
Epidemia alergii
Liczba pacjentów cierpiących na alergie dramatycznie wzrasta zarówno w krajach rozwiniętych jak i rozwijających się. W niektórych krajach europejskich do 50% dzieci jest uczulonych na różnego rodzaju pokarmy i alergeny wziewne [1].
Alergie w krajach Europy zachodniej zaczęły lawinowo pojawiać się w latach ‘70 ubiegłego wieku, kraje tzw. bloku wschodniego powtórzyły ten schemat w latach ‘90. W tym samym czasie liczba diagnozowanych alergii u osób obciążonych dziedzicznie wzrosła bardzo nieznacznie, co wskazuje na bardzo duży udział środowiska w rozwoju epidemii alergii.
Pomimo rozwoju epidemiologii, genetyki i immunologii, powody gwałtownego wzrostu liczby alergii nie są jednak nadal poznane.
Oto istniejące teorie na temat możliwych przyczyn epidemii alergii, opracowane przez naukowców zajmujących się badaniem mechanizmów alergii.
Hipoteza higieniczna: rola infekcji w rozwoju układu immunologicznego
Jest to jedna z pierwszych teorii usiłujących wyjaśnić przyczyny epidemii alergii, zaproponowana w 1989 r przez profesora Davida Strachana, z St George Medical School w Londynie [2].
Hipoteza ta zakłada, że nadmierne przestrzeganie higieny zapobiega wytworzeniu się prawidłowo funkcjonującego układu odpornościowego, co w konsekwencji prowadzi do nadmiernej reaktywności na niegroźne antygeny.
U podstaw stworzenia hipotezy higienicznej leży obserwacja, ze alergie są rzadziej spotykane u dzieci z rodzin wielodzietnych niż u dzieci niemających rodzeństwa. Podobne zjawisko obserwuje się wśród dzieci, które maja częsty kontakt z rówieśnikami (w przedszkolu i żłobku) w porównaniu z dziećmi wychowywanymi w domu.
Jednym z czynników różniących te dwie grupy dzieci jest częstotliwość zapadania na infekcje wirusowe, wyższa u dzieci stykających się z drobnoustrojami przynoszonymi do domu przez starsze rodzeństwo. Infekcje wirusowe pobudzają typ 1 odpowiedzi immunologicznej, i tym samym obniżają typ 2, odpowiedzialny za reakcje alergiczne.
W nowoczesnym społeczeństwie przeważają rodziny jedno-dwudzietne, a powszechna higiena i sterylizacja wszystkich przedmiotów, z którymi styka się małe dziecko obniżają kontakt z drobnoustrojami, co zgodnie z hipotezą higieniczną powoduje podwyższenie ryzyka zapadnięcia na alergie.
Dodatkowo, zwiększona częstość występowania alergii u ludzi mieszkających w mieście w porównaniu ze wsią również wspiera tę hipotezę. Istotną, (choć może nie zupełnie oczywistą) różnicą pomiędzy tymi dwoma środowiskami jest odmienny kontakt z bakteriami powszechnymi na farmie czy w stajni. Niektóre związki chemiczne obecne w ścianie komórkowej bakterii (tzw. endotoksyny) mają właściwości uruchamiania odpowiedzi immunologicznej typu 1, czyli pomagają „przeważyć szale” na niekorzyść reakcji alergicznej, podobnie jak infekcje wirusowe.
Podobna różnica w występowaniu chorób alergicznych widoczna jest pomiędzy krajami rozwijającymi się i wysokorozwiniętymi, które różnią się miedzy innymi dostępem do oczyszczonej wody i kanalizacji.
Najnowsze badania wskazują także na rolę tzw. „bakterii symbiotycznych”, które nie powodują infekcji, ale wspomagają rozwój prawidłowej reakcji immunologicznej oraz pasożytów, które stanowią naturalny cel dla odpowiedzi typu 2 [3, 4]
Pomimo, że hipoteza alergii podaje bardzo atrakcyjny mechanizm mogący wyjaśnić różnice w zapadalności na alergię w opisanych przypadkach, nie znajduje potwierdzenia we wszystkich sytuacjach (np. trudno w ten sposób wytłumaczyć wysoką zachorowalność na alergie w dużych skupiskach miejskich w Ameryce Łacińskiej [5]. Ponadto, nie wyjaśnia ona również faktu zaostrzania przebiegu chorób alergicznych (astmy, atopowego zapalenia skóry) przez infekcje wirusowe i bakteryjne, które w myśl tej teorii powinny łagodzić objawy alergii journals.viamedica.pl. Nie udało się również stwierdzić bezpośredniego związku pomiędzy poziomem stężenia endotoksyn w środowisku i zapadalnością na alergię.
