Аллергены растительного происхождения
Важнейшим аллергеном растительного происхождения)
является пыльца растений — мужские половые элементы растений. Аллергические заболевания, вызываемые пыльцой растений, называются поллинозами (от лат. pollen — пыльца). Кроме пыльцы, и другие части растений могут обладать аллергенными свойствами. Наиболее изученными среди них являются различные плоды. В качестве примера можно указать на хлопчатник, волоски семян которого — хлопок — хорошо известны как аллерген, вызывающий иногда у хлопкоробов бронхиальную астму и другие проявления аллергии. Производственная пыль на текстильных производствах также в значительной степени аллергенна за счет мелких частиц хлопчатобумажных волокон и тканей. Аллергенными свойствами обладают волокна семян тополей (тополевый пух), одуванчика и многих других деревьев и трав, плоды и семена которых разносятся ветром. К аллергенам растительного происхождения относится и обширная группа плодов, употребляемых человеком в пищу.
Пыльца растений (пыльцевые зерна, пылинка) принимает непосред-ственное участие в процессе оплодотворения. Она образуется в огромных количествах в микроспорангиях (пыльниках), из которых высевается в зрелом виде и тем пли иным путем (с помощью ветра или насекомых), попадает на пестик цветка (рис. 11) — женский половой орган цветковых растений.
Зрелое пыльцевое зерно состоит из 2 пли 3 клеток и имеет сложно устроенную общую для них оболочку (рис. 12), Одна из клеток — вегетативная, другая — генеративная. В результате деления последней образуются два спермия. Это деление генеративной клетки (или ядра) может происходить еще в пыльцевом зерне или в особом образовании — пыльцевой трубке, которая формируется после попадания пыльцевого зерна на рыльце пестика и является как бы своеобразным семяпроводящим органом растения.
Морфоцитологическое состояние зрелого пыльцевого зерна (его дву- или трехъядерность) имеет диагностическое значение, однако гораздо более важную в этом отношении роль играет оболочка пыльцевого зерна.
Каждая пылинка имеет внутренний слой оболочки (интину) и внешний (экзину). Последняя состоит по крайней мере еще из двух слоев: эктэкзины, или сэкзины и эндэкзины, или иэкзины. Поверхность экзины у разиных видов пыльцы имеет разнообразные образования: углубления или утолщения, шипикп, выросты, зубчики и т. д. Они придают пылинке характерную скульптуру, которая имеет важное значение для определения вида пыльцы, так как является наследственно закрепленным систематическим признаком. Наибольшее диагностическое значение имеют борозды и поры (апертуры), их число, расположение и характер. Они представляют собой тонкую или перфорированную часть поверхности пыльцевого зерна. Различные пыльцевые зерна с бороздами и порами представлены на рис. 13. Для примера приводим строение поверхности некоторых пыльцевых зерен, которые принадлежат к наиболее распространенным аллергенам (рис.14).
Относительно гладкую поверхность с одной порой имеет пыльца злаковых трав — тимофеевки луговой (Phleum pratonse L.), ежи сборной (Dactylis glomerata L.) и др. Хорошо видны борозды, например, у пыльцы ивы козьей (Salix caprea L.). Трохпоровая пыльца наблюдается у березы бородавчатой (Betula verrucosa Ehrh.), лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и др. При прорастании пыльцы через поры и борозды экзипы выходит наружу пыльцевая трубка, в которую перемещается генеративное ядро спермин и часть протопласта пыльцевого зерна.
Вопросами морфологии, биохимии и физиологии пыльцы растений занимается специальная наука палинология (Erdtmann, 1943) от греч. παλλω — трясти, потрясать), или поллшшетика (В. М. Козо-Полянский, 1945), (от лат. pollen — пыльца).
Дифференциальная диагностика различных видов пыльцы представляет собой очень сложную и трудную задачу (В. А. Поддубиая-Ариольди, 1964; Erdtmann, 1956). Для медицинских работников задача несколько облегчается тем, что в настоящее время пока известно сравнительно небольшое число видов трав, деревьев и кустарников, пыльца которых вызывает аллергические заболевания. Для примера можно отметить, что из множества видов злаковых, распространенных в умеренной зоне земного •шара, в Англии причиной ноллпиозов является пыльца только 9 видов злаковых трав. В Бельгии известно 27 видов трав, пыльца которых является причиной поллинозов. Аналогичные соотношения известны и в других странах. По данным Б. М. Козо-Поляиского (1946), а также по нашим наблюдениям, причиной поллинозов в уморенных зонах СССР является пыльца тимофеевки луговой (рис. 15, а), мятлика лугового, ежи сборной (рис. 45, б), овсяницы луговой (рис. 15, в) к некоторых других трав (с. 72—74).
