Грибковая аллергия - аэробиологические аспекты в г. Самаре

Одной из важных причин аллергии является грибковая сенсибилизация. Споры плесневых грибов могут вызывать респираторные и кожные проявления, быть фактором риска развития бронхиальной астмы (БА) [1]. Распространенность грибковой аллергии колеблется от 3 до 10 % в общей популяции и от 5 до 20 % среди атопиков. Превалирующими таксонами являются, как правило, представители грибов рода Cladosporium, Alternaria, Botrytis, Epicoccum, Fusarium, Aspergillus и Penicillium. В Европе одним из самых распространенных аэроаллергенов является Alternaria [2, 3]. По данным исследования в 16 европейских странах общие показатели сенсибилизации к Alternaria alternate составляют 11,9 %, Cladosporium herbarum – 5,8 % с самой высокой распространенностью в Великобритании, Ирландии, Северной Европе [4]. Аэро-биологический мониторинг воздушной среды позволяет выявить основные аллергенные таксоны и оценить их влияние на развитие аллергического заболевания. В Самаре аэропалинологические исследова- ния с подсчетом пыльцевых зерен (п.з.) проводятся с 2013 г.

Целью данного исследования было изучение динамики спорообразования плесневых грибов и их роль в развитии грибковой аллергии в г. Самаре в 2016–2019 гг.

Материалы и методы

Мониторинг воздушной среды проводился в вегетационный период с 1 апреля по 30 сентября. Пыльцу и споры улавливали с помощью ловушки-импактора, через которую прокачивался воздух в течение 25 минут со скоростью 10 л/минуту, на предметные стекла, покрытые смесью вазелина и воска. Импактор устанавливался на высоте 10 метров над уровнем земли. В полученных препаратах подсчитывали п.з. и споры с последующим определением их принадлежности к различным систематическим группам [5, 6]. В дальнейшем определялось содержание п.з. и спор в 1 м ³ , при составлении календаря пыления и спорообразования их количественное содержание усредняли. Пороговый уровень, необходимый для проявления клинических симптомов аллергических заболеваний (АЗ)

у сенсибилизированных пациентов варьирует между различными видами грибов. Для представителей рода Alternaria пороговый уровень составляет 100 спор/м ³ , тогда как для Cladosporium он оценивается в 3000 спор/м ³ . Данная концентрация спор грибов может привести к развитию приступов астмы. Низкий уровень грибковой контаминации для больных с предрасположенностью к атопии, соответствует концентрации 10 спор/м ³ [7].

Обработка предметных стекол проводилась на кафедре экологии, ботаники и охраны природы Самарского университета. Статистическая обработка данных проводилась с применением методов вариационной статистики. Значимость различия для частотных показателей анализировали с использованием критерия ꭓ ² . Полученные данные обрабатывали с применением пакета прикладных программ AtteStat, версия 10.5.1, статистических формул программы Microsoft Excel версия 5.0.

Результаты

Споры различных грибов определялись в той или иной концентрации в атмосферном воздухе г. Самары на протяжении всего периода наблюдения, с 1 апреля по 30 сентября. Вегетационный период составил в среднем 164 дня.

В ходе исследования были идентифицированы споры грибов Cladosporium и Al-ternaria , которые присутствовали в составе биоаэрозоля на протяжении всего периода наблюдения. В количественном отношении в 2016 и 2019 гг. споры грибов Alternaria доминировали над Cladosporium 19,8–10,9 %, и 24,5–18,2 %, соответственно, (р = 0,001) . В 2017 и 2019 гг. статистически значимого различия между числом спор Alternaria над Cladosporium не наблюдалось – 18,7–18,9 % и 13,2–12,1 %, соответственно.

В целом, удельный вес спор грибов Cladosporium составил 15,3 % от общего числа грибных спор. Отмечено несколько периодов наибольшей концентрации спор грибов рода Cladosporium – вторая-третья декада апреля, конец июля – начало августа, первая-вторая декада сентября. Максимальные значения были на уровне средних показателей и не превышали 960 спор/м ³ .

Средний удельный вес спор грибов рода Alternaria составил 19,1 % от общего числа грибных спор за весь период наблюдения. Число дней, превышающее пороговое значение 100 спор/м ³ , варьировало в разные годы от 2 до 25 за месяц, с максимальными значениями в июле-сентябре. Подробный анализ наблюдений динамики спорообразования Alternaria с 2016 по 2019 гг. по месяцам представлен в таблице 1.

Динамика и количество спор плесневых грибов, поступающих в воздушную среду в вегетационный период, подвержены влиянию погодных условий. В связи с этим анализ результатов мониторинга дополнен данными погодных условий 2013–2017 гг. в г. Самаре, которые характеризует клима-диаграмма традиционного вида по Г. Вальтеру (рис. 1).

