CC BY
20РАЗДЕЛ 2. САНИТАРИЯ, ЭПИДЕМИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА. МЕДИЦИНА ТРУДА. ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ.
N-БeЛYК. САНИТАРИЯ, ЭПИДЕМИОЛОГИЯ, ГИГИЕНА.ЭМГЕК МЕДИЦИНАСЫ. ЖУГУШТУУ ООРУЛАР.
УДК 613.16
КОНЦЕПЦИЯ: АЭРОАЛЛЕРГЕНЫ КАК ИНДИКАТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В.Н. Кобзарь, К.Б. Осмонбаева
Кыргызско-Российский Славянский Университет им. Б.Н.Ельцина,
г. Бишкек
Иссык-Кульский государственный университет им. К. Тыныстанова.
г. Каракол
Резюме: В программе по изменению климата Кыргызстана не отражена грядущая тенденция в отношении аллергических заболеваний, но 66% связаны с ней. Изменение климата, в сочетании с воздействием загрязнителей воздуха, может иметь потенциально серьезные неблагоприятные последствия для здоровья человека. В связи с этим цель настоящей статьи заключалась в разработке актуальной концепции: аэроаллергены как индикаторы изменения климата и загрязнения окружающей среды обитания человека. В статье суммированы основные эффекты влияния изменения климата и загрязнений окружающей среды на пыльцу растений и споры грибов.
Ключевые слова: изменение климата, загрязнение окружающей среды, споры грибов, пыльца растений, количественный и таксономический состав
Концепция: аэроаллергендер климаттын езгеруусу жана айлана чейренун булгануусунда индикатор катары
В.Н. Кобзарь, К.Б. Осмонбаева
Корутунду: Кыргызстандын климаттын eзгeрYYCY боюнча программасында аллергиялык ооруларга карата келе жаткан тенденциясы чагылдырылган эмес, бирок 66% аны менен байланыштуу. Климаттын eзгeрYYCY аба булгагычтарынын таасиринин айкалышында адамдын ден соолугу YЧYн потенциалдуу ете жагымсыз натыйжага ээ болушу мYмкYн. Ушуга байланыштуу бул макаланын максаты актуалдуу концепцияны иштеп чыгуу болгон: аэроаллергендер климаттын eзгeрYYCY жана айлана чeйрeнYн булгануусунда адамдар жашаган жерлерде индикатор катары. Макалада климаттын eзгeрYYCY жана айлана чeйрeнYн булгануусунун eсYмдYк чацчаларына жана козу карын спораларына болгон таасиринин негизги натыйжалары жыйынтыкталган.
Негизги сездер: климаттын eзгeрYYCY, айлана чeйрeнYн булгануусу, козу карын споралары, eсYмдYк чацчалары, сандык жана таксономиялык курам
Concept: aeroallergens as indicators climate change and environmental pollution
V.N. Kobzar, K.B. Osmonbaeva Kyrgyz-Russian Slavic University B.N. Yeltsin, Bishkek Issyk-Kul State University. K. Tynystanov. Kara-Kol
Summary: Kyrgyzstan's climate change program does not reflect the upcoming trend towards allergic diseases, but 66% are associated with it. Climate change, combined with exposure to air pollutants, can have potentially serious adverse effects on human health. In this regard, the purpose of this article was to develop relevant concepts: aeroallergens as indicators of climate change and pollution of the human environment. The article summarizes the main effects of climate change and environmental pollution on plant pollen and fungal spores.
Key words: climate change, environmental pollution, fungal spores, plant pollen, quantitative and taxonomic composition
КОНЦЕПЦИЯ: АЭРОАЛЛЕРГЕНЫ КАК ИНДИКАТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ЗАГРЯЗНЕНИЯ..