Для приготовления аллергенов из пыльцы разных растений необходимо различать пыльцу разных видов или семейств. В некоторых случаях это сделать сранпительно легко, исследуя особенности строения пыльцы под, микроскопом. Однако пыльца отдельных родов злаковых трав (тимофеевка, овсяница, мятлик и др.) чрезвычайно мало различается морфологически, поэтому ее определение представляет очень большие трудности даже для специалиста.
Учитывая, что поллипозы вызываются сравнительно небольшим числом видов растений, предложено несколько сокращенных и упрощенных схем для их определения по пыльце (Z. Gharpin с соавт., 1962) и атласов видов пыльцы, которые имеют наибольшее значение для диагностики) поллинозов.
В основу определителя Шарпепа полошены следующие признаки строения пыльцевых зерен:
размеры пыльцевых зерен в микронах;
характер борозд на поворхности пыльцы, если они имеются;
детали строения внешней оболочки пыльцевого зерна — экзины; 4) характер пор па поверхности пыльцевого зерна, если они имеются;
детали строения внутренней оболочки пылинки:
соотношение толщины: интины/экзины
длина полярной оси. Последняя представляет собой воображаемую линию, проходящую через тело пыльцевого зерна, от его наружной (дистальной) поверхности к внутренней (проксимальной). В случаях, если пыльца имеет сложное строение, т. е. состоит из 4 или 8 пыльцевых зерен геометрические оси каждого пыльцевого зерна сходятся в геометрическом центре данной сложной пыльцы (рис. 16, с. 75).
По размерам пыльцевые зерна разделяются на классы, определяемые по максимальной длине полярной оси или экваториальному диаметру зерна (Erdtmann, 1956). Различают очень мелкие (размеры менее 10 мкм), мелкие (10—25 мкм), средние (25—50 мкм), крупные (50—100 мкм), очень крупные (100—200 мкм) и гигантские (более 200 мкм) пыльцевые зерна. Пыльца растений, вызывающая поллинозы, имеет мелкие и средние размеры, например, пыльца полыни — 20—30 мкм, злаков — 20— 50 мкм, можжевельника — 22—36 мкм, дуба — 20—30 мкм и т. д.
По отношению длины полярной оси к экваториальному диаметру различают сплющенную, сфероидальную, продолговатую и другие формы пыльцевых зерен. В зависимости от числа и расположения борозд и пор (апертур) пыльцевые зерна могут быть поровыми, бороздными, рассеянно-поровыми, рассеянно-бороздными, зонально-поровыми, зонально-бороздными, бороздно-поровыми и т. д. По числу пор различают беспоровые одно-, двух-, трех- и т. д. и мпогопоровые; по числу борозд — одно-, двух-, трех и т. д. и мпогобороздные пыльцевые зерна. Более детальные описания различных видов пыльцевых зерен, применяемые в современной палинологии, пока еще не используются в медицине. Определитель пыльцы растений, имеющей патогенное значение, пока весьма примитивен и ограничивается определением главным образом семейств или родов, а не отдельных видов.
В табл. 9 приводится ключ для определения некоторых пали-ногрупп, пыльца которых, по данным Charpin и соавт., имеет значение как этиологический фактор в возникновении поллинозов. Среди них очень важны злаки (Gramineae): тимофеевка луговая (Phleum pratense L.), ежа сборная (Dactylis glomerata L.), райграсе высокий (Arrhenatherum elati-us. L.), овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.), лисохвост луговой (Alo-pecurus pratensis L.), мятлик луговой (Роа pratensis L.), костер безостый (Bromus iuermis Leyss.), полевица белая (Agrostis alba L.), рожь посевная (Secale cereale L.), пырей ползучий (Agropyron repens P. В.), душистый колосок (Anthoxantrmm odoraturn L.) и другие травы.
Пыльца разных злаков сходна между собой по строению. Пыльцевые зерна сфероидальные или слегка вытянутые по одной из осей; в проекции они имеют округлые или овальные очертания. Экзина двухслойная, тонкая. Поверхность экзины имеет слабо выраженную сетчатую или зернистую структуру, улавливаемую только при больших увеличениях микроскопа. Поровое отверстие круглое или овальное, окружено валиком, образованным приподнятой экзипой. Размеры зерен варьируют от 20 до 300 мкм в зависимости от принадлежности к тому или иному роду или виду.
Тимофеевка луговая — Phlenm pratense L. Пыльцевые зерна однопоро-вые, сферические или эллиптические, слегка вытянутые; полярная ось 28 мкм, экваториальный диаметр 23 мкм; поровое отверстие округлое или овальное, имеет 5 мкм в диаметре, окружено валиком; экзина тонкая, мелкозернистая.
