123RF
Polscy naukowcy odpowiedzieli na pytanie, dlaczego drzewa w miastach produkują więcej alergenów
Redaktor: Monika Stelmach
Data: 01.02.2023
Źródło: Karolina Duszczyk/PAP, PLoS ONE: „Air pollution in the places of Betula pendula growth and development changes the physicochemical properties and the main allergen content of its pollen”
| Tagi: | Iwona Stawoska |
Pyłek brzóz w miastach, zwłaszcza silnie zanieczyszczonych, zawiera wyższy poziom białek alergennych – udowodniły polskie badaczki. Okazało się bowiem, że zanieczyszczenia „stresują” drzewa. Te, broniąc się, produkują tzw. białka stresu. Tak może rosnąć zawartość alergenów w pyłku.
O badaniach opowiedziała dr hab. biolog Dorota Myszkowska z Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum (UJ CM), współautorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie PLoS ONE.
Dane epidemiologiczne wskazują na to, że w miastach więcej jest osób z alergią wziewną, czyli tzw. pyłkową, która jest reakcją na naturalne alergeny roślinne. A przecież zieleni jest tam mniej, niż na pozostałych terenach. Takie obserwacje nie dotyczą tylko Europy, ale także np. w Japonii wzrosła liczba osób uczulonych na pyłek cedru po tym, jak wycięto dużą powierzchnię lasów cedrowych i zbudowano autostradę.
Dlaczego tak jest? Wiele badań takich eksperymentalnych pokazuje, że zanieczyszczenia powietrza mogą zwiększać reaktywność naturalnych alergenów pyłkowych.
– Zajęliśmy się tym problemem w Krakowie, gdzie problem zanieczyszczonego powierza jest poważny. Mierzyliśmy stężenie pyłku i badaliśmy zarówno sam pyłek, jak i brzozy rosnące w warunkach naturalnych. Sprawdzaliśmy alergenność pyłku brzozy, którego najsilniej uczulającym białkiem jest Betv1, nazwanego od łacińskiej nazwy brzozy brodawkowatej Betula pendula – tłumaczy dr Myszkowska.
Pierwszą autorką artykułu, w którym opisano wyniki badań, jest dr Iwona Stawoska z Uniwersytetu Pedagogicznego (UP) w Krakowie. Pozostali współautorzy to specjaliści z Uniwersytetu Pedagogicznego, Uniwersytetu Jagiellońskiego i Instytutu Fizjologii Roślin PAN: Jakub Oliwa, Andrzej Skoczowski, Aleksandra Wesełucha-Birczyńska, Diana Saja-Garbarz i Monika Ziemianin z UJ CM - kierowniczka badań projektu Preludium NCN.
Jak wyjaśnia dr Myszkowska, pyłek jest cząsteczką, która służy roślinie do rozmnażania się. W jego składzie znajdują się różnego typu substancje aktywne między innymi białka i połączenia białek z cukrami: glikoproteiny.
W strefie klimatycznej Europy Środkowej to właśnie białko Betv1 odpowiada za najwięcej alergii u ludzi uczulonych na pyłki. Zajmuje ono drugie miejsce po pyłkach traw jako najczęstsza przyczyna alergii na pyłek roślin. Owszem, są rośliny, które produkują dużo więcej pyłku, niż brzozy, ale pyłki te zawierają białka o niskiej alergenności.
Polski zespół kontynuuje badania rozpoczęte już wcześniej („Unusually high birch (Betula spp.) pollen concentrations in Poland in 2016 related to long-range transport (LRT) and the regional pollen occurrence”.). W ramach projektu Preludium Narodowego Centrum Nauki zbadano brzozy gatunku Betula pendula na 20 stanowiskach, w tym 10 w Krakowie i 10 w okolicach pozamiejskich, łącznie z siedliskiem leśnym w Beskidzie Niskim. Badano same drzewa i porównywano zawartość głównego alergenu Betv1.
