Univerzita Karlova v Praze

Univerzita Karlova v Praze Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Katedra biologických a lékařských věd

Roztoči a alergie (bakalářská práce)

Vedoucí bakalářské práce: PharmDr. Petr Jílek, CSc. Hradec Králové, 2011

Veronika Hrabcová

„Prohlašuji, ţe tato bakalářská práce je mým původním autorským dílem a veškeré myšlenky, data a jejich zdroje, z nichţ jsem pro zpracování čerpala, řádně cituji. Práce nebyla vyuţita pro získání jiného kvalifikačního titulu.

datum :

podpis:

Děkuji PharmDr. Petru Jílkovi, CSc. za odbornou pomoc a ochotu při řešení mé bakalářské práce.

Obsah

1

Abstrakt

5

2

Abstract

6

3

Zadání – cíl práce

7

4

Imunitní systém

8

5

4.1

Alergie

8

4.2

Alergeny

8

Roztoči

9

5.1

Dermatophagoides pteronyssinus

10

5.2

Dermatophagoides farinae

11

5.3

Euroglyphus maynei

12

6

Alergeny

13

7

Životní cyklus roztočů

15

8

Podmínky ovlivňující roztoče

16

9

8.1

Biotické faktory

16

8.2

Abiotické faktory

16

8.2.1

Vzdušná vlhkost

17

8.2.2

Teplota

21

Způsoby redukce alergenů

28

10 Vývoj modelů předpovídající množství roztočů v obydlí

34

11 Závěr

36

12 Seznam použité literatury

38

1 Abstrakt Veronika Hrabcová Alergie a Roztoči Bakalářská práce Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové Zdravotnická bioanalytika - Zdravotní laborant

Cíl práce: Na základě literárních údajů jsme se pokusili objasnit, jaký vliv má vlhkost a teplota na populaci roztočů v obydlí. Jaké jsou mechanismy redukce roztočů a zda v minulosti měla kolísavá teplota a vymrzávání přikrývek vliv na výskyt alergie. Hlavní poznatky: Populaci roztočů ovlivňuje spousta různých faktorů, nejvýznamnějšími jsou teplota a vlhkost. Roztoči druhu D. pteronyssinus upřednostňují podmínky okolo 23°C a 75% relativní vlhkosti (RH). Během zimy se v domácnostech běţně vyskytuje průměrná vlhkost vzduchu okolo 25-45% RH. Přes den jsou roztoči vystavováni kolísavé vlhkosti, které jsou poměrně dobře přizpůsobeni. V kombinaci s teplotou je však moţné vytvořit nepříznivé prostředí pro jejich vývoj a přeţití. Kdyţ vzroste teplota, RH klesne pod kritickou mez vlhkosti (CEH – critical equilibrium humidity) a roztoči nejsou schopni získávat vodu z okolního prostředí a tak doplňovat jejich ztráty způsobené vypařováním. Podobné podmínky jako v ovzduší platí i v matracích. Na těchto principech byly zkoumány různé způsoby sniţování počtu roztočů a koncentrace alergenu. Mechanická ventilace, odvlhčovač vzduchu, zmrazování, pouţívání vysavačů aj. způsoby, ovlivňují populaci roztočů jen minimálně. Proto jsou snahy vyvinout počítačové modely, které sestaví nejdostupnější způsob, jak nastavit jednotlivé parametry tak, aby došlo k redukci populace roztočů. Závěr: Zváţili jsme všechny faktory, kterými jsou roztoči ovlivňování. S přihlédnutím k podmínkám ve starých domech, jsme došli k závěru, ţe populace roztočů a produkce alergenu byla v podstatě udrţována na niţší hladině. Stejně tak i výskyt alergie mohl být niţší neţ v současnosti.

5

2 Abstract Veronika Hrabcová Allergy and house dust mites. Bachelor thesis Charles University in Prague, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Healthcare bioanalytics - Medical Laboratory Technician

Background: Based on the literature we attempted to clarify the effect of moisture and temperature on the population of mites in dwellings. What are the mechanisms that reduce house dust mites and whether in the past fluctuating temperature and blankets freezing influenced the incidence of allergy.

Main findings: The population of mites affecting many different factors, the most important are temperature and humidity. Mites D. pteronyssinus preferred the conditions of 23 ° C and 75% relative humidity (RH). During the winter, we can commonly found in homes average humidity around 25-45% RH. Through the day, mites are exposed to the fluctuating humidity, which are relatively well adapted. In combination with temperature, it is possible to create an unfavorable environment for their development and survival. When temperature increases, RH decreases below critical threshold humidity (CEH - Critical equilibrium humidity) and the mites are unable to obtain water from the ambient environment and thus complement their losses due to evaporation. Similar conditions apply as well in the air mattresses. On these principles have been explored various ways of reducing the number of mites and allergen concentrations. Mechanical ventilation, dehumidifier, freezing, using vacuum methods, etc., affect the population of mites only minimally. Therefore, efforts to develop computer models, that could draw up the most affordable way to set different parameters, so that there was a reduction of the population of mites.

Conclusion: We considered all the factors which influence the mites. With regard to the conditions in old buildings, we concluded that the population of dust mites and allergen production was essentially maintained at a lower level. Likewise, the allergy may be lower than at present. 6

3 Zadání – cíl práce Tématem mé bakalářské práce jsou alergie a roztoči. Pokusíme se zde na základě literárních údajů objasnit, jaký vliv má vlhkost a teplota na populaci roztočů v obydlí. Jaké jsou mechanismy redukce roztočů a zda v minulosti měla kolísavá teplota a vymrzávání přikrývek vliv na výskyt alergie.

7

4 Imunitní systém Hlavní funkcí imunitního systému je bránit tělo před vlivy vnějšího prostředí a udrţovat tak vnitřní homeostázu. Imunita je schopnost organismu rozpoznat vlastní struktury od cizích, cizí struktury pak pomocí buněk prezentovat a takto označené buňky následně likvidovat. (1, 2) K přenosu informací mezi buňkami imunitního systému dochází několika způsoby. Jedním z nich je bezprostřední kontakt buněk prostřednictvím membránových interakcí, zprostředkovaný receptory a na ně se vázajícími ligandy. Další způsob je kontakt na dálku pomocí biologicky aktivních látek např. cytokiny, leukotrieny, tromboxany, prostaglandiny nebo oxidem dusnatým. Konečným efektem přenosů informací je buněčná proliferace, coţ je klíčová vlastnost imunitního systému. (3) Dochází ke vzniku nových buněk a k rozvoji imunitní reakce. Poruch v intenzitě imunologické reakce je celá řada, jednou z nejvýznamnějších jsou alergie.

4.1 Alergie Alergie je nefyziologická reakce prvního typu zprostředkovaná protilátkami typu IgE. Protilátkami zprostředkovaná imunopatologická reaktivita se po expozici alergenu objeví pouze u geneticky disponovaných osob s abnormální imunitní reaktivitou. Expozice u osob s normální imunitou vede k fyziologické odpovědi, projevující se tvorbou specifických protilátek třídy IgG. (1-3) IgE protilátky, tvořené ve zvýšené míře při kontaktu s alergenem, jsou navázány na ţírné buňky a basofily. Při přemostění alespoň dvou FcεRI receptoru alergenem prostřednictvím IgE dochází k uvolnění mediátorů (histaminu, heparinu, proteolytických enzymů, chemotaktických faktorů) ze zásobních granulí. Klinickým projevem můţe být celková anafylaktická reakce, některé typy asthma bronchiale, alergický zánět spojivek, rýma, astma, kopřivka a angioedém. (1,2)

4.2 Alergeny Alergeny jsou látky (antigeny) vyvolávající alergickou reakci. Jedná se většinou o glykoproteiny (imunoglobuliny typu E), které senzibilizují pacienta přes kůţi, dýchací cesty nebo gastrointestinální trakt. Nejčastějšími inhalačními aler8

geny jsou roztoči, pyly, plísně a alergeny domácích zvířat. Poměrně běţné jsou i alergie vyvolané potravinami a léky. (1-3)

