Okazuje się, że oprócz spalin silników samochodowych czy też powstającego na skutek operacji promieni słonecznych na lakierach samochodowych ozonu, duże aglomeracje miejskie charakteryzują się tym, że występuje tu też olbrzymia ilość leków, które człowiek połyka lub też wchłania do nosa oraz drzewa oskrzelowego. Te leki stanowią jeden z najsilniejszych czynników uczulających. Aerobiologia miejska powstała wraz z murami naszych domów, z dokonywaniem zakupów w dużych marketach, z kupowaniem w jednym miejscu wszystkiego a więc proszku do prania, mydła, jednocześnie też mleka czy mięsa. Bardzo trudno rozpoznać wroga, który jest odpowiedzialny za stan atopowy dlatego, że mechanizmy pojawienia się uczuleń na te substancje są bardzo słabo poznane, a poza tym jest to zjawisko relatywnie nowe. Jeżeli się przyjmie, że pyłkowice czy też znajomość objawów powstających na skutek ekspozycji na pyłki roślin jest znana lekarzom już od 150-ciu lat, a na roztocza kurzu domowego ok. 50 lat, to te zjawiska o których mówimy, a więc zjawiska związane z reakcjami na aeroalergeny miejskie są nam obce i człowiek nie jest do nich przygotowany. W związku z tym ekspozycję na aeroalergeny miejskie można by nazwać chorobą adaptacyjną tzn. chorobą do której człowiek nie może się przyzwyczaić. Rozwój człowieka na przestrzeni tych ostatnich kilkuset tysięcy lat przebiega relatywnie bardzo powoli, ludzie się niewiele zmienili, natomiast nasze środowisko i nasze otoczenie zmieniło się tak dramatycznie, że nie potrafimy się do tych zmian przygotować (adaptować).

Dotyczy to nie tylko alergii ale i innych schorzeń. Choroba adaptacyjna, do której zaliczamy chorobę atopową szczególnie występującą w dużych ośrodkach miejskich, jest chorobą, która powstała na skutek braku możliwości przygotowania czy przystosowania się człowieka do zmieniających się warunków otoczenia. Człowiek reaguje wówczas w sposób taki jak napady kichania, obrzęki czy też duszność. Zresztą choroby adaptacyjne dotyczą nie tylko alergologii ale też i psychiatrii. Do nich zaliczamy depresje, schizofrenie oraz inne schorzenia np. nadciśnienie, choroby wrzodowe, atopowe zapalenie skóry. Te choroby adaptacyjne są rozpoznane relatywnie niedawno i walka z nimi jest bardzo trudna.

Infekcje wirusowe są odpowiedzialne za ponad 30% wszystkich tzw. pospolitych przeziębień, których sami doświadczamy kilka razy w ciągu roku. Uważa się, że człowiek dorosły przebywa do pięciu razy infekcje rinowirusem w ciągu roku, często u dzieci wskaźnik ten jest większy. Zauważono też, że infekcje rinowirusem mogą być odpowiedzialne za zaostrzenie się takich chorób jak astma, przewlekłe zapalenie oskrzeli, zapalenie zatok, czy też zapalenie ucha środkowego. Szereg danych wskazuje na to, że drogą wejścia dla rinowirusów jest cząsteczka adhezywna ICAM-1. Otóż receptor ten, który występuje na powierzchni komórek rzęsatych i innych komórek błony śluzowej nosa jest miejscem wejścia infekcji wirusowych szczególnie rinowirusem szczepnym F-14.

ICAM-1 manifestuje się na błonach śluzowych nosa pod wpływem całego szeregu czynników między innym histaminy i interleukiny 1. W odróżnieniu od infekcji takimi wirusami jak wirus grypy, infekcje rinowirusem nie dają wyraźnych zmian morfologicznych, oraz nie wpływają na ciąg czy też na spójność komórek błony śluzowej nosa. Wskazuje to, że infekcje wirusowe nie mają wyraźnego efektu cytotoksycznego, ale stwierdzono, że poziom mediatorów zapalnych takich jak kininy, interleukina 1 zwiększa się bardzo wyraźnie u pacjentów, którzy cierpią na tzw. banalne przeziębienia i jednocześnie u pacjentów symptomatycznych a więc takich, u których występują objawy chorobowe w przebiegu infekcji rinowirusem. Zauważono też u nich zwiększoną ilość neutrofili zarówno w wymazach z błony śluzowej nosa jak i w popłuczynach nosa. Częstość objawów chorobowych a więc wysokie temperatury, czy też bóle mięśniowe, uczucie ogólnego rozbicia korelują z ilością neutrofili znajdowanych w wymazach z nosa czy też popłuczynach z nosa.

