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"Comment les allergènes contenus dans les pollens aident les plantes à faire plus que de vous faire éternuer : on peut les redouter, mais ils sont essentiels pour la santé des plantes" par Susan Milius

Traduction et compléments de Jacques Hallard
jeudi 30 mai 2019 par Milius Susan



ISIAS Santé

Comment les allergènes contenus dans les pollens aident les plantes à faire plus que de vous faire éternuer : on peut les redouter, mais ils sont essentiels pour la santé des plantes

Ajouté en annexe un jardin hypoallergénique : les plantes allergisantes à éviter

L’article d’origine de Susan Milius a été publié le 19 mai 2019 par ‘Science News’ Health, Plants, Immune Science sous le titre « How allergens in pollen help plants do more than make you sneeze  » ; il est accessible sur ce site : https://www.sciencenews.org/article/how-allergens-pollen-help-plants-do-more-make-you-sneeze

pollen

Pouf ! Eternuement soudain – POOF ! Pendant la saison des allergies, il est difficile de ne pas prendre ces bouffées de pollen comme un affront personnel, mais les chercheurs déterminent ce que les plantes obtiennent de leurs composés qui sont si gênants pour les êtres humains. Gregory_DUBUS / iStock / Getty Images Plus.

[Quels sont les principaux allergènes ?

Les allergènes sont nombreux dans notre vie quotidienne : noix de cajou, fumée de tabac, pollens, polluants atmosphériques, latex, acariens, poils de chat, aspirine... Ce sont des substances que l’on retrouve dans notre environnement et qui peuvent être à l’origine de réactions de défense de la part de notre organisme. Des réactions donc, « allergiques ».

Les pneumoallergènes :

  • les acariens sont de petits insectes - cousins des araignées - invisibles à l’œil nu. Ils élisent domicile dans nos literies et les tissus d’ameublement. Ils se nourrissent de débris cutanés et on les retrouve en général dans les poussières de maison. Il en existe plusieurs espèces. Pour proliférer, un acarien à besoin d’être au chaud (21/22°C dans la pièce) et dans une atmosphère humide (75% d’hygrométrie) ;
  • les pollens présents à l’état naturel dans notre environnement : pollen de fleurs, de graminées ou d’arbres. La période de pollinisation des plantes variant en fonction de leur nature et des conditions météorologiques, ces allergies se manifestent à des périodes variées ;
  • il existe enfin différents types de moisissures, qui toutes prolifèrent dans des milieux humides et renfermés ;
  • les poils d’animaux : chat, chien, cheval, cobaye et tous les autres animaux peuvent être allergisants ;
  • enfin les déjections et les sécrétions des cafards et autres blattes, peuvent être à l’origine de réactions allergiques.
     Les allergènes alimentaires

Tout aliment peut être à l’origine de réactions allergiques alimentaires : lait de vache, blé, arachide, poissons, œufs, viandes, épices, colorants, fruits, légumes...

 Les allergènes médicamenteux

Qu’il soit pris par voie orale, injectable ou même sous une forme topique (pommade, crème, onguent...) un médicament peut engendrer des réactions allergiques parfois très sévères.

 Les allergies de contact

Différentes substances peuvent, au contact de la peau, provoquer des lésions. C’est le cas du latex, du nickel, de produits contenus dans des parfums ou des cosmétiques, de résines, de colorants vestimentaires... Les substances provocant des allergies de contact sont donc nombreuses et parfois difficiles à diagnostiquer.

 Le venin des insectes

Abeilles, guêpes, frelons ou même certaines fourmis peuvent entraîner des réactions allergiques. Celles-ci peuvent être banales (rougeur, irritation, démangeaison...) ou au contraire très sévères, voire mortelles.

Source : Association Asthme et Allergies - https://www.futura-sciences.com/sante/questions-reponses/allergies-sont-principaux-allergenes-1704/ ].

« Les plantes essaient-elles de nous tuer ? », demandent souvent à Deborah Devis, les personnes allergiques. Généticienne moléculaire des plantes moléculaires sur le campus Waite de l’Université d’Adélaïde en Australie, Deborah Devis devrait connaître la réponse mieux que quiconque. Elle traverse les derniers mois d’un doctorat. Cela implique de prévoir comment les plantes utilisent les protéines de pollen qui poussent les gens à éternuer, à respirer, à siffler et à pleurer pendant des jours.

