Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4-9
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ 10-47
1.1. Характеристика аэроаллергенов: морфология,
антигенный состав и перекрестная реактивность 10-18
Влияние загрязнителей на пыльцу аллергенных растений. 18 - 22
Факторы, обусловливающие концентрацию аэроаллергенов. 22 - 27
Аэробиологические исследования и ведущие аэроаллергены в различных странах мира 27-43
пыльца растений
споры грибов
1.5. Скрининг IgE - основной метод диагностики поллиноза. . . 43 - 47
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 48-70
Методы исследований 48 - 56
Характеристика растительности и климато-географических условий пунктов исследований 56-60
Характеристика уровня и структуры загрязнителей
в пунктах исследований 61-68
2.4. Характеристика загрязнителей атмосферного воздуха
и их источников 68-70
глава з. экож)тчвскАяизмЕнчивостгатшы^ 71-ш
Изменчивость оболочки пыльцы в условиях загрязненности окружающей среды 72 - 89
Структурная изменчивость пыльцы под действием антропогенных загрязнителей 89-92
Экспериментальное изучение воздействия
приоритетных загрязнителей на пыльцу 92-97
Пыльца как тест-система загрязнений 97-104
Изменчивость антигенного, микроэлементного и химического состава пыльцы 104 - 123
ГЛАВА 4. АЭГОБИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ. 124-189
Характеристика результатов аэробиологических исследований в г. Бишкеке 124 - 136
Характеристика результатов аэробиологических исследований в г. Оше 136 - 143
Характеристика результатов аэробиологических исследований в г. Чолпон-Ате 143 - 149
Характеристика результатов аэробиологических исследований в г. Нарыне 149 - 155
Характеристика результатов аэробиологических исследований в пгт. Кемине 155 - 163
Характеристика результатов аэробиологических исследований в пгт. Ак-Тюзе. v: у. 163-172
Водействие метеорологических и антропогенных
факторов на содержание пыльцы и спор в воздухе 172-183
4.8. Сезонная динамика поллиноза 183 - 189
ГЛАВА 5. НИЕКДПИАНШ»ШРШМЬ1ШШБиЬ1ИаЮР. 190-232
5.1. Характеристика результатов
исследования в г. Оше 190 - 204
5.2. Характеристика результатов
исследования в г. Чолпон-Ате. 204 - 218
5.3. Характеристика результатов
исследования в г. Нарыне. 218 - 226
5.4. Характеристика результатов
исследования в г. Бишкеке 226 - 232
ГЛАВА 6. УРОВНИ ОБЩЕГО И АЛЛЕРГЕНСПЕЦИФИЧЕСКОГО
IgE У БОЛЬНЫХ ПОЛЛИНОЗОМ 233-250
Характеристика параметров IgE (общих и аллерген-специфических) у больных поллинозом г. Бишкека 233 - 236
Характеристика параметров IgE (общих и аллерген-специфических) у больных поллинозом г. Оша...". 236 - 239
Характеристика параметров IgE (общих и аллерген-специфических) у больных поллинозом г. Каракола 239 - 241
Характеристика параметров IgE (общих и аллерген-специфических) у больных поллинозом г. Нарына 241 - 246
6.5. Взаимосвязь между уровнем IgE и гормонами. 246 - 250
ГЛАВА 7. ОСНОВНЬШЗАКОНОМЕРНОСгаИЗМЕНЧИВОСТИПЬІЛЬЦЬІ
И ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЭРОАЛЛЕРГЕНОВ В УСЛОВИЯХ НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 251-277
ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 269-272
ЛИТЕРАТУРА 278 - 311
ПРИЛОЖЕНИЯ 312-474
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время возрастает вероятность воздействия на человека больших доз и увеличивающегося числа различных химических веществ. Необходимо подчеркнуть, что характер рассеяния и динамика химических процессов способствуют загрязненности сельских, городских и даже высокогорных районов (Lecheler, 1987).
. Широкое распространение аллергических заболеваний, регистрируемое у 17-20% населения мира (Ю.Е.Вельтищев, О.Б.Святкина, 1995; С.Ю.Каганов, 1995), обуславливается не только генетической предрасположенностью, но и неконтролируемым загрязнением атмосферы пылью, газами и химикатами (А.Д.Адо, 1990; Grimfeld, 1988; Jorde, 1988; Buck, 1989; Behrendt,1989).