Nie jest jasne czy infekcja rinowirusem (szczepnym F-14) jest odpowiedzialna za zwiększoną ekspresję cząsteczki adhezywnej ICAM-1, czy też ekspresja jej jest większa jeszcze przed infekcją, a ekspresję tę jak wiemy mogą wywołać np. choroby alergiczne czy też wpływ innych mediatorów. Tym niemniej wirusy są najczęstszą przyczyną zaostrzeń chorób alergicznych górnych i dolnych dróg oddechowych. W pierwszym etapie reagują one z komórkami nabłonkowymi śluzówek, nasilają ekspresję ICAM-1. Wyjaśnia to dlaczego infekcje górnych dróg oddechowych nasilają napady astmatyczne i dlaczego dzieci astmatyczne są bardziej wrażliwe na tzw. przeziębienia niż dzieci zdrowe. Infekcje wirusowe nasilają się pod wpływem wielu cytokin, a w szczególności IL-6, IL-8, Rantes, MIP-1, GMCSF i IL-11.

W astmie oskrzelowej jednym z najważniejszych czynników patogenetycznych jest obecność eozynofili na błonach śluzowych układu oddechowego i jak wiemy silnym czynnikiem chemotaktycznym dla nich czy też czynnikiem nasilającym ich aktywność jest interleukina 5. Zarówno w astmie atopowej (tzw. astmie siennej) jak i nie atopowej, infekcyjnej czy też wewnątrzpochodnej, punktem kluczowym jest obecność eozynofili oraz podwyższona aktywność interleukiny 5. Uważa się, że zmieniony mechanizm mediowany przez IgE może być odpowiedzialny za pojawienie się astmy oskrzelowej niezależnie od stanu atopowego czyli niezależnie od tego jaki czynnik alergenów wziewnych czy też ostatnio poruszanych alergenów pokarmowych jest odpowiedzialny za stan atopowy. W związku z tym uważa się, że w zasadzie niezależnie od tego czy mamy do czynienia z astmą endogenną czy też atopową, obydwie jednostki chorobowe mają wspólny immunopatologiczny mechanizm. Niektórzy nawet uważają, że istnieje w astmie endogennej nieznany nam antygen czy też alergen, którego działanie prowadzi do pojawienia się duszności. W związku z tym w zjawisku tym dużą rolę odgrywają makrofagi. Inne procesy takie jak infekcje wirusowe, szczególnie rinowirusem oraz zjawiska autoimmunizacji zostały zidentyfikowane w astmie oskrzelowej. Niezwykle fascynujące są doniesienia, które mówią, iż mimo że w astmach udział ekspozycji na alergeny wziewne, szczególnie w astmach atopowych, jest duży, to jednak mamy tu do czynienia z nadwrażliwością drzewa oskrzelowego oraz nadzianką eozynofilową czyli napływaniem eozynofili do błon śluzowych mimo braku podwyższonego poziomu IgE.

Potwierdzono to na modelu astmy u zwierząt, w którym użyto Aspergillus fumigatus tzn. pleśni, ekspozycja na które doprowadza do pojawiania się stanu astmatycznego. Należy pamiętać, że Aspergillus fumigatus w tym modelu nie doprowadza do podwyższenia poziomu IgE w surowicy krwi u zwierząt ani do podwyższonego poziomu IgE w popłuczynach drzewa oskrzelowego.

Ostatnio odkryto, że w protoplazmie komórki występują czynniki, które mogą wpływać na syntezę poszczególnych cytokin i mediatorów oraz kierować uruchamianiem mechanizmów genetycznych. Czynniki te nazywamy czynnikami transkrypcyjnymi. Pierwszym opisanym takim czynnikiem jest czynnik NF-kappa b.

