten, bekend als het complementsysteem.
4. De geactiveerde complementfactoren hechten ook aan rode bloedcellen, waardoor fagocyten (een ander soort witte bloedcellen) worden aangezet tot het ‘opruimen’ van deze cellen.
5. De fagocyten functioneren vervolgens als antigeenpresenterende cellen, die het gemodificeerde antigeen aan lymfocyten tonen. De lymfocyten worden geactiveerd en er worden antistoffen tegen de gemodificeerde bloedcellen geproduceerd.
6. Er ontstaan antigeen-antistof complexen op de gemodificeerde bloedcellen, wat opnieuw aanleiding geeft tot activering van het complementsysteem. Dit resulteert in een gerichte aanval op rode bloedcellen: hemolytische anemie (een vorm van bloedarmoede).

Type III overgevoeligheid

Dit type overgevoeligheidsreactie wordt veroorzaakt door oplosbare eiwitantigenen en kan onder andere optreden bij een bloedtransfusie. Het volgende mechanisme is verantwoordelijk:

1. Het proces van antigeenpresentatie en activering van lymfocyten leidt tot de productie van specifieke antistoffen van het type IgG.
2. Antigeen-antistof binding leidt tot de vorming van complexen die worden afgezet in weefsels zoals de huid, gewrichten, de longen, de nieren en bloedvaten.
3. Deze complexen veroorzaken de activering van het complementsysteem, dat vervolgens leidt tot de rekrutering van ontstekingscellen.
4. De stoffen die worden afgegeven door de ontstekingscellen brengen niet alleen schade toe aan de eiwitantigenen, maar ook aan de weefsels waarop de complexen zijn afgezet. Wanneer deze reactie optreedt in de huid, geven mestcellen stoffen af die jeuk veroorzaken (netelroos).

Type IV overgevoeligheid

Bij de hierboven beschreven typen overgevoeligheidsreacties wordt de immuunreactie steeds uitgevoerd door antistoffen. Voor overgevoeligheid van het vierde type is dit niet het geval; hier wordt de reactie direct uitgevoerd door witte bloedcellen. Contactovergevoeligheid is de type IV allergische reactie die ontstaat na contact met de huid. Te denken valt bijvoorbeeld aan nikkelallergie. Er zijn twee mogelijke mechanismen voor type IV overgevoeligheid:

1. Als het allergeen een vetoplosbaar molecuul is, is dit in staat tot het binnendringen van cellen. Het allergeen bindt aan eiwitten in de cel, waardoor abnormale structuren ontstaan. Deze worden als antigeen gepresenteerd aan lymfocyten, die het als lichaamsvreemd herkennen en worden geactiveerd. Cytotoxische T-cellen migreren naar de geïnfecteerde cellen en geven schadelijke stoffen af die de dood van deze cellen veroorzaken.
2. Indien het allergeen zich extracellulair (buiten cellen) bevindt, worden via het proces van antigeenpresentatie aan lymfocyten fagocyten geactiveerd, die het allergeen opruimen.

Vertraging tussen blootstelling en reactie

Na de blootstelling aan een allergeen vindt een stapsgewijs proces van herkenning, activering en vermeerdering van cellen van het immuunsysteem plaats om een allergische reactie tot stand te brengen. Er is dan ook sprake van een vertraging tussen het moment van blootstelling en het optreden van de reactie, welke varieert voor de diverse typen overgevoeligheid.

• Een type I overgevoeligheidsreactie treedt binnen 2 tot 30 minuten op. Deze snelle reactie is mogelijk doordat mestcellen, wanneer een persoon eenmaal allergisch is, niet specifiek zijn (reageren op alle IgE) en niet eerst hoeven te differentiëren en vermeerderen om een reactie tot stand te brengen.
• Type II en III overgevoeligheidsreacties gaan wel gepaard met specifieke antigeen-antistof binding. Om een afdoende hoeveelheid antistof te produceren, moeten de aangewezen lymfocyten zich eerst vermeerderen. De reactie treedt op na enkele uren.
• Type IV overgevoeligheid kent de meeste vertraging (24 tot 72 uur). Dit wordt veroorzaakt door de inefficiëntie van de verwerking door antigeenpresenterende cellen, waardoor de hoeveelheid antigenen die benodigd is om een reactie op te wekken, 100 tot 1000 maal groter is dan bij antistof-gemedieerde reacties.