По прогнозам экспертов ожидается, что к 2100 г. в республике приземная температура повысится на 1-3,5°С, изменится режим осадков [1]. В программе по изменению климата Кыргызстана не отражена грядущая тенденция в отношении аллергических заболеваний, включая поллинозы. В то же время около 66% от прогнозируемых изменений в пыльцевой аллергии связаны с изменением климата и как следствие естественного расселения инвазивных аллергенных видов растений по всему миру. Изменение климата, в сочетании с воздействием загрязнителей воздуха, может иметь потенциально серьезные неблагоприятные последствия для здоровья человека. С повышением температуры и УФ-радиации будет связано превышение концентраций озона и твердых частиц в приземном слое. Загрязнение воздуха может привести к утяжелению течения аллергических заболеваний и развитию бронхиальной астмы у людей [3].
В связи с этим цель настоящей статьи заключалась в разработке актуальной концепции: аэроаллергены как индикаторы изменения климата и загрязнения окружающей среды обитания человека. Схематически это выглядит следующим образом (рис.1).
Раннее начало (на 10-14 дней раньше) и пиковые концентрации пыльцы более выражены у древесных видов растений, цветение которых начинается в республике в весенний период. Кроме того, они цветут в городских районах раньше, чем в сельских, что связанно с вертикальной зональностью в горных условиях Кыргызстана.
Пыльца может переноситься на дальние расстояния из-за многочисленных механизмов, таких как увеличение уровня СО2, повышение температуры или более ранних сезонов пыления растений весной [3, 7].Исследования реакции растений на высокие концентрации СО2 показали, что растения в итоге обладают повышенным фотосинтезом и репродуктивными эффектами, производя больше пыльцы. Высокие концентрации SО2 в комплексе с NО2 могут повлиять не только пыльцу, но и на споры гри-бов[7, 9].
Увеличение уровня СО2 приводит также к повышению продукции спор грибов, еще одного потенциального триггера бронхиальной астмы [5].Изменение температуры может повлиять на колонизацию и рост грибов прямо через физиологию отдельных организмов, или косвенно, через физиологические эффекты на их растений-хозяев или субстраты.
С учетом нынешних тенденций в области изменения климата наблюдается увеличение продолжительности и сроков пыльцевого сезона, большее количество ливней и других экстремальных явлений. Эти факты указывают на то,что биологические загрязнители окружающей среды, такие как пыльца и споры, участвующие в обострении аллергических заболеваний будут иметь более выраженный эффект в ближайшие годы [3].
Доказано, что взаимодействие между пыльцевыми зернами, загрязнением окружающей среды и изменением погодных условий влияет на увеличение продолжительности сезона пыльцевой аллергии, количественный и таксономический состав аллергенной пыльцы и спор грибов.
Этот же комплекс воздействует на структуру аллергена и изменение аллергенности, и как следствие резкий рост числа больных поллинозом. На экзине пыльцевых зерен расположены поры, через которые аллергенные белки могут попасть в верхние дыхательные пути человека. В последние годы проводятся исследования изменений, происходящих на пыльцевых зернах под воздействием конкретных загрязнителей воздуха ^02 и 03)в рамках диапазона экологически соответствующих условий (температура и относительная влажность). Установлено, что NOx модифицирует (нитрование и нитрозилирование) структуру белка, ответственного за запуск аллергенных реакций в организме человека, что может служить возможной причиной роста и тяжести симптомов поллинозов.
Помимо расширения пыльцевого сезона, повышение температуры и изменения ботанического ландшафта, увеличивают распределение аллергенных растений в более широком географическом районе. Например, пыльца амброзии до недавнего времени довольно редко встречалась в воздухе городов Европы, но сейчас её концентрация резко возросла и, соответственно увеличился пыльцевой сезон [7, 8]. В настоящее время в процессе аэробиологических исследований мы в Кыргызстане изучаем концентрацию пыльцы амброзии, куда она попала еще в восьмидесятые годы прошлого столетия и содержалась в пыльцевом спектре в небольшом количестве.
Повышенная температура и С02 являются идеальными условиями для роста аллергенных растений, таких как травянистые и сорные растения, наиболее быстро растущие и адаптирующиеся. Поэтому в пыльцевом спектре городов республики прослеживается четкая тенденция к увеличению доли сорных растений (злаки, полынь, маревые и конопля), имеющих высокую аллергенную активность.
