Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-морфологические признаки и аллергенные свойства пыльцы растений пустыни и полупустыни Центрально-Казахстанского региона

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Макенбаева, Шарбат Калкеновна

« • * Ф • • • ФФФ-Ф ф * стр. 4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. . . . . . . .10

Биология клеток пыльцевого зерно,морфологические свойства,адаптация к опылению ветром.

Аэропалинологический режим и этиология поллинозов в различных климато-геогра-фических зонах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ----- 25

Методы исследования атмосферной пыльцы.

Электронно-микроскопические методы изучения пыльцы.

Сбор сырья и приготовление водно-солевых экстрактов из вегетативных и репродуктивных органов аллергенных растений.

Методы сенсибилизации экспериментальных животных.

••< ■ ■ • •

Методы из у че'ний* Шл*^р г ен н ы х, а н т иг е н н ых и перекрестно-иммунологических свойств экстрактов из пыльцы,соцветий и стеблей.

Обьем работы.

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФЙЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУПУСТЫННОЙ Й ПУСТЫННОЙ ЗОН Д1ЕЗКАЗГАКСК0Й ОБЛАСТИ

Географическое положение,рельеф,климат.

Почвенный и растительный покров.

Календари цветения основных аллергенных растений ^Джезказгана,п.Мрем,г.Балхаша.

Зколого-морфологическая и палинологическая характеристики некоторых видов рода Artemisia L

ПЫЛЬЦЕВОЙ СОСТАВ АТМОСФЕР» В НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТАХ ПОЛУПУСТЫННОЙ й ПУСТЫННОЙ ЗОН ЦЕНТРАЛЬНОГО

КАЗАХСТАНА.70

1. Основные закономерности содержания пыльцы в атмосфере г.Джезказгана.

2. Основные закономерности содержания пыльцы в атмосфере п.Мрем.

3. Основные закономерности содержания пыльцы в атмосфере г.Балхаша.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕНСИБИЛИЗИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ И ПЕРЕКРЕСТНО-ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭКСТРАКТОВ ИЗ ПЫЛЬЦЫ,ВЕГЕТАТИВНЫХ И РЕПРОДУКТИВ

НЫХ ОРГАНОВ РЕГИОНАЛЬНЫХ ВИДОВ ПОЛЫНЕЙ.I0I-I

Л. Аллерген из пыльцы полыни белоземельной, сенсибилизирующая активность,перекрестно-иммунологические свойства.

2. Аллергенные свойства и сенсибилизирующая активность экстрактов из пыльцы,соцветий и стеблей полыни австрийской.

3. Аллергенные свойства и сенсибилизирующая активность экстрактов из пыльцы,соцветий й стеблей полыни лессинговидной. НО

4. Перекрестно-реагирующие антитела к экстрактам из репродуктивных и вегетативных органов полыней австрийской и лессинговидной.

ЧЕНИЕ. 127

Ы. 137

АТУ РА.139

- 4

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-морфологические признаки и аллергенные свойства пыльцы растений пустыни и полупустыни Центрально-Казахстанского региона"

Проблема поллинозов относится к одной из ведущих проблем современной аллергологии в связи с мировым распространением сенсибилизации к пыльце аллергенных растений.

На уровень заболеваемости, характер иммунопатологических процессов, этиологическую структуру, клинические проявления болезни большое влияние оказывают различные факторы окружающей среды и прежде всего ботанико-географические, климатические условия местности (Адо А.Д., 1970-1978; Беклемишев Н.Д. с соавт. ,1985;Ермекова Р.К Байтенов М.С.,1988).

Известно, что для проведения специфической диагностики, эффективной иммунотерапии, для разработки целенаправленных мероприятий по уменьшению контакта с аллергенной пыльцой необходимо изучение особенности структуры флоры в географическом плане, выявление типов ареалов видов аллергенной флоры, основанных на анализе их современного распространения, определение закономерностей сезонных выбросов пыльцы в атмосферу, исследование морфологических особенностей пыльцевых зёрен. Важными представляются вопросы исследования аллергенных и иммуногенных свойств пыльцы основных представителей местной аллергенной флоры, разработка диагностических и лечебных аллергенов.