Амброзия Ambrosia. Пыльцевые зерна трохборозднопоровыо, слегка сплюснутые с полюсов; очертания с полюса округлотрохлопастные, с экватора — широкоэллинтические; полярная ось 18,9—21,1 мкм, экваториальный диаметр — 19—23,5 мкм; борозды меридианалыгые, пеглубокис, заостренные к полюсам; поры экваториальные, расположены в центре каждой борозды, округлые; экзшта толстая, с крупношиповатой скульптурой, типы равномерно густо распределены по поверхности экзииы.
Амброзия полышюлистиая — A. artomisiifolia L. Пыльцевые зерна трохборозднопоровыо; полярпая ось 19,4—21,1 (20,4) мкм, экваториальный диаметр 20—22,4 (21,4) мкм; борозды короткие, неглубокие, длиной 10,2 мкм, шириной 1,9 мкм; диаметр поры 2,2 мкм, превышает ширину борозды.
Амброзия трехраздельиая — A. trifida L. Трехбороздпопоровые пыльцевые зерна обладают наименьшими размерами из трех описанных видов, полярная ось 18,9—20,2 (19,7) мкм, экваториальный диаметр 18,9—20,6 (20,1) мкм; борозды короткие, длина 9,9 мкм, ширина 1,8 мкм.
Амброзия многолетняя — A. psiloslacliya D. С. Полярная ось 20,0— 21,1 (20,6) мкм, экваториальный диаметр 22—23,5 (22,6) мкм; пыльцевые зерна с наиболее длинными (11,4 мкм) и широкими (2,2 мкм) бороздами, которые глубже рассекают зерно на три лопасти.
Полынь обыкновенная — Artemisia vulgaris L. Пыльцевые зерна трех-бороздпопоровые, очертания с полюса трехлопастные, с экватора — пгиро коэллиптические; полярная ось 22,8—24,4 мкм, экваториальный диаметр 20,4—22,8 мкм; борозды длинные, широкие, суженные к полюсам; поры округлые, их диаметр 2,4 мкм; экзииа толстая (2,4—3,6 мкм) с мелкошиповатой скульптурой.
Марь белая — Clienopodium. album L. Пыльцевые зерна многопоровые, сферические, очертания округлые с волнистыми краями; диаметр 24— 25,2 мкм; поры в количестве 30—40 ободковые, слегка погруженные, 0,6— 1,2 мкм в диаметре; экзина толстая (2,4—3 мкм).
Подорожник средний — Plantago media L. Пыльцевые зерна многопоровые, сферические, диаметром около 24 мкм, размеры зерен сильно варьируют; поры округлые, диаметром до 4 мкм, равномерно распределены по поверхности зерна; экзина средней толщины, имеет лакунообразиую структуру.
Ольха серая — Alnus incana (L.) Moench. Пыльцевые зерна 4-(5-6)-норовые, сплющенные; очертания с полюса 4-(5-6)-угольные, с экватора — эллиптические; полярная ось 18 мкм, экваториальный диаметр 28 мкм; поры экваториалъпые, окружены валиком; поровое отверстие округлое или овальное, диаметром около 5 мкм; экзина довольно тонкая (около 2 мкм), утолщается вокруг пор, снабжена заметными широкими арками, идущими от поры к поре.
Орешник обыкновенный — Corylus avellana L. Пыльцевые зерна трех-поровые, сплющенные; очертания с полюса треугольные, с экватора — эллиптические; полярная ось 19,8 мкм, экваториальный диаметр 21,1— 24 мкм; поры экваториальные без заметного ободка, поровое отверстие округлое, диаметром 2 мкм; экзина толщиной 1,7 мкм, слегка утолщается в области пор.
Береза бородавчатая — Betula verrucosa Ehrh. Пыльцевые зерна трех-поровые, сплющенные, очертания с полюса округлотреугольные или округлые, с экватора — широкоэллиптическне; полярная ось 22 мкм, экваториальный диаметр 28,8 мкм; поры экваториальные с ободком; поровое отверстие округлое или овальное, диаметром 2,5—3 мкм; экзина толщиной 1,7 мкм, утолщается с области пор, скульптура очень мелкобугорчатая.
Дуб черешчатый — Querctis robur L. Пыльцевые зерна трехбороздно-лоровые; очертания с полюса округлотрехлопастные, с экватора — широкоэллиптические; иолярпая ось 26,8—28,8 мкм, экваториальный диаметр 25,2—28,8 мкм; борозды длинные, узкие, притуплённые на концах, глубо-копогружеппые; поры крупные, слабозаметные; экзина толстая (2— 2,5 мкм) с бугорчатой скульптурой.
Ясепь обыкновенный — Eraxinus excelsior L. Пыльцевые зерна 3-(4-5)-бороздиые, сплющенные; очертания с полюса округло-3-(4-5)-угольные, с экватора — широкоэллиптические; полярная ось 18,9 мкм, экваториальный диаметр 22 мкм; борозды мерндианальные, длина 14,3 мкм, ширина 2 мкм, мембрана борозд гладкая; экзина средней толщины с сетчатой скульптурой.