Ce que l’on sait jusqu’à présent des effets des allergènes sur les pollens produits par les plantes herbacées, les arbres et même les mousses, n’a rien à voir avec la vengeance contre un primate susceptible de les attaquer à l’aide de tondeuses et d’autres outils tranchants, dit-elle. Au lieu de cela, les plantes essaient juste de vivre comme tous les autres êtres vivants.

« Dans la plupart des cas, explique-t-elle, les protéines allergènes sont absolument essentielles ». Pour comprendre pourquoi, il est utile de vous rappeler quelques notions de base sur le sexe. La mission du grain de pollen consiste à transporter les cellules sexuelles mâles vers les parties femelles des fleurs pour les féconder. C’est un travail hasardeux et dangereux. Mais l’évolution a affiné une chimie redoutable qui protège les voyages des grains et la fécondation en elle-même. Par exemple, la couche extérieure d’un grain de pollen contient une sporopollénine extrêmement dure qui peut se maintenir des milliers d’années, explique Hannah Banks de l’institution Kew Gardens à Londres. Juste pour enlever les débris du manteau, les chercheurs font bouillir du pollen dans un mélange d’acide sulfurique et d’acide acétique !

Quand un grain de pollen sain finit par atterrir sur la partie femelle d’une fleur, un tube du grain commence à descendre à travers le tissu femelle pour féconder la version de la végétale d’un œuf, c’est-à-dire un ovule. Le pollen transporté par le vent, emportant des fleurs dans de grands nuages, est particulièrement compétitif, dit Deborah Devis. Le pollen de tabac, par exemple, est délivré par un insecte et attend parfois quelques temps avant de commencer à pousser et il peut prendre jusqu’à 12 heures pour former un tube assez long pour atteindre un ovule. En comparaison, lorsque Deborah Devis a déposé du pollen de riz, qui est normalement transporté par le vent, sur une lame de microscope, les tubes du pollen étaient trop longs pour s’adapter à sa vue en moins de 15 minutes.

[ Que signifie tube pollinique ? – Document ‘www.aquaportail.com

Le tube pollinique est un prolongement tubulaire du grain de pollen. En botanique, le tube pollinique est une extension en forme de tube qui émet les grains de pollen après l’atterrissage sur les stigmates des fleurs et agit comme moyen de transport des gamètes mâles du grain de pollen à l’oeuf. L’excroissance tubulaire du grain de pollen fonctionne par siphonogamie, mais il peut être monosiphoné.

Chez les angiospermes, il s’étend du stigmate à l’oosphère et sert de voie de guidage aux anthérozoïdes.
Chez les gymnospermes, il s’étend de la partie du nucelle située vers le micropyle jusqu’à l’archégone et l’oosphère.

Des grains de pollen et leurs tubes polliniques :

Photo - Les tubes polliniques sont en germination à partir de grains de pollen, ici d’un lys Lilium. Le tube pollinique se développe sur le tissu embryonnaire de transmission du style, sur les cellules, entre-elles ou sur les parois elles-mêmes.

Le tube pollinique germe dans le stigmate, se développe à travers le style et va vers le sac embryonnaire ou une cellule de gamétophyte femelle des angiospermes, qui est situé à l’intérieur de l’ovule. Des noyaux générateurs ou des gamètes mâles voyagent à travers le tube. En atteignant la zone de micropyle, le tube pollinique passe à travers et libère son contenu près de l’une des synergies du sac embryonnaire. Une fois le contenu déchargé, les noyaux générateurs fusionnent avec l’oosphère et avec les noyaux polaires dans un processus connu sous le nom de double fécondation. Alors que de nombreux grains de pollen atteignent la stigmatisation et germent, un seul produit la fécondation. Le cytoplasme, les gamètes et le noyau de la cellule végétale se trouvent dans la partie apicale du tube pollinique. Au-dessus, une vacuole géante augmente en taille par l’incorporation constante d’eau.