Występuje on w cytozolu. Może on translokować się do jądra komórkowego i łączyć się ze specyficznymi miejscami na chromosomie zwykle w regionie 5´ genów. Połączenie tego czynnika z określonym regionem na chromosomach doprowadza do zwiększenia produkcji przekaźnika RNA oraz do produkcji protein i innych zapalnych mediatorów. Niektóre czynniki transkrypcyjne są swoiste. Niektóre zaś są powszechnie występujące i nie są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków. Aktywność tych czynników może być modulowana przez zmianę w środowisku naturalnym, poprzez np. stymulację antygenami, poprzez wpływ zatrucia naturalnego środowiska człowieka, jak tlenek azotu, dwutlenek węgla, siarki czy też ozon. Najlepiej opisane są NF-kappa b i tzw. proteina aktywująca AP-1. Z innych opisanych czynników transkrypcyjnych można wymienić IL-6, NFAT, GR, oraz CRED.

W tym rozumieniu funkcja oraz regulacja poszczególnych czynników transkrypcyjnych są podstawą dla rozpoczęcia prawidłowej diagnostyki i terapii całego szeregu schorzeń zapalnych układu oddechowego, skóry a także błon śluzowych przewodu pokarmowego. Czynniki te odgrywają kolosalną rolę w wywoływaniu czy też przekazywaniu bodźców ze środowiska naturalnego do wnętrza komórki.

NF-kappa b jest członkiem rodziny REL. Są to proteiny występujące dość powszechnie w przyrodzie oraz posiadające wspólne elementy strukturalne z DNA. Te proteiny należące do rodziny NF-kappa b REL mogą występować zarówno w formie homodimerów jak i heterodimerów. Każda z tych podgrup ma specyficzną budowę. W cytozolu, protoplazmie komórkowej NF-kappa b jest inaktywowany poprzez łączenie z inhibitorem czyli czynnikiem hamującym kappa b zwanym I kappa b. Połączenie NF-kappa b z I kappa b jest nieaktywne i nie mające żadnego wpływu na stymulację komórki. Jednak pod wpływem niektórych czynników dochodzi do dysocjacji czyli rozbicia tego związku i uaktywnienia się. Dochodzi do odłączenia się NF-kappa b od I kappa b i powstaje w ten sposób aktywny związek NF-kappa b, który wykazuje silne działanie na poszczególne geny. W czynniku jądrowym NF-kappa b występują dwie proteiny, jedna o ciężarze cząsteczkowym 65 kilodaltonów, zwana P-65 oraz druga o ciężarze 105 kilodaltonów zwana P-105. Taka jednostka P-105 na drodze przemian metabolicznych ulega przemianie w jednostkę P-50. Bardzo dużo czynników pozakomórkowych aktywuje NF-kappa b. Zaliczamy do nich antygeny bakteryjne i wirusowe, ozon, geny roztoczy, niektóre leki, promienie ultrafioletowe, Metindol, niektóre metale np. żelazo.

Do czynników hamujących aktywność nuklear faktor kappa b, NF-kappa b zaliczamy przede wszystkim leki immunosupresyjne i przeciwzapalne, a w szczególności glukokortykoidy, Texopalinę, interleukinę 10 oraz Gliotoksynę, którą otrzymujemy z grzyba Aspergillus fungatus. Przeciwutleniacze mają także działanie hamujące NF-kappa b. Należy pamiętać, że NF-kappa b reguluje ekspresję wielu genów odpowiedzialnych za syntezę cytokin zapalnych w płucach oraz na błonie śluzowej nosa, w przewodzie pokarmowym. Cytokiny odpowiedzialne za napływ neutrofili, eozynofili oraz limfocytów T do miejsca zapalenia alergicznego, są syntetyzowane pod wpływem NF-kappa b, całego szeregu cząsteczek adhezywnych, a w szczególności ICAM-1, VCAM-1 oraz E-selektyny są także pod wpływem tego czynnika.

