Амброзія полинолиста (лат. Ambrosia artemisiifolia) — це вид трав’янистих рослин з родини Айстрових. Так, саме через її пилок серпень для алергіків перетворюється на справжнє пекло. Але чому саме ця рослина завдає стільки страждань представникам Homo sapiens? Чи є методи боротьби з цим бур’яном?

З Північної Америки з A. artemisiifolia

Колись дуже давно амброзія була звичайним продуцентом виключно у екосистемах Північної Америки, але потім щось пішло не так. Це сталося точно у той момент, коли на наш континент потрапило насіння A. artemisiifolia. Саме з цього насіння з’явилися перші паростки рослини, яка у новому середовищі не мала природних ворогів. Відсутність організмів, що можуть регулювати чисельність популяції A. artemisiifolia, та здатність насіння зберігати життєздатність протягом 40+ років, звісно, не стало перевагою для автохтонних (аборигенних) видів. Таким чином, більш конкурентоспроможна амброзія волею-неволею почала списувати менш конкурентні види з рахунків, витісняючи їх з природних середовищ існування. До того ж, подібні ефекти траплялися не лише у природних системах, а й у агроценозах (екосистеми антропогенного походження). З тих далеких часів і донині величезна кількість країн об’єднана однією спільною проблемою — швидким збільшенням ареалу амброзії полинолистої. А разом з тим і збільшенням збитків від втрат врожаю, нездужання робітників від алергії та скорочення біорізноманіття вже на глобальному рівні.

До чого тут зміна клімату?

І поки інші рослини зникають з лиця Землі через підвищення температури, амброзія дістає шезлонг та вже чекає зустрічі з антарктичними пінгвінами. На даний момент, це одне з небагатьох місць, де ця рослина рости не може. Але, через надвисокий вміст парникових газів у нашій атмосфері, інвазія A. artemisiifolia у цій частині планети стає не такою ж і фантастичною. До того ж, останні дослідження показують, що глобальне потепління, наряду з антропохорією, дійсно має вагомий вплив на зміщення ареалів рослин у напрямку Півночі (амброзії у тому числі). Але не ареалом єдиним обходиться амброзія. Існує теорія про те, що зміна клімату та забруднення повітря впливають на алергенний потенціал пилку цієї рослини. Передбачається, що це може бути пов’язано зі збільшенням періоду цвітіння, зі зміною кількості пилку або зміною поверхні екзину (зовнішня захисна оболонка пилку). Не виключають також можливість збільшення кількості транскриптів, що кодують алергенні білки.

Знати ворога в обличчя

Цю рослину, насправді, важко не впізнати. Амброзія дуже любить рости у антропогенних та рудеральних екосистемах. Чому саме тут? Бо такі типи систем майже не мають потужних механізмів саморегуляції. У першому випадку це відбувається завдяки низькому видовому різноманіттю (у агроценозах переважають монокультури), а у другому — через порушення балансу екосистеми внаслідок господарської діяльності людини. Саме тому амброзія найчастіше є майже невід’ємним компонентом сільськогосподарських полів (особливо соняшника, сорго, пшениці), сміттєзвалищ, відвалів, узбіч доріг та інших урбанізованих територій. Весною, коли усе життя навколо буяє, паростки амброзії майже нічим не привертають уваги. Вони розвиваються як звичайні дводольні рослини з надземним типом проростання: зігнутий гіпокотиль (зародкова стеблина) виносить на поверхню ґрунту бруньку та дві сім’ядолі, які виглядають як два круглі листка. Сім’ядолі віддають ще несформованому організму поживні речовини та згодом відмирають, а з бруньки формується уся надземна частина амброзії. Вона складається з опушеного чотиригранного стебла та послідовно розташованих опушених перисторозсічених листків (нижні листки розташовані супротивно). Подібні листки притаманні і представникам роду Artemisia (Полин), що, власне, і відображається у видовій назві рослини. Через таку схожість ці рослини можуть плутати між собою. Для того, щоб їх відрізнити, достатньо поглянути на стебло або розтерти будь-яку вегетативну частину (листя, стебло). Якщо стебло опушене, а при розтиранні рослини відсутній специфічний запах, то перед вами звичайнісінька Ambrosia artemisiifolia. Спокійно проходити повз амброзії, роздивляючись її з усіх боків, та збирати її для гербарію алергікам можна аж до другої половини літа (у середньому), адже потім до цієї вегетативної частини додається ще й генеративна — амброзія починає квітнути. На рослині одночасно знаходяться жіночі квітки, які найчастіше розташовуються у пазухах верхніх листків, та чоловічі квітки, що збираються у колосоподібні суцвіття на верхівці. Саме вони утворюють той самий пилок, який, за потрапляння до сенсибілізованого організму, викликає специфічні симптоми (поліноз).