Тополь — Populus. Пыльцевые зерна безапертурные, сферические, от 21 до 40 мкм в диаметре; экзина довольно тонкая, толщина 0,8—1,5 мкм, с тонкой зернистой скульптурой, некоторые участки экзины лишены скульптуры.
Вяз гладкий — Ulmns laevis Pall. Пыльцевые зерна редко 3-поровые, обычно 4—5—6-поровые, сплющенные; очертания с полюса округло-3—4— 5—6-угольиые, с экватора — эллиптические; полярная ось 23—28,8 мкм, экваториальный диаметр 28,8—38,8 мкм; поры экваториальные, эллиптические, наибольший их диаметр 2,7—4,2 мкм; экзина довольно толстая (2—3,2 мкм), скульптура ульмоидная, извилисто-крупнобугорчатая.
Ива козья — Salix caprea L. Пыльцевые зерна трсхбороздиые, вытянутые; очертания с полюса глубокотрехлопастные, с экватора — эллиптические; полярная ось 25,2 мкм, экваториальный диаметр 18—19,8 мкм; борозды длинные, с заостренными концами, глубокоиогружепные; экзина около 1 мкм толщины с сетчатой скульптурой, диаметр ячеек сетки 9,5—1,5 мкм.
Химические исследования, проведенные И. В. Цпигер и Т. П. Петровской-Барановой (1961), показали, что спородерма — оболочка пыльцевого зерна — содержит белки. В оболочке были обнаружены ферменты и аскорбиновая кислота, что указывает на жизнедеятельность этих плазматических белков. По миопию авторов, оболочка, проиизапиая. ответвлениями плазмы, сама по себе является живой, физиологически активной структурой, играющей ответственную роль во взаимодействии пыльцы с внешней средой, одной из важных сторон этого взаимодействия является осуществление плазматическими белками экстрацеллюлярпой секреции ферментов, лизирующих окружающий пыльцу субстрат.
Knox и Heslop-Harrison (1970) показали, что ответственные за аллергенность протеины выходят главным образом из спородермы, а не из содержимого пыльцевого зерна. Основная масса аллергенных протеипов, в том числе и наиболее сильных для людей аллергенов Е и К, содержится во внутреннем слое спородермы — целлюлозной питине. Специфические антигены не обнаруживаются в пыльниках Ambrosia spp. (Knox, Heslop-Harrison, 1971) до начала роста интины, а после окончания ее формирования не происходит повышения аллергенной активности в пересчете па одно пыльцевое зерно.
Упомянутые выше авторы придают особое значение споро дерме как источнику быстроэкстрагируемых антигенов, ответственных за поллинозы. Они полагают, что вещества из внутреннего содержимого пыльцы не имеют существенного значения в общей антигенности пыльцевого экстракта,
Высушивание и замораживание лишают пыльцу аллергенных свойств. Особенно активна свежая пыльца в период ее выделения из пыльников тычинок трав и деревьев. Попадая во влажную среду, например на слизистую оболочку, пыльцевое зерно набухает, его оболочка лопается н плазматические белки всасываются в кровь и лимфу, сенсибилизируя организм.
Не у всех растений пыльца обладает одинаковой стойкостью к внешним условиям, однако она сравнительно легко переносит низкие температуры (до — 220°С) и плохо — высокие. В большинстве случаев пыльца гигроскопична, легко впитывает влагу. В воздушно-сухом состоянии пыльца многих растений может сохранять жизнеспособность в течение длительного времени: например, у сливы — до 180—220 дней, у тюльпана — 38—108 дней, у финиковой пальмы — до 10 лет. Пыльца злаков остается жизнеспособной очень непродолжительный срок (3—5 дней у ячменя, пшеницы, кукурузы) (В. В. Суворов, 1961).
Исследования показали, что пыльца растений, вызывающая поллииозы, как правило, обладает следующими свойствами:
1. Пыльца должна принадлежать ветроопыляемым растениям, которые продуцируют ее в больших количествах. Исключением являются некоторые виды насекомоопыляемых растений, культивируемых в той или иной местности (например, подсолнечник — Helianthus — в Восточной Европе). Кроме того, садовники, цветоводы могут быть сенсибилизированы к пыльце насекомоопыляемых растений, так как вдыхают ее в больших количествах, у них это своего рода профессиональная болезнь.
2. Если пыльца не принадлежит ветроопыляемым растениям, то она должна продуцироваться в достаточно больших количествах, способных. вызвать сенсибилизацию организма.
3. Пыльца должна быть достаточно легкой и летучей, чтобы распространяться ветром на большие расстояния.