5 Roztoči Roztoči patří mezi nejvýznamnější alergeny domácího prostředí.(2) Důleţitým zjištěním byl fakt, ţe roztoči jsou hlavním zdrojem alergenů obsaţených v domácím prachu. (4) Ţiví se zbytky kůţe nebo houbami rostoucích na zbytcích kůţe.(6) Roztoče řadíme je mezi Čleňovce podkmen Chelicerata, třída Arachnida, řád Acari. Acari obývají nejrůznější prostředí od nosních pasáţí ptáků a savců, přes průdušnici hmyzu aţ po vlasové váčky člověka. Spousta druhů parazituje na nejrůznějších rostlinách, jiní se ţiví krví ptáků a savců. Řada těchto roztočů dokáţe po kontaktu senzibilizovat vnímavého jedince, avšak druhy, které se nejčastěji vyskytují v domácnostech, spadají do podřádu Astigmata a rodu Pyroglyphidae. Z 13 druhů nalezených v domácím prachu jsou nejběţnější Dermatophagoides farinae, Dermatophagoides pteronyssinus a Euroglyphus maynei vyskytující se v mírném podnebí. V tropických oblastech převaţuje Blomia tropicalis z rodu Echymyopodidae. (5) Původními zdroji roztočů byly ptačí hnízda a dnes jsou jimi v bytech postele, koberce, čalouněný nábytek, hračky aj. (2) Nejvyšší počet roztočů bývá nalezený v povlečení, čalouněném nábytku nebo v kobercích. V matracích a čalouněném nábytku se vyskytuje méně druhů neţ v koberci. (6) V minulosti došlo ke změně vybavení domů, které podpořilo rozšíření roztočů. Zavedení ústředního topení způsobilo, ţe v pokojích, kromě loţnice, jsou stále teploty kolem 17-25 °C, které jsou vhodné pro růst roztočů. Další změnou bylo zavedení vakuových čističů koberců, takţe koberce uţ nejsou vynášeny z místnosti a vyprašovány, ale leţí na zemi od stěny ke stěně přes celý pokoj. Praní povlečení a loţního prádla pracími prášky při nízké teplotě vody také ţivé roztoče nezabije ani nepoškodí. Sníţení větrání za účelem šetření energie zvyšuje vlhkost, která se tak stává optimální pro růst roztočů. Na druhou stranu klimatizace vzdušnou vlhkost redukuje a můţe být účinná při kontrole růstu roztočů. (6) 9

5.1 Dermatophagoides pteronyssinus Jsou drobní roztoči, dospělci jsou velcí 500-700 µm, jejich kutikula je velmi jemně koţovitě zvrásněná, na konci tarsů nese okrouhlý pulvilus a malý drápek. Na bříšní straně těla se nachází řiť. U obou pohlaví jsou vestigiální genitální orgány. Vulva samice je tvarována do obráceného písmene Y nebo V. Olejové ţlázy vystupují mezi brvami L2 a L3. (7) Samice je velká 340 µm a samec 260 µm. Tělo je bělavé, hustě koţovité aţ na propodosomatální a opisthosomatální štítek, který u obou pohlaví zasahuje v podobě úzkeho jazyka od konce těla nad aţ nad kořeny IV. noh. Samice má bursu copulatrix tvaru deštníku. Anální štítek samce, který nese pár přisavek, je lemován silným chitinózním valem. Epimery (kyčelní plošky kráčivých končetin) I. noh jsou u samice i samce volné, jejich konce jsou ohnuty směrem k okraji těla. Samec má tarsus I (distální část nohy) zakončen jedním trnem a tarsus II je bez trnů. (7) Obrázek 1 Základní anatomie roztoče (13)

10

Vyskyt roztočů kolísá v závislosti na ročním období . Nejvyšší stavy bývají v prvních podzimních a posledních letních měsících (srpen-říjen), kdy jejich počet v bytech dosahuje pěti aţ šesti násobku stavů zjištěných v zimních nebo jarních měsících. (7)

Obrázek 2 Dermatophagoides pteronyssinus (14)

5.2 Dermatophagoides farinae Samice jsou dlouhé 420 µm a samci 300 µm. Jsou mohutnější i zavalitější neţ předchozí druh. Opisthosomatální štítek nedosahuje úrovně IV kyčlí. Bursa copulatrix není nápadná. Nohy I u samce nejsou zhoustlé, epimery I se většinou dotýkají nebo jsou srostlé. Nohy IV jsou asi 1,5 krát kratší neţ III nohy. Tento druh převládá v Americe nad druhem Dermatophagoides pteronyssinus. (7)

Obrázek 3 Dermatophagoides farinae (14)

11

5.3 Euroglyphus maynei Samičky dorůstají velikosti 270 µm a samečci 200 µm. Na konci je tělo mírně vykrojeno. Kořen kopulační trubice u samice je vejcovitý a výrazně ţlutý. Bursa copulatrix je nenápadná. U samečků chybí sklerotizovaný val kolem přísavek. (7) Bylo zjištěno, ţe tři čtvrtiny počtu Euroglyphus maynei v domácím prachu se vyskytuje v matracích oproti kobercům a prachu na zemi. Na přehozech a polštářích byla také zjištěna niţší hustota roztočů neţ v matracích a v měkkých hračkách. Mezi stářím domu, centrálním topením a hustotou roztočů nebyl pozorován ţádný vztah, ale byla nalezena souvislost mezi hustou a relativní pokojovou vlhkostí. (8) Dynamikou růstu populace Euroglyphus maynei se mnoho publikací nezabývá a proto není moţné je porovnat s populací Dermatophagoides spp. I přesto bylo zjištěno, ţe populace dosahuje maxim dvakrát ročně a to v dubnu a říjnu. Naproti tomu minimum bylo pozorováno v období mezi srpnem a říjnem.(8)

12

6 Alergeny Významným zdrojem alergenů jsou proteiny spojeny se zaţíváním a trávením roztočů. Mezi další zdroje alergenů patří enzymy spojené s procesem, kdy roztoč přechází do dalšího vývojového stádia. Sliny ulpívající na povrchu potravy mohou také obsahovat alergeny. Supercoxální ţlázy produkují sekret, který se podílí na aktivním příjmu vody. Jeho součástí jsou bílkoviny, chlorid sodný a draselný. Po smrti roztoče se uvolňuje ve vodě rozpustná bílkovina, která také můţe mít strukturu alergenu. (5) Další způsob, kterým roztoči vylučují produkty nebo sekrety, je kladení vajíček a vylučování sekretu boční olejovou ţlázou. V souvislosti s kladením vajíček nebyla prokázána alergenicita a u olejových ţláz je to ještě předmětem dalších studií. (6) Rozvoj v molekulární biologii a biochemických postupech umoţnil podrobnou molekulovou charakterizaci alergenů, jejich purifikaci do vysoké čistoty a určení jejich fyzikálně chemických charakteristik např. molekulovou hmotnost, typy postranslačních úprav a pro mnohé je známa i struktura jejich molekul. (3) Klonováním genů byly získány některé alergeny v absolutní čistotě. Organizací WHO/IUIS byla vypracována nomenklatura plně definovaných alergenů. Název alergenů se tvoří podle několika pravidel. První tři písmena jsou z rodového jména, po mezeře následuje jedno písmeno z druhového jména a po druhé mezeře se uvádí arabská číslice, která určuje konkrétní alergen. (3) Byly uznány dva hlavní typy antigenu rodu Dermatophagoides. Skupina prvního typu má relativní molekulovou hmotnost (Mr) 25000. Jsou to tepelně nestabilní glykoproteiny s aktivitou cysteinových proteáz. Roztoči je vylučují stolicí a pochází z buněk sliznice střevního traktu. Alergeny vykazují strukturní homologii, mají podobné sekvence aminokyselin na N konci a kříţovou reaktivitu. Bylo zaznamenáno, ţe alergeny první skupiny mohou být produkovány jako preproteiny a aktivovány aţ v respiračním systému glutationem obsaţeným v slizničním hlenu. Do této skupiny patří Der p 1, Der f 1 a Der m 1. Der p 1 můţe štěpit na membráně lidských B buněk CD23 IgE receptor a CD25 podjednotku T buněk IL-2 receptoru, které posilují jeho alergenicitu.(5,6) 13

Jako hraniční mnoţství antigenu prvního typu pro výskyt respiračních manifestací a zejména astmatu u alergických jedinců, byla v různých studiích potvrzena dávka 10 µg alergenu na gram domácího prachu (součet mnoţství hlavních alergenů Der p 1 a Der f 1). (15) Kříţová reaktivita byla prokázána mezi Der p 1, Der f 1 a Der m 1, mezi skupinami prvního typu a druhého typu naopak nebyla pozorována ţádná kříţová reaktivita nebo strukturální podobnost. Der f 1 a Der p 1 mají druhově specifické epitopy, ale i přes to je jejich sekvenční homologie je 80%. (5,6) Druhá skupina se liší oproti první niţší relativní molekulovou hmotností (Mr = 15000). Alergeny druhé skupiny disponují vyšší strukturní homologií, mají téměř totoţné N konce, i kříţovou reaktivitou. Alergeny z této skupiny nejsou glykosylovány a jsou spojovány se sekrecí pohlavního ústrojí u samečků. Sekvenční homologie je 88% u Der p 2 a Der f 2. K rozlišení první a druhé skupiny alergenu byly vyvinuty konkrétní imunologické testy, vyuţívající specifické monoklonální protilátky a antiséra. Vyuţívají se celosvětově k určení hladiny alergenů. (5,6) Většina alergiků vytváří IgE protilátky proti oběma typům alergenu.(6) V následující tabulce jsou porovnány obě skupiny alergenu i frekvence reaktivity. Tabulka 1. Charakteristika I. a II. skupiny alergenů a jejich procentuální reakce u citlivých jedinců (5)

Skupina Charakteristické Molekulová Frekvence Alergenů alergeny hmotnost reaktivity (kd) (%)

I.

