Analysis of long-term average pollination periods of birch and cereal grass

Full Text

Введение

Поллиноз является одним из наиболее часто встречающихся аллергических заболеваний, в России его распространенность составляет от 12,7 до 24,3 %, по некоторым территориям – до 38,1 % [1], что подтверждает актуальность проблемы пыльцевой аллергии для медицины. Пыльцевые зерна березы в средней полосе России являются основной причиной поллиноза [2]. Их очень высокая концентрация в начале сезона палинации вызывает внезапные аллергические симптомы у чувствительных к этому аллергену людей [3]. Колебания концентрации пыльцевых зерен в воздухе существенно влияют на симптомы у аллергиков, поэтому так важен аэропалинологический мониторинг. В медицинской литературе четко не определен клинически значимый и научно обоснованный порог воздействия пыльцевого аллергена (минимальное количество переносимых по воздуху пыльцевых зерен, достаточное для запуска аллергической реакции) [4–6]. По мнению O. Pfaar et al. (2011), порог воздействия пыльцевых зерен на симптомы у людей с аллергией может широко варьироваться [7]. В исследовании D. Caillaud et al. (2014) показано, что пороги воздействия пыльцевого аллергена обычно находятся в относительно низком диапазоне измеряемых концентраций между 0 и 100 пыльцевых зерен в кубическом метре (п.з./м³) воздуха [8]. Было установлено, что при концентрации более 30 п.з./м³ в сутки уже могут появляться первые симптомы у отдельных пациентов, а при значении больше 80 п.з./м³ воздуха в сутки – 90 % страдающих поллинозом имеют клинические проявления [9].

У разных исследователей [7; 10] разработаны различные методы описания продолжительности сезона пыления, определения начала и окончания периодов пыления. Целевая группа экспертов European Academy of Allergy & Clinical Immunology (EAACI), состоящая как из аэробиологов, так и из врачей, в позиционном документе EAACI position paper [11] дала рекомендации по расчету характеристик сезона пыления наиболее аллергенных растений (береза, злаковые травы, кипарис, олива, амброзия), разработанные для применения единых подходов при анализе результатов эффективности аллергенспецифической терапии (АСИТ). АСИТ является единственным патогенетическим методом лечения, изменяющим иммунный ответ на причинно-значимый аллерген [12]. Именно высокая значимость метода АСИТ послужила основанием для стандартизации подходов в оценке его эффективности у пациентов с поллинозом с учетом фактических характеристик пыльцевого спектра. В исследовании O. Pfaar et al. (2020) сезон пыления, рассчитанный с применением новых критериев оценки, хорошо соответствовал динамике изменения специфических симптомов пыльцевой аллергии на березу (в большей степени) и злаки [13].

В средней полосе России пыльцевые зерна березы доминируют в пыльцевом спектре деревьев [14; 15] и являются одним из наиболее значимых аллергенов пыльцевой группы [16]. Злаковые травы входят в спектр ведущих семейств флоры России и отдельных регионов, а их пыльца обладает выраженной аллергенной активностью [17]. Поэтому интерес исследователей к характеристикам сезона выделения аллергенной пыльцы имеет практическое и научное значение.

Цель исследования – провести анализ средних многолетних значений периодов пыления березы и злаковых трав.

Материалы и методы исследования

Аэропалинологический мониторинг проводился ежегодно с 1 апреля по 30 сентября с 2010 по 2019 г. и в 2023 г. (с 2020 по 2022 г. – не осуществлен по техническим причинам) с помощью волюметрических пыльцеуловителей Буркарда и Ланзони, установленных на высоте около 20 м. Принцип действия пыльцеуловителей основан на принудительной подаче 14,4 м³/сут объема воздуха. Улавливающая поверхность в пыльцеуловителе представлена прозрачной неклейкой лентой, на поверхность которой нанесена смесь, способствующая оседанию на ленте пыльцевых зерен и других частиц, находящихся в воздухе. Каждый препарат просматривался при помощи светового микроскопа OLYMPUS BX 51 с системой визуализации изображений DP51 и программным обеспечением CELL B. Для идентификации принадлежности пыльцевых зерен были использованы атласы, палинологические пособия и материалы международной палинологической базы данных (Pollen Databases). Концентрация пыльцевых зерен отмечалась в виде количества п.з./м³ воздуха в сутки.