Поллинозы в Европе встречаются у 10-16,8% популяции населения (Bortenschlager et al., 1990; Jarai-Komlodi, Juharz, 1993). Пыльцевая аллергия в Кыргызской республике занимает ведущее место в структуре аллергических заболеваний. По данным И.А.Матузок, В.Н.Кобзарь (1993) заболеваемость поллинозом достигает 47,2 случая на 1000 населения.
При решении проблемы поллинозов важным считаются аэропалинологические исследования, проводимые, например, в Европе в рамках программы ЕРІ (European pollen information). В республике изучение пыльцы в воздухе проводится с 1981 года, но до сих пор отсутствовали результаты сравнительного исследования аэроаллергенов в условиях низко-, средне-, высокогорья.
Пыльца растений в течение многих веков была совершенно безвредной для организма человека. Это уникальное по архитектонике "инженерное сооружение" было толерантно к действию окружающей среды до тех пор, пока концентрация загрязнений, достигнув пороговой, не стала причиной "стресса" для пыльцы. В условиях прогрессирующей загрязненности происходит аккумуляция и адсорбция ксенобиотиков на пыльце, что в сотни раз повышает ее иммуногенность, способствует изменению структуры аллергенов (Peltre et al., 1988, 1990; Davies, Sheinman, 1989; Urbanek, 1993). По-видимому, это то недостающее звено, помогающее понять, наряду с изменением реактивности организма, катастрофический рост больных поллинозом в мире.
Поэтому особую значимость получает мониторинг аэроаллергенов и
уровней загрязнений, их комплексное взаимодействие, приводящее к утяжелению течения поллинозов (Austwik, 1987;Nilsson, 1989; Spieksma, 1991), а также возникает необходимость в классификации изменчивости пыльцы, вызывающей более выраженные аллергические реакции.
Полагают, что современные парадигмы и концепции еще недостаточны, чтобы противостоять бурному росту сенсибилизации населения и обеспечить эффективное лечение аллергических болезней (Ю.Е.Вельтищев, О.Б.Святкина, 1995). Поэтому разработка концепции экологической изменчивости пыльцы становится весьма своевременной.
Работа являлась фрагментом следующих комплексных исследований ГКНТ Кыргызской республики: "Влияние экологических факторов на аллергическую реактивность и заболевания человека" (регистрационный номер N 0088375) и "Исследование закономерностей формирования и прогнозирования здоровья населения в условиях экологического дисбаланса (на примере Кыргызстана)". Регистрационный номер N 0000313. Результаты исследований включены в международную программу "ЕРІ".
В связи с этим цель работы заключалась в разработке концепции экологической изменчивости пыльцы и проведении аэробиологического мониторинга в различных климато-географических районах Кыргызстана как основы для прогнозирования тяжести течения поллинозов.
С указанной целью необходимо было решить следующие задачи:
1. Выявить и классифицировать типы и формы изменчивости: 1) у пыльцы
ведущих аллергенных растений, произрастающих в районах с различной
степенью загрязненности; 2) у пыльцы из аэробиологических образцов.
Изучить воздействие приоритетных загрязнителей на пыльцу в
эксперименте.
Установить воздействие загрязнителей на изменение антигенной структуры, химического состава пыльцы.
Выяснить закономерности динамики содержания пыльцы и спор в воздухе городских и сельских районов по дням, декадам и сезонам и годам в условиях низко-, средне- и высокогорья.
Определить ведущий таксономический состав пыльцы растений и
'*"' спор грибов в аэробиологических спектрах гг.Бишкека, Оша, Чолпон-Ата,
Нарына, пгт.Кемина и Ак-Тюза.
5. Выявить 4-часовой ритм эмиссии и распределения пыльцы и спор в
атмосфере пунктов исследования.
6. Оценить степень влияния метеорологических и антропогенных
факторов на суточный, сезонный, годовой уровень аэроаллергенов.
7. Определить уровни общего IgE, специфических IgE-антител и
vi гормонов у больных поллинозом в условиях низко-, средне- и высокогорья.