Данная климадиаграмма позволяет оценить условия внутри «теплого» периода как аридные (засушливые, влагодефицитные) – при расположении графика температуры выше графика осадков, либо гумидные (влажные) – при обратном положении [8].

По результатам проведенного исследования был составлен ориентировочный календарь спорообразования для Самарского региона и оценен риск развития аллергических заболеваний у сенсибилизированных пациентов. С учетом опубликованных ранее данных по пыльцевому мониторингу он представлен на рис. 2 [9].

Таблица 1

Частота встречаемости спор грибов Alternaria по месяцам, Самара, 2016–2019

Месяц	Число дней более 10 спор/м 3		Дата max кол-ва спор	Число дней более 100 спор/м 3
	n	%		n	%
2016 г.
Апрель	12	40	11.04	0	0
Май	20	65	12.05	0	0
Июнь	27	90	28.06	3	10
Июль	28	90	11.07	15	48
Август	31	100	01.08	23	74
Сентябрь	20	67	06.09	7	23
2017 г.
Апрель	9	30	27.04	2	7
Май	18	58	26.05	2	6
Июнь	14	47	21.06	2	7
Июль	26	84	02.07	7	23
Август	28	90	23.08	7	23
Сентябрь	22	73	16.09	15	50
2018 г.
Апрель	4	13	23.04	2	7
Май	10	32	11.05	0	0
Июнь	12	40	04.06	0	0
Июль	31	100	22.07	20	65
Август	31	100	17.08	25	81
Сентябрь	21	70	17.09	5	17
2019 г.
Апрель	4	13	17.04	0	0
Май	21	68	23.05	0	0
Июнь	23	77	01.06	0	0
Июль	29	94	20.07	8	26
Август	29	94	21.08	15	48
Сентябрь	19	63	07.09	6	20

Рис. 1. Климадиаграмма для г. Самары за 2013–2017 гг.

пыльца споры

апрель

май

июнь

июль

август

сентяб

pt-

ольха

тополь

береза

ие а

орешник

ЕЯЗ

дуб

клан

Ч." — РГК

сосна

злаки

с-сока

маревые

полынь

крапива

конопля

ахгброзия

альтернария

кладоспориум

Концентрация пыльцевых зерен/спор в м 3	Деревья	Злаки и сорные травы	Cladosporium	Alternaria
низкая	1–10	1–10	1–300	1–10
средняя	11–100	11–30	301–1000	11–30
высокая	101–1000	31–100	1001–3000	31–100
очень высокая	>1000	>100	>3000	>100

Рис. 2. Календарь пыления и спорообразования, Самара 2016–2019 гг.

Это согласуется с данными о влиянии климата на содержание спор грибов Alternaria в воздухе – тёплая и сухая погода способствует развитию, спорообразованию и распространению спор – их максимальное суточное содержание наблюдается в полдень и в послеобеденные часы, при максимальной температуре, минимальной влажности воздуха и максимальной скорости ветра [13]. По данным ряда исследователей оптимальные условия для высоких концентраций спор грибов рода Cladosporium в воздухе зарегистрированы при температурах 23–29 градусов и относительной влажности около 80 %, в дни, которым накануне предшествовали дожди [14]. Высокие концентрации спор грибов в воздушной среде имеют региональные особенности и чаще всего связаны с местными сельскохозяйственными культурами. Количество спор возрастает, особенно в конце лета и начале осени, когда имеются источники питания – в период созревания, сбора и хранения урожая [15].

Согласно результам нашего исследования, превышение пороговых концентраций спор Alternaria от 10 до 100 спор/м ³ отмечено от 4 до 31 дней за месяц, более 100 спор/м ³ – от 2 до 25 дней за месяц. Это свидетельствует

не только о наличии условий для формирования сенсибилизации к аллергенам Alternaria , но и возможности проявления симптомов аллергических заболеваний, в том числе БА, обусловленных повышением экспозиции данного таксона.

Пиковые уровни концентрации спор грибов рода Alternaria в Самаре наблюдались в июле-сентябре, в период пыления полыни и амброзии. Это может маскировать грибковую аллергию и вызывать затруднение при проведении диагностики и лечении пациентов, имеющих обострения аллергических заболеваний в данный период. Так же имеются данные, что споры грибов усиливают воспаление, вызванное неродственными аллергенами, в том числе пыльцой растений [16].

Таким образом, в результате проведенного исследования выделены основные таксоны плесневых грибов в атмосферном воздухе г. Самары, изучена их региональная специфика, оценен риск развития аллергических заболеваний при сенсибилизации к грибам рода Alternaria и Cladosporium . Полученные данные позволят оптимизировать диагностику, лечение и профилактику аллергических заболеваний в регионе.