Описание сезонов выделения пыльцевых зерен березы и злаковых трав осуществлялось двумя методами. В одном случае (метод I) определялся основной период пыления (ОПП) по временному интервалу, в течение которого содержание пыльцевых зерен в атмосфере составляло 98 % от суммарного годового количества пыльцевых зерен этого вида (ОПП 98): дата начала сезона определялась, когда суммарное количество пыльцевых зерен березы составило 1 %, а дата окончания – при достижении 99 % от суммарной годовой концентрации пыльцевых зерен [18]. В другом случае (метод II) при определении сезона пыления (СП) по методике EAACI началом СП березы считался 1-й день из серии 5 дней (из 7 дней подряд), в каждый из которых концентрация пыльцевых зерен была не менее 10 п.з./м³, а суммарная концентрация пыльцевых зерен за эти 5 дней не менее 100 п.з./м³, дата окончания СП березы – последний день из серии 5 дней (из 7 последовательных дней) с концентрацией пыльцевых зерен не менее 10 п.з./м³ и с суммарной концентрацией за эти 5 дней не менее 100 п.з./м³. Для сезона пыления злаковых трав по методике EAACI дата начала СП определялась в 1-й день из серии 5 дней (из 7 дней подряд), в каждый из которых концентрация пыльцевых зерен была не менее 3 п.з./м³, а суммарная концентрация пыльцевых зерен за эти 5 дней не менее 30 п.з./м³, дата окончания СП – последний день из серии 5 дней (из 7 последовательных дней) с концентрацией пыльцевых зерен не менее 3 п.з./м³ и с суммарной концентрацией за эти 5 дней не менее 30 п.з./м³ [11].

Для описательной статистики использовали медиану (Me) и межквартильный размах [25Q; 75Q]. Различия между медианными значениями определяли на основе U-критерия Манна – Уитни. Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием программ Microsoft Excel® 2016, Statistica 6.

Результаты и их обсуждение

Анализ общей пыльцевой продуктивности показал, что суммарная концентрация пыльцевых зерен березы за период наблюдения варьировалась от 1057 до 37541 п.з./м³. Годы с наиболее высокой продуктивностью (более 30000 п.з./м³) – 2014, 2016, 2019, с наиболее низкой (менее 10000 п.з./м³) – 2012, 2013, 2017, 2018, 2023 (табл. 1).

 

Таблица 1. Основные характеристики сезонов пыления березы

Год наблюдения	Суммарная концентрация пыльцевых зерен за год, п.з./м3	Метод I (ОПП 98)			Метод II (СП)
		Начало*	Окончание*	Продолжительность, дни	Начало*	Окончание*	Продолжительность, дни
2010	19478	114	141	27	110	142	32
2011	19764	119	141	22	117	147	30
2012	4483	107	188	81	112	143	31
2013	1057	107	126	19	119	127	8
2014	37541	122	149	27	119	155	36
2015	20314	120	142	22	119	143	24
2016	37487	113	150	37	106	154	48
2017	3024	122	162	40	122	162	40
2018	5784	119	169	50	136	142	6
2019	32094	121	152	31	120	152	32
2020	-	-	-	-	-	-	-
2021	-	-	-	-	-	-	-
2022	-	-	-	-	-	-	-
2023	2688	114	177	63	114	136	22
Me [25Q; 75Q]	19478 [3024; 32094]	119 [113; 121]	150 [141; 169]	31 [22; 50]	119 [112; 120]	143 [142; 154]	31 [22; 36]

Примечание: * – день от 1 января.

 

Для пыльцевых зерен березы медианные значения начала пыления в разные годы приходились на третью декаду апреля – первую декаду мая, а окончания пыления – на третью декаду мая или первую декаду июня. В 2023 г. сезон пыления березы составил 22 дня с началом в третью декаду апреля (24 апреля) и окончанием во вторую декаду мая (16 мая), при расчете по методу II. Однако продолжительность основного периода пыления, рассчитанная по методу I, составила 63 дня за счет низких значений количества пыльцевых зерен по окончанию пыления. Не установлено статистически значимых различий между характеристиками периодов пыления березы при расчете методами I и II: днем начала пыления (р = 0,9), днем окончания пыления (р = 0,88), продолжительностью пыления (р = 0,82).

Суммарная концентрация пыльцы злаков за период наблюдения варьировалась от 50 до 2147 п.з./м³. Годы с наиболее высокой продуктивностью (более 1000 п.з./м³) – 2012, 2015, с наиболее низкой (менее 500 п.з./м³) – 2010, 2013, 2014, 2016, 2023 (табл. 2).

 

Таблица 2. Основные характеристики сезонов пыления злаков

Год наблюдения	Суммарная концентрация пыльцевых зерен за год, п.з./м3	Метод I (ОПП 98)			Метод II (СП)
		Начало*	Окончание*	Продолжительность, дни	Начало*	Окончание*	Продолжительность, дни
2010	446	157	215	58	171	202	31
2011	861	162	234	72	167	235	68
2012	1100	153	239	86	162	199	37
2013	180	183	229	46	183	194	11
2014	391	152	236	84	165	197	32
2015	2147	152	214	62	152	201	49
2016	238	140	191	51	155	186	31
2017	766	160	226	66	169	202	33
2018	916	169	235	66	169	211	42
2019	522	162	235	73	143	235	92
2020	-	-	-	-	-	-	-
2021	-	-	-	-	-	-	-
2022	-	-	-	-	-	-	-
2023	50	157	201	44	-	-	-
Me [25Q; 75Q]	522 [238; 916]	158 [152; 162]	231,5 [215; 235]	66 [58; 73]	166 [155; 169]	201 [197; 211]	35 [31; 49]

Примечание: * – день от 1 января.