Der p 1, Der f 1, Der m 1, Eur m 1

II.

Der f 2, Der p 2, Eur m 2, Tyr p 2, Lep d 2

25

>90

14

>90

14

Homologie

Cysteinová proteáza, homology podobné enzymům papainu, actinidinu, cathepsinu H a B, bromelaninu a freinu Homologie s proteinem primátů

nadvarlat

7 Životní cyklus roztočů Ke zjištění zda má různě vysoká teplota v pokoji a odlišná vlhkost okolního vzduchu významný vliv na populaci roztočů je nutné nejprve se seznámit s vývojovým cyklem roztočů a s podmínkami, které ho ovlivňují. Celý vývoj od vajíčka aţ po dospělého roztoče trvá 23-30 dní. Po 1-3 dnech se dostaví pohlavní zralost u dospělých roztočů. Při reprodukci se sameček připevní k samičce análními přísavkami. Následná kopulace trvá aţ dva dny. V této době pohyblivá samička s sebou vláčí připevněného samečka. Po páření klade samička na povrch, v závislosti na okolních podmínkách, jedno aţ tři vajíčka za den. V následujícím období se z vajíček vylíhnou larvy, které se vyvíjejí ve stádia nymf. Vývoj pyroglyphoidních roztočů nemá stádium deutonymfy, takţe z protonymfy, která má jediný pár genitálních ţláz, se vyvíjí rovnou tritonymfa.Stádia protonymfy a tritonymfy jsou oddělená svlékáním, jednotlivá stádia se liší velikostí a morfologií. Spektrum IgE vázajících proteinů se neliší u dospělců a larev, ale u protonymf a tritonymf alergeny nebyly zkoumány. (7,9) Samičky mohou být oplodňovány samečky v průběhu celého ţivota, ale z kopulace v druhé polovině ţivota nevznikají vývoje schopné zárodky. Samice má více period kladení vajíček. První trvá asi 30 dní a samička během ní klade 1-2 vajíčka denně. Po krátké přetávce nastane druhá a po ní někdy i třetí perioda, ale počet vajíček nakladených v těchto periodách je nepatrný. V těle samičky zůstávají vajíčka poměrně dlouho, takţe v preparátech lze vidět uvnitř těla vajíčka s plně vyvinutými larvami. Dospělý člověk ztácí týdně asi 5g zrohovatělé části svrchní kůţe, coţ bohatě pokryje nároky roztočů na stravu. (7) Euroglyphus maynei má stejná vývojová stadia jako jiní z rodu Pyroglyphidae. Vajíčka jsou elipsoidního tvaru, mají průměr okolo 50-70 µm a délku přibliţně 100-150 µm. Líhnutí trvá hodinu aţ jeden den, závisí to na teplotě a vlhkosti. Následuje fáze, ve které larva nepřijímá potravu, poté larva zduří a přisedne. Po svlečení se vyvine v protonymfu. V tomto období jsou roztoči relativně neaktivní, většinou se pomalu pohybují jenom v okolí potravy, kterou po celé období konzumují. Dalším stadiem je deutonymfa a po ní následuje tritonymfa. Stádium tritonymfy vstupuje před posledním svlékáním do krátkého období klidu. (8) 15

8 Podmínky ovlivňující roztoče Je mnoho faktorů prostředí, které ovlivňují roztoče v průběhu celého vývojového cyklu. Řada studií tyto faktory zkoumala a snaţila se vymezit limitující faktory, které by následně pouţila pro kontrolu a redukci roztočů.

8.1 Biotické faktory Mezi biotické faktory se řadí všechny ţivé organismy, které ovlivňují další ţivé organismy. Běţnou sloţkou vyskytující se v domácím prachu jsou houby. V minulosti se zjistilo, ţe houby mají na roztoče jak negativní tak pozitivní vliv. Aspergillus amstelodami poskytuje roztočům výhodu natrávených lipidů a Aspergilus penicillioides jim poskytuje steroly a vitamíny. Oproti tomu ale Aspergilus penicillioides a Wallemia sebi prodluţují čas vývoje, zvyšují úmrtnost nedospělých stádií a zkracují délku dospělosti. Tyto antagonistické účinky mohou vysvětlit selhání antibiotika Natamycinu při pokusu o kontrolu a regulaci roztočů. (9) Predace a kompetice nemá při regulaci roztočů velký význam. Rod Cheyletus ţivící se domácími roztoči se vyskytuje v domácnostech v niţším mnoţství neţ by bylo potřeba pro stabilní rovnováhu predátor-kořist a v laboratorních podmínkách není schopný kontrolovat populaci jiných roztočů. (9)

8.2 Abiotické faktory Mnoho abiotických faktorů bylo zkoumáno pro jejich vliv na domácí roztoče. Po zjištění limitních hodnot byly následně vyuţity k regulaci a kontrole populace roztočů. V následující tabulce jsou vyjmenovány některé z nich.

16

Tabulka 2 Vliv prostředí na roztoče a využití těchto podmínek k jejich kontrole (9)

Vliv prostředí

Vliv na roztoče nebo úroveň alergenu

Kontrolní vyuţití

vlhkost

+

ventilace, vzdušné nebo slunečné vysoušení matrací praní při teplotě > 55 °C, parní čištění, elektrické přikrývky podlahové topení vyhnout se pruţinovým, pouţívat nepropustné pokrývky

typ topení

+

typ matrace

+/0

stáří matrace

+/0

typy lůţkovin

+/0

koberce

+

měkké hračky

+

pouţívat nepropustné pokrývky, prát odstranit, vyhýbat se vlněným, čistit párou prát, nechat vymrznout

8.2.1 Vzdušná vlhkost Abiotické faktory významně ovlivňují dynamiku růstu a rozvoje roztočů. V prostředí obývaném roztoči nenajdeme ţádný zdroj kapalné vody, proto jsou závislí na vzdušné vlhkosti a na vodě přijímané potravou. (12) Mezi roztoči nebo hladinou jejich alergenů a vzdušnou vlhkosti byl prokázán významný vztah v mnoha studiích. Zeměpisné rozšíření a sezónní výskyt, lze také vysvětlit pomocí vzdušné vlhkosti. Protoţe roztoči regulují příjem vody pomocí kutikuly, je důleţitá vysoká vlhkost okolního vzduchu, aby předešli vysokým ztrátám vody. Supracoxální ţlázy zajišťují aktivní příjem vodní páry z okolí. Pokud je absolutní vlhkost vzduchu v místnosti přes 7 g/kg nebo přes 45% relativní vzdušné vlhkosti při 20 °C, bude populace roztočů narůstat. Míra výskytu roztočů při určité vlhkosti je však také významně ovlivněna teplotou. Roztoči přeţívají široké rozmezí vlhkostí, stádium protonymfy je dokonce rezistentní k vysychání, coţ umoţňuje roztočům přeţívat delší období s nízkou vlhkostí. Studie potvrdily, ţe roztoči rodu Dermatophagoides mají do roka čtyři generace proloţené klidovými fázemi v souvislosti s nízkou vlhkostí vzduchu. Rozhodující vliv vlhkosti na populaci roztočů se vyuţíva k jejich kontrole pomocí ventilace a klimatizačnich systémů. (9)