Изменение климата рассматривается как один из факторов, ускоряющих рост числа и тяжести аллергических заболеваний. В последние годы концентрация воздушной пыльцы возросла особенно резко в городах, в среднем на 3%, а в сельской местности только 1% годовых. Это связано с тем, что температура городской среды, называемой как острова тепла (явление, когда температура воздуха в городе заметно превышает температуру в его окрестностях), может быть от одного до 3°С градусов выше, чем в окружающих областях.
ГОПРОФИЛЬНЫИ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИИ МЕДИЦИНСКИМ ЖУРНАЛ
Рис. 1 - Схема концепции аэроаллергены как индикаторы изменения климата и загрязнения окружающей среды обитания человека
Температура оказывает наиболее сильное влияние на размер и габариты оптимальных пыльцевых зерен. В среднем диапазоне значений, оптимальный объем пыльцы при 30°С почти в 2 раза превышает соответствующий объем при температуре 15Х, а также линейных размеров как для вытянутого и сплюснутого пыльцевого зерна составляют около 30% и выше. В отличие от изменения объема и длины осей оптимального зерна пыльцы как адаптивный ответ на повышение температуры, форма изменяется лишь незначительно и в течение ограниченного диапазона параметров.
Изменение климата влияет на сроки, дисперсию, количество и качество аэроаллергенов, а также на распределение и тяжесть аллергических заболеваний. Как правило, во время дождя симптомы у больных поллинозом снижаются, в связи оседанием пыльцы, но иногда облегчение проявлений не наступает. Это происходит потому, что при контакте пыльцевых зерен с влагойони могут лопнуть и выпустить сотни мелких аллергенных частиц Влажность также способствует росту растений и дальнейшей пыльцепродукции. Таким образом, относительная влажность и осадки в течение сезона пыления могут утяжелять симптомы поллиноза у больных засчет увеличения количества циркулирующих аллергенных частиц [2,3, 7]. Повышение влажности воздуха способствует также росту и пролиферации как спор грибов [4, 6, 9].
Частые перепады температуры также могут повысить чувствительность пациентов к пыльцевым аллергенам через прайминг. Так называется эффект повышения чувствительности слизистых дыхательных путей организма больного к неспецифическим раздражителям после воздействия пыльцевых аллергенов.
В результате влияния изменения климата на пыльцу и на его последствия в росте числа и тяжести аллергических заболеваний необходимо следить заизменениями в растительном покрове и в концентрации аэроаллергенов.
Можно подчеркнуть, что химические загрязнители воздуха и антропогенные аэрозоли могут изменить воздействие аллергенной пыльцы путем двух механизмов. Во-первых, физические, химические и биологические взаимодействия могут изменять количество и особенности аллергенов в воздухе, например, с помощью химического стресса растений, нитрования белка пыльцы и распада нативной пыльцы с выделением аллергена. Во-вторых, восприимчивость человека к аллергенам может вырасти в присутствии химических веществ и аэрозолей, например, дизельных выхлопов, NO2 и O3, а также твердых частиц.
Исходя из анализа источников литературы и собственных исследований, мы суммировали основные
КОНЦЕПЦИЯ: АЭРОАЛЛЕРГЕНЫ КАК ИНДИКАТОРЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА И ЗАГРЯЗНЕНИЯ...
эффекты влияния изменения климата и загрязнений среды обитания человека на пыльцу растений [3, 5]:
1) увеличение времени начала роста растений и, следовательно, начала пыльце продукции;
2) более раннее сроки и удлинение сезона пыльцевания;
3) увеличение количественного и таксономического состава пыльцы аллергенных растений в воздухе регионов, особенно в городах по вертикальной зональности в горных условиях;
4) модификация, деформация, фрагментация пыльцевого зерна, увеличение числа аллергенных белков, содержащихся в пыльце;
5) изменение в геопространственном распределении пыльцы, т.е.транспорт пыльцы растений на дальние расстояния;
6) появление в регионах, мировом масштабе новых видов аллергенных растений.