Industrializacja/chemizacja i zmiany trybu życia
Częstotliwość alergii wzrasta wraz z industrializacją społeczeństwa. Substancje chemiczne powszechnie obecne w środowisku (spaliny, dym papierosowy) maja znaczenie nie tylko dla rozwoju nowotworów i chorób serca, ale powodują również zaostrzenie objawów alergii. Dla przykładu, obecność spalin diesla w powietrzu powoduje zaostrzenie reakcji alergicznej na pyłki roślin. Co więcej, z eksperymentów laboratoryjnych wynika, ze substancje te mogą także ułatwiać uczulenie na nowe alergeny. Najnowsze badania wykazują ponadto, że palenie papierosów przez kobiety w ciąży istotnie podnosi ryzyko alergii pokarmowej u niemowlęcia.
Podobnie, częste stykanie się z substancjami chemicznymi obecnymi w środkach czyszczących, kosmetykach czy lekach znacznie podnosi ryzyko uczulenia na te substancje, ponieważ związki chemiczne w nich obecne mogą łączyć się z białkami w skórze i osoczu krwi, tworząc nowe alergeny. Produkty te zawierają również często substancje podrażniające skórę i śluzówki, które mogą uszkadzać naturalne bariery ochronne organizmu, ułatwiając wnikanie chemikaliów i innych alergenów do wnętrza organizmu.
Dodatkowo substancje podrażniające tkankę także często dostarczają „sygnał ostrzegawczy” dla komórek układu odpornościowego, mobilizując je do reakcji przeciwko zagrożeniu. Podobny mechanizm działania proponowany jest dla wykorzystywanego w dezynfekcji basenów i pomieszczeń sanitarnych chloru. Pomimo, że związek pomiędzy regularnym pływaniem w basenach a zachorowalnością na astmę i inne alergie nie został potwierdzony w bezpośrednich badaniach niemal 600 dzieci [6], wielu badaczy uznaje związki chloropochodne za przyczynę zawodowej astmy u ratowników i instruktorów pływania [7].
Ważnym czynnikiem zwiększającym ryzyko alergii jest dostępna w krajach wysokorozwiniętych wysoko przetworzona żywność. Ponadto powszechnie stosowane są dodatki, które mają przedłużyć termin przydatności do spożycia i wzbogacić walory smakowe czy kolorystyczne. Zarówno obróbka termiczna (np. sterylizacja mleka w bardzo wysokich temperaturach, tzw. mleko UHT), jak i dodawane substancje chemiczne powodują powstawanie nowych alergenów w żywności i podnoszą ryzyko uczulenia.
Nowoczesny tryb życia związany jest również z częstymi podróżami, zmianami miejsca zamieszkania, a także z dostępnością produktów z odległych lokalizacyjnie miejsc. Powoduje to zwiększoną dostępność alergenów nietypowych dla naszego środowiska, i podwyższenie ryzyka uczulenia.
Uczulanie w życiu płodowym oraz we wczesnym dzieciństwie
Rosnąca zachorowalność na alergie w bardzo wczesnym dzieciństwie, a także częstsza wykrywanie zaburzeń układu odpornościowego poprzedzających rozwój alergii u niemowląt wskazują na to, że okres prenatalny i czas wczesnego dzieciństwa jest kluczowy dla epidemii alergii. Kształtuje się wówczas układ immunologiczny, który uczy się rozróżniać substancje szkodliwe od nieszkodliwych, a także uczy się, w jaki sposób reagować na jedne i drugie.
Znane czynniki ryzyka obejmują narażenie zarówno matki jak i niemowlęcia na dym papierosowy, alergeny wziewne, zanieczyszczenie środowiska, obecność pleśni, chemikalizację otoczenia, a także stres. Badania naukowe łączą również występowanie alergii u niemowląt z dietą matki karmiącej piersią niemowlę, przyjmowanymi lekami i suplementami, otyłością i brakiem aktywności fizycznej pl.wikipedia.org.