17

U lidí trpící alergií na roztoče se doporučuje udrţovat relativní vlhkost vzduchu pod 50% jako jeden ze způsobu regulace populace roztočů. Avšak během dne se v domácnosti provádí mnoho činností (vaření, koupání apod.), které tuto rovnováhu narušují, proto Arlian a spol. zkoumali, jak kolísavé změny ve vlhkosti ovlivní vývoj Dermatophagoides farinae. (10) Kdyţ je relativní vzdušná vlhkost kolem kritického minima, tak roztoči přeţívají díky schopnosti aktivně získat vodu z okolního nenasyceného vzduchu. Pro Dermatophagoides farinae je kritická vlhkost v rozmezí od 55 do 73% RH závisející na okolní teplotě. Délka ţivotního cyklu je také ovlivněna různou vlhkostí vzduchu. Bylo zjištěno, ţe příjem vody samičkami D. farinae při konstantní relativní vlhkosti ≥ 75% vysoce převyšuje ztrátu vody při dehydrataci (≤ 52.5% RH). Relativní vzdušná vlhkost a teplotní podmínky, ve kterých ţije D. farinae během dne kolísají. To dokazuje, ţe několik hodin vlhkosti denně stačí roztočům přeţít do dalšího dne. (10) Jen 41% z populace D. farinae dokončí ţivotní cyklus, pokud bude během dne vystavena po 8 hod. vlhkému vzduchu (75% RH) a zbylých 16 hod. suchému vzduchu (0% RH). Vývoj za těchto podmínek je 1.6 krát delší neţ vývoj při stálé vlhkosti 75% RH. Kdyţ budou roztoči během dne vystaveni vlhkosti pouze 2 nebo 4 hodiny, nedojde k dokončení vývojového cyklu, avšak 44 – 53% roztočů přeţije ve stádiu larvy nebo nymfy po dobu 70 dní. 84% dospělců za těchto podmínek přeţije po dobu 28 dní a produkuje přibliţně jednu třetinu vajíček oproti podmínkám při stálé 75% vlhkosti. Při uvedení těchto roztočů do podmínek se stálou relativní vlhkosti 75% většina z nich vývoj dokončí. Studie ukázala, ţe D. farinae je dobře přizpůsobena pro přeţití v suchém prostředí. (10, 11) V mírném podnebí se po dobu tří měsíců zimní topné sezóny v domácnostech běţně vyskytují podmínky s průměrnou vlhkostí vzduchu 2545% RH. Dříve zmíněné činnosti v domácnosti poskytují roztočům kolísavé podmínky, kdy je relativní vzdušná vlhkost větší neţ 50%. Předchozí studie vystavovala roztoče extrémním podmínkám, aby zjistila, jak se roztoči adaptují a zda přeţijí střídání takových podmínek. Proto byla prováděna za extrémních

18

podmínek, které se běţně v domácnostech nevyskytují a kterých se v tropických oblastech nedá dosáhnout odvlhčovači vzduchu. (10) Arlian provedl ještě další studii pro porovnání a zjistil, ţe při reţimu 4 nebo 6 hod. vlhkého vzduchu denně (75% RH) a následném udrţováním po zbytek dne při 35% RH, byli roztoči schopni vývojový cyklus dokončit (z vajíček se stali dospělci). Čas vývojového cyklu byl kratší, jak se prodluţovalo období vlhkosti (75% RH). Roztoči ztrácejí vodu ve stejném poměru při 0% RH i při 35% RH, ale při porovnání pasivního přijmu vody za stejných podmínek je příjem niţší při RH 0%, proto je vysychání rychlejší. Zajímavé je, ţe přeţití nedospělých stádií bylo niţší při relativní vlhkosti 35%, neţ kdyţ byli roztoči vystaveni 0% RH. Ukazuje to, ţe nedospělá stádia jsou více odolná proti vysychání, po vystavení extrémním podmínkám neţ při RH 35%, proč tomu tak je, zatím není známo.(10) Jako adaptace na delší období sucha byla u druhu D. farinae pozorována delší klidové setrvání ve stádiích protonymfy nebo tritonymfy. (10) Pro kontrolu populace domácích roztočů se doporučuje sníţit vnitřní relativní vlhkost vzduchu pod hodnotu pod 50%. Jak vyplývá ze studie, tak toto doporučení platí, pokud vlhkost vzduchu nekolísá nad 50% po dobu delší neţ několik hodin denně. Je zřejmé, ţe při 35% vlhkosti po dobu 6 nebo 4 hodin denně, jsou roztoči schopni přeţít a dokončit svůj vývojový cyklus. Doba, za kterou roztoči dosáhnou stádia dospělce, je při 4, 6 a 8 hod. 75% vlhkosti 2; 1,6 a 1,4 krát delší neţ při stálé 75% RH. Proto takové samostatné sníţení vlhkosti není dostatečné pro úplnou eliminaci D. farinae. Avšak sníţené přeţívání nedospělých stádií roztočů a jejich delší vývojový čas vede k rychlejšímu poklesu populace neţ při RH >50%. (10) Pokud chceme kontrolovat populaci D. farinae a D. pteronyssinus, měli bychom také zváţit, ţe v matracích probíhají stejné kolísavé změny ve vlhkosti, které jsou podobné změnám v okolním vzduchu. Změny se odvíjejí od toho, po jakou dobu jsou matrace obsazené. Při 21 °C; 4, 6 a 8 hod. vlhkosti (75% RH) a 35% RH během zbytku dne byl u D. farinae v průběhu osmi týdnů pozorován významný nárůst populace. Pokud byla roztočům poskytnuta 75% RH pouze po dobu 2 hod. denně, přeţívali po dobu 10 týdnů. (10) 19

Podobné výsledky přinesly i studie prováděné na druhu D. pteronyssinus. Hustota populace vzrůstala v průběhu sedmi týdnů, kdyţ byli roztoči vystavování podmínkám 6, 12 a 18 hod. vlhkosti (RH 90%) a po zbytek dne zůstávali udrţování při 10% vlhkosti. Populace se nezměnila, pokud jí byla poskytnuta 90% vlhkost vzduchu pouze 3 hod. denně při 20 °C. Při teplotě 16 °C, 3 hod vlhkosti 76% a 21 hod. 36% RH samičky kladly vajíčka, vzhledem k tomu 6 hod. vystavení 76% vlhkosti podporovalo prosperující populace. Nebyly provedeny experimenty ke zjištění, jak je délka ţivotního cyklu D. pteronyssinus ovlivněna kolísavou vlhkostí (období vlhka po dobu 4 a 6 hod. a následným vysychání).(10) V suchém mírném podnebí převládá D. farinae nad D. pteronyssinus, z čeho můţeme vyvodit, ţe vývojová stádia D. pteronyssinus nejsou tak dobře přizpůsobená přeţít a dokončit vývojový cyklus při nízké vlhkosti nebo cyklus za stejných podmínek dokončí později neţ D. farinae. (10) Byly zjištěny rozdíly v rozšíření D. farinae a D. pteronyssinus jak v zeměpisných oblastech tak mezi domy ve stejné oblasti. (10) Většina studií, které řešily problematiku vzdušné vlhkosti a teploty byla prováděna v Evropě nebo Severní Americe, ale na Novém Zélandě se podařilo rozšířit rozsah zkoumaných podmínek. Protoţe se v loţnicích většinou přes zimu netopí, byly tam naměřeny teploty okolo 10 °C. Nízká teplota značně prodlouţí čas potřebný k ukončení vývojového cyklu a sníţí relativní vzdušnou vlhkost, potřebnou pro přeţití roztočů. (12) Byly zavedeny dvě simulace rozdílných podmínek. V prvním pokusu byly nastaveny podmínky odpovídající suchému létu, kde teplota sinusově dosahovala od 18 °C do 25 °C a relativní vlhkost byla od 38% do 60%. V druhém pokusu pak relativní vlhkost pohybovala v rozmezí od 55% do 70% a teplota v rozmezí 18 – 23 °C, coţ simulovalo podmínky vlhkého léta. (12) V suchých podmínkách roztoči neprospívali, všichni zanikli ve stadiu vajíček nebo larev. Roztoči udrţovaní při podmínkách odpovídajícím vlhkému létu přeţívali lépe neţ za konstantních podmínek a 42% se doţilo dospělosti. Samečci a samičky se rozvíjeli stejnou rychlostí a i jejich délka ţivota byla stejná. 20

Míra úmrtnosti byla stejná u roztočů ţijících ve vlhkých podmínkách a u roztočů pocházejících z konstantních podmínek, avšak u roztočů chovaných při nízké RH byla významně vyšší. (12) Jeden izolovaný sameček D. pteronyssinus přeţil za podmínek 10°C a 75% RH po dobu 839 dní, coţ byla nejdelší doba naměřena u tohoto druhu. (12) Ze studie vyplývá, ţe D. pteronyssinus upřednostňuje podmínky okolo 23°C a 75% RH. V nedospělých stádiích byla pozorována vysoká úmrtnost i za optimálních podmínek. Tato studie se lišila ve více stránkách spojených s vývojem a plodností roztočů oproti studii provedené v Severní Americe. Roztoči z Nového Zélandu ţili v porovnání s roztoči ze Severní Ameriky dvakrát déle, ale kladli v porovnání s nimi dvakrát méně vajíček. Velký význam na dynamiku populace roztočů mělo kolísaní teploty v širším rozmezí, neţ bylo zjištěno v Severní Americe. (12) Při nízké vlhkosti dosáhla úmrtnost 100% za deset dní při 28 °C a 50% RH. Podmínky v rozsahu vlhkosti v rozmezí 60 aţ 38% RH zabráni roztočům ve vývoji, proto není nezbytné udrţovat nízkou vlhkost. Roztoči udrţování při podmínkách vlhkého léta přeţívali úspěšněji neţ roztoči ze suchého léta. Roztoči udrţování ve vysoké vlhkosti se doţili dospělosti dvakrát častěji neţ roztoči uchováváni v konstantních podmínkách. Tolerance roztočů kolísavých podmínek je významná, mohou přeţívat i roky při teplotě 10 °C, pokud zůstane zachována i dostatečná vlhkost. (12) Dynamika populace roztočů za sinusově kolísavých podmínek je stejná jako dynamika populace při konstantních podmínkách (23 °C, 75% RH). (12) 8.2.2 Teplota Dalším významným faktorem, který ovlivňuje populaci roztočů je teplota. Hlavně proto, ţe ovlivňuje relativní vlhkost (RH), která je pro roztoče ţivotně důleţitá. Kdyţ RH klesne pod kritickou mez vlhkosti (CEH – critical equilibrium humidity), roztoči nejsou schopni získávat vodu z okolního prostředí a tak doplňovat jejich ztráty způsobené vypařováním. CEH se zvyšuje se zvyšující teplo-