– Stężenie alergenów okazało się najwyższe na stanowiskach krakowskich, szczególnie eksponowanych na zanieczyszczenia środowiska (szczególnie pył zawieszony i tlenki azotu). Poza miastem było ono wyraźnie mniejsze" - relacjonuje biolożka.
Naukowcy sprawdzali, czy powodem jest to, że drzewa miejskie fizjologicznie różnią się od przedstawicieli swojego gatunku rosnących w mniej zanieczyszczonym środowisku. Owszem, zaobserwowano pewną odmienność fizjologiczną brzóz krakowskich i okolicznych, jednak różnice te były nieznaczne, na przykład dotyczyły otoczki woskowej, jaką wytwarzały liście broniące się przed wpływem zanieczyszczeń (liście takie były twardsze). Naukowcy nie znaleźli zatem dowodów, aby brzozy w miastach stały się bardziej "zjadliwe".
Badano m.in. aktywność roślin związaną z fotosyntezą i zawartość barwników. Drzewa nie różniły się aż tak istotnie, żeby to mogło tak bardzo determinować zawartość białka Betv1 w pyłku.
U miejskich brzóz zaobserwowano natomiast wyższe stężenie białka stresu roślin. Jak wyjaśniają naukowcy, sytuacją stresującą dla roślin może być właśnie zanieczyszczenie środowiska. Ten czynnik mógł spowodować reakcję obronną i wydzielenie białek obronnych. Tworzy się tu błędne koło – rośliny w odpowiedzi na stres wydzielają białka obronne, a wraz z nimi – więcej tych, które stanowią alergen. Dlatego więcej osób może reagować uczuleniem na brzozę w środowisku miejskim.
Badania dr Iwony Stawoskiej uwzględniły strukturę drugorzędową białek – tutaj też zaobserwowano różnice w alergenach pochodzących z miast i z terenów poza nimi. Naukowcy będą nadal szukać odpowiedzi na pytanie, skąd wyższe stężenie w miastach.
Dr Dorota Myszkowska powołuje się na opinie lekarzy, którzy ostrzegają przez bagatelizowaniem uczuleń i ich objawów. Nieleczona alergia wziewna, szczególnie pyłkowa, prowadzi do rozwoju astmy oskrzelowej i atopowych stanów zapalnych skóry. Jeżeli ktoś przez kilka sezonów obserwuje u siebie lub dziecka katar, świąd skóry, czy nawet duszności, nie powinien czekać na ustąpienie objawów i leczyć się na własną rękę. Taki stan powinien zdiagnozować lekarz i wdrożyć odpowiednią dla danego pacjenta terapię.
Dane epidemiologiczne wskazują na to, że w miastach więcej jest osób z alergią wziewną, czyli tzw. pyłkową, która jest reakcją na naturalne alergeny roślinne. A przecież zieleni jest tam mniej, niż na pozostałych terenach. Takie obserwacje nie dotyczą tylko Europy, ale także np. w Japonii wzrosła liczba osób uczulonych na pyłek cedru po tym, jak wycięto dużą powierzchnię lasów cedrowych i zbudowano autostradę.
Dlaczego tak jest? Wiele badań takich eksperymentalnych pokazuje, że zanieczyszczenia powietrza mogą zwiększać reaktywność naturalnych alergenów pyłkowych.
– Zajęliśmy się tym problemem w Krakowie, gdzie problem zanieczyszczonego powierza jest poważny. Mierzyliśmy stężenie pyłku i badaliśmy zarówno sam pyłek, jak i brzozy rosnące w warunkach naturalnych. Sprawdzaliśmy alergenność pyłku brzozy, którego najsilniej uczulającym białkiem jest Betv1, nazwanego od łacińskiej nazwy brzozy brodawkowatej Betula pendula – tłumaczy dr Myszkowska.
Pierwszą autorką artykułu, w którym opisano wyniki badań, jest dr Iwona Stawoska z Uniwersytetu Pedagogicznego (UP) w Krakowie. Pozostali współautorzy to specjaliści z Uniwersytetu Pedagogicznego, Uniwersytetu Jagiellońskiego i Instytutu Fizjologii Roślin PAN: Jakub Oliwa, Andrzej Skoczowski, Aleksandra Wesełucha-Birczyńska, Diana Saja-Garbarz i Monika Ziemianin z UJ CM - kierowniczka badań projektu Preludium NCN.