Dużą uwagę poświęca się również roli karmienia piersią. Dzięki obniżonemu stężeniu alergenów i zawartości przeciwciał IgG mleko matki zapobiega powstawaniu alergii u niemowlęcia, i jest zalecane z tego powodu jako wyłączny pokarm u dzieci ze skłonnością do alergii do 4-6 miesiąca życia. Wstępne badania prowadzone nad dietą kobiet karmiących wcześniaki wskazują możliwość obniżania ryzyka zachorowania na alergię np. poprzez przyjmowanie suplementów kwasu omega-3 (DHA) [8].
Hipoteza genetyczna („naturalnej szczepionki”)
Hipoteza ta powstała stosunkowo niedawno, kiedy odkryto, że wiele chorób alergicznych (nie tylko alergie skórne) ma związek z defektem bariery naskórka. Defekt ten spowodowany jest mutacją jednego z białek produkowanego przez komórki tworzące naskórek (tzw. filagryny), istotnego w procesie prawidłowego wykształcania się warstwy rogowej naskórka. Szacuje się, że do 20% przypadków alergii związanych jest z defektem tego właśnie białka, a posiadanie uszkodzonej kopii genu wielokrotnie zwiększa ryzyko zachorowania na alergię [9].
Pomimo, że mutacja filagryny powoduje znaczne podwyższenie ryzyka zachorowania na alergię, i związanych z tym problemów zdrowotnych, występuje ona u zaskakująco wysokiego odsetka żyjących obecnie Europejczyków (dokładniej ujmując u co dziesiątej osoby). Sugeruje to, że mogła ona kiedyś przynosić korzyść ewolucyjną i dlatego doszło do akumulacji mutacji w populacji. Hipoteza genetyczna zakłada, że niezbyt nasilony defekt naskórka, przepuszczającego nieznaczną ilość bakterii czy wirusów, pozwalał na wykształcenie się odpowiedzi immunologicznej przeciwko tym patogenom, działając jako „naturalna szczepionka”. To zapewniało ludziom z mutacją filagryny przetrwanie w czasach epidemii gruźlicy, grypy, a może nawet dżumy [10].
Hipoteza genetyczna nie wyjaśnia jednakże powodu gwałtownego wzrostu zachorowalności na alergie w ostatnich dziesięcioleciach, które przynajmniej częściowo musi być spowodowane niekorzystnym oddziaływaniem środowiska na nieprawidłowo zbudowany naskórek.
Wpływ cywilizacyjnych zmian trybu życia
Proponowane są również dodatkowe hipotezy, które łączą wzrost zachorowalności na alergie ze zmianami trybu życia w nowoczesnym społeczeństwie. Część tych zmian dotyczy zwiększonej higieny (patrz wyżej: „hipoteza higieniczna”), inne sugerują, że wzrost ilości alergii jest odzwierciedlaniem zmian w naszym stylu życia.
Hipoteza „słoneczna” związana jest z zaobserwowanym w ostatnich latach zmianami w sposobie pracy i spędzania wolnego czasu. Wskazuje ona na potencjalna rolę witaminy D3 w rozwoju chorób alergicznych.
Witamina D3 syntetyzowana jest w skórze pod wpływem promieni słonecznych; naukowcy sugerują więc, że zmiana stylu życia związana z krótszym przebywaniem na świeżym powietrzu oraz wzrostem stosowania filtrów słonecznych prowadzi do obserwowanych w społeczeństwie niedoborów tej witaminy.
Oprócz dobrze znanego wpływu na budowę i zdrowie kości, witamina D3 odgrywa także rolę w regulacji działania układu odpornościowego. Może ona bezpośrednio hamować reakcję zapalną, a także odgrywa rolę w powstawaniu komórek (tzw. komórek T regulatorowych), kontrolujących działanie układu immunologicznego. Witamina D3 wspomaga ponadto prawidłowe funkcjonowanie bariery naskórkowej i powstawanie peptydowej powłoki antybakteryjnej na powierzchni skóry.