4. Пыльца должна принадлежать широко распространенным в стране растениям, например амброзии и злаковым травам в США и Европе.
5. Пыльца должна обладать выраженными аллергенными свойствами.
Содержание пыльцы в воздухе различно в разные периоды года, оно зависит от времени цветения деревьев, различных луговых трав и сорняков.
Существует несколько методов учета содержания пыльцы в воздухе.
Наиболее распространенным является гравиметрический способ. Применяемый для этой цели аппарат (рис. 17) состоит из двух параллельно-расположенных дисков диаметром
Гравитационный метод подсчета пыльцы в воздухе применяется многими исследователями (Ю. А. Порошина, А. А. Польиер, Ф. Ф. Лукшшова, 1964; С. Г. Губанкова, 1973). Он позволяет судить о содержании различных видов растительной пыльцы в воздухе изучаемой местности по дням, месяцам, сезонам (рис. 19).
В настоящее время с успехом применяется также автоматический метод подсчета пыльцы, при котором с помощью часового механизма количество пыльцы регистрируется каждый час в течение суток на специальной шкале.
Установлено, что большая часть пыльцы выбрасывается растениями в утренние часы (между 4 и 8 ч). Это совпадает с клиническими наблюдениями (больные поплиновом обычно особенно плохо чувствуют себя в это время).
Благодаря многочисленным ботаническим и клиническим исследованиям в настоящее время установлены виды растений, пыльца которых чаще всего вызывает поллинозы. Эти растения различны в странах Америки и Европы из-за особенностей географического положения и климата. Наиболее актргвными аллергенными свойствами обладает пыльца сорных трав и кустарников, значительными аллергенными свойствами — пыльца злаковых трав. Пыльца деревьев в аллергенном отношении гораздо менее активна, чем пыльца сорных растений и злаковых трав. В США самой частой причиной поллинозов является пыльца амброзии — широко распространенного там растения.
В Советском Союзе амброзия сильно распространена в Краснодарском и Ставропольском краях, Грозненской, Куйбышевской, Оренбургской, Волгоградской, Ростовской областях, Абхазской АССР, Адыгейской автономной области, Кабардинской, Северо-Осетинской и Башкирской АССР, а также в ряде областей Украины — Днепропетровской, Донецкой, Кировоградской, Запорожской, изредка в Луганской, Харьковской и Киевской (рис. 20).
Амброзия (Ambrosia) — карантинный сорняк. Она относится к обширному семейству сложноцветных. Период цветения амброзии начинается в августе и продолжается до первых заморозков, а иногда и дольше.
Растения рода амброзии представлены в Советском Союзе тремя видами: амброзия полыниолистная (Ambrosia artemisiifolia L.), амброзия трехраз-дельиая (Ambrosia trifida L.) и многолетняя амброзия голометельчатая (Ambrosia psilostacliya D.С). Из них наибольшее распространение и наиболее высокую аллергенную активность имеет первый вид (рис. 21).
Амброзия полыниолистная — однолетнее травянистое растение. Стебель растения прямой, наверху метельчатоветвистый, высотой 20—200 см. Нижние листья супротивные, верхние — очередные, Сидячие перистораз-дельиые, сверху темно-зеленые, почти голые, снизу серо-зеленые. Корзинки с тычиночными цветками полушаровидные или яйцевидные диаметром 4—-
Рис. 18. Календарь пыления растений в Моские за 1971—1975 гг. (по С. Г. Губанковой)
Рис. 19. Содержание пыльцы растений в воздухе Москвы в
Нередко, достигая
В Советском Союзе амброзия полыниолистная впервые была обнаружена ботаником С. Г. Колмаковым в
В период пыления амброзии образуется огромное количество пыльцы, которая может стать источником массовых аллергических заболеваний. Пыление амброзии полыннолистиой в Краснодарском крае начинается в-конце августа и продолжается до наступления заморозков (С. А. Котт 1953). Однако, по нашему предложению, А. И. Остроумов собирал пыльцу амброзии полыннолистиой в окрестностях Краснодара уже в первой половине августа, т. е. почти за месяц до срока цветения, указанного в работах и руководствах по ботанике для данного вида амброзии. Необходимо отметить, что амброзия растет не только на полях. Это растение часто можно встретить на улицах населенных пунктов, во дворах жилых домов, что создает условия для легкого контакта с ее пыльцой.
В европейских странах (Англия, Франция, Бельгия, Европейская часть России, Германия) самой частой причиной поллиноза служит пыльца трав широко распространенного семейства злаковых (Blackley, 1873; Duchame, 1955; Erdtmann, 1961, и др.).
Вопрос о химической природе пыльцевых аллергенов не является в настоящее время решенным. Относительно более подробно химический состав и аллергенные свойства отдельных фракций (белковых, углеводных, липоидных и т. д.), выделенных из пыльцы, изучен для различных
видов амброзии американскими исследователями. Менее изучены алллергенные свойства составных частей пыльцы злаковых трав, деревьев, кустарников.