Les parois cellulaires ou les lamelles moyennes sont dissoutes par les enzymes de pectine produites à l’extrémité du tube. Le tube pollinique se développe par allongement, essentiellement par un processus de synthèse de la paroi cellulaire à son extrémité, effectué par des dictyosomes qui contribuent à leur contenu (pectine et hémicelluloses) pour constituer la paroi cellulaire. Le tube continue son développement sur le tissu transmetteur ovarien et atteint l’ovule, qui peut habituellement pénétrer à travers le micropyle (porogamie) ou, exceptionnellement ailleurs (aporogamie,, comme par exemple les téguments d’Ulmus ou chez Casuarina).

Les ovules de certaines plantes (Beta, Gasteria, Paspalum, Ornithogalum comme l’asperge des bois ou aspergette) présentent un exsudat micropilaire visqueux contenant des protéines et des glucides qui peuvent servir de source nutritionnelle et servir de guide pour le tube pollinique, par exemple pour un chimiotropisme positif.

Autrement dit, le tube pollinique fait partie du gamétophyte mâle des plantes à graines et permet le transport du sperme à partir du grain de pollen afin de féconder les ovules femelles. Il est formé par la cellule végétative (cellule du tube à pollen) et l’intérieur du grain de pollen sur la cicatrice lors de la germination. Il est utilisé chez les Gymnospermes plus primitifs (Ginkgo, Cycadopsida), ainsi que dans la nutrition du gamétophyte mâle, dans les autres plantes à graines des cellules sexuelles mâles de l’ovule et donc dans la fécondation. En conséquence, le noyau végétatif et les noyaux générateurs du grain de pollen peuvent croître dans la direction de la cellule oeuf de manière à atteindre la cellule oeuf dans l’ovule. Cela se produit lorsque le grain de pollen a atteint un stigmate compatible.

Rudolf Virchow a d’abord étudié la structure et la fonction des tubes polliniques. La relation entre le tube pollinique et l’intine du grain de pollen n’a pas été complètement clarifiée. Avec un microscope optique, le tube semble pousser la couche intine (par opposition à l’exine) dans l’ouverture du grain de pollen sur les côtés ; avec un microscope électronique, on voit l’intine continue avec la paroi du tube.

Voir les synonymes de tube pollinique.
Revoir la définition tube pollinique ... Modifié le 07/11/2018.
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Pollen SEM - OBJECTIF FINAL - Deux grains de pollen de moutarde sauvage, Brassica kaber (coloré et fortement grossi dans cette micrographie électronique à balayage), montrent ce que le pollen devrait faire au lieu de se pointer sur le bout du nez : atterrir sur la surface de l’organe femelle d’une plante et développer un tube pollinique pour aller fertiliser un ovule. Dennis Kunkel Microscopie / Science Source

Les profilines, un groupe de protéines végétales contenant des allergènes, ont une incidence sur le sexe de la plante aux enjeux élevés et, en particulier, sur le développement de ces tubes. Les profilines apparaissent à un moment donné dans toutes les formes de vie avec un noyau cellulaire, même une sorte d’amibe avec une profiline qui peut déclencher des réactions lors de tests cutanés d’allergie chez l’homme et d’inflammation des voies respiratoires chez la souris, selon des chercheurs de l’Université de Pusan ​​en Corée du Sud, démontré en 2018.

Les plantes ont besoin de profilines pour des tâches aussi fondamentales que l’assemblage de filaments dans le cadre de base d’une cellule. Et lors d’expériences menées à l’université Cornell sur des plantes de tomate (non polinisées par le vent mais faciles à manipuler en laboratoire), en supprimant un tube pollinique saboté par le gène de la profiline. « Les tubes polliniques ne peuvent pas survivre très longtemps car il n’y a pas de structure en place pour lui permettre de continuer à pousser », déclare Deborah Devis.

La similitude entre les différentes versions de profiline des plantes est « très, très élevée », ce qui montre à quel point les protéines sont cruciales pour l’évolution, a déclaré Deborah Devis. La similitude suggère que « c’est tout simplement impossible, ou très improbable, pour toute progéniture présentant une variation de ces profilines de survivre tout simplement ».

Les protéines du pollen, appelées expansines, sont une autre source d’allergie. Elles détendent les parois des cellules et facilitent ainsi la poussée du tube pollinique en direction de l’ovule. Les saboter conduit le pollen à devenir en grande partie impuissant. Sans les expansines normales, « les tubes à pollen ne parviennent tout simplement pas à aller jusqu’à l’ovule », explique Deborah Devis. Au lieu de cela « ils forment une sorte de regroupement ».