Większość alergenów stanowią białka lub hapteny, które nie posiadają szczególnej budowy fizykochemicznej, odróżniającej je od innych alergenów czy antygenów. Alergen musi dotrzeć do miejsca, w którym odbywa się produkcja IgE. Większość alergenów ma zdolność do przekraczania błony śluzowej układu oddechowego i pokarmowego. Są to alergeny wziewne i pokarmowe. Nos, spojówki i płuca są najważniejszymi narządami, gdzie odbywa się reakcja alergiczna wywołana alergenami wziewnymi. Aby dotrzeć do komórek immunologicznych, alergeny muszą być rozpuszczalne i stabilne w płynach ustrojowych. Wielkość cząsteczki alergenu także odgrywa dużą rolę. Im większa jest ta cząsteczka tym większe prawdopodobieństwo, że zawiera ona epitopy zdolne do rozpoznawania przez układ immunologiczny jako obce. Duże znaczenie ma monitorowanie ekspozycji na alergeny np. monitorowanie stężenia pyłków roślin i pleśni w atmosferze może ostrzec alergików przed zbliżającym się napadem pyłkowicy i astmy siennej. Podobne badania stężenia alergenów roztoczy kurzu domowego Der.p1, Der.p.2 umożliwiają ocenę ryzyka uczulenia na roztocza. Najważniejszym alergenem, który atakuje człowieka przez całe życie jest alergen pyłków roślin. W polskich warunkach będą to przede wszystkim alergeny drzew liściastych, a w szczególności leszczyny, olchy, brzozy, buku, grabu oraz jesionu. Topola, która przez laików a także przez lekarzy niespecjalistów jest uważana za jeden z najważniejszych alergenów wziewnych wczesnej wiosny, nie odgrywa dużej roli. Na przełomie maja i czerwca na osobnikach żeńskich dojrzewają charakterystyczne owoce zawierające nasiona, które opatrzone są miękkim, śnieżnobiałym puchem. Puch ten roznoszony jest przez wiatr i często w czasie jazdy samochodem widzimy na obrzeżach jezdni leżące pokłady puchu topoli. Rozpoznawalne jest to czasami jako okres wzmożonej intensywności czy zachorowań na choroby alergiczne układu oddechowego. Jednak okres występowania tego puchu zbiega się w czasie z początkiem pylenia traw i w zasadzie objawy kliniczne pod postacią zwiększonego świądu nosa czy też napadów kichania, wodnistej wydzieliny są wywołane uczuleniem na pyłki traw. Wielu jednak chorych uczulonych na pyłki sądzi, że przyczyną dolegliwości występujących w tym okresie jest biały puch topoli, powszechnie uważany przez laików za pyłek topoli. Tym niemniej pojawiający się masowo w dużych ilościach puch topoli może działać drażniąco i niektórzy twierdzą, że poszczególne elementy białka roślinnego zawarte w tym puchu mogą działać uczulająco. Alergeny pyłków traw są częstą przyczyną sezonowego, alergicznego zapalenia błony śluzowej nosa i spojówek w Europie i Ameryce Płd. Uczulenie to jest znacznie częściej rozpoznawalne niż uczulenie na pyłki drzew czy też chwastów. W Polsce występuje około 200 gatunków traw.

Alergenowość pyłków traw została dokładnie przebadana, praktycznie jest to największy wróg wziewny atakujący człowieka obdarzonego skazą atopową. Duża liczba gatunków traw oraz długi okres pylenia poszczególnych gatunków sprawiają, że okres w którym pacjenci cierpią na pyłkowicę traw przeciąga się czasami do dwóch, trzech miesięcy. Głównie w południowej Europie, na terenie Austrii czy w południowej Francji może nawet sięgać sześciu miesięcy. Główny okres pylenia traw w Europie Płn. i w Ameryce Płn. przypada na koniec maja, początek czerwca i kończy się pod koniec lipca. Pyłki zbóż, które właściwie w klasyfikacji zaliczamy do traw są relatywnie duże, czasami sięgają 150 milimikronów, szczególnie dużą wielkość ma pyłek kukurydzy. Trzecim klinicznie ważnym okresem, w którym występuje pylenie roślin jest okres jesienny (sierpień i wrzesień). Wówczas pylą rośliny złożone (chwasty). W naszej części Europy będą to bylice, babka lancetowata, szczaw, komosa i pokrzywa. Natomiast w Stanach Zjednoczonych ambrozja jest powszechnie uważana za najbardziej aktywną roślinę uczulającą człowieka. Przez wiele lat uważano, że pyłki ambrozji nie występują w Europie, niemniej ostatnio okazuje się, że w północnych Włoszech oraz na Ukrainie i w Austrii, a także na niektórych terenach Polski południowej można chwytać na pułapki pyłki ambrozji. Jest to roślina bardzo silnie uczulająca. Drugą dość dużą grupą alergenów odpowiedzialnych za sezonowe nieżyty górnych dróg oddechowych są alergeny grzybów, głównie grzybów niedoskonałych. U większości pacjentów uczulenie na grzyby takie jak Alternaria i Cladosporium ma charakter sezonowy. Pacjenci ci zwykle chorują późną wiosną i w pełni lata.