Химический состав пыльцы амброзии определял еще Heyl (1917). По его данным, свежая пыльца содержит 5,3% воды и 94,7% сухого остатка. В сухом остатке он определил следующее содержание различных веществ:
Многочисленные попытки выделить из пыльцы амброзии фракцию, обладающую сильными аллергенными свойствами, до недавнего времени не имели успеха (Berrens, 1971). В настоящее время с помощью различных средств осаждения [(NH4)2S04, NaCl], диализа, гель-фильтрации, хроматографии получены фракции, значительно более активные, чем исходный нативный водный или водно-солевой экстракт пыльцы. Из пыльцы амброзии выделены антигены Е и К (King, 1974), которые оказались наиболее активными из всех ранее полученных другими авторами фракций. Антигены Е и К представляют собой белки с относительной молекулярной массой 38 000. Они составляют соответственно б и 3% от общего количества белка пыльцы амброзии.
В составе этих фракций 17,1% (Е) и 16,6% (К) азота и по 0,5% углеводов. Изоэлектрическая точка антигена Е находилась при рН 5,0, а антигона К — при рН 5,9. Принцип выделения этих фракций представлен King (1974) в виде схемы 4 (несколько сокращенно).
Антиген Е состоит из двух частей с относительной молекулярной массой 22 000 и 16 000, соединенных прочно нековалептиыми связями в водном нейтральном растворе. Части денатурированного антигена Е в 1000 раз менее активны в кожных пробах у людей, больных поллипозом.
Исследование химического состава антигенов Е и К, выделенных King, а также фракций, выделенных другими методами (Augustin et. al.), показало, что наиболее активными фракциями являются белки с относительной молекулярной массой от 5000 до 40 000. Фракции, богатые различными углеводами, как правило, оказывались малоактивными или соворшенно неактивными при испытании в кожных пробах у больных.
Азотсодержащая часть активного материала состояла из следующих: аминокислот: лизина, гистидина, аргинина, оксипролииа, аспарагииовой кислоты, трионина, серина, глютаминовой кислоты, пролииа, глицина, ала-нина, цистеина, метионина, валииа, изолейцина, лейцина, тирозина, фенил-аланина, триптофана. Кроме того, активный материал содержал арабинозу (2,4%), гексозамин (0,3%), гексуроновую кислоту (0,4%); в нем не обнаружеыо минеральных составных частей.
Коэффициент седиментации материала S20W составлял 3,0±0,1-10-13 см/с. Активную аллергенную фракцию, свободную от белков, получил из экстрактов пыльцы амброзии Sehon (1959). Он удалял весь белок из экстракта пыльцы амброзии, приготовленного по методу Кока, с помощью ультрацентрифугирования и мембранных фильтров и далее с помощью препаративного электрофореза получал весьма активную поляпептидную фракцию, состоящую из 8 аминокислот. Он назвал эту фракцию A—A1—D, она была в 1000 раз активное исходного экстракта. Активный полипептид состоял из аргинина, лизина, глютаминовой кислоты, глпцпна, аланина, оксипролнна, валина и норлейцина. Константа седиментации была 1,20-10-13 см/с.
Интересные данные получены по вопросу о свойствах аллергенов пыльцы трав. Установлено, что аллергены пыльцы луговых трав представляют собой белки с молекулярной массой от 10 000 до 32 000 (Augustin 1953— 1955, и др.), выпадающие в осадок при 50% насыщении сульфатом аммония. Они прочно связаны с углеводным пигментным комплексом, не отделяющимся от белка при диализе или при осаждении солями. При нагревании до 100°С в течение 20 мин белок не теряет способности вызывать кожные аллергические реакции (Cooke е. а.). Аллергенные свойства белков пыльцы трав оказались не связанными с их фосфатазной активностью (Augustin).
Malley с соавт. (1962), Marsh с соавт. (1966) предложили метод выделения аллергена из пыльцы тимофеевки луговой, сущность которого заключается в экстрагировании обезжиренных зерен пыльцы
и создает окрашенные (меланоидные) углеводно-пептидные комплексы с высокой аллергенной активностью. Эти комплексы осаждаются далее сульфатом аммония при 0,55% насыщении. Осадок растворяется в воде, диализируется и вновь осаждается спиртом с 10% глюкозой и
А. А. Польнер (1964) выделил из водного экстракта пыльцы ежи сборной путем осаждения сульфатом аммония 4 фракции белков п испытал их кожно-сенсибилизирующпе и гемагглютинирующие свойства. Наибольшими кожно-сенсибилизирующпми свойствами в реакции пассивной кожной анафилаксии на морских свинках обладала фракция белков пыльцы ежи сборной, которая осаждалась до 20% насыщения сульфатом аммония.
