Польские ученые сравнили березы в районах с разными уровнями загрязненности — от больших городов до зеленого леса. Оказалось, что деревья легко приспособились к нарушенной экологии и были одинаково здоровыми.
При этом у них увеличилось содержание основного белка пыльцы, он стал более активным и опасным для людей с аллергией на пыльцу березы. Исследование опубликовано в журнале PloS One.
Аллергия — это неправильная реакция иммунитета на вещества из окружающей среды, которые сами по себе безопасны. Из-за урбанизации воздух с каждым годом становится все более загрязненным, а это увеличивает риск и тяжесть аллергий. Мелкие синтетические частицы попадают в дыхательные пути и вызывают хронические воспаление. Также некоторые из этих частиц становятся матрицей для природных аллергенов и увеличивают их концентрацию. И, наконец, при плохой экологии сами растения становятся более аллергенными.
Пыльца березы — одна из главных причин сезонных аллергий в развитых странах. У аллергиков в ответ на нее развивается насморк, слезотечение, а в самых тяжелых случаях становится трудно дышать. Известно, что Bet v1 — главный белок пыльцы, отвечает за 95 процентов случаев аллергии на березу. А еще Bet v1 относится к стрессовых белкам — его продукция увеличивается в ответ на негативные факторы окружающей среды, такие как дефицит воды, резкие колебания температуры, и, особенно, — загрязненный воздух.
Моника Земиани (Monika Ziemiani) и ее коллеги из Медицинского колледжа Ягеллонского университета исследовали березу повислую (Betula pendula) в семи локациях Польши с разным уровнем загрязненности. Они сравнили деревья около заводов, вдоль дорог с разной интенсивностью трафика, в маленьких городах и, наконец, в лесу. Данные о трех загрязняющих веществах: PM10, PM2.5 и NOx они получали на станциях атмосферного мониторинга воздуха.
Известно, что при плохой экологии чаще всего нарушается фотосинтез и содержание пигмента в листьях, а также содержание основного структурного элемента — углерода. Биологи проверили флуоресценцию хлорофилла и светоотражающую способность листьев, а в соцветиях измерили величину изотопа углерода-13. Между деревьями не нашли значимых различий в показателях. Можно сказать, что растения не страдали от загрязненности воздуха и чувствовали себя комфортно.
Для оценки аллергенности пыльцы измерили структуру и концентрацию белка-аллергена Bet v1. Среднее содержание Bet v1 было значительно выше среди деревьев в трех локациях в Кракове, чем в остальных менее загрязненных местах (p = 0.00958). Также биологи обнаружили изменения в конформации белка — его вторичной структуре. В более загрязненных районах у Bet v1 увеличивалось количество бета-листов и снижалось число альфа-спиралей. Из-за таких изменений белок легче связывался с иммуноглобулинами человека, которые отвечают за аллергию.
Плохая экология не ухудшала физиологию березы повислой — процессы фотосинтеза и содержание пигмента в листьях оставались в норме. Тем не менее, ученые обнаружили, что стресс нарушал молекулярные связи белков пыльцы. Под действием PM10, PM2.5 и NOx — Bet v1 чаще агрегировался в более крупные молекулы и вызывал более сильную аллергию, и количество белка тоже росло. Это объясняет случаи неудачного лечения аллергии у людей из загрязненных районов, а также поможет в планировании городского озеленения.
Автор: Амина Садреева