Центрально-Казахстанский регион - это древняя складчатая страна, разрушенная под влиянием процессов денудации и выветривания. Большую её часть составляют пустынные равнины и всхолмленные полупустыни со своеобразными климатическими условиями, почвенным и растительным покровом.

Казахстанскими учеными в течение ряда лет проводились комплексные исследования проблемы поллинозов совместно с учреждениями АН Казахстана - Институтом ботаники, Ботаническими садами. Установ

- 5 лены экологические условия поллинозов для регионов южного, юго-западного, северо-восточного регионов. Определен спектр причинных аллергенов для этих территорий (Братковский А.К.,1975;Прохорова С.В 1988; Зайнелова Г.3.,1990).

Однако, до настоящего времени не исследовались особенности экологических условий для развития поллинозов на территории аридных зон Центрально-Казахстанского региона. В то же время в последние годы этот регион в связи с богатыми природными ископаемыми представляет огромный интерес для развития промышленности, активного освоения путем строительства городов и посёлков, что связано с притоком населения в эти районы.

В этой связи особую актуальность представляют научные исследования по изучению ботанических и медико-биологических аспектов проблемы пыльцевых аллергозов в Центрально-Казахстанском регионе.

Работа являлась фрагментом комплексного исследования, включенного в государственную программу 0.69.07 "Разработать новые виды пыльцевых и других аллергенов, провести их клиническую апробацию и подготовить техническую документацию на технологию производства аллергенов ( Г ГР 01840019091).

Целью настоящей работы явилось изучение условий развития поллинозов в зонах полупустыни и пустыни Центрально-Казахстанского региона, определение эколого-морфологических и аллергенных свойств пыльцы местной флоры.

Задачи исследования.

1. Изучить характер распространённости основных представителей аллергенной флоры. Провести фенологические наблюдения и составить календарь цветения широко распространённых аллергенных растений для населённых пунктов Центрально-Казахстанского региона,

2. Провести аэропалинологические наблюдения в населенных пунктах полупустынной и пустынной зон Центрально-Казахстанского региона на моделях: г.Джезказгана, пос.1аЙрем, г.Балхаша, выявить основные закономерности распространения пыльцы, установить ведущие таксоны для различных территорий.

3. Провести пыльцевой анализ воздушных проб с помощью светового и сканирующего электронного микроскопов. Исследовать скульп турно-морфологические признаки зёрен пыльцы ранее не изученных ви дов полыней.

4. Осуществить сбор пыльцы, вегетативных и репродуктивных органов ранее не исследованных видов полыней и изготовить водно-солевые экстракты.

5. В эксперименте изучить аллергенные свойства, сенсибилизирующую активность, аллергодиагностическую способность и перекрёстно-иммунологические свойства экстрактов из пыльцы, вегетативных и репродуктивных органов полыней.

Научная новизна.

1. Впервые определён пыльцевой состав и сезонные колебания атмосферной пыльцы в пустынной и полупустынной зонах Центрально-Казахстанского региона, установлены характерные особенности заключающие в следующем: а) для зоны полупустыни - три подъёма концентрации пыльцы с наиболее выраженными весенним и летне-осенним; б) для зоны пустыни - один затяжной подъём в летне-осенний период.

2. Впервые определены доминирующие виды пыльцы для всех периодов подъёма концентрации её в атмосфере. Весной в воздухе превалировала пыльца тополя, карагача, клёна. В летний и летне-осенний сезоны - пыльцевые зёрна маревых и полыней.

3. Составлен календарь цветения для представителей 9 семейств, в том числе 60 представителей древесных, кустарниковых и травянистых растительных форм.