Hipoteza “słoneczna” sugeruje więc, że niedostateczny poziom tej witaminy powoduje wzmożoną aktywność układu immunologicznego, a tym samym zwiększoną możliwość reakcji na potencjalne alergeny pl.wikipedia.org. Hipoteza ta znajduje potwierdzenie przede wszystkim w atopowym zapaleniu skóry, gdzie rola witaminy D3 jest najlepiej udokumentowana. Zaobserwowano również wpływ suplementacji witaminy D3 na uwrażliwienie ciężkich przypadków astmy na terapię lekami sterydowymi, a także związek pomiędzy niskim stężeniem witaminy D3 we krwi pacjentów a stopniem zaawansowania astmy [11]. Niemniej, by jednoznacznie stwierdzić, czy witamina D3 może być pomocna w prewencji czy leczeniu alergii potrzebne są szerokozakrojone badania kliniczne.
Nowoczesny tryb życia związany jest również z częstymi podróżami, zmianami miejsca zamieszkania, a także z dostępnością produktów z odległych lokalizacyjnie miejsc. Powoduje to zwiększoną dostępność alergenów nietypowych dla naszego środowiska, i podwyższenie ryzyka uczulenia na substancje “ewolucyjnie obce”.
Hipotezy „dietetyczne”
Kolejna hipoteza wiąże obserwowalny wzrost zachorowań na astmę i inne alergie ze zmianą zwyczajów żywieniowych, zwłaszcza niedoborem przeciwutleniaczy (obecnych w owocach i warzywach) i zbyt małym spożyciem kwasów tłuszczowych omega-3 a za dużym kwasów omega-6.
Wszystkie powyżej wymienione substancje oddziałują na układ odpornościowy, pobudzając go do działania (a tym samym zwiększając ryzyko powstania alergii) albo modulując jego funkcję (a wiec potencjalnie zapobiegając chorobom alergicznym). Przeciwutleniacze unieszkodliwiają wolne rodniki, zapobiegając rozwojowi reakcji odpornościowej, hipotetycznie mogą więc zapobiegać reakcjom alergicznym. Trudno niestety jednoznacznie stwierdzić, czy spożycie przeciwutleniaczy w wysoko rozwiniętych społeczeństwach spadło, czy wzrosło w ostatnich dziesięcioleciach, ze względu na duże zróżnicowanie tej grupy związków. Z większości badań pomiędzy związkiem diety i stopniem nasilenia astmy u pacjentów wynika, że dieta bogata w przeciwutleniacze zapobiega rozwojowi astmy, obserwowane są jednakże również sytuacje, w których związek ten jest dokładnie odwrotny [12].
Wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 i omega-6 wpływają na funkcjonowanie układu odpornościowego w przeciwstawny sposób. Kwasy tłuszczowe omega-3 obniżają jego aktywność, ich niedobór może więc powodować niepotrzebne i nieprawidłowe reakcje odpornościowe. Zgodnie z powyższym zaobserwowano, że niska zawartość kwasów tłuszczowych omega-3 w pokarmie matki jest związana z podwyższonym ryzykiem wystąpienia atopii u niemowlęcia. W przeciwieństwie do kwasów tłuszczowych omega-3, kwasy omega-6 pobudzają reakcje immunologiczne, w tym reakcje alergiczne. Hipoteza kwasów tłuszczowych wiąże wzrost zachorowalności na choroby alergiczne zastąpieniem wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 z ryb kwasami omega -6 tłuszczowymi w margarynach i olejach roślinnych. Jak dotąd nie udało się jednak potwierdzić tego związku w systematycznych badaniach na dużej grupie pacjentów [13, 14].
Wprowadzenie przeciwutleniaczy i kwasów omega-3 do diety dorosłych astmatyków nie wpłynęło na przebieg choroby, i jak dotąd nie udało się potwierdzić pożytku płynącego z uzupełnienia diety o te substancje w zapobieganiu i leczeniu alergii. Być może wyniki obecnie prowadzonych badań, także z udziałem dzieci i kobiet w ciąży wyjaśnią ich rolę w zapobieganiu alergii i astmie [13].
