Введение. Окружающая среда содержит большое количество частиц различного происхождения, составляющих атмосферные аэрозоли, основным компонентом которых является пыльцевой дождь, образованный пыльцевыми зернами и спорами. В наибольшем количестве в воздухе содержится пыльцевые зерна.

Пыльца принадлежит в основном к ветроопыляемым растениям, которые продуцируют ее в большом количестве. Она способна распространяться на большие расстояния из-за небольших размеров, благодаря легкости и летучести. Обладая адсорбирующей способностью, пыльца переносит загрязняющие вещества на значительные расстояния. Также пыльцевые зерна содержат в своём составе белки, вызывающие сенсибилизацию организма.

В последние десятилетия наблюдается значительный рост числа людей, страдающих от аллергий, что во многом связано с изменениями в экологии, климате и образом жизни.

Цель. Цель нашего исследования заключается в том, чтобы изучить свойства пыльцы, продуцируемой растениями, выявить ее компоненты, вызывающие сенсибилизацию организма, и обосновать патофизиологические механизмы, появляющиеся при действии аллергенов.

Материалы и методы исследования. Для написания статьи в качестве источников информации использовались материалы по аэропаллинологии, аллергологии и иммунологии, данные о патофизиологических механизмах аллергических реакций и жизненном цикле высших растений.

Результаты. Пыльцевые зерна играют важную роль в жизненном цикле высщих растений, обладающими гетероморфными циклами. [2] Пыльцевые зерна являются сильно редуцированными мужскими гаметофитами, формирующимися в тетрадах из материнских клеток микроспор в микроспорангиях, которые у покрытосеменных растений представляют собой гнёзда пыльников.

Пыльцевое зерно состоит из вегетативной клетки, в цитоплазме которой погружена генеративная клетка. Вегетативная клетка при прорастании формирует пыльцевую трубку, а генеративная клетка – 2 спермия, принимающее участие в оплодотворении.

Снаружи окружено многослойной оболочкой – спородермой. [1]

Наиболее важной составляющей пыльцевых зёрен и спор является спородерма, представляющая собой совокупность морфологически различных слоев – перина(периспорий), экзина(экзоспорий) и интина(эндоспорий), которые защищают цитоплазму пыльцевого зерна от бактериологического, химического, физического воздействий окружающей среды, обеспечивают газо-, водообмен и другие жизненно важные функции. Однако структура специфична для порядков, семейств, родов и видов высших растений.

Периспорий характерен для спор папоротниковидных и мхов, у семенных растений встречается крайне редко.

Экзина – наружная часть оболочки покрытосеменных. Состоит из спорополлеина – биополимер, выдерживающий действие высоких температур и химических агентов.

Интина – внутренний слой спродермы, граничащий с цитоплазмой.

Многие пыльцевые зерна имеют апертуры – четко отграниченные отверстия или утоньшенные участки оболочки, служащие местом выхода наружу содержимого спор и пыльцевых зёрен при прорастании.

У Пыльцеввых зерен имеется матрикс, состоящий из двух частей: поверхностной и внутренней. [5]

Поверхностный слой пыльцевого матрикса включает в себя разнообразную микробиоту, специфичную для каждого вида пыльцы: бактерии, вирусы, грибы и их компоненты. Вместе с эндогенными липидами пыльцевого зерна, липиды, эндотоксины и генетический материал этой микробиоты служат источником иммуномодуляторов, способствующих сенсибилизации организма.

На поверхность пыльцевых зёрен активно адсорбируются аэрозоли и загрязняющие вещества (поллютанты) – пыль, частицы выхлопных газов, озон, окислы углерода и азота. Они в различной степени вызывают сенсибилизацию организма, влияют на состав пыльцевой микробиоты, модифицируют аллергены, действуют как адъювант, повреждают эпителиальный барьер и активируют иммунные клетки, что приводит к воспалению.

Внутренняя часть пыльцевого матрикса богата аллергенами, протеазами, протеинами, энзимами, липидами и метаболитами. Липиды обладают иммуномодулирующими свойствами и способствуют развитию пыльцевой аллергии.

Ассоциированные с пыльцой липидные медиаторы (PALMs), классифицируемые как лейкотриеноподобные молекулы и фитопростаны, участвуют в реакциях растений на стресс. Они способны привлекать клетки врожденного иммунитета и подавлять Th1-дифференцировку.

Пыльца также содержит неаллергенные протеазы, разрушающие плотные контакты между клетками эпителия дыхательных путей и тем самым облегчая проникновение антигенов к антиген-презентирующим клеткам.