4. Впервые на сканирующем электронном микроскопе изучены и описаны скульптурно-морфологические признаки 14 видов полыней под родов: Artemisia Less, Dracngculus (Bess) Petera, Seriphidium {Be

5. Впервые разработаны аллергены из пыльцы трёх ранее не исследованных видов полыней - белоземельной, лессиговидной и австрийской. Установлены высокая сенсибилизирующая активность, аллерго-диагностическая способность в тестах ин витро и ин виво в экспери менте.

6. Впервые изготовлены водно-солевые экстракты из вегетатив ных и репродуктивных органов полыни лессинговидной и австрийской. Доказаны возможность сенсибилизации к ним, выработки перекрёстно-реагирующих антител, обусловленных наличием антигенного родства между пыльцой, вегетативными и репродуктивными органами.

Практическая значимость. На основе проведенных аэропалинологических исследований выявлены основные закономерности содержания пыльцы в атмосфере, составлены графики концентрации пыльцы отдельных таксонов растений и календари палинации распространённых аллергенных растений для населённых пунктов полупустынной и пустынной зон Центрального Казахстана. Использование этих данных позволят прогнозировать и предупреждать обострение поллиноза у населения, предопределять специфику этиологии пыльцевых аллерго-зов у первичных больных.

Календари палинации, графики аэропалинологического режима для каждого населённого пункта оформлены в виде инструктивных писем и внедрены в РАЦ (г.Алма-Ата), в аллергокабинеты г.Джезказгана. г.Балхаша. Получено 15 актов внедрения.

Основные полонения. выносимые на защиту:

1. Установлены закономерности сезонных колебаний и пыльце

- 8 вой состав в атмосфере полупустынной и пустынной зон Центрально-Казахстанского региона. Зона полупустыни характеризовалась тремя подъёмами концентрации пыльцы в воздухе, с наиболее выраженными весенним-! и летне-осенним ; в зоне пустыни наблюдался один продолжительный подъём в летне-осенний период.

2. Впервые на сканирующем электронном микроскопе определены и даны описания скульптурно-морфологических признаков пыльцы 14 видов полыней.

3. Разработаны аллергены из пыльцы трёх ранее не изученных видов полыней - белоземельной, лессинговидной, австрийской и установлены высокие аллергенные и анафилактогенные свойства,способность вырабатывать перекрёстно-реагирующие антитела к родственным видам полыней.

4. Впервые получены водно-солевые экстракты из репродуктивных и вегетативных органов полыней. В эксперименте доказана их сенсибилизирующая активность, аллергенные и анафилактогенные свойства, способность к выработке перекрёстно-реагирующих антител к гомо- и гетерологичным экстрактам из пыльцы, соцветий и стеблей.

Личный вклал. Все разделы диссертации выполнены самостоятельно. Электронно-микроскопические исследования выполнены совместно с к.б.н. Д.Б.Архангельским (зав.гр. палинологии БИН АН СССР, г.Санкт-Петербург).

Апробация роботы.

Материалы работы были доложены и обсуждены на заседаниях лаборатории аллергенов НИИЭМИБ (г.Алма-Ата 1987-91г.г.), лаборатории высших растений Института ботаники АН Казахстана (г.Алма-Ата, 1988-91г.г.), на советах ботанической секции, молодых ученых, на учёных советах Института ботаники АН Казахстана (г.Алма-Ата, 1988-91г.г.), на III съезде географического общества Казахстана

- 9 г.Алма-Ата, 1990г.), на Всесоюзной конференции "Экологические аспекты иммунопатологических состояний" (г.Алма-Ата, 1990г.), конференции аллергологов и иммунологов (г.Ашхабад, 1991г.), на Первом республиканском съезде иммунологов и аллергологов (г.Душанбе, 1991г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано б работ.

Обь§и и структура дисертации. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы. Диссертация иллюстрирована 19 таблицами 18 рисунками, 18 микрофотографиями. Библиография представлена 200 источниками, в том числе 107 на русском языке и 93 на иност ранных языках.