Augustin и Hayward (1962) показали, что экстракты из пыльцы ежи и тимофеевки содержат по крайней мере до 15 антигенных компонентов. Многие из них могут быть также аллергенами для человека. Такие основные аллергены были выделены в высокоочищенном виде.
Пыльцевые аллергены устойчивы к нагреванию и протеолитическим ферментам. Лишь после нагревания этих экстрактов при 100°С в течение часа и длительного действия трипсина п пепсина наблюдается значительное уменьшение аллергенной активности пыльцевых экстрактов. Пыльцевые аллергены разрушаются под влиянием щелочи, но они относительно устойчивы к кислотам.
Аллергены присутствуют не только в пыльце, но и в других частях растения. Семена и листья амброзии содержат общие с пыльцой аллергены, причем наибольшей активностью обладает пыльца, наименьшей — семена. Возможно, что поздней осенью, когда в воздухе уже нет пыльцы, частички листьев, ствола и семян растений могут вызывать аллергические реакции у чувствительных к амброзии лиц.
Известно, что пыльца растений обладает слабыми аллергенными свойствами по сравнению с белками, бактериями и другими антигенами. Поэтому для получения иммунной сыворотки у животных применяют сложные схемы иммунизации с использованием адъюванта Фрейнда. Более эффективна иммунизация животных прп использовании не экстрактов пыльцы, а при введении целых пыльцевых зерен в виде взвеси в масляном адъюванте.
Длительность иммунизации не имеет значения. Даже после двухлетней иммунизации кроликов титры антител в реакциях преципитации и пассивной гемагглютинации не были высокими (Augustin, 1959).
Среди разнообразных методов исследования антигенной структуры растительной пыльцы наиболее удобной оказалась реакция преципитации в агаре, предложенная Oudin (1946) и разработанная Ouchterlony (1949). Принцип этой реакции заключается в том, что экстракт пыльцы и соответствующая иммунная сыворотка, помещенные в нейтральный агар, диффундируют навстречу друг другу, и в зоне, где они оказываются в эквивалентном соотношении, образуются видимые линии преципитации. Количество таких линий указывает на минимальное число антигенных компонентов в пыльцевом экстракте. Этим методом в пыльце амброзии обнаружено 5—10 отличающихся друг от друга компонентов (А. И. Остроумов, 1964), в экстрактах пыльцы тимофеевки — 5—7 видов аптигепов, =1 экстрактах пыльцы деревьев — до 3 антигенов (Ф. Ф. Лукманова, 1УиI).
С помощью реакции преципитации в геле и ее модификаций в пыльце родственных растений обнаружены общие антигены. Антитела, которые образуются на пыльце одного вида растения, могут вступать в так называемые перекрестные реакции с антигенами пыльцы группы родственных растений, образуя общие линии преципитации.
Вместе с тем пыльца каждого вида растений имеет свой антигенный спектр, некоторые се антигены свойственны только для пыльцы дашюго вида растения. Поэтому в реакции преципитации между экстрактом пыльцы и соответствующей иммунной сывороткой образуются линии преципитации, которые не появляются между этой сывороткой и экстрактами пыльцы родственных растений.
Пыльца даже таких близких видов растений, как карликовая и гигантская амброзия, отличаются по своему антигенному составу.
Важен вопрос о соотношении аллергенных свойств пыльцы с ее антигенными свойствами и способностью вызывать образованно прецшштинов у кроликов. Как правило, все аллергенные фракции антигоипы в указанном смысле, но но все антигены пыльцы, вызывающие образование прецшштинов у кроликов, обладают аллергенными свойствами (Augustin, Sehoni ebal.).
Ф. Ф. Лукманова в нашей лаборатории с помощью реакции преципитации в геле но методу Оухтерлоии изучала антигенные свойства пыльцы: некоторых растоиий: тимофеевки луговой (Phleum pratense L.), ожи сборной (Dactylis glomerata L.), райграсса высокого (Arrlienatherum elatius L.),. клена американского или ясенелистного (Acer negundo L.), тополя душистого (Populus suaveoiens Fiscli.), березы пушистой и березы бородавчатой (Botula pubescons Ehrh., В. verrucosa Ehrh.), сосны обыкновенной (Pinus-silvestris L.), осины (Populus trenrala L.), ясеня обьишовениого (Fraxinus exselsior L.). Изучались такжо возможпые перекресиые реакции между антигенами пыльцы трав: тимофеевки, ежи, райграсса, овсяницы луговой (Festuca pratensis Huds.), ржи посевной (Secale cereale L.), пырея ползучего [Agropyron repens (L.) P. В.], костра берегового (Bromus riparius-Rehm.), мятлика лугового (Poa pratensis L.) и деревьев: тополя (Populus),. клена (Acer), березы (Betula), сосны (Pinus), осины (Populus tremula L.),. ясеня (Fraxinus), лещины обьшновенной или орешника (Corylus avellana. L.), ольхи серой [Alnus incana (L.) Moench] и ели обыкновенной (Picea excelsa Link).
