Пыльца растений как экологический фактор

Повышенная чувствительность организма человека к факторам окружающей среды лежит в основе распространения аллергических заболеваний (бронхиальной астмы, атопического дерматита, аллергического ринита и других), число которых среди населения постоянно возрастает (Адо А.Д., 1996; Хаитов P.M., Федосеева В.Н., Ильина II.И., Желтикова Т.М., 2006; Peters S.P., 2007).

Аллергические заболевания, вызываемые пыльцой растений, называются поллинозами (от греч. pollen – пыльца). На сенсибилизацию населения к пыльце в значительной мере влияют региональные особенности: урбанизация населения, распространенность тех или иных растений, степень аллергенности их пыльцы; температура и влажность воздуха, атмосферное давление, продолжительность солнечных дней, дождливость, частота и направление ветров («роза ветров») и ряд других факторов.

Пыльца состоит из множества пыльцевых зерен, содержащих мужские гаметы и служащих для полового размножения семенных растений. У энтомофильных (опыляемых насекомыми) растений с яркими и ароматными цветками пыльца крупная, клейкая, распространяется, как правило, на незначительные расстояния, концентрация ее в воздухе невелика. У анемофильных (ветроопыляемых) растений цветки маленькие, незаметные, без запаха, а пыльца мелкая, нелипкая, с гладкой и ровной поверхностью. Причиной аллергических реакций обычно является именно пыльца анемофильных растений, потому что ее концентрация в воздухе в период цветения гораздо выше, чем концентрация пыльцы энтомофильных растений. Выброс пыльцы у большинства анемофильных растений происходит в утром (с 5 до 11 часов), однако ее концентрация в воздухе обычно становится максимальной днем или ранним вечером, а минимальной ночью. Это обусловлено тем, что днем усиливается циркуляция воздуха. В сухую погоду даже под действием слабого ветра пыльца может распространяться на большие расстояния, поэтому даже в крупных городах концентрация пыльцы в воздухе может быть очень высокой. В холодные дни пыльцы выбрасывается гораздо меньше, но и период цветения растений удлиняется. Существенно снижается концентрация пыльцы в воздухе во время и сразу после дождя, при повышенной влажности, в безветренную погоду.

Свойства пыльцы аллергенных растений:

ü принадлежит, как правило, к ветроопыляемым растениям, продуцирующим ее в большом количестве (исключение составляют некоторые насекомоопыляемые растения, например подсолнечник);

ü легкая и летучая, что позволяет распространяться ветром на большие расстояния; принадлежит растениям, широко представленным в данном регионе; имеет небольшие размеры (до 35 мкм);

ü долго сохраняет жизнеспособность и аллергенную активность.

Пыльцевые зерна различных видов трав, сорняков и деревьев классифицируют по размерам пыльцевых зерен, характеру борозд на поверхности пыльцы, деталям строения наружной оболочки пыльцевого зерна – экзины, характеру пор на поверхности зерна, деталям строения внутренней оболочки пыльцевого зерна – интины, отношение размеров: интины/экзины (рисунок 1).

береза

подсолнечник

одуванчик

лещина

ива

Рис. 1. Пыльцевые зерна некоторых растений

Аллергены из пыльцы растений представлены преимущественно гликопротеинами. Наиболее выраженными аллергенными свойствами обладают экзина, рибосомальные и митохондриальные компоненты пыльцевого зерна.
Аллергенный состав пыльцы весьма сложен, и пыльца одного и того же растения может содержать разные антигены. Установлено, что пыльца березы содержит до 8 антигенов, тимофеевки – до 11, полыни – до 15 аллергенных фракций.