Jak wyjaśnia dr Myszkowska, pyłek jest cząsteczką, która służy roślinie do rozmnażania się. W jego składzie znajdują się różnego typu substancje aktywne między innymi białka i połączenia białek z cukrami: glikoproteiny.
W strefie klimatycznej Europy Środkowej to właśnie białko Betv1 odpowiada za najwięcej alergii u ludzi uczulonych na pyłki. Zajmuje ono drugie miejsce po pyłkach traw jako najczęstsza przyczyna alergii na pyłek roślin. Owszem, są rośliny, które produkują dużo więcej pyłku, niż brzozy, ale pyłki te zawierają białka o niskiej alergenności.
Polski zespół kontynuuje badania rozpoczęte już wcześniej („Unusually high birch (Betula spp.) pollen concentrations in Poland in 2016 related to long-range transport (LRT) and the regional pollen occurrence”.). W ramach projektu Preludium Narodowego Centrum Nauki zbadano brzozy gatunku Betula pendula na 20 stanowiskach, w tym 10 w Krakowie i 10 w okolicach pozamiejskich, łącznie z siedliskiem leśnym w Beskidzie Niskim. Badano same drzewa i porównywano zawartość głównego alergenu Betv1.
– Stężenie alergenów okazało się najwyższe na stanowiskach krakowskich, szczególnie eksponowanych na zanieczyszczenia środowiska (szczególnie pył zawieszony i tlenki azotu). Poza miastem było ono wyraźnie mniejsze" - relacjonuje biolożka.
Naukowcy sprawdzali, czy powodem jest to, że drzewa miejskie fizjologicznie różnią się od przedstawicieli swojego gatunku rosnących w mniej zanieczyszczonym środowisku. Owszem, zaobserwowano pewną odmienność fizjologiczną brzóz krakowskich i okolicznych, jednak różnice te były nieznaczne, na przykład dotyczyły otoczki woskowej, jaką wytwarzały liście broniące się przed wpływem zanieczyszczeń (liście takie były twardsze). Naukowcy nie znaleźli zatem dowodów, aby brzozy w miastach stały się bardziej "zjadliwe".
Badano m.in. aktywność roślin związaną z fotosyntezą i zawartość barwników. Drzewa nie różniły się aż tak istotnie, żeby to mogło tak bardzo determinować zawartość białka Betv1 w pyłku.
U miejskich brzóz zaobserwowano natomiast wyższe stężenie białka stresu roślin. Jak wyjaśniają naukowcy, sytuacją stresującą dla roślin może być właśnie zanieczyszczenie środowiska. Ten czynnik mógł spowodować reakcję obronną i wydzielenie białek obronnych. Tworzy się tu błędne koło – rośliny w odpowiedzi na stres wydzielają białka obronne, a wraz z nimi – więcej tych, które stanowią alergen. Dlatego więcej osób może reagować uczuleniem na brzozę w środowisku miejskim.
Badania dr Iwony Stawoskiej uwzględniły strukturę drugorzędową białek – tutaj też zaobserwowano różnice w alergenach pochodzących z miast i z terenów poza nimi. Naukowcy będą nadal szukać odpowiedzi na pytanie, skąd wyższe stężenie w miastach.
Dr Dorota Myszkowska powołuje się na opinie lekarzy, którzy ostrzegają przez bagatelizowaniem uczuleń i ich objawów. Nieleczona alergia wziewna, szczególnie pyłkowa, prowadzi do rozwoju astmy oskrzelowej i atopowych stanów zapalnych skóry. Jeżeli ktoś przez kilka sezonów obserwuje u siebie lub dziecka katar, świąd skóry, czy nawet duszności, nie powinien czekać na ustąpienie objawów i leczyć się na własną rękę. Taki stan powinien zdiagnozować lekarz i wdrożyć odpowiednią dla danego pacjenta terapię.