Первую группу из 22 кроликов иммунизировали взвесью пыльцы со-стимулятором по Фрейнду по следующей схеме: 5% взвесь пыльцы в объеме 0,6 мл вводили в одну из задних лап подкожно, в другую лапу — внутримышечно. Инъекции повторяли через неделю в течение 3 нед. Курс иммунизации повторяли через каждые 2 мес. Пять кроликов были иммунизированы пыльцой тимофеевки, 4 — пыльцой ежи, 3 — пыльцой райграсса, 3 — пыльцой березы, 1 — пыльцой клена, 2 — пыльцой осины,. 1 — пыльцой сосны и 3 кролика — пыльцой ясеня.
Другой группе из 10 кроликов через 2 мес после 2 курсов иммунизации взвесью пыльцы со стимулятором вводили по 2 мл водно-солевого экстракта соответствующей пыльцы в течение 3 дней: первый день — внутрибрю-шинно, в последующие 2 дня — внутривенно. Таким комбинированным. методом было иммунизировано 4 кролика пыльцой тимофеевки, 1 кролик-пыльцой ежи, 1 — пыльцой райграсса, 1 — пыльцой березы, 2 — пыльцой, клена, 1 кролик — пыльцой тополя. Серию инъекций повторяли через-каждую неделю в течение 4 иед. Такое чередование курсов пммунизацшг взвесью пыльцы и экстрактом повторяли до получения высокой интенсивности иммунологических реакций. Интенсивность иммунизации оценивали в реакции преципитации по Оухтерлони. Для постановки реакции при-меняли водно-солевые экстракты различных видов пыльцы. Количество-общего азота в экстрактах определяли по Кьельдалю. Экстракты, приготовленные из различных видов пыльцы, содержали в 1 мл от 0,21 до 0,63 мг азота.
Более эффективным оказалось сочетание курсов иммунизации взвесью пыльцы со стимулятором с инъекциями водно-солевого экстракта. Так, например, антисыворотки кроликов, которым было проведено б курсов иммунизации взвесью пыльцы тимофеевки со стимулятором, давали соответственно 1 или 2 линии преципитации с гомологичным антигеном, а с антисывороткой кроликов при использовании комбинированного метода получено 3—5 специфических линий преципитации (рис. 22).
Как правило, в процессе иммунизации число линий преципитации увеличивалось.
Для выявления перекрестных реакций с полученными иммунными сыворотками (сыворотками к антигенам тимофеевки, райграсса и ежи) использованы экстракты из пыльцы ржи, овсяницы, пырея, мятлика и костра. Более четкие линии преципитации и наибольшее их число обнаружены в реакциях с экстрактом из пыльцы тимофеевки и соответствующей антисывороткой.
С увеличением числа специфических линий преципитации возрастало число перекрестных реакций.
Антисыворотки к пыльце тимофеевки наиболее часто давали перекрестные линии преципитации с экстрактом из пыльцы овсяницы, реже — с экстрактами из пыльцы райграсса и ежи. Не обнаружено перекресных реакций между антисывороткамп к пыльце трав и экстрактами из пыльцы деревьев. G антисывороткой к пыльце ежи сборной перекрестные линии преципитации часто возникали при использовании антигенов из пыльцы тимофеевки, овсяницы и райграсса, а с антисывороткой к райграссу — с антигенами из пыльцы тимофеевки, овсяницы и ежи. Перекрестные реакции получены также с антигенами из пыльцы указанных выше видов деревьев.
По сравнению с пыльцой трав пыльца деревьев вызывала более слабую выраоотку антител у кроликов. Антисыворотки к пыльце деревьев давали положительную реакцию после 4—5 курсов иммунизации, тогда как четкие линии преципитации с антисывороткамп к пыльце трав выявлялись, как правило, после 2-го курса иммунизации.
Пыльца трав обладает более выраженными аллергенными свойствами, чем пыльца деревьев. При сравнении частоты полученных кожных аллергических реакций обнаружено, что 68 из 72 больных поллинозом реагировали на антиген из пыльцы злаков и лишь 4 больных — на антиген из хгыльцы деревьев, причем наибольший процент положительных проб получен с экстрактом пыльцы тимофеевки.
По-видимому, наблюдаемые по методу Оухтерлони перекрестные реакции свидетельствуют об общности антигенных свойств у пыльцы родственных растений. Наличие общих антигенных свойств у различных видов пыльцы может обусловливать, по нашему мнению, поливалентность кожных проб у больных с аллергическими заболеваниями.