O pyłkach i alergii z biolożką dr Agatą Frątczak z Zakładu Taksonomii Roślin rozmawia Magda Ziółek

Co to są alergeny?

Najprościej mówiąc alergen to każdy czynnik zewnętrzny, który powoduje nadmierną odpowiedź układu immunologicznego. Nasz system odpornościowy rozpoznaje go jako zagrożenie i zaczyna atakować. W ten sposób wyzwolona zostaje kaskada reakcji z udziałem tzw. mediatorów czyli np. histaminy. My odczuwamy to jako katar sienny, opuchnięte oczy czy łzawienie. Uczulać nas mogą zarówno cząstki roślinne,  zwierzęce czy grzybowe, czasem mogą to być też związki chemiczne. Jednak większość alergenów to białka pochodzenia roślinnego bądź zwierzęcego.  

Co to są alergie wziewne? Jakie cząstki znajdujące się w powietrzu nas uczulają?

To takie alergie, w przypadku których, alergen dostaje się do organizmu poprzez drogi oddechowe. Jedną z przyczyn alergii wziewnej (bo jak wiadomo są też inne alergie np. pokarmowe, kontaktowe itd.) są białka pyłków roślin wiatropylnych. Z prostej przyczyny, jest ich znacznie więcej niż w przypadku roślin owadopylnych. W Polsce najbardziej alergenny jest pyłek takich drzew jak brzoza i olsza, z roślin zielnych uczula ogromna ilość gatunków z rodziny traw, oraz chwasty. Najbardziej alergennym chwastem jest bylica, która jest mi szczególnie bliska ponieważ od kilku lat zajmuję się nią naukowo. Co ciekawe nie wszystkie pyłki roślin wiatropylnych uczulają. Tak jest w przypadku sosny, drzewa, którego w Polsce jest najwięcej, i które produkuje też bardzo dużo pyłku. To jest ten żółty osad, który wiosną pokrywa samochody, dachy domów itd. Na szczęście nie jest on uznawany za alergenny.

Co uczula w pyłku?

Tak jak już wcześniej wspominałam białka. Ale to tak, jakbym nie powiedziała nic  bo białka do podstawowy składnik każdej komórki. Spełniają one bardzo różne funkcje: wchodzą w skład struktur komórkowych, przekazują sygnały, pełnią funkcje regulacyjne czy umożliwiają ruch. Są odpowiedzialne za dojrzewanie komórki, rozwój pyłku, ale też pełnią funkcje obronne w odpowiedzi  na stres czy patogeny. I to właśnie niektóre z tej ogromnej ilości białek niezbędnych pyłkowi do prawidłowego funkcjonowania są rozpoznawane przez nasz układ immunologiczny jako coś groźnego. W pyłku bylicy do tej pory poznano 6 takich białek o zupełnie różnych funkcjach biologicznych, które dodatkowo są w różnym stopniu alergenne.

Skąd się biorą alergie?

Jest na ten temat wiele teorii. Jedna z nich mówi, że żyjemy w zbyt sterylnym środowisku, przez co układ odpornościowy nie jest właściwie stymulowany i nadmiernie reaguje na bodźce, które w gruncie rzeczy są niegroźne dla organizmu. Inna teoria winą za alergie obarcza zanieczyszczenie powietrza. Nabłonek, którym wyścielone są drogi oddechowe staje się bardziej przepuszczalny co umożliwia zwiększoną penetrację przez alergeny a tym samym zwiększoną interakcję z komórkami układu immunologicznego. Zanieczyszczenie wpływa też na rośliny. Jest to dla nich stres, na który reagują produkcją białek stresowych, które akurat bardzo często są alergenami. A wiadomo im czegoś jest więcej tym większe szanse, że pobudzi to nasz układ immunologiczny i wystąpi niepożądana reakcja. Można powiedzieć, że im bardziej zestresowane rośliny tym więcej produkują alergenów. Te badania wspierają kolejne, które pokazują, że więcej chorych na alergie jest w miastach niż na wsi. Ale na tym nie koniec. Są naukowcy, którzy winą za wzrost zachorowań na alergię obarczają ocieplenie klimatu oraz zwiększenie ilości dwutlenku węgla w powietrzu. Sprawia to, że rośliny osiągają większą biomasę. Są większe, produkują więcej pyłku, wydłuża się też faza kwitnienia, więc dłużej jesteśmy narażeni na pyłki. Jak widać tych badań jest naprawdę dużo. Ale to tylko oznacza, że nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie…

Zobacz: Ogród Botaniczny UAM. Pomysł na miarę Arki

Co w takim razie może poradzić biolog? Czy są jakieś sposoby aby uniknąć alergii?  