 

Медианные значения начала пыления злаков приходились на первую – вторую декаду июня, окончание пыления – на вторую-третью декаду июля при расчете по методу II. Нами установлены статистически значимые различия между продолжительностями пыления при расчете методами I и II: период пыления злаков по методу I более продолжительный (р = 0,01), доходит до второй декады августа, так как дни окончания пыления за наблюдаемый период регистрировались позже (р = 0,02).

В 2023 г. период пыления злаков составил 44 дня (расчет по методу I), начался в первую декаду июня (6 июня), завершился во вторую декаду июля (20 июля). Подсчет пыльцы злаков по методу II провести не удалось в связи с низкими концентрациями пыльцы.

Характеристики пыления представляют собой важную информацию для пациентов с пыльцевой аллергией для оценки рисков обострения, определения тактики лечения аллергии на пыльцу и оценки его эффективности. Симптомы поллиноза у пациентов могут зависеть не только от интенсивности и эффективности лечения, но и от особенностей сезонных характеристик пыления, с учетом значительных межсезонных различий. Интенсивность сезона пыления березы существенно меняется из года в год, а различия между последовательными годами могут быть очень высокими [19]. Зарегистрированная нами интенсивность пыления березы по показателю суммарной концентрации пыльцевых зерен за сезон в 2013 и 2014 гг. различалась в 35 раз (см. табл. 1). Межсезонные различия сезонной продуктивности пыления злаков были менее выражены и за два последовательных года не превышали 9-кратных различий, как в 2015 и 2016 гг. (см. табл. 2).

По данным пыльцевого мониторинга в г. Перми количество пыльцевых зерен березы намного превосходит пыльцевые зерна остальных видов. Для характеристики пыления березы ранее использовалась методика определения ОПП 98 [20]. Применение нового метода характеристик пыльцевого сезона, рекомендованного EAACI (2017), дает сопоставимые результаты, хоть и имеет некоторые различия. Так, в нашей работе расчет продолжительности пыления злаковых трав за 2023 г. по методике EAACI сделать не удалось в связи с крайне низкими значениями сезонной пыльцевой продуктивности (см. табл. 2). Следует заметить, что в этот год значения сезонной продуктивности были самыми низкими за представленный период наблюдения.

Выводы

Таким образом, установлена высокая межсезонная изменчивость суммарной концентрации пыльцевых зерен аллергенных растений, интенсивность пыления березы за сезон в 2013 и 2014 гг. различалась в 35 раз, злаков в 2015, 2016 гг. – в 9 раз. Представлена характеристика начала, окончания и продолжительности сезонов пыления березы и злаков в соответствии с актуальными международными рекомендациями. Врачу важно учитывать межсезонную изменчивость сезонов пыления деревьев и трав, так как тип пыления может повлиять на диагностику и лечение пациента.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов:

Девяткова Е.А., Минаева Н.В., Новоселова Л.В., Банковская Л.А., Девяткова Г.И. – концепция исследования.

Девяткова Е.А. – обзор литературы.

Новоселова Л.В. – сбор материалов.

Девяткова Е.А. – статистическая обработка материалов.

Девяткова Е.А., Минаева Н.В., Тарасова М.В., Девяткова Г.И. – анализ полученных данных.

Девяткова Е.А., Минаева Н.В. – подготовка и написание текста статьи.

Новоселова Л.В., Банковская Л.А., Тарасова М.В., Девяткова Г.И. – редактирование статьи.

Все авторы ознакомились с результатами работы и одобрили окончательный вариант текста статьи.

Ограничение исследования. Проведенное исследование соответствует стандартам Хельсинкской декларации, одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера, протокол № 7 от 22.09.2025.

About the authors

E. A. Devyatkova

Ye.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4754-2862

Lecturer of the Department of Public Health and Healthcare with a Course in Healthcare Informatization

Russian Federation, Perm

N. V. Minaeva

Ye.A. Vagner Perm State Medical University

Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2573-9173

DSc (Medicine), Professor, Head of the Department of Pediatrics with a Course in Outpatient Pediatrics

Russian Federation, Perm

L. V. Novoselova

Perm State National Research University

Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9470-4065

DSc (Biology), Professor of the Department of Botany and Plant Genetics

Russian Federation, Perm

L. A. Bankovskaya

Ye.A. Vagner Perm State Medical University

Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4267-8031

DSc (Medicine), Professor, Head of the Department of Public Health and Healthcare with a Course in Healthcare Informatization

Russian Federation, Perm

M. V. Tarasova

Perm Regional Clinical Hospital

Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5237-9863

PhD (Medicine), Head of the Department of Allergology and Immunology

Russian Federation, Perm

G. I. Devyatkova

Ye.A. Vagner Perm State Medical University

Email: lizadev94@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2318-9390

DSc (Medicine), Professor of the Department of Public Health and Healthcare with a Course in Healthcare Informatization

Russian Federation, Perm

References

Supplementary files