8. Разработать на основании полученных данных практические
рекомендации, направленные на прогнозирование, улучшение профилактики,
диагностики и лечения поллинозов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В условиях возрастающего загрязнения окружающей среды оболочка
пыльцы - ранее морфологически консервативный признак - становится
модификационной. Изменчивость может происходить на всех этапах
формирования пыльцы: в полости пыльника и при попадании ее в воздушную
среду, где она подвергается дополнительному влиянию »антропогенных
факторов.
2. Пыльца может использоваться для экспресс-диагностики
загрязнений окружающей среды, в частности пыльца Роасеае служит наиболее
адекватной тест-системой.
3. Загрязнители неорганической и органической природы оказывают
направленный (изолированный и комплексный) эффект воздействия на
изменения морфологической структуры и скульптуры пыльцы, её химический
состав.,
ty, 4. С повышением абсолютной высоты над уровнем моря до отметки 1800
м содержание пыльцы в воздухе закономерно возрастает, а затем постепенно снижается. Аэроспоры имеют противоположную тенденцию: их уровень выше в низкогорье.
5. Аэробиологический спектр гт.Бишкека, Чолпон-Ата и Нарына
пгт.Кемина и Ак-Тюза включает две спорово-пыльцевые волны, а г.Ош еще и
третью, летнюю волну, образованную в основном пыльцой злаков.
6. В воздухе пунктов наблюдения доминирует пыльца: 16 (г.Бишкек), 11
^ (пгт.Кемин), 10 (г.Ош), 9 (г.Чолпон-Ата, пгт.Ак-Тюз) и 7 таксонов (г.Нарын) и
"' преобладают 3 таксона спор грибов.
7. На динамику содержания аэроаллергенов в атмосфере гг. Бишкека,
Оша, Чолпон-Ата и Нарына значительное комплексное воздействие оказывают
следующие метеорологические и антропогенные факторы: температура,
осадки, относительная влажность, скорость ветра, S02, N02, СО, свинец и
пыль.
8. В атмосфере пунктов наблюдения установлена тенденция к
^i повышению уровня пыльцы и спор: в низкогорных условиях с развитой
промышленной инфраструктурой после 16 ч и 20 ч, в высокогорье - после 8 ч и 12 ч.
Научная новизна. Следующие результаты получены впервые:
1. На основе комплексного изучения выявлены и классифицированы
видимые морфологические изменения у аллергенной пыльцы под СМ и СЭМ,
выделены типы изменчивости пыльцы, охарактеризованы 2 типа повреждений,
возникающих под действием различного уровня и специфики загрязнителей
окружающей среды. Экспериментально продемонстрировано направленное
воздействие загрязнителей неорганической и органической природы на
Щ>
оболочку пыльцы. Разработана концепция экологической изменчивости
пыльцы, 'согласно которой загрязнители окружающей среды оказывают
модифицирующее влияние на пыльцу. Представлены атласы микрофотографий
нормально развитой (72) и поврежденной пыльцы (232).
2. Приведены данные аэробиологического мониторинга, проведенного
в городской и сельской местности в низко-, средне- и высокогорных
условиях с определением наибольшей степени поврежденности пыльцы в
промышленных районах. Установлена основная закономерность содержания
^ пыльцы, заключающаяся в более значимом весеннем пике в низкогорье и
преобладанием по выраженности летних и летне-осенних пиков в средне- и высокогорье. Весенние пики аэроспор, как правило, менее значимы, чем летние. Определены сезонные флюктуации аэроаллергенов, выделен их ведущий таксономический состав и охарактеризован главный спорово-пыльцевой сезон.
3. Изучена циркадианная ритмика высвобождения пыльцы и спор в
атмосферу с акцентом на основную тенденцию повышения количественного
) и таксономического состава в различные часы: в гг.Бишкеке и Оше - после
16 и 20 ч, в г.Нарыне - после 8 и 12 ч, позволяющая предусмотреть появление пороговых значений аэроаллергенов в течение суток и более эффективно назначать антигистаминную терапию больным поллинозом.
4. Определено влияние комплекса метеорологических факторов и
загрязнений на суточную, сезонную динамику содержания пыльцы и спор.