21

tou a je vyjádřeno v procentech RH. Zvýšení teploty povede ke sníţení vlhkosti pod CEH a tím k vysušování roztočů. (17) Na základě těchto skutečností byla provedena studie, zda podlahové topení vytváří nepříznivé podmínky pro roztoče ţijící na zemi. Nejsou známy přesné podmínky vytápěné podlahy během dne. Další věc je, ţe se podlahové topení pouţívá pouze v zimě a ne celoročně. A nesmíme zapomenout ani na fakt, ţe roztoči Dermatophagoides farinae jsou schopni přeţívat dlouhé období při nízké vlhkosti, kdy se nemnoţí, nerostou a neprodukují alergeny. (17) V domech s ústředním topením bylo nalezeno více roztočů neţ v domech s podlahovým topením, tento rozdíl ale nebyl nijak velký. V matracích pocházejících z domů s podlahovým topením bylo méně Der p 1 alergenu neţ v domech s centrálním topením, ale koncentrace alergenu Der f 1 byla stejná. Obecně lze říci na základě provedených studií, ţe koncentrace alergenu v čalouněném nábytku a postelích jsou niţší v domech s podlahovým vytápěním a v domech bez koberců. (17) Na jaře byly zaznamenány velmi nízké hodnoty ţijících roztočů v domech s podlahovým vytápěním a také v zimě jich bylo pár zaznamenáno. Ale mohlo se jednat o roztoče pocházející z jiných částí domů. (17) Byla zjištěna hodnota CEH pro teploty 15, 20, 30 a 35 °C u kmene D. farinae a pro D. pteronyssinus pouze pro dvě teploty. 56 - 58% RH odpovídá hodnotě CEH při teplotě 16 °C a 58 – 60% při teplotě 20 °C. Hodnoty vlhkosti pro D. farinae jsou obecně niţší pro teplotu 20 °C je to 55% vlhkost apod. (17) Domácí činnosti (vaření, koupání apod.), jak jiţ bylo zmíněno výše, zvyšují RH nad hodnotou CEH a tím vytvářejí příznivé podmínky pro roztoče v domech s centrálním topením i v domech s podlahovým vytápěním. Roztočům stačí pár hodin denně vysoké vlhkosti k udrţení vodní bilance. Studie ukázaly, ţe k vyhubení D. pteronyssinus je třeba udrţovat nízkou vlhkost po několik týdnů. (17) Tyhle podmínky není moţné v domácnostech udrţet po dostatečně dlouhou dobu, ale podmínky, které se tam vyskytují, jsou velmi blízké limitu tolerance, proto se v zimě roztoči vyskytují velmi málo. Redukce vnitřní vlhkosti vzdu22

chu, zvýšení teploty podlahy nebo obojí sníţí RH pod CEH v průběhu zimy. (17) Nízká koncentrace alergenu v Německu, Nizozemsku, Dánsku, Velké Británii a Švédsku je spojována s nízkou vnitřní vlhkostí vzduchu a vysvětlována vymíráním roztočů na vysychání během zimy. Redukce a kontrola populace roztočů je častěji prováděná v zimě, kdy snaze dosáhneme vhodných podmínek. Pokud se však nepodaří zničit roztoče v zimě má redukce RH mnohem větší vliv na roztoče v létě, protoţe při vyšších teplotách mají i vyšší nároky na RH pro udrţení CEH. Rychlost produkce alergenu a reprodukce jsou v zimě nízké díky nízké teplotě podlah a nevytápěných loţnic, ne kvůli nízkému RH. Během léta je produkce alergenu vyšší díky sníţené pokojové regulaci. Sníţením RH dosáhneme sníţení rychlosti rozmnoţování, růstu ale i produkce alergenu. (17) Na základě dřívějších poznatků, lze předpokládat, ţe v zimním období je RH okolního vzduchu příliš nízká, aby roztoči mohli přeţívat, ale v matracích, kde vlhkost vzroste, pokud je postel obsazená, mohou stále ţít. (18) Ke zjištění, zda mohou roztoči při těchto podmínkách přeţívat, byli vystaveni podmínkám vysoké vlhkosti (RH 90%) po dobu 0; 1,5; 3; 6 a 12 hod. kaţdý den, zatímco zbytek dne byli při nízké vlhkosti (10% RH). Přeţívali za podmínek, kdy dostávali vysokou vlhkost pouze 1,5 hod. denně a při 3 hod. dávce vlhkosti byli schopni se rozmnoţovat. Proto můţe být průměrná vlhkost zavádějící pro uvádění schopnosti přeţití roztočů. (18) Měření RH bylo prováděno pod matracovinou a uprostřed pěnového jádra. Při obsazení postele roste vlhkost, ale většinou to není dostatečné, protoţe zároveň s ní roste i teplota. Jak jiţ bylo uvedeno dříve s vyšší teplotou, mají roztoči i vyšší poţadavky na okolní vlhkost. Z toho vyplývá, ţe by bylo moţné kontrolovat hladinu roztočů regulací vody v okolním vzduchu. Na základě měření okolního vzduchu a pravidel pro změny teploty a vlhkosti v posteli, by bylo moţné, jednoduše vyhodnotit pro roztoče nepříznivé ţivotní podmínky. (18) V mírném podnebí se během zimy dá poměrně snadno udrţet vnitřní RH na nízké hodnotě, protoţe absolutní vlhkost atmosféry je také nízká. Avšak 23

v matracích, kde roztoči ţijí hluboko v pěně, je obtíţné udrţet vlhkost pod CEH, protoţe zdroj vody roztočům poskytuje potící člověk vyuţívající postel. A protoţe v jiných částech domu nemají roztoči vhodné podmínky pro přeţití, jsou postele povaţovány za zásobárnu roztočů během zimy. (18) V průzkumu prováděném v Nizozemsku, byli roztoči nalezeni v postelích pouze v zimě. V Dánsku byla pozorována sníţená vlhkost a také celkově sníţené mnoţství roztočů v celém domě. Hotelové a nemocniční postele mají také nízkou hodnotu alergenu i roztočů. (18) Kolik roztočů přeţije do následujícího jara, zajišťuje počet dostupných úkrytů. Počet roztočů, kteří přeţijí podmínky suché zimy, do jisté míry určují, nárůst počtu roztočů a hladiny alergenu v následujícím jaře a létě. A proto je důleţité pochopit, jak je moţné udrţet postele bez roztočů i při poskytování vlhkosti během noci. (18) Měření RH a teploty bylo provedeno pod matracovinou a 4.5 cm v pěně matrace. Průběh vlhkosti a teploty přímo pod matracovinou je zobrazen na následujícím obrázku. (18)

Obrázek 4 Změna teploty (°C), absolutní vlhkosti (AH) a relativní vlhkosti (RH) v obsazené posteli, měření provedeno v červenci (18)

24

Absolutní vlhkost se zpočátku rychleji přiblíţí rovnováze neţ teplota, coţ vede k prudkému vzrůstu RH a následnému poklesu, kvůli stálému růstu teploty (Obr. 4B a 5B). Opačný účinek byl zaznamenán po tom, co byla postel uvolněna. Vodní pára zmizela v průběhu 30 min. velmi rychle, RH klesla na niţší úroveň, neţ byla okolní relativní vlhkost, ale teplota byla stálé zvýšená (přikrývka byla odstraněna po uvolnění postele). Zpočátku při stoupající teplotě byla část páry, která se vypařovala z těla spícího člověka, vsáknutá matrací (polyuretanová pěna). Po uvolnění postele nastal opačný účinek Obr. 5.

