Хистаминът: функции, механизъм и роля в имунната и нервната система

Хистаминът е органично азотно съединение, което участва в локалните имунни реакции. Той също така регулира физиологичните функции в червата и действа като невротрансмитер. Хистаминът участва във възпалителния отговор, при който тъканите се зачервяват, подуват и стават болезнени. Освен това има разнородни ефекти върху кръвоносните съдове, дихателните пътища, стомашно-чревния тракт и централната нервна система.

Като част от имунния отговор към чужди патогени хистаминът се освобождава главно от базофилите и от мастоцитите, намиращи се в близките съединителни тъкани. Хистаминът увеличава пропускливостта на капилярите за белите кръвни клетки и някои протеини. Клетките преминават през стените на малките кръвоносни съдове, за да достигнат до патогените в заразените тъкани. Освобождаването обикновено се предизвиква от кръстосано свързване на IgE антитела по повърхността на мастоцитите при алергични реакции, но може да бъде индуцирано и от физични дразнители, някои лекарства и токсини.

Хистаминът във вода съществува като два таутомера в равновесие, които се различават по позицията на водородния атом върху имидазоловия пръстен. Химически той съдържа имидазолов пръстен и алкиламинна верига; при физиологично pH аминната група е предимно протонирана, което прави молекулата положително заредена и водоразтворима. Тези свойства влияят на способността му да преминава мембрани и да взаимодейства с рецепторите си.

Синтез, депо и разграждане

Хистаминът се синтезира чрез ензима хистидин декарбоксилаза (HDC) от аминокиселината L-хистидин. Накопяването става предимно в гранулите на мастоцитите и базофилите, но и в неврони и ентерохромафиноподобни клетки в стомашната лигавица. Разграждането става чрез два основни пътя:

• Диамин оксигеназа (DAO) — действа главно в периферията (черво, плазма) и разгражда екзогенния/интрaлигичен хистамин.
• Хистамин N-метилтрансфераза (HNMT) — важна в централната нервна система за метилиране и инактивиране на хистамина.

Рецептори и механизъм на действие

Хистаминът действа чрез четири основни рецепторни подтипа, обозначени H1–H4, които са разположени в различни тъкани и активират различни клетъчни пътеки:

• H1 — свързан с Gq протеини: активира PLC → IP3/DAG → повишаване на вътреклетъчния Ca2+. Причинява вазодилатация (чрез релаксация на гладката мускулатура и отделяне на NO), повишена съдова пропускливост, бронхоконстрикция и медиира сърбежа и съдовите реакции при алергия.
• H2 — свързан с Gs протеини: повишава cAMP. Основен за стимулиране на секрецията на стомашна солна киселина (париетални клетки) и влияе върху сърдечния ритъм и съдовия тонус.
• H3 — предимно в централната нервна система, свързан с Gi/o: действа като автрорецептор/хетерорецептор и инхибира освобождаването на невротрансмитери (включително хистамин сам по себе си), участва в регулирането на сън-будност, внимание и апетит.
• H4 — намерен предимно в клетки на имунната система (левкоцити): свързан с Gi/o и участва в хемотаксис, миграция на имунни клетки и регулация на възпалението.

Физиологични роли

• Имунна защита и възпаление — бърза реакция при среща с патогени и при алергени: дилатация на съдове, увеличена пропускливост, привличане на моноцити и неутрофили.
• Дихателна система — хистаминът може да предизвика бронхоконстрикция и участва в патофизиологията на астмата и алергичните ринити.
• Стомашно-чревен тракт — стимулира секрецията на солна киселина чрез H2 рецепторите и влияе на моториката на червата.
• Централна нервна система — регулира цикъла сън-будност, когнитивни функции и апетит; невроналният хистамин има също адаптивна и модулираща роля.

Клинично значение и заболявания

• Алергични реакции — ринит, конюнктивит, уртикария, сърбеж; при тежки случаи може да настъпи системна реакция – анафилаксия, която е животозастрашаваща и изисква незабавна инжекция с епинефрин.
• Астма — хистаминът допринася за бронхоспазъма при някои пациенти.
• Пептична болест — свръхсекреция на киселина, свързана с H2 рецепторна стимулация (клинична роля на H2-блокери при лечение).
• Мастоцитоза и системна мастоцитна дисрегулация — увеличена десетина на мастоцитите води до хронични симптоми от освобождаване на хистамин; изследване на серумния триптаз често се използва при съмнение за масивна де-гранация на мастоцитите.
• Интолерантност към хистамин — състояние, при което нарушеното разграждане (напр. ниска DAO активност) води до главоболие, зачервяване, диария, тахикардия при консумация на богати на хистамин храни.

Диагностика и терапия

• За потвърждаване на анафилаксия и масивно освобождаване на мастоцити се използва измерване на серумен триптаз и понякога на серумен хистамин (въпреки че хистаминът бързо се разгражда).
• Антихистаминови лекарства (H1 блокери) — използват се при алергични състояния: първо поколение (със седативен ефект, напр. димедрил/дифенхидрамин) и второ поколение (по-малко седативни, напр. лоратадин, цетиризин). Те блокират H1 рецепторите и намаляват симптомите като сърбеж, кихане и секреция.
• H2 блокери — намаляват стомашната киселина (примери: фамотидин, ранитидин; някои са изтеглени/регулаторно променяни през годините).
• Спешно лечение на анафилаксия — интрамускулна епинефринова инжекция е животоспасяваща и следва да бъде приложена незабавно.
• Лечение на хистаминова непоносимост — избягване на храни, богати на хистамин, и при необходимост прием на добавки с DAO под лекарски контрол.
• Таргетни терапии — при някои неврологични и имунни състояния се изследват/прилагат селективни модулатори на H3/H4 рецепторите; пример: H3 антагонист/инверсен агонист при дневна сънливост (питолисант).

Практически бележки

• Различни медикаменти и храни могат да предизвикат освобождаване на хистамин или да съдържат високи количества хистамин (ферментирали храни, някои месни продукти, вино, риба при лоша свежест).
• При съмнение за алергия е важно диагностициране при алерголог: кожни проби, серологични тестове за специфични IgE и оценка на анамнезата.
• При хронични симптоми, неспецифично свързани с хистамин (главоболие, изпотяване, тахикардия, диария), обсъдете възможността за хистаминова непоносимост и изследване на DAO ензима с лекаря.

Кратко обобщение: хистаминът е ключов медиатор в имунните и възпалителни реакции, важен невротрансмитер и регулатор на стомашночревната секреция. Разбирането на механизмите му и на ролята на отделните рецептори е основа за лечението на алергии, стомашни заболявания и някои неврологични състояния.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява хистаминът и каква е неговата функция в организма?

В: Каква роля играе хистаминът във възпалителния отговор?

Въпрос: Как хистаминът увеличава пропускливостта на капилярите и защо това е важно?

Въпрос: Къде се произвежда хистамин и от кои клетки?

В: Кои са двата тавтомера, които хистаминът съдържа във вода?

В: Каква е ролята на хистамина за физиологичната функция на червата?

В: Как хистаминът действа като невротрансмитер?

Търсене по буква