Encore d’autres groupes de protéines du pollen que les plantes trouvent utiles, peuvent également déclencher des allergènes chez l’homme. Par exemple, les protéines actives dans les réponses au stress des plantes, ou bien pour l’utilisation du calcium par une cellule, se sont également révélées très allergènes, explique Annika Saarto, aérobiologiste à l’Université de Turku en Finlande.

Mieux comprendre les emplois des allergènes dans le pollen pourrait aider toute personne désireuse de s’attaquer au travail complexe consistant à concevoir des graminées à faible éternuement, des bouleaux ou d’autres plantes bien aimées mais difficiles à supporter, déclare Deborah Devis. Mais aussi séduisant qu’elle soit pour les personnes souffrant d’allergies, la fabrication de plantes sans allergènes présente des défis. En raison du rôle vital des allergènes contenus dans le pollen, les chercheurs ne peuvent pas se contenter de concevoir toutes ces structures. Les scientifiques devraient utiliser leurs connaissances des fonctions allergènes pour trouver des substituts déclenchant peu ou pas de ces allergies.

Et bien que modifier génétiquement une variété de plante puisse être faisable, par exemple, ‘apprivoiser’ un chêne ou un olivier, végétaux qui ont a permis de les placer dans dix parcs urbains européens, dans les rangs des plantes qui provoquent des allergies, en créant un paysage complet constitué de plantes produisant du pollen qui réduirait les risques des éternuements intempestifs.

Citations

M. Chen et al. Origin and functional prediction of pollen allergens in plants. Plant Physiology. Vol. 172, September 2016, p. 341. doi:10.1104/pp.16.00625.

L.X. Yu and M.V. Parthasarathy. Molecular and cellular characterization of the tomato pollen profilin, LePro1. PLOS ONE. Published online January 21, 2014. doi : 10.1371/journal.pone.0086505.

E.R. Valdivia et al. A group-1 grass pollen allergen influences the outcome of pollen competition in maize. PLOS ONE. Published online January 17, 2007. doi : 10.1371/journal.pone.0000154.

S.M. Song et al. Acanthamoebaprofilin elicits allergic airway inflammation in mice. PLOS Neglected Tropical Diseases. Vol. 12, December 17, 2018. doi:10.1371/journal.pone.0000154.

D.L. Devis, J.M. Davies and D. Zhang. Molecular features of grass allergens and development of biotechnological approaches for allergy prevention. Biotechnology Advances. Vol. 35, September 2017, p. 545. doi:10.1016/j.biotechadv.2017.05.005.

P. Cariñanos et al. Estimation of the allergenic potential of urban trees and urban parks : Towards the healthy design of urban green spaces of the future. International Journal of Environmental Research and Public Health. Vol. 16, April 15, 2019, p. 1357. doi:10.3390/ijerph16081357.

Further Reading

T. Biedermann et al. Birch pollen allergy in Europe. Allergy : European Journal of Allergy and Clinical Immunology. Vol. 16, March 4, 2019. doi:10.1111/all.13758.

E. Conover. Physics explains how pollen gets its stunning diversity of shapes. Science News. Vol. 195, March 16, 2019, p. 32.

S. Milius. Tiny fossils set record for oldest flowerlike pollen. Science News Online, October 1, 2013.

S. Milius. Hemp fields offer a late-season pollen source for stressed bees. Science News. Vol. 194, December 22, 2018, p. 13.

N. Seppa. Allergy, asthma less frequent in foreign-born kids in U.S. Science News Online, May 2, 2013.

Science News

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Annexe - Un jardin hypoallergénique : les plantes allergisantes à éviter - Le 16 novembre 2018 par Iris Makoto – Communiqué de Gerbeaud.com Photo.

De plus en plus de personnes souffrent d’allergies saisonnières chaque année. Si vous ou un membre de votre famille en faites partie, il existe des solutions pour aménager votre jardin en conséquence. C’est le jardin hypoallergénique, sans plantes allergisantes ou irritantes.

