Вопросами морфологии, биохимии и физиологии пыльцы растений занимается специальная наука палинология, или полинистика. Дифференциальная диагностика различных видов пыльцы представляет собой очень сложную и трудную задачу. 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 указать, что из множества видов злаковых, распространённых в умеренной зоне земного шара, в Англии причиной поллинозов 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,
Для приготовления аллергенов из пыльцы различных видов растений необходимо уметь отличать пыльцу одного вида или семейства растений от пыльцы другого семейства. Для некоторых видов растений, например некоторых деревьев (берёза, ольха, орешник), отличить пыльцу одного вида от другого сравнительного легко по особенностям её строения, хорошо видимым под микроскопом. В то же время пыльца злаковых трав насолько мало отличается морфологически у отдельных видов (тимофеевка, овсяница, мятлик), что отличить пыльцу одного вида травы от другого представляет очень большие трудности даже для специалиста.
Учитывая, что поллинозы вызываются сравнительно небольшим числом видом трав, сорняков и деревьев, предложено несколько сокращенных и упрощенных классификаций и атласов для тех видов пыльцы, которые имеют наибольшее значение для диагностики поллинозов.
При электронной микроскопии пыльцы установлено, что зрелые пыльцевые зёрна содержат митохондрии, тельца Гольджи и включения дву видов. Одни включения содержат липиды, а другие состоят из белковых веществ. В пыльце некоторых растений найдены зёрна крахмала.
Пыльца содержит большое число питательных веществ: сахар, жиры, минеральные соли, белки и витамины, особенно группы Е, содержание которых колеблется от 21 до 170 мг/100г.
Кроме жиров (которых много у сложноцветных и мало у злаковых), углеводов и витаминов, в состав пыльцы входят различные неорганические вещества, содержащие K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, P, пигменты и различные ферменты: амилаза, каталаза, протеаза, пектиназа, липаза, нуклеаза, цитаза, карбоксилаза, пепсин, трипсин, эрипсин и др.
Высушивание и замораживание разрушают пыльцу и лишают её аллергенных свойств. Особенно активна свежая пыльца – в период её выделения из пыльников тычинок трав и деревьев. Попадая во влажную среду, например на слизистые оболочки, пыльцевое зерно набухает, его оболочка лопается, а внутреннее содержимое – плазма, обладающая аллергенными свойствами, всасывается в кровь и лимфу и сенсибилизирует 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.
Гравитационный метод подсчёта пыльцы в воздухе с успехом применяется в настоящее время многими исследователями. Он позволяет судить о содержании различных видов растительной пыльцы в воздухе изучаемой местности по дням, месяцам, сезонам и составлять специальные ботанические карты для каждого отдельного района.
С помощью этого метода исследования было установлено, что большая часть пыльцы выбрасывается растениями в утренние часы (между 4 и 8 часами). Это совпадает с клиническими наблюдениями (больные поллинозом обычно особенно плохо чувствуют себя в это время).
Благодаря многочисленным ботаническим и клиническим исследованиям в настоящее время известны виды растений, пыльца которых чаще всего вызывает поллинозы, причём эти растения различны в странах Америки и Европы из-за особенностей географического положения и климата. Наибольшей активностью аллергенных свойств обладает пыльца сорных трав и кустарников. Значительными аллергенными свойствами обладает пыльца злаков трав. Пыльца деревьев в аллергенном отношении значительно менее активна, чем пыльца сорных растений и злаковых трав.
Самой частой причиной поллинозов является пыльца амброзии.
Амброзия – распространённое растение, относится к обширному семейству сложноцветных. Период цветения амброзии начинается в августе и продолжается до первых заморозков, а иногда и дольше. В период цветения амброзии образуется огромное количество пыльцы, которая может стать источником массовых аллергических заболеваний. Это растение часто можно встретить на улицах населённых пунктах, во дворах жилых домов, что создаёт условия для лёгкого контакта с её пыльцой.