Obrázek 5 Změna teploty (°C), absolutní vlhkosti (AH) a relativní vlhkosti (RH) v obsazené posteli, měření provedeno v únoru (18)

Na základě údajů o D. farinae se RH zvedlo nad CEH v průběhu méně neţ 5 min. od startu. Tato délka je pro roztoče k dosaţení obnovení vodní bilance nedostatečná. Křivka pro D. pteronyssinus pravděpodobně leţí výš na křivce RH. (18)

25

To ţe RH zůstává pod CEH je ukázáno dále. Během chladných a suchých zimních dnů byly nízké teploty v loţnici kompenzovány poměrně silným zvýšením teploty. To mělo za následek, ţe zvýšení teploty sníţilo růst RH a také je za vyšší teploty vyšší CEH. RH v neobsazené posteli je nad CEH (viz. Obr. 4). Ke změně této příznivé situace pro roztoče dojde, kdyţ je postel obsazena, protoţe jak jiţ bylo zmíněno výše, s rostoucí teplotou se zvyšují nároky roztočů na vlhkost a vlhkost poskytovaná člověkem v posteli není pro roztoče dostačujícím zdrojem. (18) Změny RH a teploty v oblasti dále od těla byly mnohem pomalejší a v tomto případě se podmínky blíţily optimu u D. pteronyssinus i u D. farinae (25 °C, 75% RH). Pokud byla vlhkost okolního vzduchu nízká, tak RH v matraci nikdy nepřesáhlo hodnotou CEH. Je však klidně moţné, ţe by to mohlo nastat, pokud by podmínky na Obr. 6 byly jen trochu jiné. Stačil by k tomu lehký pokles absolutní vlhkosti (AH) okolního vzduchu. (18)

Obrázek 6 Změna teploty (°C), absolutní vlhkosti (AH) a relativní vlhkosti (RH) v obsazené posteli, měření provedeno v září ve vzdálenosti 4.5 cm pod povrchem matrace (18)

26

Nezávisle na okolních podmínkách bylo AH navýšeno o 8 -10 g/kg. Oproti tomu nárůst teploty nepřímo závisí na okolní teplotě. Rovnováha teploty byla trochu ovlivněna okolními podmínkami. Z čeho vyplývá, ţe CEH byla silně ovlivněna teplotou těla člověka, kdyţ byla okolní teplota nízká. Nejvyšší RH je uvnitř přikrývky poloţené na pouţívané posteli. Na základě těchto zjištění byly prováděny časově náročné výzkumy, jak mechanická ventilace, odvlhčovač vzduchu ovlivní teplotu a vlhkost. (18) Tato studie překvapivě zjistila, ţe i přes to, ţe roztoči umí dobře vyuţívat omezený zdroj vlhkosti, tak přes zimu byly nalezeny postele bez roztočů. Tento jev je vysvětlován právě souvislostí vyšších poţadavků při zvýšené teplotě podobu obsazení postele. Nároky na vlhkost nejsou dostatečně pokryty ani potícím se člověkem. To ţe roztoči přeţijí zimu v matracích nebo čalouněných ţidlích, je méně pravděpodobné neţ se dříve zdálo, ale je to moţné. (18)

27

9 Způsoby redukce alergenů Jak je jiţ zřejmé, roztoči jsou běţnou součástí našich domácností a vzhledem k tomu, ţe jsou schopni přizpůsobit se poměrně širokému rozmezí podmínek, zaměřily se i výzkumy na zjištění jaké mnoţství alergenu vyvolá u citlivého jedince projev onemocnění. Následně se různými způsoby pokoušeli zjištěné mnoţství sníţit pod tuto hranici. Ze studií provedené v Anglii vyplynulo, ţe < 30% populace byla citlivá k Dermatophagoides pteronyssinus. K tomu aby byl jedinec citlivý, musí být v kontaktu s alergenem a tato vnímavost je i určitým předpokladem pro vznik astmatu. Naopak při zamezení kontaktu s alergenem dochází k poklesu symptomatických projevů. (16) Jako rizikový faktor pro akutní projevy jakým je astmatický záchvat u citlivých jedinců, je povaţováno 10 µg/g alergenu, pro senzibilizaci vnímavého jedince stačí mnoţství 2 µg/g. Asi čtvrtina domů zkoumaných ve studii měla hladinu alergenu Der p 1 vyšší neţ 10 µg/g a přibliţně v polovině byla zjištěna hodnota vyšší neţ 2 µg/g. (16) Studie ukazuje, ţe koncentrace alergenu Der p 1 je spojena s určitými charakteristikami domácností. Některé charakteristiky ovlivňují i rozdílnou koncentraci alergenu v rámci jedné domácnosti. (16) Se zvýšenou koncentrací alergenu Der p 1 souvisí například, zda je loţnice umístěna v přízemí nebo v patře. Bylo prokázáno, ţe v místnostech nacházejících se v patře byla niţší vlhkost a s tím také spojený niţší výskyt alergenu neţ byl naměřen v přízemí. K vyšší koncentraci alergenu v matracích přispívají také betonové podlahy, které zvyšují vlhkost vzduchu. Při pouţívání plynových sporáků a nedostatečném větrání také vzniká vzduch o vysoké vlhkosti. V domech pouţívajících plyn nebo varné desky bylo nalezeno dvakrát více alergenu neţ v domech vyuţívající elektrické vařiče. (16) Orosení oken v loţnici je také spojováno s vyšší hladinou alergenu v matraci a v obývacím pokoji má vliv na koncentraci alergenu na zemi. (16)

28

Na sníţení hladiny alergenu Der p 1 má příznivý vliv otevřený krb v obývacím pokoji. Ve většině nových domů slouţí krb k příleţitostnému vytápění v zimě a je moţné, ţe komínový efekt větrání má příznivý vliv na sniţování hladiny alergenu. (16) Výskyt digestoří v obydlích také příznivě ovlivnil sníţení alergenu, tento vliv byl prokázán hlavně v zemích s vysokou vlhkostí venkovního vzduchu. Větrání v místnosti, ale nemá vliv na vlhkost v matracích, ani kdyţ jsou lůţkoviny provětrány. (16) Velká pozornost byla zaměřena na vakuové vysavače s velkým průtokem a s vylepšenými filtry. Bylo zjištěno, ţe tyto vysavače sniţují populaci roztočů, i kdyţ jak jiţ bylo zmíněno dříve, v domácnostech s koberci je vyšší hladina roztočů. Byly ovšem naměřené vyšší hodnoty, pokud byl koberec starší neţ jeden rok, stejná souvislost platí i u matrací. Studie pouţíváním přikrývek na matrace a následným sníţením Der p 1, potvrdila matraci jako důleţitý zdroj alergenu. Zjištěna teplota praní, která likviduje roztoče pod 2 µg/g, je kolem 55 °C. (16) Snahy kontrolovat hladiny roztočů a jejich alergenů jsou různé, např. podlahové topení vytváří nepříznivé podmínky pro roztoče, ale pravděpodobně v nesprávnou roční dobu. Tento typ topení je často v domech, kde bydlí alergici, kombinován s hladkou podlahou bez koberců. Instalace tohoto typu topení pomáhá redukovat mnoţství alergenu, ale v teplém přímořském podnebí je to nedostačující pro kontrolu populace roztočů. (17) V domácím prostředí byly měněny i jiné podmínky, aby se vytvořilo prostředí nevhodné pro roztoče a bez alergenů. (9) Dalším faktorem, který můţe ovlivňovat populaci roztočů, je vystavení mrazu, lépe řečeno vystavit materiály vhodné pro přeţívání roztočů nízké teplotě. Při zmrazení měkkých hraček, polštářů a speciálního oblečení při teplotě -17 °C aţ -20 °C po dobu jednoho dne, byli roztoči zabiti a vypráním odstraněni. Ve studeném podnebí je vynesení matrace a polštářů ven doporučená metoda pro sníţení populace roztočů. (5) V následující studii byli roztoči v matracích vystaveni tekutému dusíku v kombinaci s vysáváním, aby byl ukázán vysoký účinek likvidace pomocí této 29

inertní směsi v porovnání s pouhým vysáváním. Tato metoda nijak nepoškozuje samotnou matraci. Sníţení populace roztočů a odstranění fekálních pelet a alergenů by mělo být součástí kaţdé strategie v oblasti jejich kontroly. (19) Tato studie zkoumala kontrolu populace roztočů pomocí fyzikálních podmínek v matracích za pouţití kapalného dusíku jako mrazícího činidla. Následovalo vysávání fekálních pelet a mrtvých roztočů. Výsledky byly porovnány s pouhým vysáváním. Ţiví roztoči se v porovnání s mrtvými roztoči hůře odstraňují vysáváním, protoţe přísavky na hrotech kaţdé nohy jim pomáhají pevně se přichytit k povrchu. Proto se vysáváním odstraní relativně malá část populace. Aplikace kapalného dusíku zabije roztoče a tak se převede ţijící populace na neţijící sloţky, zásobárny alergenů. V prvním vzorku se po ošetření tekutým dusíkem výrazně zvýšily počty mrtvých extrahovatelných roztočů (viz. Obr. 7). (19)

