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Da (f)liegt was in der Luft! Ozon kann zu mehr Allergenen in Gräserpollen führen

23.08.2010
Ozon wirkt auf Allergene in Pollen: Bei einer für den photochemischen Smog typischen Ozonkonzentration entwickeln sich in Pollen mehr Allergene.

Diese in Roggen nachgewiesene Beziehung wird jetzt in dem Top-Journal Journal of Allergy Clinical Immunology publiziert. Das vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützte Projekt zeigt, dass bei erhöhter Ozonkonzentration während der Reifung der Proteingehalt und Allergengehalt von Roggenpollen ansteigt. Damit deutet sich ein Zusammenhang zwischen aktuellen Umweltproblemen und der Zunahme von Allergien an.

Ozon ist in aller Munde. Speziell während des photochemischen Smogs in den Sommermonaten. Neben der Umweltverschmutzung trägt auch der Klimawandel zu dessen immer häufigerem Auftreten bei. Das allein ist schon ein großes gesundheitliches Problem. Seit Kurzem gibt es aber auch noch Hinweise darauf, dass gesteigerte Ozonkonzentrationen den Gehalt an Allergenen in Pollen steigern. Ein Team der Medizinischen Universität Wien und des Austrian Institute of Technology ist dem nun näher auf den Grund gegangen.

OZON REIZT ROGGEN
Das Team um Projektleiter Prof. Rudolf Valenta vom Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie der Medizinischen Universität Wien ließ für seine Untersuchungen zwei verschiedene Sorten von Roggenpflanzen unter kontrollierten Umweltbedingungen wachsen. Dabei wurde für eine Gruppe der Pflanzen die Ozonkonzentration der Luft zeitweise auf 79 parts per billion (ppb) erhöht. Dieser Wert liegt mehr als dreifach über der normalen Ozonkonzentration in Bodennähe von ca. 22 ppb - und entspricht damit den gesundheitskritischen Spitzenwerten, die an heißen Tagen in Wien auftreten. Zum späteren Vergleich mit dieser Pflanzengruppe wuchs eine Kontrollgruppe ausschließlich bei normalen Ozonkonzentrationen heran.

Nach Reifung der Pollen wurden diese geerntet und für die weiteren Untersuchungen herangezogen. Die dabei gefundenen Ergebnisse waren von überzeugender Klarheit, wie Prof. Valenta erläutert: "In den Pollen beider Roggen-Sorten konnten wir zunächst zeigen, dass die Ozonbelastung einen deutlichen Anstieg des Proteingehalts zur Folge hatte. Weitere Analysen zeigten, dass zu diesem Anstieg gerade auch Allergene der sogenannten Klassen 1, 5 und 6 sowie von Profilin beitragen. Und auch in der zweiten Roggensorte war bei Pollenreifung unter erhöhter Ozonkonzentration die Menge der Gruppe 1-Allergene und von Profilin stark angestiegen."

ALLERGEN = ALLERGIE?
Zwar scheint allein dieses Ergebnis zu zeigen, dass eine erhöhte Ozonkonzentration das Allergiepotenzial von bestimmten Gräserpflanzen steigern kann. Doch "mehr Allergen" bedeutet nicht unbedingt "mehr Allergien". So war Prof. Valenta und seinem Team klar, dass potenzielle Allergene nicht immer vom Immunsystem erkannt werden und damit dann auch keine Allergie auslösen. Dazu Prof. Valenta: "Eine Arbeit aus dem Jahr 2007 zeigt, dass Ozon sogar die Allergenität von Roggenallergenen senkt. Es mag also mehr von den Allergenen geben, wie unsere Arbeit zeigt, doch ob diese mit den Allergie-verantwortlichen IgE-Antikörpern des Menschen reagieren - und damit Allergien auslösen können -, war zunächst nicht klar."

Doch ein weiteres Experiment brachte auch zu dieser Frage rasch Gewissheit: Proteinextrakte der beiden Roggenpflanzen wurden mit IgE-Antikörpern von allergischen Patienten inkubiert. Dabei zeigte sich, dass die Proteinextrakte der ozon-gestressten Pflanzen stärker mit den - für die Entstehung von Allergien relevanten - IgE-Antikörpern reagieren als die der Kontrollpflanzen und somit allergener sind.

In dieser vom FWF unterstützten Arbeit gelang es dem Team von Prof. Valenta, Dr. Thomas Reichenauer und Prof. Verena Niederberger, somit, eindeutig zu zeigen, dass Umweltproblematiken wie der steigende Ozongehalt der Bodenluft mitverantwortlich sein können für die in den letzten Jahren immer weiter steigende Zahl an Allergieerkrankungen in unserer Gesellschaft.

Originalpublikation: Exposure of rye (Secale cereale) cultivars to elevated ozone levels increases the allergen content in pollen, J. Eckl-Dorna, B. Klein, T.G. Reichenauer, V. Niederberger, R. Valenta, J Allergy Clin Immunol. doi:10.1016/j.jaci.2010.06.012

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Rudolf Valenta
Medizinische Universität Wien
Zentrum für Pathophysiologie, Infektiologie und Immunologie Währinger Gürtel 18-20 1090 Wien M +43 / 699 / 12 57 0519 E rudolf.valenta@meduniwien.ac.at
Der Wissenschaftsfonds FWF:
Mag. Stefan Bernhardt
Haus der Forschung
Sensengasse 1
1090 Wien
T +43 / 1 / 505 67 40 - 8111
E stefan.bernhardt@fwf.ac.at
Redaktion & Aussendung:
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Michaela Kaiserlehner | PR&D
Weitere Informationen:
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