Гистамин играет важную роль в иммунном ответе на аллергию, а также в различных других целях в других системах организма. Этому соединению присущи по меньшей мере 23 физиологические функции. Гистамин может выполнять эти функции, потому что он обладает уникальными химическими свойствами, которые делают возможным его универсальное связывание. Организм может синтезировать гистамин во всех тканях, но больше всего гистамина содержится в легких, коже и желудочно-кишечном тракте.
Синтез гистамина
Гистамин представляет собой небольшую молекулу, образующуюся в результате декарбоксилирования гистидина. Декарбоксилирование представляет собой сложную химическую реакцию, при которой удаляется карбоксильная группа и в результате выделяется углекислый газ. Карбоксильные группы распространены и присутствуют во многих молекулах, таких как жирные кислоты и аминокислоты. Как только образуется гистамин, организм либо сохраняет его, либо быстро инактивирует. Некоторые бактерии также способны вырабатывать гистамин, вызывая неинфекционные заболевания пищевого происхождения. Аналогичная реакция приводит к тому, что некоторые ферментированные продукты и напитки, такие как вино, содержат небольшое количество гистамина.
Тучные клетки
Многие иммунные клетки могут вырабатывать гистамин, но наиболее важным источником являются тучные клетки, которые присутствуют во всех соединительных тканях организма и выполняют множество важных функций. Каждая тучная клетка имеет поверхностные рецепторы, которые связываются с иммуноглобулином Е. Когда антиген сшивает иммуноглобулин Е на поверхности тучной клетки, клетка начинает секретировать гистамин и другие медиаторы.
Гистамин против аллергических заболеваний
Одной из наиболее широко известных функций гистамина является опосредование аллергических реакций. Исследователи считают, что аллергический процесс имеет две фазы: раннюю и позднюю. Через несколько секунд или минут после воздействия аллергена организм вырабатывает гистамин. Так начинается ранняя фаза аллергической реакции. Различные участки тела имеют разные белки рецепторов гистамина. В зависимости от того, с какими рецепторными белками взаимодействует гистамин, могут возникать различные аллергические и воспалительные реакции.
Гистаминовые рецепторы
Четыре рецептора гистамина присутствуют в разных типах клеток. Каждый работает через разные сигнальные механизмы, поэтому гистамин оказывает такое разнообразное действие.
- H1 появляется в гладких мышцах и эндотелиальных клетках, таких как те, которые выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. Он отвечает за острые аллергические реакции.
- H2 появляется в париетальных клетках желудка и играет роль в секреции желудочного сока.
- H3 присутствует в клетках центральной нервной системы и помогает модулировать нейротрансмиссию.
- H4 появляется в тучных клетках, Т-клетках, дендритных клетках и эозинофилах. Его цель - регулирование иммунных реакций.
Реакция на зуд
Зуд могут вызывать многие раздражения, такие как укусы насекомых, болезни, аллергии и сухость кожи. Зуд является важным рефлексом, побуждающим животное удалять паразитов со своей кожи. В большинстве случаев гистамин вызывает зуд. В некотором смысле это иммунный ответ. Рецептор H1 отвечает за этот процесс. Важно отметить, что не все зуды вызваны гистамином; даже незначительные действия, такие как прикосновение волос к коже, могут вызвать зуд.
Вазодилатация
На протяжении более 100 лет врачи знали, что инъекции гистамина вызывают падение артериального давления. Гистамин связывается с эндотелиальными клетками и вызывает сокращения. В то же время гистамин также стимулирует выработку и высвобождение многих релаксантов гладкомышечных клеток. Вместе эти функции вызывают расширение кровеносных сосудов и снижение артериального давления. Эти механизмы также играют важную роль в процессах, ведущих к анафилаксии, тяжелой аллергической реакции.
Желудочная кислота
В желудке расположены желудочные железы, содержащие специальные клетки. Эти клетки, энтерохромаффинные клетки, выделяют гистамин, который затем взаимодействует с соседними париетальными клетками, связываясь с Н2-рецепторами. Затем париетальные клетки секретируют большое количество соляной кислоты. Примечательно, что в тех случаях, когда у человека есть проблемы с секрецией желудочного сока, врачи могут назначать лекарства, которые блокируют эффекты и функции рецепторов H2. Это резко подавляет выработку желудочного сока.
Сокращение гладких мышц
Человеческое тело имеет несколько типов мышц. Гладкая мускулатура не исчерчена и совершает непроизвольные движения. Этот тип мышц существует в стенках полых органов, таких как желудок, кишечник и матка. Он также выстилает стенки проходов, таких как артерии и вены. Гистамин может стимулировать гладкую мускулатуру и вызывать ее сокращение. В зависимости от расположения мышцы это может иметь различные последствия. Например, если человек вдыхает аллерген, гистамин может связываться с рецептором Н2 и вызывать бронходилатацию, увеличивая приток воздуха к легким.
Сексуальная функция
Некоторые люди испытывают эректильную недостаточность и потерю либидо, когда принимают лекарства, воздействующие на Н2-рецепторы. У некоторых мужчин есть психогенная импотенция, что означает, что их эректильная недостаточность связана с психологической, а не с физической причиной. Инъекция гистамина в пещеристое тело полового члена у этих мужчин вызывает полную или частичную эрекцию более чем в 70% случаев. Некоторые врачи предполагают, что лекарства, воздействующие на рецепторы H2, вызывают сексуальные трудности, препятствуя правильному связыванию тестостерона. Несмотря на это, исследования показывают, что гистамин играет по крайней мере незначительную роль в эрекции полового члена человека.
Регулирование сна и бодрствования
Гистамин является нейротрансмиттером для многих органов тела. В мозгу есть гистаминовая система, которая распространяется по всему органу. Гистаминовые нейроны в этой системе играют роль в цикле сна и бодрствования и могут заставить человека проснуться, если их что-то активирует. Кроме того, эти нейроны быстро возбуждаются, когда человек бодрствует, но замедляются, когда человек испытывает усталость или расслабление. Как во время быстрого, так и медленного сна эти гистаминовые нейроны полностью перестают возбуждаться. Лекарства, подавляющие функцию Н1-рецепторов, часто вызывают сонливость, потому что гистамины не способны стимулировать возбуждение.