Тополиний пух та сезонна алергія: чи є загроза реальною?

Статья в формате PDF.

Комерційна привабливість деревини та скрутне економічне становище, у якому опинилась Україна в останні роки, змушують працівників міських «зеленбудів» шукати джерела лісоматеріалів і всередині міста. Тому під ніж комунальників усе частіше потрапляє тополя (Populus spp.) – дерево, яке асоціюють із виникненням симптомів сезонної алергії.

Необхідність тотального знищення тополі зацікавлені особи та місцева влада пояснюють саме агресивним впливом її пуху на людський організм. Водночас саме в умовах міста насадження тополі незамінні: за підрахунками вчених, вони виділяють кисню в 7 разів більше, ніж ялинові. Тополя середнього віку здатна поглинути до 40 кг вуглекислого газу за одну годину. Якщо ефективність поглинання вуглекислого газу прийняти за 100%, то для модрини цей показник становитиме 118%, для сосни – ​164%, для липи – ​254%, для дуба – ​450%, а для тополі – ​691%. За ступенем зволоження повітря тополя теж посідає перше місце, перевершуючи за вказаним параметром ялину майже в 10 разів [1].
Уявлення про тополиний пух як алерген сформувалось у масовій свідомості разом зі збільшенням кількості людей, які страждали від симптомів сезонної алергії, у другій половині XX ст. Проте дослідження причин такої алергії виявили, що її провокує пилок рослин. Пух – ​лише насіння тополі, яке містить ембріон, зародок майбутнього дерева. Пилок, у свою чергу, є чоловічим гаметофітом, клітини якого після потрапляння на рильце маточки жіночої квітки перетворюються на сперматозоїди, тобто чоловічі гамети. Саме вони внаслідок запліднення формують разом із яйцеклітиною маточки ембріон рослини.
В Україні пилкування Populus, за даними Вінницької науково-дослідної аеробіологічної групи, отриманими у 2009-2015 рр., відбувається у березні-квітні (точний час визначається погодними умовами). Пилкові зерна (ПЗ) названої рослини не ­продемонстрували виражених алергенних властивостей у клінічних дослідженнях, проведених у м. Вінниці [1], хоча, за літературними даними, вони мають алергенність 2 за 5-бальною шкалою [2].
Вважається, що тополиний пух збирає у повітрі ПЗ дерев та злакових трав і переносить їх. При вдиханні такого пуху відбувається механічне подразнення слизової оболонки верхніх дихальних шляхів. Це полегшує проникнення в організм людини алергенів пилку, які можуть знаходитися на поверхні насіння тополі, та провокує виникнення алергічних симптомів, адже розповсюдження насіння Populus, дійсно, за часом збігається із палінацією деяких дерев і трав, пилок яких зумовлює алергію.
Оскільки вищеназвані властивості пуху у літературі наводяться як гіпотетичні, а результатів конкретних досліджень у доступних джерелах нам знайти не вдалося, метою цієї роботи стали визначення здатності переносу ПЗ алергенних рослин пухом тополі та оцінка можливих ризиків виникнення полінозу в результаті потрапляння насінних зачатків Populus у дихальні шляхи сенсибілізованих осіб.
Зразки тополиного пуху у кількості ≥3 відбиралися безпосередньо з атмосфери м. Вінниці, а також у с. Мазурівка Чернівецького району Вінницької області та у с. Данилки Немирівського району Вінницької області. Відбір зразків виконували 2 р/міс у різний період утворення насіння Populus.
Відбір проб тривав із 30 квітня по 28 травня. Отримані зразки пуху наносили безпосередньо на предметне скло та фіксували покривним склом для ­запобігання забруднення досліджуваного матеріа­­лу зовнішніми факторами.
Зразки фарбували основним фуксином, що вибірково забарвлює рослинний матеріал, зокрема пилок рослин, у відтінки рожевого кольору.
Статистичну обробку отриманих даних проводили у програмі Excel.
Загалом було відібрано 55 зразків: 45 – ​у м. Вінниці та 10 – ​у районах Вінницької області.
Пилок у зразках ідентифікувався за програмою Pollen Identification Key, розробленою Французьким національним аеробіологічним товариством [3].

Результати дослідження

Загалом у проаналізованих зразках виявлено 70 насінних зачатків: 43 (78%) зразки містили по 1 насінному зачатку тополі (рис. 1), 9 (16%) – ​по 2 зачатки, 3 (6%) – ​по 3 насінних зачатки тополі (табл.).

Значної кількості пилку на поверхні насінних зачатків тополиного пуху виявлено не було: у середньому в 1 зразку ідентифікували 1,65±3,22 ПЗ, а 37 (67,3%) зразків не містили пилку взагалі. У решті зразків виявлялися ПЗ берези (Betula) (рис. 2), горіха (Juglans), сосни (Pinus), дуба (Quercus), клена (Acer), рослин родин Злакові (Poaceae) та Кипарисові (Cupressaceae) (табл.).

Таксономічна належність отриманих ПЗ корелювала із часом їх пилкування у м. Вінниці. Так, ПЗ берези, клена й дуба були ідентифіковані у квітневих зразках (рис. 2), тоді як ПЗ злакових трав виявлялися в останній серії, зібраній у травні. Також у 2 зразках, узятих у місті у різний час, були виявлені комахи (рис. 3).

Під час порівняння даних, отриманих у міській і сільській місцевостях, було встановлено, що кожен зі зразків, зібраних у селах, містив лише 1 насінний зачаток, а ПЗ ідентифікувалися лише в 1 зразку (із с. ­Данилки Немирівського району Вінницької області), що становить 10% від загальної кількості сільських зразків. У зазначеному екземплярі пуху були виявлені 2 ПЗ сосни (Pinus).

