VLIV ZNEČIŠTĚNÍ ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ NA ALERGICKÁ ONEMOCNĚNÍ Ondřej Rybníček Pek FN Brno • • PŘÍČINY VZNIKU ALERGIE l MNOHO VZÁJEMNĚ SE OVLIVŇUJÍCÍCH FAKTORŮ, VČETNĚ : lGenetické predispozice lDoby a intenzity expozice alergenům lNespecifických faktorů, zvláště: udietní zvyklosti a střevní mikroflóra uznečištění ovzduší, cigaretový kouř urespirační viroinfekty • • RIZIKOVÉ FAKTORY lJASNĚ PROKÁZANÉ lgenetická predispozice lživot ve městě lměsíc narození lvěk (5-20 let) • • DOBA A INTENZITA EXPOZICE ALERGENŮM lU dětí narozených těsně před pylovou sezónou se častěji rozvíjí pylová alergie než u dětí narozených v jiném ročním období C:\OBRAZKY\pyly2-a.jpg •Björkstén et. al. Clin. Allergy. 1980 •Aberg N. Clin. Exp. Allergy. 1989 RIZIKOVÉ FAKTORY lDOSUD NEVYJASNĚNÉ lznečištění ovzduší lperinatální faktory, kojení lpohlaví, rasa lpočet a pořadí dětí v rodině lsocioekonomické faktory lkouření a alkohol • • RIZIKO VZNIKU ALERGIE • • ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ l3 skupiny faktorů: lfyzikální (teplota, vlhkost, elektrický stav ovzduší, prach) lchemické (anorganické x organické) lbiologické (mikrobiální, plísně, roztoči, epitelie, pyly...) • • CHEMICKÉ FAKTORY ANORGANICKÉ PLYNNÉ LÁTKY lOxidy dusíku lV domácnosti uvznikají při topení u a vaření na plynu lVenkovní prostředí uhlavním zdrojem motorová vozidla lProalergické ovlivnění imunitního systému • • CHEMICKÉ FAKTORY ANORGANICKÉ PLYNNÉ LÁTKY lOxidy síry lV domácnosti uméně, ochrana - vápenná omítka, způsob větrání lVenkovní prostředí uprůmyslové oblasti, ukazatel znečištění lČastější infekty, snad i podíl na ovlivnění imunit. systému • • CHEMICKÉ FAKTORY ORGANICKÉ PLYNNÉ LÁTKY lTěkavé organické látky (VOC) lV domácnosti - ze stavebních materiálů, lnábytku, těsnění, koberců… l(formaldehyd, styren, xylen, aceton...) lDalší zdroje - hoření tabáku, kosmetika, lelektronické přístroje... lKarcinogeny, imunitní změny, psychické l změny.. lPolycyklické aromat. uhlovodíky (PAU) lMéně rizikové, hlavně dráždí • • • BIOLOGICKÉ FAKTORY l Zatímco fyzikální a chemické faktory se na alergizaci podílejí jen jako dráždidla a modulátory reakce, biologické látky mohou působit jako alergeny a vyvolávat specifickou reakci imunitního systému. lViry a bakterie lPlísně domácí a venkovní lBiologické prachy lPylová zrna • • BIOLOGICKÉ FAKTORY VIRY A BAKTERIE l Viry a bakterie umožné patogeny ubakteriální alergizace uviroinfekty - důležitý spouštěč u astmatu uněkteré viry (především rhinoviry u a RS-viry) mají schopnost u proalergicky ovlivňovat imunitní systém zesílením Th2 odpovědi • • C:\OBRAZKY\stafylokok1.jpg BIOLOGICKÉ FAKTORY PLÍSNĚ lMalá velikost spór plísní la jejich výborné šíření lvzduchem - dobrý průnik ldo dolních dýchacích cest • • C:\OBRAZKY\penicillium1.jpg BIOLOGICKÉ FAKTORY DOMÁCÍ PRACH l Různorodá směsice látek, individuální pro každé prostředí. Obsahuje částice organické i anorganické. Možné alergizující složky: uroztoči, plísně, pyly udetritus domácích zvířat udalší alergeny domácího u i venkovního prostředí • • C:\OBRAZKY\domprach1.jpg BIOLOGICKÉ FAKTORY ROZTOČI lHlavní alergizující složka domácího lprachu většiny domácností. Nejhojnější lbývá v lůžkovinách. Vyžaduje teplotu lcca 250 C a vlhkost nad 50% (80%). lAlergeny především ve výkalech. lNejčastější v ČR: lDermatophagoides pteronyssinus lHlavní alergen: Der p I • • • C:\OBRAZKY\mite2a.jpg BIOLOGICKÉ FAKTORY DOM. ZVÍŘATA - KOČKA lVelmi agresivní alergeny, dlouho (řádově měsíce) setrvávají v prostředí po odstranění zvířete. lHlavní alergen: Fel d 1 l (v kožních šupinách, slinách) lMoč a sérum - jiné alergeny • • C:\Dokumenty\kocka2.jpg • • PES lJednotlivá plemena - nebyl zjištěn specifický alergen lAlergeny různých