Интересные данные получены по вопросу о свойствах аллергенов пыльцы трав. Установлено, что аллергены пыльцы луговых трав представляют собой белки с молекулярным весом от 10000 до 32000 выпадающие в осадок при 50% насыщении сернокислым аммонием. При нагревании до 100 С в течение 20 мин. белок не теряет способности вызывать кожные аллергические реакции. Аллергенные свойства белков пыльцы трав оказались не связанными с их фосфатазой активностью.
Пыльцевые аллергены устойчивы к нагреванию и протеолитическим ферментам. Наблюдается лишь большое уменьшение аллергенной активности пыльцевых экстрактов после нагревания этих экстрактов при 100 С в течение часа и длительного действия трипсина и пепсина. Пыльцевые аллергены разрушаются под влиянием щелочи, но они относительно устойчевы к кислотам.
Аллергены присутствуют не только в пыльце, но и в других частях растениях. Семена и листья амброзии содержат общие с пыльцой аллергены, при чём 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. По этому для получения иммунной сыворотки у животных применяют сложные схемы иммунизации с использованием адъюванта Фрейнда. Более эффективной была иммунизация животных к пыльце растений при использовании не экстрактов пыльцы, а при введении целых пыльцевых зёрен в виде взвесив масляном адъюванте. Длительность иммунизации также не имеет значения.
Более эффективным оказалось сочетание курсов иммунизации взвесью пыльцы со стимулятором с инъекциями водно-солевого экстракта. Так например, антисыроватки кроликов, которым было проведено 6 курсов иммунизации взвесью пыльцы тимофеевки со стимулятором, давали соответственно 1 или 2 линии преципитации с гомологичным антигеном, а с антисыроваткой кроликов при использовании комбинированного метода получено 3 – 5 специфических линий преципитаций.
Как правило, в процессе иммунизации число линий преципитации увеличивалось.
Пыльца трав обладает более выраженными аллергенными свойствами чем пыльца деревьев. При сравнении частоты полученных кожных аллергических реакций обнаружено, что 68 из 72 больных сенной лихорадкой реагировали на антиген из пыльцы злаков и лишь 4 больных – на антиген из пыльцы деревьев, при чём 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 поливалентность кожных проб у больных аллергическими заболеваниями.
Аллергены животного происхождения
Любая ткань любого вида животного, попадая в организм человека парентерально и будучи веществом, содержащим белки, обладает антигенными свойствами и может вызвать различные аллергические реакции. Наиболее изученные аллергены животного происхождения – аллергены покровных тканей, или эпиаллергены. К ним относятся частички слущенного эпидермиса с кожи животных, или перхоть, волосы, ногти, перья, копыта, когти, клювы, чешуя змей, рыб, кожа лягушек, и пр. Практически наиболее важными являются аллергенные свойства перхоти человека и животных, шерсти различных животных, перьев птиц. Аллергические реакции к эпиаллергенам встречаются среди работников вивариев (к шерсти кроликов, морских свинок), овцеводов, коневодов, работников ипподрома, кавалеристов, работников птицеферм, парикмахеров (аллергия к волосам и перхоти человека). По сравнению с другими видами экзоаллергенов эпиаллергены сенсибилизируют относительно слабее.
Аллергены из насекомых готовят как водно-солевые экстракты из порошка растёртых и обезжиренных насекомых. В качестве обехжиривающих веществ применяют эфир, ацетон, петролейный эфир и др. Экстракты консервируют с прибавлением мертиолата 1: 10 000. Хитин покровных тканей насекомых представляет собой ацетильный полимер глюкозамина, совершенно нетастворимый в воде и потому не являющийся аллергеном. Однако многие другие белковые вещества насекомых экстрагируются и сообщают экстрактам аллергенные свойства.
Перлман подробно изучал перекрёстные аллергические реакции у больных, имеющих аллергию по отношению к одному из видов насекомых, с аллергенами из насекомых других видов. Он показал, что часто наблюдаются аллергические реакции по отношению к аллергенам из насекомых одного семейства. Чаще перекрёстные аллергические реакции выявляются в пределах класса или отряда. Изолированные реакции на один из видов насекомых возникают очень редко.