Bibliografia:
1. Bousquet J, Anto J, Auffray C, Akdis M, Cambon-Thomsen A, Keil T, Haahtela T, Lambrecht BN, Postma DS, Sunyer J, Valenta R, Akdis CA, Annesi-Maesano I, Arno A,Bachert C, Ballester F, Basagana X, Baumgartner U, Bindslev-Jensen C, Brunekreef B, Carlsen KH, Chatzi L, Crameri R, Eveno E, Forastiere F, Garcia-Aymerich J,Guerra S, Hammad H, Heinrich J, Hirsch D, Jacquemin B, Kauffmann F, Kerkhof,Kogevinas M, Koppelman GH, Kowalski ML, Lau S, Lodrup-Carlsen KC, Lopez-Botet M, Lotvall J, Lupinek C, Maier D, Makela MJ, Martinez FD, Mestres J, Momas I, Nawijn, MC, Neubauer A, Oddie S, Palkonen S, Pin I, Pison C, Rancé F, Reitamo S, Rial-Sebbag E, Salapatas M, Siroux V, Smagghe D, Torrent M, Toskala E, van Cauwenberge P, van Oosterhout AJ, Varraso R, von Hertzen L, Wickman M, Wijmenga C, Worm M, Wright J, Zuberbier T. MeDALL (Mechanisms of the Development of ALLergy): an integrated approach from phenotypes to systems medicine. Allergy. 2011 May;66(5):596-604. doi: 10.1111/j.1398-9995.2010.02534.x. Epub 2011 Jan 24. Review. PubMed PMID: 21261657
2. Strachan DP. Hay fever, hygiene, and household size. BMJ. 1989 Nov 18; 299 (6710) :1259-60 pl.wikipedia.org. PubMed PMID:2513902; PubMed Central PMCID: PMC1838109.
3. von Hertzen L, Haahtela T. Disconnection of man and the soil: reason for the asthma and atopy epidemic? J Allergy Clin Immunol 2006 Feb; 117(2):334-44 Review. PubMed PMID: 16461134
4. Yazdanbakhsh M, Matricardi PM. Parasites and the hygiene hypothesis: regulating the immune system?. Clin Rev Allergy Immunol. 2004 Feb; 26 (1) :15-24. PubMed PMID:14755072.
5. Cooper PJ, Rodrigues LC, Cruz AA, Barreto ML. Asthma in Latin America: a public heath challenge and research opportunity. Allergy. 2009 Jan; 64 (1) :5-17. PubMed PMID:19076533.
6. Font-Ribera L, Villanueva CM, Nieuwenhuijsen MJ, Zock JP, Kogevinas M, Henderson J. Swimming pool attendance, asthma, allergies, and lung function in the Avon Longitudinal Study of Parents and Children cohort. Am J Respir Crit Care Med. 2011 Mar 1; 183 (5) :582-8. PubMed PMID:20889905; PubMed Central PMCID: PMC3081279.
7. Bernard A, Voisin C, Sardella A. Con: respiratory risks associated with chlorinated swimming pools: a complex pattern of exposure and effects. Am J Respir Crit Care Med. 2011 Mar 1; 183 (5) :570-2. PubMed PMID:21471056.
8. Manley BJ, Makrides M, Collins CT, McPhee AJ, Gibson RA, Ryan P, Sullivan TR, Davis PG, DINO Steering Committee. High-dose docosahexaenoic acid supplementation of preterm infants: respiratory and allergy outcomes. Pediatrics. 2011 Jul; 128 (1) :e71-7. PubMed PMID:21708809.
9. van den Oord RA, Sheikh A https://www.dermnetnz.org/topics/erythroderma/. Filaggrin gene defects and risk of developing allergic sensitisation and allergic disorders: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2009 Jul;339:b2433. doi: 10.1136/bmj.b2433. Review. PubMed PMID: 19589816; PubMed Central PMCID: PMC2714678.
10. Irvine AD, McLean WH. Breaking the (un)sound barrier: filaggrin is a major gene for atopic dermatitis. J Invest Dermatol. 2006 Jun; 126 (6) :1200-2. PubMed PMID:16702964.
11. Searing DA, Leung DY. Vitamin D in atopic dermatitis, asthma and allergic diseases. Immunol Allergy Clin North Am. 2010 Aug; 30 (3) :397-409. PubMed PMID:20670821; PubMed Central PMCID: PMC2914320.
12. Allan K, Kelly FJ, Devereux G. Antioxidants and allergic disease: a case of too little or too much?. Clin Exp Allergy. 2010 Mar; 40 (3) :370-80. PubMed PMID:19968654.
13. Allan K, Devereux G. Diet and asthma: nutrition implications from prevention to treatment. J Am Diet Assoc. 2011 Feb; 111 (2) :258-68. PubMed PMID:21272700.
14. Gottrand F. Long-chain polyunsaturated fatty acids influence the immune system of infants. J Nutr. 2008 Sep; 138 (9) :1807S-1812S. PubMed PMID:18716191.