Зразки, зібрані у місті, загалом містили більшу кількість пилку: ПЗ були ідентифіковані у 17 із 45 екземплярів (37,8%); у середньому виявлено 2,1 ПЗ у перерахунку на 1 насінний зачаток. Найбільша кількість пилку – ​сумарно 30 ПЗ горіха, сосни, дуба та рослин родини Кипарисові – ​була ідентифікована у вінницькому зразку за 05.05.2012 р. Екземпляр пуху містив 2 насінних зачатки.
Більша кількість ПЗ у насінних зачатках тополиного пуху, зібраного в урбанізованій місцевості, може бути пов’язана із більшою турбулентністю атмосфери у містах, яка виникає через повітряні ями між багатоповерховими будівлями. Це полегшує перемішування повітря і, зокрема, потрапляння та закріплення пилку на поверхні тополиного пуху.
Кількість пилку, ідентифікована на поверхні насіння тополі, за даними літератури та результатами досліджень Вінницької науково-дослідної аеробіологічної групи, є достатньою для виникнення симптомів полінозу у сенсибілізованих осіб. Так, граничною щодо здатності викликати поліноз для пилку берези, що має найвищий індекс алергенності (5 із 5) [3], за даними європейських авторів, вважається концентрація ≥10 ПЗ/м³ повітря [4]. Алергічна реакція на пилок розвивається впродовж 20 хв – 1 год. Оскільки середня швидкість вентиляції легень людини становить 10 л/хв [5], за 20 хв людина вдихає 200 л повітря. Якщо в 1 м3 міститься 10 ПЗ, то у 200 л – ​2 ПЗ. Натомість максимальна кількість пилку берези становила 6 ПЗ (у зразку із парку Дружби народів у м. Вінниці), що перевищувало граничне значення для виникнення симптомів полінозу втричі.
Оцінюючи ризик виникнення сенсибілізації до пилку при вдиханні тополиного пуху, потрібно ­враховувати, що волокна насіння Populus у разі ­потрапляння до носа механічно подразнюють і слизову оболонку, збільшуючи її чутливість до інших факторів.
Слід зазначити, що не весь виявлений у пуху пилок є шкідливим. Так, пилок сосни, що містився як у сільських, так і у міських зразках в одиничних кількостях, не має виражених алергенних властивостей (0 з 5) [3]; пилок горіха та клена, що зазвичай також виявлявся в одиничних екземплярах, характеризується низьким індексом алергенності (на рівні 1) [3]; для виникнення алергії на ці типи пилку потрібне більш тривале перебування людини на відкритому повітрі.
ПЗ дуба мають алергенність 3, але граничну концент­рацію – ≥6 ПЗ/м³, тому для розвитку алергічної реакції людині достатньо вдихнути у середньому 1,5 ПЗ за 20 хв. Кількість ПЗ дуба, ідентифікована в 1 зразку, становила від 1 до 9 ПЗ (табл.).

До найбільш алергенних ПЗ серед виявлених у тополиному пуху, крім пилку берези, належав пилок рослин родини Злакові (алергенність 5 із 5) [3]. Ураховуючи досить невисокий поріг чутливості до пилку злакових трав (за даними деяких авторів, він становить від 1 ПЗ/м³, а виражені симптоми спостерігаються вже при концентрації 4 ПЗ/м³) [4], можна вважати, що вдихання навіть 1 ПЗ разом із пухом може спровокувати симптоми полінозу. У зразках, зібраних після 20.05.2012 р., ідентифікувалися від 1 до 3 ПЗ Poaceae, що є достатнім для виникнення полінозу при їх вдиханні.
Однак час активної палінації як представників родини Злакові, так і берези не завжди збігається з інтенсивним поширенням тополиного пуху, а залежить від конкретних погодних умов сезону. Так, якщо розповсюдження пуху відбувається на початку травня, у Центральній та Північній Україні ПЗ берези вже майже не ідентифікуються у повітрі, а концентрації пилку Poaceae є низькими, що також зменшує ризик потрапляння ПЗ до пуху.
Для більш об’єктивного визначення вірогідності виникнення полінозу після контакту із тополиним пухом потрібно враховувати, що ризик потрапляння насіння тополі у дихальні шляхи вищий поблизу жіночих дерев, що плодоносять (за відсутності дерев цей ризик практично дорівнює нулю). Крім того, не весь пух (у нашому дослідженні <40%) здатний утримувати і переносити ПЗ в атмосфері.

Висновки

Пух тополі дійсно є адсорбентом пилку рослин та інших часток, що містяться в повітрі, проте ефективність цієї адсорбції становить <40%. Сезон утворення насіння тополі може не збігатися / лише частково збігатися із періодом палінації алергенних рослин, наприклад злакових трав, в Україні. У зв’язку з цим неприємні відчуття та симптоми, пов’язані з потрап­лянням пуху у верхні дихальні шляхи, особливо у мешканців сільської місцевості, скоріше пов’язані з механічним подразненням слизової оболонки пухом, ніж із алергічними проявами.
Тополя не належить до рослин, які становлять значну загрозу для здоров’я та життя людини в урбанізованій екосистемі: пилок Populus не викликає полінозу, а пух певною мірою здатний очищувати міське повітря від пилку алергенних рослин (берези, дуба, злакових трав) та ефективно – ​від неорганічних забруднювачів. Отже, вирубка насаджень тополі може бути доцільною лише в умовах, коли дерева хворі/старі чи існує небезпека їх падіння.
Міським жителям рекомендується уникати місць скупчення тополиного пуху, особливо наприкінці травня та у червні, для попередження механічного подразнення слизової оболонки верхніх дихальних шляхів та уникнення можливого ризику сенсибілізації до ПЗ рослин родини Злакові.

Список літератури знаходиться в редакції.