Основные эффекты влияния изменения климата и загрязнений окружающей среды на споры грибов [4, 5]:
1) колонизация и рост грибов;
2) перенос спор грибов на значительные расстояния;
3) повышение количественных тенденций концентрации аэроспор;
4) трансформация аллергенов в спорах;
5) появление в аэромикологичеком спектре новых видов споргрибов в воздухе:
6) тригерный эффект в возникновении аллергических заболеваний у людей.
Таким образом, изменения климата взаимодействуют и влияют назагрязнение воздуха и поллиноз, что,в свою очередь, увеличивает частоту и тяжесть астмы и влияет на клинические проявления аллергических заболеваний. При этом меняются минимальная и максимальная температуры, количество осадков.Комбинированный подход к решению проблемы включает в себя первичную профилактику путем сокращения выбросов парниковых газов для стабилизации климата, а также вторичную профилактику с целью сведения кминимуму симптоматики аллергических заболеваний.Изменения климата в будущем могут зависеть от того, насколько быстро и успешно развернуты глобальные стратегии по предотвращению изменения климата и адаптации к ним. Эффект вмешательства человека и усилий по минимизации изменений в растительности и экспозиции аэроаллергенов еще предстоит выяснить. Среди мер по снижению загрязнения воздуха и его последствий следует отметить:
■ увеличение доли общественного транспорта в городах;
■ мониторинг и контроль за выбросами транспортных средств;
■ посадку в городских районах неаллергенных деревьев, таких как Pinaceae, Ulmaceae, иключаяС upressaceae,Betulaceae [3, 5].
ЛИТЕРАТУРА
1. Касиев К.С. Смена растительных поясов Кыргызстана как последствие глобального потепления климата. Вестник ОмГАУ. - 2016, 3 (23). - С. 29-35.
2.Шамгунова Б.А., Заклякова Л.В. Аэропалинологические аспекты поллинозов. Астраханскиймедицинскийжурнал. - 2010, №1, - С.27-35.
3. d'Amato G., Cecchi L. , D'Amato M. , Annesi-Maesano I. Climate change and respiratory diseases. - European Respiratory Review. - 2014, 23.- P.161-169.
4. BosiackaB. Effects of meteorological factors on the composition of selected fungal spores in the air AgnieszkaGrinn-Gofron. Aerobiologia.- 2015, 31- P. 63-72.
5. Pielke RA, Cecchi L, D'Amato G, Annesi-Maesano I. Climate, urban air pollution and respiratory allergy. In:Pielke RA , ed. . - Climate Vunerability: Understanding and Addressing Threats to Essential Resources.Waltham, Academic Press, . - 2013;. -P. 105-113.
6. Sindt C., Besancenot J.P., Thibaudon M. Airborne Cladosporium fungal spores and climate change in France. - Aerobiologia.-2016, 32 - P. 53-68.
7. Ziska L.H, Frenz D.A.et al. IncreasingAmb a 1 content in common ragweed (Ambrosia artemisiifolia) pollen as a function of rising
atmospheric CO2 concentration. . -Func Plant Biol.. . -2005; 32:P.667-670.
8. Wayne P., Foster S., Connolly J. et al. Production of allergenic pollen by ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) is increased in
CO2-enriched atmospheres. . -Ann Allergy Asthma Immunol. . - 2002; 88: P279-282.
9. WolfJ.,O 'NeillN.R., Rogers C.A. et al. Elevated atmospheric carbon dioxide concentrations amplifyAlternariaalternata sporulation
and total antigen production.EnvironHealthPerspect. -2010; 118: P1223-1228.
Сведения об авторе:
Кобзарь Вера Николаевна - доктор биологических наук, профессор кафедры физики, медицинской информатики и биологии медицинского факультета КРСУ. E-mail: kobzarvn@yandex.ru.