druhů i různých jedinců stejného druhu mají variabilní antigenní skladbu lAlergizují i krátkosrstá a bezsrstá plemena (naháči) - epitelie l5-30% alergiků vykazovalo pozitivní kožní test na psa •Matthews K.P. in Middleton E. Jr. et al. 1988 lovčí vlna - převážně mechanické dráždění, potíže spíše v důsledku kontaminace roztoči lkrávy - podobné alergeny jako u koně • • • OVCE, KRÁVY C:\Dokumenty\kveten\ovce.jpg •Matthews K.P. in Middleton E. Jr. et al. 1988 lAlergeny vylučovány především močí, do ovzduší se dostávají po zaschnutí (čištění klecí). lMyš - močový alergen Mus m 1 odpovídá skupině prealbuminů označované jako MUP (hlavní močové proteiny) lKrysa - směs sérových a močových alergenů - Rat n I (prealbumin), Rat n II (alfa2m - globulin) lMorče - hlavní alergen není dosud pojmenován • • HLODAVCI D:\OBRAZKY\morče1.jpg •Stewart G.A. in Busse W.W. et Holgate S.T. 1995 lhypersenzitivní pneumonitis lkurníky, půdní hnízdiště - zdroj roztočů lmaso, vejce - většinou možno požívat • • • PTÁCI C:\Dokumenty\kor2.jpg •Matthews K.P. in Middleton E. Jr. et al. 1988 lVejce - 4 hlavní alergeny: uovomucoid (Gal d1) uovalbumin (Gal d2) uconalbumin (Gal d3) ulysozym • • D:\OBRAZKY\ptak.jpg PTAČÍ PEŘÍ, VEJCE C:\Dokumenty\egg2.jpg •Matthews K.P. in Middleton E. Jr. et al. 1988 lPeří učerstvé peří většinou potíže nevyvolává uproblémy u staršího peří v důsledku kontaminace roztoči lAlergeny v suchém krmivu, především roztoči, mohou alergizovat plísně a řasy ve vodě, nejsou proto ideálním zvířetem pro alergika • • AKVARIJNÍ RYBIČKY C:\Dokumenty\kveten\skalara03.gif lVodní želvy umožné alergeny v sušeném krmivu, plísně ve vodě • • ŽELVY D:\OBRAZKY\drsoul.jpg lSuchozemské želvy umožný zdroj alergenů z roztočů C:\ONDRA\russ_tt.jpg BIOLOGICKÉ FAKTORY lZvířecí alergeny - jak druhově specifické, tak společné pro různé druhy savců (zkřížená reaktivita). lPřecitlivělost na některé aeroalergeny (zvláště pyly a plísně) zvyšuje až 3.4x riziko rozvoje alergie na zvířecí alergeny lNelze doporučit nahrazení jednoho domácího zvířete jiným (zkřížená reaktivita) • • •Viander et al. Int Arch Allergy Appl Immunol. 1983 •Špičák, Vondra. Asthma bronchiale...1988 AEROBIOLOGIE lZabývá se studiem různých typů bioaerosolů v atmosféře, jejich lpůvodem (zdrojem) usuchozemské x vodní upřírodní x antropogenní luvolňováním a transportem ldisperzí - rozšířením v místě a čase lsezónností ldepozicí lvlivem na lidský organismus • • BIOAEROSOL lsuspenze vzdušných částic biologického původu (spóry, pyl, jiný biologický prach) lúčinek na organismus závisí na: uchemickém složení ufyzikálních vlastnostech uantigenních vlastnostech – včetně rychlosti uvolňování Ag po – dopadu na sliznici udistribuci ve vzduchu umnožství uvelikosti částic (respirabilita) • • RESPIRABILITA BIOAEROSOLU, MECHANISMY DEPOZICE • • • • • • • •nos •průdušky • • • • •alveoly •1a •À gravitace •sedimentace •1a: > 50 μm •1b: 1-10 μm •Á impakce • 5 - 50 μm •Â difúze •Brownův •pohyb • < 1 μm •2 •2 •1b • • •3 •částice 5 - 50 μm sedimentují v = 2-5 cm/s: v klidném vzduchu •setrvávají v ovzduší jen krátce (místnosti), v případě vzdušné •turbulence setrvávají rozptýlené dlouho (normální situace venku) • • PYL = PŘIROZENÁ SOUČÁST PROSTŘEDÍ lPyl existuje na světě mnohem déle než člověk lpylové zrno = produkt samčího pohlavního orgánu semenných rostlin (Spermatophyta) ucytoplazma, haploidní jádra, obal. vrstvy lzpůsoby přenosu pylu k samičím orgánům uhmyzem: entomofilní rostliny uvětrem: anemofilní rostliny – produkují obrovské množství pylu usmíšený způsob přenosu • • STRUKTURA PYLOVÉHO ZRNA • •jádra •cytoplazma •mikrokanály •póry •brázdy •obalové vrstvy •exina •intina •sporopoleniny • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •škrobová zrna • • • • FAKTORY PODMIŇUJÍCÍ ALERGENICITU PYLU lpyl obsahuje specifické antigenní skupiny l schopné vyvolat u člověka časnou l alergickou reakci IgE zprostředkovanou ldostatečně silný zdroj (převážně l větrosprašné rostliny) lpříznivý transport (větrem - větrosprašné l rostliny) • • VLASTNOSTI ALERGIZUJÍCÍCH ROSTLIN lrostliny ujsou v dané lokalitě hojné uprodukují pyl v obrovském množství – ambrózie: 8 miliard pylových zrn/5 hodin – bříza: 5 - 10 miliard pylových zrn/den lpyl uobsahuje antigeny schopné senzibilizovat uje lehký, nelepivý, dobře létá vzduchem –(většinou zrna velikosti 10 - 40 μm) • • ROSTLINY A PYLOVÁ ZRNA - VLIVY ZEVNÍHO PROSTŘEDÍ lrostliny uv pylových zrnech tvoří > alergenů u (např. Bet v 1, Lol p 1) uprodukují více pylu? uvytvářejí submikronový prach – (části květů, listů, plodů, chloupky..) lpylová zrna se rozpadají uve vlhku uvolňují > alergenů (bouřky!) uvytvářejí částice o velikosti 0,01 - 2 μm u (ověřené: ambrózie, bříza, dub, trávy) • • PYLOVÉ ZRNO NARUŠENÉ VLIVY ZEVNÍHO PROSTŘEDÍ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •obalové vrstvy •rozrušené chemicky a fyzikálně •mikrokanály •zmnožené •a zvětšené alergeny škrobových zrn, exiny a intiny se uvolňují •SO2 •NOX •DEP... • • • TYPY PYLOVÉHO ALERGENU lrozpoznávací substance pylového zrna udruhově specifické - není zkřížená reaktivita lenzymy uspolečné nebo chemicky blízké pro botanicky příbuznou skupinu rostlin (usnadňují po dopadu na bliznu průnik samčí gamety do vajíčka) lpanalergeny uprofiliny (společné nebo chemicky blízké u i pro nepříbuzné rostlinné/živočišné druhy) • • ZKŘÍŽENÉ REAKCE lbotanicky příbuzné ujarní stromy utrávy uněkteré plevele lbotanicky nepříbuzné l (zodpovědné alergeny - profiliny) • • BOTANICKY NEPŘÍBUZNÉ ZKŘÍŽENÉ REAKCE lbříza uzelenina (mrkev, celer, brambory, melouny) uovoce (jablka, třešně, hrušky, kiwi), hmyzí jed lpelyněk ubříza, líska, bojínek ukořenová zelenína (celer, mrkev), koření (kmín, u koryandr, fenykl, tymián..), slunečnicový olej lambrózie ujitrocel, melouny, banány • • MĚŘENÍ PYLU V OVZDUŠÍ lgravimetrický lapač (impaktor) •výsledky z různých míst nejsou porovnatelné •není to standardizovaná metoda lvolumetrický lapač (standardizovaný) •princip vysavače a otočného válce •konstantní rychlost otáčení kotouče §přesné vyhodnocení množství pylových zrn nejen po jednotlivých dnech, ale dokonce i po hodinách §je možné určit čas maximálního výskytu daného pylu v průběhu dne • • MĚŘENÍ PYLU V OVZDUŠÍ lVolumetrické lapače v kombinaci s kaskádovým impaktorem u imunochemické techniky za účelem u stanovení alergenů (RAST / ELISA) – časová a finanční náročnost – použití spíše pro vědecké účely lumožňuje stanovení korelace mezi obsahem pylových zrn (a spór hub) a celkovou alergennicitou ovzduší • • ODRÁŽÍ MNOŽSTVÍ PYLU SKUTEČNOU ALERGENICITU OVZDUŠÍ? lv ovzduší je množství pauci-mikronických částic: urozpadlá pylová zrna, části rostlin (šťáva, vata, chloupky.., ualergeny adsorbované na popílek, DEP.. ltyto částice se nacházejí v ovzduší uuž před pylovou sezónou uve významném množství ještě dlouho po p.s. lV lapačích zachycené množství pylu a spór plísní nevypovídá zcela přesně o celkovém alergenním potenciálu ovzduší • • PYLOVÁ INFORMAČNÍ SLUŽBA (PIS) lEvropa l Od 60. let rozvoj PIS v Evropě (USA již 1936 první stanice), v současné době přes 250 stanic propojených pomocí Internetu lČeská a Slovenská republika l Od r. 1992 první stanice v Brně l 1999: ČR 12 stanic, SR 4 stanice • • •Pylový lapač Burkard, Brno PYLOVÁ SEZÓNA lJARO - stromy ulískovité, břízovité ujasan, buk, dub uborovice, smrk ulípa, černý bez lLÉTO - trávy upřes 200 druhů trav, zkřížená reaktivita ujitrocel, šťovík lPODZIM - plevely umerlíkovité upelyněk, ambrózie • • C:\OBRAZKY\pyly-a.jpg