Аллергенные свойства пыльцы зависят от конкретных условий. Свежая пыльца, выделяемая в воздух из пыльников тычинок трав и деревьев, очень активна. Концентрация пыльцы в воздухе, составляющая в среднем 10-20 пыльцевых зерен на 1 м³ воздуха вызывает аллергическую реакцию. Размеры пыльцевых зерен не позволяют им проникать в нижние отделы дыхательного тракта, они осаждаются на ресничках мерцательного эпителия полости носа, носоглотки и верхних отделов трахеи. На слизистой пыльцевое зерно набухает, его оболочка лопается и внутреннее содержимое, обладающее аллергенными свойствами, проникает в лимфоток и кровоток, что, в свою очередь, ведет к вовлечению в патологический процесс тканей, не имеющих прямого контакта с пыльцой (нижние дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, мочевыделительная система и другие). Важную роль при этом имеет нарушение барьерных функций дыхательных путей, характерное для больных поллинозом: дефицит секреторного иммуноглобулина А, нарушение местной защитной функции макрофагов, нарушение функции мерцательного эпителия дыхательных путей и других. Это препятствует удалению зерен пыльцы с поверхности слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Проникновение пыльцевых аллергенов к тканям индуцирует иммунологическую фазу развития поллиноза. При этом наблюдается гиперпродукция иммуноглобулинов E (IgE) и высокий уровень специфических IgE-антител, дисбаланс иммунорегуляторных клеток. Способность к повышенной продукции IgE является наследственной особенностью и необходимым (но не единственным) условием формирования аллергии к пыльце растений. Особенностью антител класса Е является их цитотропность, то есть способность фиксироваться на тучных клетках и лейкоцитах при контакте с соответствующим аллергеном. В результате происходит образование комплексов антиген-антитело, фиксированных на тканях. Эти комплексы вызывают повреждение мембран клеток и окисление мембранных липидов, следствием чего является секреция медиаторов воспаления (гистамина, серотонина, лейкотриенов и друих). Медиаторы, возбуждая рецепторы различных органов, приводят к отеку слизистых оболочек, повышению продукции слизи, спазму гладкой мускулатуры.

Заболевание проявляется чиханием, водянистыми выделения из носа, часто приступами удушья, слезотечением, зудом, иногда отеком глаз, неприятными болезненными ощущениями во рту и в горле. В разных регионах поллинозами страдают от 0,1 до 5 % населения. У детей аллергические заболевания представлены шире, чем у взрослых.

Факторы, предрасполагающие к развитию аллергии:

ü наследственная предрасположенность (наследуется не сам поллиноз, а склонность к его развитию при соответствующих условиях);

ü место и время рождения (дети, рожденные в сезон пыления аллергенных растений, имеют большую вероятность заболеть);

ü недостаточная масса тела ребенка при рождении;

ü искусственное вскармливание;

ü нарушения функций нервной и эндокринной систем

ü частые респираторные инфекции;

ü курение активное и пассивное;

ü загрязнение атмосферного воздуха (промышленные и химические аллергены, ксенобиотики изменяют химический состав пыльцевых зерен, способствуют накоплению токсических компонентов).

Заболевание поллинозом у городского населения намного выше по сравнению сельским, несмотря на то, что концентрация пыльцы в городском воздухе значительно меньше, чем за его пределами. Это связано, по-видимому, с тем, что в районах с плотным населением и высоким уровнем промышленного развития в атмосферу выделяется много тепла, газов и пыли, над городом создается устойчивая пелена дыма, тумана, замедляется движение воздуха.

Во многих странах мира составлены календари цветения аллергенных растений и с точки зрения профилактики они имеют важное значение. С одной стороны, больной может провести время цветения причинно-значимого растения (если это возможно) вдали от постоянного места жительства. С другой стороны, точные сведения о сроках цветения растения необходимы для профилактических мероприятий по снижению концентрации пыльцы в воздухе, своевременной диагностике и лечения заболевания. В Центральном Черноземье, как правило, развитие поллинозов с начала апреля по конец июня связано пыльцой деревьев, в июне и июле – злаков, конца июня и в течение всего августа – большинства сорных трав (таблица 6).

Выделяют три основные группы аллергенных растений: древесные, злаковые и разнотравье, сорняки.

Первый пик заболеваемости поллинозом – весенний – вызывает пыльца деревьев (с середины апреля до конца мая). Среди деревьев выраженной аллергенной активностью обладает пыльца березы, дуба, лещины, ольхи, клена, ясеня, тополя, вяза, ивы. Наиболее значимым аллергеном этой группы является пыльца березы. Пыльца хвойных деревьев (сосна, ель) практически не бывает причиной поллиноза, так как диаметр пыльцевых зерен составляет от 30 до 100 мкм. Из травянистых растений сильными аллергенными свойствами обладает пыльца одуванчика, цветущего в этот период.

Второй подъем заболеваемости – весенне-летний – вызывает цветение злаков (с начала июня до конца июля). Наибольшей антигенной активностью обладают дикорастущие (тимофеевка, овсяница, пырей, мятлик луговой, лисохвост), меньшей – культивируемые (рожь, кукуруза) злаки. Цветение злаковых трав продолжительное, некоторые виды цветут дважды. Высокоаллергенными свойствами обладают также подорожник, щавель и крапива, цветущие в июне – июле. Установлено, что пыльца трав относится к более активным аллергенам, чем пыльца деревьев.

Третий период обострения поллиноза – поздний летний (июль – сентябрь) связана с бурным пылением сорных трав (полынь, лебеда, амброзия, конопля).

Таблица 6.