Obrázek 7 Počet poškozených (•) a intaktních (▲) roztočů získaných z matrace ošetřené tekutým dusíkem. Plná čára představuje průměr z poškozených roztočů, přerušovaná představuje průměr nepoškozených roztočů, tečkované čáry reprezentují nejvhodnější regresní linie. (19)

Hlavní rozdíl mezi vysáváním a kombinací vysávání a ošetření tekutým dusíkem je, ţe zatímco první přístup má dopad na mrtvé roztoče srovnatelný s kombinovaným přístupem, tak dopad na ţivé je podstatně niţší neţ při ošetření matrace tekutým dusíkem. Situace se dá vylepšit, pokud se vysávání pra30

videlně opakuje po dlouhou dobu, ale při přerušení dojde k opětovnému nárůstu populace a alergenů na původní hodnoty. (19) Oproti akaricidním technikám má tato metoda spoustu výhod. Inertnost chemikálií sniţuje moţnost senzibilizace atopických pacientů. I přesto, ţe u látek Paragerm A. K., Natamycin nebo Lindane nebyla pro člověka prokázána toxicita, u atopických pacientů by se neměly pouţívat, kvůli moţným rizikům. Tekutý dusík rychle reaguje, aplikace na matraci trvá pár minut a účinky jsou téměř okamţité. Kontrola roztočů pomocí sníţení AH je pomocí zvýšení vytápění drahá, náročná a musí být souvislá, aby byla účinná. Přísnější nároky v domácnostech na čistotu jsou pravděpodobně nejlevnější a nejúčinnější způsob sniţování zásobáren alergenu, ale musí být přísně dodrţovány. Ošetření matrací tekutým dusíkem můţe být dalším opatřením k těmto základním návykům. (19) Jednotlivé odvlhčovače, jak jiţ bylo zmíněno výše, nejsou schopny dostatečně sníţit vlhkost a tím redukovat populaci roztočů. Proto jako další ze způsobu redukce byla zvaţována mechanická ventilace s rekuperací tepla (MVHR). Tyto jednotky vyměňují suchý venkovní vzduch za vlhký vnitřní vzduch s tím, ţe teplo zůstává zadrţováno uvnitř místnosti a ohřívá studený vzduch z venku. (20) Ve vyšších nadmořských výškách je hladina alergenu výrazně niţší, protoţe venkovní vlhkost vzduchu je při dané teplotě niţší. S průměrným nárůstem teplot a vlhkosti je také spojen nárůst sezonního výskytu roztočů. Vnitřní vlhkost je ovlivněná venkovní vlhkostí hlavně v domech, které nejsou izolovány a utěsněny. Navíc je v domech zvyšována vnitřní vlhkost domácími činnostmi, jak jiţ bylo uvedeno výše. To všechno zajišťuje roztočům relativně konstantní podmínky pro růst během celého roku a tak sezónní nárůsty v populaci nejsou tak výrazné. Kombinace typů domů (relativně málo izolované) a klimatických podmínek (mírné, vlhké zimy) jsou pravděpodobně důvody, proč mechanická ventilace nemá výrazný vliv na sníţení populace roztočů. Podobně neměl ţádný vliv na sníţení počtu roztočů ani přenosný odvlhčovač vzduchu. (20) V mechanicky ventilovaných domech byla redukce RH o 10% zaznamenána převáţně v zimě. Výkyvy v RH byly shodné s výkyvy v populaci roztočů, 31

proto bylo navrţeno, ţe RH niţší neţ 45% je vhodné pro kontrolu roztočů. Často se vyskytovaly hodnoty pod RH 45%, ale tyto podmínky se daly udrţet pouze krátkou dobu. (20) Teploty zaznamenány v loţnicích byly v rozsahu 17 -32 °C, coţ odpovídá rozmezí preferovanému roztoči. Minimální teplota zaznamenána v pokojích byla 13 °C a RH bylo 80%, za těchto podmínek populace D. pteronyssinus přeţije.(20) Jednotka mechanické ventilace s rekuperací tepla není ve výše charakterizovaných domech v mírném podnebí schopná sníţit vlhkost na hodnotu, která sníţí mnoţství alergenů a zpomalí růst populace roztočů (viz. grafy). (20)

Obrázek 8 Geometrické vyjádření hladiny Der p 1 alergenu a k nim přiřazené hodnoty roztočů naměřené v kobercích z ložnice; •= MVHR Der p 1; = kontrola Der p 1; O=MVHR roztoči; =kontrolní roztoči (20)

32

Obrázek 9 Geometrické vyjádření hladiny Der p 1 alergenu a k nim přiřazené hodnoty roztočů měřené v kobercích z obývacího pokoje (20)

Obrázek 10 Geometrické vyjádření hladiny Der p 1 alergenu a k nim přiřazené hodnoty roztočů zjištěné z matrace (20)

Efekt jednoho odvlhčovače umístěného v domech ve Velké Británii po dobu tří zimních měsíců neměl ţádný vliv na počet roztočů ani na koncentraci alergenu a pokles vlhkosti byl také velmi malý. Mechanická ventilace s rekuperací tepla a odvlhčovač vzduchu také v průběhu zimy nepřinesly ţádné významné výsledky ve sníţení hladin alergenů. Oproti tomu pokud byly odvlhčovače pouţity na Kanárských ostrovech, kde jsou celoročně příznivé podmínky pro roztoče, měly významný vliv na koncentraci Der p 1, Der p 2 a Der f 2 v matracích. (17) 33

10 Vývoj modelů předpovídající množství roztočů v obydlí Protoţe na sníţení úrovně roztočů má vliv spousta faktorů, byl navrhnut software, který po zadání daných faktorů vyhodnotí nejvhodnější způsob pro eliminaci roztočů a jejich alergenů. Jednoduchý model vyuţívající index populace roztočů (MPI) z libovolné kombinace vlhkosti a teplot předpoví vliv na populaci nacházející se v domě. Kaţdá kombinace má svůj index. Pokud má index hodnotu 1,1 jedná se o nárůst populace a pokud je index 0,9 bude se populace zmenšovat. Byly povedeny pokusy s D. pteronyssinus a data byla pak poskytnuta modelu. Roztoči byli udrţování v podmínkách ustáleného stavu při různé kombinaci RH a teploty po dobu 21 dní, za kterých byly pozorovány změny v populaci. (21) MPI model je ve srovnání s dalšími modely přesnější a komplexnější. Můţe být kombinován s jinými jednoduchými modely, jako je Condensation Targeter II, který simuluje pokojové podmínky po zadání podnebí, typu domu a charakteristik uţivatele nebo BED, který simuluje podmínky v posteli na základě průměrných teplot a vlhkosti.(21) MPI na základě údajů vyhodnotí nejúčinnější způsob pro kontrolu populace roztočů pomocí ţivotních podmínek, jako jsou získání standardu pro izolaci a ventilaci nebo přizpůsobení návyků, které ovlivňují hygrotermální podmínky, obyvatel určitého domu. (21) Vzhledem ke sloţitosti mnoha vzájemně se ovlivňujících faktorů (viz Obr. 11), bylo obtíţné uvnitř stanovišť roztočů a obydlí modelovat hygrotermální podmínky dostatečně podrobné pro stanovení nejúčinnějších, energeticky efektivních a sociálně přijatelných způsobů, jak dosáhnout kontroly nad populací roztočů. Vývoj spolehlivých počítačových modelů a příchod malých levných čidel radikálně zlepšily situaci. (21)

34

Obrázek 11 Schéma znázorňující faktory, které ovlivňují tepelně vlhkostní podmínky a tedy i populace roztočů v posteli a vazby modelů používaných k odhadu populace roztočů. (21)

Model pouţívaný v programu POPMITE můţe být přizpůsoben konkrétním druhům domácích roztočů. Tento model bere v úvahu vliv teplotně vlhkostních podmínek na kaţdou fázi ţivotního cyklu a tím, ţe včlení věkovou strukturu populace, dokáţe předpovědět dynamiku populace.(22)