Выявлено, что в дни с повышенной запыленностью число аэроаллергенов
увеличивается, а при высоких концентрациях S02, N02, СО - понижается.
5. Для больных поллинозом, проживающих на высотах от 760 м до 2100
м над уровнем моря характерны уровни общего IgE в 6-15 раз превышающие
нормальные показатели. Концентрации аллерген-специфических IgE-антител
к пыльце Artemisia по значениям преобладает в плазме крови у больных в
гт.Бишкеке и Нарыне, в гг.Караколе и Оше установлены наибольшие уровни
IgE-антител к пыльце Роасеае.
Личный вклад. Следующие разделы выполнены автором самостоятельно: сбор пыльцы с растений, электронномикроскопические, цитологические, радиоиммунологические, экспериментальные исследования и статистическая обработка материала. Аэробиологические исследования проводились совместно с научным сотрудником Э.П.Харитоновой, микроэлементный состав фастений и их пыльцы исследован в лаборатории экологии, хромотограмма пыльцы методом ВЭЖХ изучена в лаборатории гормональных исследований института. Подбор больных поллинозом для изучения общих IgE, специфических IgE-антител и гормонов в плазме крови проводился в отделении аллергологии КНИИПиМЭ.
Практическая ценность. Составлены календари содержания пыльцы растений и спор грибов в воздухе (суточные и сезонные) 6 пунктов; определен антигенный состав 3 краевых пыльцевых аллергенов; разработаны способы экспресс-диагностики загрязнений на основе пыльцы с помощью светового микроскопа; разработан прогноз её содержания и создан оригинальный ключ-определитель для идентификации пыльцы, в основу которого взяты важные морфологические признаки.
Полученные данные могут быть использованы в профилактических мероприятиях с целью сокращения содержания пыльцы в воздухе: при подборе видового состава древесно-кустарниковых растений для озеленения, в зависимости от их аллергенных свойств; при выработке режима ухода за газонами (дождевание, выкашивание злаков до" наступления массового
цветения) и целенаправленного уничтожения сорных растений; для установления оптимального набора диагностических и лечебных аллергенов для каждой зоны, а также для определения адекватных сроков проведения специфической диагностики и иммунотерапии.
Внедрение результатов работы. По итогам исследований разработаны, изданы и внедрены в лечебно-профилактические учреждения республики и использованы в учебном процессе на кафедре экологии КГНУ следующие методические рекомендации: 1. Скрининг-диагностика и профилактика аллергических заболеваний. Фрунзе, 1990 (в соавт. с Г.А.Комаровым, О.Т.Тургунбаевым, И.А.Матузок, Л.Ф.Назаровой и др.); 2. Поллиноз. Региональные особенности аэробиологии, клиники, диагностики, профилактики. Бишкек, 1992 (в соавт. с Г.А.Комаровым, И.А.Матузок, Л.Ф.Назаровой, Э.П.Харитоновой и др.); 3. Аллергические болезни в Кыргызской Республике. Бишкек, 1995 (в соавт. с И.А.Матузок, Г.С.Китаровой, Э.П.Харитоновой и др.).
В процессе работы над диссертацией разработаны и внедрены 5 рационализаторских предложения.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлены и обсуждены на I Всесоюзном съезде иммунологов (Сочи, 1989), на IV Международной конференции и рабочем совещании по аэробиологии (Стокгольм, 1990), на международных симпозиумах: по аллергологии и клинической иммунологии (Алма-Ата, 1992) и по аэрозолям (Москва, 1994), на заседании республиканского общества иммунологов и аллергологов (Бишкек, 1991, 1995). Диссертация апробирована и рекомендована к защите на заседании ученого совета КНИИПиМЭ (1995), заседании отдела инфекционной иммунологии и аллергологии Казахского НИИЭМИБ (1996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 работы.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 225 страницах машинописного текста (вместе с таблицами), исключая иллюстрационный материал, список литературы, приложения и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав, содержащих данные собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Диссертация включает 52 рисунка, 56 таблиц, 309 электронномикроскопических фотографий. Библиография представлена 131 источником отечественной и 300 источниками зарубежной литературы. Приложения на 166 страницах.