Пыльцевое зерно может содержать в своем составе от 3 до 17 различных водорастворимых белков или гликопротеинов, с молекулярной массой от 10 до 70 кДа, обнаруживаемых в спородерме, митохондриях, рибосомах, а также вблизи крахмальных гранул. Антигены потенцируют аллергенный эффект. [3]

Сенсибилизацию организма вызывают не только антигены, но и компоненты пыльцевого матрикса: липиды, эндотоксины и генетический материал микробиоты,

Ассоциированные с пыльцой липидные медиаторы (PALMs), метаболиты (аденозин), переносчики липидов (nsLTP) и др. Аллерген – антигены, способные вызывать аллергическую реакцию.

Антигены пыльцевых зёрен делятся на мажорные (главные, основные), минорные (малые) и промежуточные.

Мажорные аллергены связывают более половины IgE-антител и вызывают сенсибилизацию более чем 50% пациентов. Они являются первичными аллергенами. Минорные аллергены обладают меньшей сенсибилизацией.

Помимо выделяют первичные и вторичные аллергены.

Первичный аллерген – аллерген, вызывающий начальную сенсибилизацию и являющийся главенствующим в формировании аллергии.

Вторичный аллерген связан с перекрестной реактивностью, которая проявляется активацией иммунного ответа на гомологичные молекулы аллергенов. Возникает при действии аллергенов близкородственных видов растений.

Выделяют наиболее встречающиеся группы аллергенов пыльцы растений, такие как:

1. Патогенетически значимые белки группы PR-10 (pathogenesis-related proteins).

Практически все белки этой группы отличаются выраженной гомологией. Встречается среди семейств березовых, буковых, ореховых и таксономически связанных фруктов (яблоки, абрикосы, персики, черешня), овощей (морковь, сельдерей). Вырабатываются при росте и развитии растений. Накапливается в семенах, пыльце и плодах. Поэтому кроме респираторных симптомов на пыльцу, при употреблении в пищу термически необработанных продуктов возникает оральный аллергический синдром.

2. Неспецифические белки – переносчики липидов (nsLTP).

Белки данной группы не разрушаются при нагревании, действии пепсина и соляной кислоты желудочного сока. Участвуют в биогенезе мембран и адаптации растений к абиотическим и биотическим стрессам. Накапливаются в пыльце и плодах растений. Могут вызывать системные реакции.

3. Профилины.

Распадаются при нагревании и гидролизе, обычно не вызывают реакции на термически обработанную пищу. Редко связаны с клиническими симптомами, но могут вызывать орально-аллергический синдром. Присутствуют во всех типах пыльцы и продуктах растительного происхождения. Паналлергены.

4. Полкальцины (кальций-связывающие белки).

Являются маркёрами перекрёстной реактивности между пыльцой разных видов растений.

При попадании в организм человека пыльцевых зерен происходит формирование реакции чувствительности немедленного (реагинового, анафилактического) типа.

В иммунологическую стадию, когда происходит сенсибилизация организма, проявляющаяся синтезом антител иммуноглобулинов класса Е. При повторном воздействии аллергена выделяются медиаторы аллергического воспаления – патохимическая стадия. Затем возникает патофизиологическая стадия с характерными клиническими проявлениями (ринорея, слезотечение, зуд, крапивница, отёк Квинке и др.).

Также выделяют раннюю и позднюю фазы аллергического воспаления.

В раннюю фазу наблюдается выход плазмы крови через стенки сосудов с примесью белков и биологически активных веществ, выделяемыми тучными клетками и базофилами. Проявляется ринореей, заложенностью носа. Гистамин воздействует на нервные окончания, вызывая жжение, зуд, чихание, слезотечение.

Поздняя стадия возникает через 2-4 часа при действии вторичных медиаторов и отсутствии контакта с аллергеном. [4] Повышается количество дегранулированных тучных клеток, периваскулярной инфильтрации базофилами, эозинофилами, лимфоцитами и нейтрофилами. Повышается содержание провоспалительных медиаторов. Наблюдается повторное усиление симптомов.

У пациентов с любой формой аллергического воспаления даже в отсутствие повторных воздействий аллергена сохраняется минимальное персистирующее воспаление, приводящее к формированию неспецифической гиперреактивности слизистых оболочек.

Заключение. В ходе исследования роли пыльцы растений в патофизиологии аллергии было установлено, что пыльца является одним из основных аллергенов, вызывающих аллергические реакции у людей. Пыльца растений содержит множество антигенов, которые могут вызывать сенсибилизацию и последующие аллергические реакции. Эти реакции могут проявляться в различных формах, включая ринит, астму и дерматиты. Важно отметить, что уровень аллергенности пыльцы может варьироваться в зависимости от времени года, географического положения и индивидуальных особенностей организма. Исследования, посвященные пыльце и ее роли в аллергии, имеют важное значение для разработки новых методов диагностики и лечения. Понимание молекулярных механизмов взаимодействия пыльцы с иммунной системой открывает новые горизонты для создания новых методов лечения и развития иммунотерапии.