35

11 Závěr Problematika roztočů a alergií je velmi rozsáhlé a sloţité téma. Pokud se však máme zamyslet nad tím, zda niţší výskyt alergie na roztoče v minulosti, byl způsoben kolísavou teplotou v průběhu dne a noci a jaký vliv mělo vynášení peřin na mráz, budeme si muset zvolit určitý profil domu. Musíme zváţit všechny podmínky, které ovlivňují roztoče a také jejich schopnost se jim přizpůsobit. V případě, ţe půjdeme do doby, kde v domech nebylo ústřední topení a topilo se pouze v kamnech na pevná paliva. Je moţné, ţe tyto kamna měla podobný komínový efekt větrání, jako byl pozorován v dnešní době u krbů. Mělo by to za následek sníţení vlhkosti a tím i vytvoření nepříznivých podmínek pro vývoj roztočů. Roztočům nebyl pravděpodobně poskytnut velký prostor pro rozmnoţování a šíření alergenu, jako je tomu v dnešní době. Protoţe v domech s dřevenou podlahou se nacházely pouze malé předloţky u postele. Okna, oproti dnešním plastovým, pořádně netěsnila a tak vlhkost a teplota snadněji unikaly ven. Ke sníţení relativní vlhkosti a zvýšení teploty uvnitř místnosti mohlo vést vyšší vytápění přes den. Vaření a absence digestoří měly za následek zvýšení vlhkosti. Nemyslím si, ţe by se takto vytvořená vlhkost drţela po delší dobu v podmínkách příznivých pro roztoče. Proto nebyli schopni doplnit ztráty vody po dehydrataci, způsobené podmínkami popsanými výše. Pokud k tomu ještě přidáme fakt, ţe většina domů neměla vodovodní potrubí a lidé si pro vodu chodili do studny. Znamená to, ţe pokud se lidé chtěli okoupat, museli si vodu nejdříve nahřát na plotně. Tímto určitě jistá vlhkost vznikla, ale nejspíše zanedbatelná v porovnání s dneškem, kdy se celá rodina sprchuje proudy horké vody. Jako jediné zdroj roztočů nám tedy vychází postel. Matrace je obecně povaţována za běţné útočiště roztočů. Jak však studie ukázaly, překvapivě se jim tam přes zimu moc nedaří, z důvodu rostoucí teploty po dobu obsazení postele a tím i zvýšenými nároky na vlhkost. Nárůst vlhkosti

36

produkované potícím se člověkem nepřekoná kritickou mez vlhkosti (CEH – critical equilibrium humidity), proto dochází u roztočů k vysychání. Nejvyšší pozorovaná vlhkost byla zjištěna v peřině, která mohla roztočům zajistit příznivé podmínky. Vynesení peřiny ven na delší dobu při teplotě okolo mínus 17°C, mělo na roztoče pravděpodobně zničující dopad. I přes tyto zimní nepříznivé podmínky, mohli někteří roztoči přeţít, díky jejich předpokladu přizpůsobení se širokému rozmezí podmínek. Kolik jich zimu přeţilo, pak odráţí nárůst populace a s ní i mnoţství alergenu v létě, kdy je vlhkost okolního vzduchu vyšší. Při zváţení výše uvedených podmínek, kdy byla populace roztočů a produkce alergenu v podstatě udrţována na minimu, se dá předpokládat, ţe i výskyt alergie mohl být niţší, ne-li minimální. Nejspíše pokrokem vrostl výskyt roztočů v obydlích a moţná proto je v dnešní době i vyšší výskyt alergií. Zavedení plastových oken, ústředního topení, koberců přes celou místnost, sníţení ventilace z důvodu šetření energií atd. přispělo k podmínkám vhodným pro mnoţení roztočů. K zamyšlení vede i další nezmíněný faktor a to změna způsobu ţivota člověka. V moderní době se lidé hodně zdrţují v místnostech oproti minulosti, kdy většinu času trávil venku. Z provedených studií je jasné, ţe v dnešní době jsou snahy nalézt, co moţná nejdostupnější a nejkomplexnější způsob redukce populace roztočů a tím zároveň ulehčit pacientům trpícím alergií popř. astmatem. Proto se vědci snaţí vyvinout program, který by po zadání hygrotermálních podmínek, druhu roztoče a dalších faktorů vyhodnotil nejvhodnější opatření, která by vedla ke sníţení populace roztočů a koncentrace alergenů.

37

12 Seznam použité literatury 1. Čáp,P. - Průcha,M. Alergologie v kostce. 1. Vydání. Praha: Triton, 2006. 142 s. ISBN 80-725–779-8. 2. Bystroň, J. Alergie – průvodce alergickými nemocemi pro lékaře i pacienty. 1. Vydání. Ostrava: Mirago, 1997. 234 s. ISBN 80-85922-46-0. 3. Krejsek, J. – Kopecký, O. Klinická imunologie. 1. Vydání. Pardubice: Nucleus HK, 2004. 968 s. ISBN 80-86225-50-X. s. 7-28 a s. 649-679. 4. Voorhorst, R. – Spieksma, FTM, - Varekamp, N. et al. House dust mite atopy and the allergens it produces: identity with the house dust allergen. J Allergy, 1967, 39, s. 325-9. Převzato (5) 5. Arlian, L. G. – Platts-Mills, T. A. E. The biology of dust mites and the remediation of mite allergens in allergic disease. J Allergy Clin Immunol, 2001, s. 406-413. 6. Platts-Mills, T. A. E. – de Weck, A. L. – Bjorksten, B. et.al. Dust mite allergens and asthma: a worldwide problem* 1. INTERNATIONAL WORKSHOP REPORT1, Bulletin WHO, 1988, 769-780. 7. Rosický, P. - Černý, V. – Daniel, M. et al. Roztoči a klíšťata škodící zdraví člověka. 1. vydání. Praha: Academia, 1979. 212 s. 8. Colloff, M. J. (1991). A review of the biology and allergenicity of the house-dust mite Euroglyphus maynei (Acari: Pyroglyphidae). Exp Appl Acarol, 1991, s. 177-198. 9. Hart, B. J. Life cycle and reproduction of house-dust mites: environmental factors influencing mite populations. Allergy: Eur J Allergy Clin Immunol, 1998, s. 13-17. 10. Arlian, L. G. – Neal, J. S. - Vyszenski-Moher, D. L. Fluctuating hydrating and dehydrating relative humidities effects on the life cycle of Dermatophagoides farinae (Acari: Pyroglyphidae), J Med Entomol, 1999, s. 457-461. 11. Arlian, L. G. - Neal, J. S. – Bakon, S. W. Survival, fecundity, and development of Dermatophagoides farinae (Acari: Pyroglyphidae) at fluctuating relative humidity. J Med Entomol, 1998, s. 962-966, abstract databáze Medline. 12. Pike, A. J. – Cunningham, M. J. – Lester, P. J. Development of Dermatophagoides pteronyssinus (Acari: Pyroglyphidae) at Constant and Simultaneously Fluctuating Temperature and Humidity Conditions. J Med Entomol, 2005, s. 266-269. 13. Benton High School Zoologists [online]. 2011 [cit. 2011-04-18]. Dostupné z WWW: 14. Dostupné z http://www2.ocn.ne.jp/~homes/mites.html 15. Vervloet, D. – Pradal, M. – Porri, F. et al. The epidemiology of allergy to house dust mites. Rev Mal Respir, 1991, s. 59-65. abstract databáze Medline 16. Luczynska, C. - Sterne, J. - Bond, J. et al. Indoor factors associated with concentrations of house dust mite allergen, Der p 1, in a random sample of houses in Norwich, UK. Clin Exp Allergy, 1998, s. 120138

1209. 17. de Boer, R. The effect of sub–floor heating on house-dust-mite populations on floors and in furniture. Exp Appl Acarol, 2003, s. 315-330. 18. de Boer. R, - Kuller, K. Mattresses as a winter refuge for house-dust mite populations. Allergy: Eur J Allergy Clin Immunol, 1997, s. 299305. 19. Colloff, M. J. Use of liquid nitrogen in the control of house dust mite populations. Clin Allergy, 1986, s. 41-47. 20. Fletcher, A. M. – Pickering, C. A. C. – Custovic, A. et al. Reduction in humidity as a method of controlling mites and mite allergens: the use of mechanical ventilation in British domestic dwellings. Clin Exp Allergy, 1996. s. 1051-1056. 21. Crowther, D. – Wilkinson, T. – Biddulph. P. et al. A simple model for predicting the effect of hygrothermal conditions on populations of house dust mite Dermatophagoides pteronyssinus (Acari: Pyroglyphidae). Exp Appl Acarol, 2006, s. 127-148. 22. Crowther, D. – Wilkinson, T. – Biddulph. P. et al. Predicting the population dynamics of the house dust mite Dermatophagoides pteronyssinus (Acari: Pyroglyphidae) in response to a constant hygrothermal environment using a model of the mite life cycle. Exp Appl Acarol, 2007, s. 61-86.

39