Na to pytanie też nie potrafimy jeszcze odpowiedzieć. Bo skoro nie wiemy dlaczego układ immunologiczny jednej osoby  reaguje nadmiernie na pewne czynniki a innej nie,  to też nie mamy możliwości przeciwdziałania tym procesom. Jako biolodzy możemy poznawać pewne mechanizmy, opisywać białka odpowiedzialne za alergie, ich właściwości i pełnione funkcje, poznawać fenologię kwitnienia roślin, słowem poszerzać wiedzę. Inna sprawa to, na ile te wyniki znajdą zastosowanie np. w medycynie czy przemyśle farmaceutycznym. Chociaż i z tym nie jest tak źle . Dzięki naszym badaniom – mam na myśli biologów – udaje się np. opracowywać dokładniejsze kalendarze pyleń. Nasze wyniki mogą też posłużyć przy projektowaniu zieleni miejskiej – tak aby unikać w miastach roślin, które uczulają. Dzięki zwiększaniu takiej podstawowej wiedzy możliwe jest tez tworzenie lepszych testów alergicznych czy terapii odczulających. Możemy też uświadamiać ludzi np. żeby kosili trawę przed jej kwitnieniem itp.   

Jesteś specjalistką od bylicy, rośliny, która jak wspomniałaś, jest w Polsce najbardziej alergennym chwastem. Czego konkretnie dotyczą twoje badania?

Moje badania są wielowątkowe. To co najbardziej mnie interesuje to badanie  ilości transkryptów czyli RNA kodujących białka alergenne w pyłku. Moje obserwacje zawęziłam do trzech gatunków bylic, które występują w Poznaniu. I rzeczywiście mamy już bardzo ciekawe wyniki. Wyszło nam np. że w tych trzech gatunkach występują te same białka ale poziom ich ekspresji jest różny. Okazało się np., że pyłek bylicy polnej (Artemisia campestris ) produkuje znacznie więcej najbardziej alergennych białek niż oznaczana w testach alergicznych bylica pospolita (Artemisia vulgaris). Badaliśmy też fenologię kwitnienia tych gatunków. Okazał się, że bylica polna zakwita przynajmniej dwa tygodnie później niż bylica pospolita. I to daje już fajne możliwości wykorzystania praktycznego. Bo załóżmy, że przychodzi pacjent do lekarza i ma objawy alergii. Lekarz sprawdza, że jest on uczulony na bylicę ale z kalendarza wynika mu, że bylica już nie kwietnie a zatem nie wiadomo co go uczula. Okazuje się więc, że ważne byłoby uzupełnienie kalendarzy pyleń o gatunki występujące lokalnie ponieważ może się zdarzyć tak jak w przypadku bylicy, że mają one trochę inny czas kwitnienia niż gatunek najpospolitszy, zwykle wykorzystywany we wszelkich badaniach. Podobnie w przypadku testów alergicznych czy immunoterapii być  może należałoby uzupełnić je o alergeny z gatunków występujących w danym regionie. Szczególnie godna uwagi byłaby sytuacja dotycząca traw, których gatunków mamy w Polsce dużo.

A wracając do moich badań. Udało nam się także wykazać, że dwa najbardziej alergenne białka w bylicy nie powstają w samym pyłku. Dotychczas nikt tego nie sprawdził. Tymczasem okazało się, że produkowane są one przez tapetum czyli tkanki wyścielające pylnik i dalej transportowane na powierzchnię pyłku. U bylicy te białka pojawiają się na ostatnim etapie rozwoju.