Ocenia się, że uczulenie na alergeny grzybów dotyczy 30% osób z atopią, szczególnie często uczulenia te występują u dzieci cierpiących na astmę atopową. Liczbę gatunków grzybów ocenia się na 150 tys. spośród których kilkadziesiąt należy do bardzo silnie alergizujących. Jest ciekawe, że przez wiele lat zwracano uwagę głównie na grzyby należące do klasy workowców, takie jak Aspergillus, Penicillium czy Sacharomyces. Tym niemniej najważniejsza z punktu widzenia alergologicznego jest klasa grzybów niedoskonałych, do których należą: Alternaria, Botritis, Cladosporium, Candida, Fusarium oraz Helmindosporium. Istnieje kliniczny podział grzybów na grzyby wewnątrzdomowe i zewnątrz domowe. Te grzyby, które bytują w kurzu domowym czy też leżą w naszych resztkach pokarmowych będą głównie odpowiedzialne za nieżyty całoroczne, natomiast grzyby zewnątrzdomowe będą odpowiedzialne za nieżyty sezonowe. Grzyby bytujące wewnątrz domu to te, które stanowią skład kurzu domowego. Są to głównie rodzaje Penicyllium notatum, Aspergillus i Rizopus. Ciekawe jest, że występuje ścisła korelacja pomiędzy ilością grzybów znajdowanych w kurzu domowym oraz ilością roztoczy. Natomiast grzyby, które występują na zewnątrz domów, głównie zaliczane są do klasy podstawczaków (Bazidiomicetes) oraz grzybów niedoskonałych takich jak Alternaria, Cladosporium i Helmindosporium. Trzecią, dużą grupę alergenów wziewnych stanowią alergeny roztoczy.

Od 1964 r. przeprowadzono kompleksowe badania nad współzależnością pomiędzy nadwrażliwością oskrzeli na alergeny kurzu domowego oraz ilością roztoczy.

Największe z punktu widzenia alergologii znaczenie ma roztocze Dermatofagoides pteroryssinus i Dermatofagoides farine. Ten pierwszy jest typowy dla domów europejskich, drugi dla domów amerykańskich. Badania nad roztoczami wykazały, że odżywiają się one głównie naskórkami, łupieżem lub włosami ludzkimi oraz drożdżami. Ilość roztoczy maleje wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza. Jednak współczesne badania wykazują, że spadek liczebności roztoczy związany jest nie ze wzrostem wysokości nad poziomem morza ale z obniżeniem temperatury i obniżeniem wilgotności względnej powietrza, bowiem roztocza potrzebują do swojego wzrostu charakterystycznych przedziałów temperatury i wilgotności. Z innych alergenów należy wymienić naskórki zwierzęce, do których zaliczamy naskórki kotów, psów, chomików, szczurów i myszy. Dobrze poznane są także alergeny jadu owadów, odpowiedzialne za wstrząsy anafilaktyczne zarówno w czasie ekspozycji naturalnej jak i w czasie immunoterapii. Ostatnio dużą rolę przypisuje się także alergenom pokarmowym i są nawet tacy badacze, którzy uważają, że ich udział w patogenezie alergicznych zapaleń błony śluzowej nosa oraz astmy jest dość znaczący i przekracza 10%. Udowodnione jest, że w atopowym zapaleniu skóry prawie 20% pacjentów jako czynnik wywołujący schorzenie rozpoznaje alergen pokarmowy. Tutaj duże znaczenie mają alergeny mleka, jaj, czekolady, orzechów oraz ostatnio często rozpoznawane alergeny mąki pszennej, żytniej czy też nawet kukurydzy.