Розвиток алергії

Пилок амброзії загалом містить одразу декілька алергенів. Їх розділяють на шість окремих груп: група Amb a 1/Amb a 2, група Amb a 3/Amb a 7, група гомологів Amb a 5, Amb a 6 та Amb a 8, кальцій-зв’язуючий алерген Amb a 9. На імунологічних дослідженнях справжня алергія на амброзію діагностується на основі чутливості людини саме до алергену Amb a 1. Цей білок відноситься до групи пектат-ліаз, які каталізують невпорядковане розщеплення пектинів та відіграють важливу роль у процесі формування пилку. В основі будь-якої алергічної реакції (полінозу у тому числі) полягає процес сенсибілізації. Сенсибілізація — це коли ваш організм стає чутливим до певної сполуки. Протягом розвитку повноцінної алергії, потрапляння білка Amb a 1 та його гомологів до організму спричиняє активне вироблення імуноглобуліну Е (IgE). Саме ця білкова сполука відповідає за появу алергічних реакцій негайного типу. Але усе починається з потрапляння пилку до організму через слизові оболонки. Щоб пройти далі, пилкове зерно має мати невеликий розмір (близько 35 мкм). До речі, фактор проникності пилку пояснює той факт, що пектат-ліаза амброзії Amb a 1 є гомологічною пектат-ліазі соняшника (Helianthus annuus), проте остання дуже рідко стає причиною сильної алергічної реакції. Унаслідок потрапляння водорозчинних фракцій алергенів амброзії (антигени) вже до лімфо- та кровотоку, організм починає синтез IgE антитіла. На поверхні базофілів та огрядних клітин (мастоцитів) утворюється комплекс “антитіло-антиген”, який спричиняє руйнування мембран цих клітин. Внаслідок цього відбувається їхня дегрануляція та секреція факторів анафілаксії (реакція гіперчутливості). До цих факторів відносять гістамін (спричиняє набряк слизових оболонок), нейтральні протеази (триптаза, хімаза), протеоглікани (гепарин), простагландини і лейкотрієни, цито- та хемокіни. Зв’язування цих медіаторів з рецепторами клітин різних органів виявляється у появі набряку слизової оболонки, підвищеній секреції слизу, появі сльозотечі, тощо.

Ok Google, як жити з полінозом?

Якщо ви не дуже щасливий власник специфічної реакції на Amb a 1, то для вас є втішні новини. Окрім банального уникнення будь-яких контактів з алергеном медицина може запропонувати вам симптоматичне лікування та алерген-специфічну імунотерапію (АСІТ). Симптоматичне лікування полягає в усуненні рино-кон’юктивітів внаслідок вживання антигістамінних препаратів. Якщо при полінозах розвивається астма, то лікарі радять приймати кортикостероїдні препарати та β2-агоністи. Останні впливають на β2-адренорецептори, які знаходяться в бронхах. Стимуляція цих рецепторів сприяє розширенню та збільшенню прохідності бронхів.

Алерген-специфічна імунотерапія? Що?

АСІТ включає в себе систематичне потрапляння до організму речовин, до яких він має чутливість. Така терапія тривала (лікування триває близько 3 років), проте дає досить стійкий ефект. На жаль, такий метод лікування поки що не може використовуватися повномасштабно, адже є ризик виникнення побічних ефектів. До того ж, екстракти пилку не повинні містити жодних домішок, а гарантувати це на сучасному етапі розвитку методу поки що не можна.

Вбити двох зайців одним пострілом

Ще одним методом боротьби з алергією є боротьба з самою амброзією. Винищувати бур’ян можна механічним, хімічним та біологічним методом. Механічні методи майже ніколи не виявляють високої ефективності, адже після скошування стебло амброзії регенерує та починає кущитися. Хімічні агенти, в основному, діють не на конкретний вид, а вражають досить широкий діапазон рослин. До того ж, хімічні сполуки можуть накопичуватися у ґрунті або у живих організмах, що згодом може призвести до ще більш негативних наслідків, аніж цвітіння амброзії. Біологічний метод заснований на здатності деяких організмів певним чином пригнічувати ріст та розвиток бур’яну. У якості біологічних агентів контролю чисельності амброзії пропонується використання культури гриба Pustula tragopogonis (пригнічує синтез пилку та насіння), жуків Zygogramma suturalis Fabricius та Ophraella communa LeSage. Останні є природними ворогами амброзії у її природному середовищі. Саме листоїда Zygogramma suturalis вже намагалися інтродукувати у екосистеми на території колишнього СРСР, але цей вид зміг адаптуватися лише на території Казахстану. Проте, це не означає, що Україна не зможе знизити екологічні та економічні збитки від поширення такої рослини як Ambrosia artemisiifolia.

Джерела

  1. Діапазон розширення ареалу Ambrosia artemisiifolia у Європі спричиняється зміною клімату, ISRN Ecology, 2013 Алергічність пилку Ambrosia artemisiifolia: SuperSAGE транкриптомічний аналіз з підвищеною концентрацією СО2 та у посушливих умовах, BMC Plant Biology, 2014
  2. Флора Британських островів: Ambrosia artemisiifolia, Journal of Ecology, 2015
  3. Діапазон алергенів у пилку амброзії, International Archives of Allergy and Immunology, 2006
  4. Алергія на пилок амброзії: характеристика, менеджмент карантинного виду у Європі, International Archives of Allergy and Immunology, 2017
  5. Медіатори анафілаксії, Immunology and Allergy Clinics of North America, 2007
  6. Перспективи використання біологічних агентів для контролю популяції Ambrosia artemisiifolia у Європі, Weed Research, 2011