Généralité sur le rhume des foins ou rhinite allergique

Le rhume des foins handicape chaque année de nombreuses personnes. Il se traduit par des picotements et un écoulement nasal, un conjonctivite, des démangeaisons au niveau de la gorge ou encore une toux persistante. La cause en est simple : le pollen de certaines plantes anémophiles (dont le pollen est propagé par le vent), est présent en très grandes quantités dans l’air afin de permettre à la plante de se reproduire. Ce pollen irrite les voies respiratoires et provoque une réaction de défense de l’organisme déclenchant le mécanisme de l’allergie.

>> Lire : Les allergies au pollen

Des plantes à éviter en cas d’allergies respiratoires

Les plantes pollinisant par anémogamie sont nombreuses et bien connues pour provoquer des allergies. Les grandes quantités de pollen disséminées par le vent s’infiltrent dans les voies respiratoires. Parmi ces plantes, de nombreux arbres dont le cyprès, le platane, le noisetier, le saule (saule pleureur et tous les autres saules), le bouleau, le mimosa, le frêne, le charme, le chêne, l’olivier ou encore l’aulne, ont un potentiel allergisant moyen à élevé.

A noter que certains arbres anémogames, par exemple les pins, libèrent beaucoup de pollen, mais ne sont cependant pas allergisants.

Certaines plantes sauvageonnes souvent présentes dans le jardin ont aussi un fort pouvoir allergisant, c’est le cas de la pariétaire, de la prêle, de l’ambroisie, de l’armoise et du plantain. Vous devrez donc apprendre à les reconnaître et à les éliminer de votre jardin.
Quant aux graminées, mieux vaut aussi faire l’impasse si vous souffrez d’allergies.

Des plantes à la sève allergisante

A éviter aussi, si vous ou un membre de votre famille présentez un terrain allergique, le sumac, le poinsettia (en intérieur) et toutes les plantes de la famille des Euphorbiacées (euphorbes) dont il fait partie, mais aussi l’angélique, le figuier ou encore la rue dont la sève provoque des réactions cutanées plus ou moins prononcées.

Attention aux berces (notamment la berce du Caucase), qui sous ses airs sympathiques peut occasionner des brûlures violentes avec la présence de cloques douloureuses si la peau mise en contact avec la sève est exposée au soleil. On parle alors de ’phototoxicité’.

Comment aménager un jardin hypoallergénique ?

Pour créer un jardin hypoallergénique, évitez à tout prix de planter les végétaux cités ci-dessus. Privilégiez les plantes pollinisées par les insectes (lire : La pollinisation) plutôt que par propagation par le vent car elles seront bien moins allergisantes. D’autres astuces permettent d’avoir un beau jardin malgré les allergies :

  • Peuplez votre jardin de plantes de terre de bruyère comme les camélias, les rhododendrons ou les azalées si le pH de votre sol le permet. Évitez par contre les bruyères dont le pollen se propage en masse à la moindre bourrasque.
  • Si vous tenez vraiment à posséder une pelouse malgré vos allergies, pensez à la tondre le plus souvent possible pour empêcher les graminées qui la composent de fleurir.
  • Dans les zones ombragées, n’hésitez pas à mettre en scène des hostas, des fougères, des mousses et des arums ; ces plantes sont très peu allergisantes et possèdent un pouvoir ornemental certain.
  • Toujours très ornemental, un jardin minéral limitera les dégâts au niveau des allergies. Le jardin zen, évoquant un paysage fait de montagnes et de cours d’eau figurés par des éléments minéraux comme de gros rochers verticaux et des lits de graviers ou d’ardoise pilée pour donner du relief constituera un choix judicieux. Peuplé de végétaux taillés en nuages et choisis pour leur faible pouvoir allergisant, il sera en plus très ornemental.
  • Si vous êtes amateurs de cactus et autres plantes grasses et que le climat de votre région vous le permet, n’hésitez pas à vous lancer dans l’aménagement d’une rocaille constituée de grosses roches épousant la pente. Évitez bien sûr d’y introduire des Euphorbes, dont la sève est allergisante. Toutes les autres plantes pourront y être plantées : Ferocactus, Echinocereus, Cereus, Sedums, Crassulas en tous genres, kalanchoes, Haworthias ou Echeverias (à hiverner à l’abri du froid) y seront les bienvenus.

Gerbeaud.com est membre de la Société Nationale d’Horticulture de France et de l’Association des Journalistes du Jardin et de l’Horticulture.

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Traductions avec compléments entre […] et intégration de liens hypertextes : Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 29/05/2019

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