Vítejte na webu Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc
Přihlásit se nebo Registrovat Domů  ·  Prof. Patočka  ·  Student ART  ·  Student RA  ·  Student KRT  ·  Doktorand  ·  Fórum  

  Moduly
· Domů
· Archív článků
· Doporučit nás
· Články na internetu
· Fotogalerie
· Poslat článek
· Průzkumy
· Připomínky
· Soubory
· Soukromé zprávy
· Statistiky
· Témata
· Top 10
· Váš účet
· Verze pro PDA
· Vyhledávání

  Skupiny uživatelů
· Prof. Patočka
· Student ART
· Student RA
· Student KRT
· Doktorand

  Kdo je online
V tuto chvíli je 5126 návštěvník(ů) a 0 uživatel(ů) online.

Jste anonymní uživatel. Můžete se zdarma zaregistrovat zde


  Články studentů KRT: Sinice. Toxicita sinic vodního květu
Publikováno: Neděle, 15.01. 2006 - 00:00:00 Od: Prof. Patocka
Krizová radiobiologie a toxikologie Anonymní napsal "

Sinice: Toxicita sinic vodního květu

Karel Buzek, student KS, KRT1

Sinice jsou velmi drobné a velmi jednoduché autotrofní prokaryotické organismy, evolučně nesmírně staré a jsou schopné žít téměř ve všech biotopech na zeměkouli. Jejich taxonomie je velmi složitá.Navíc chybí důkladnější floristický průzkum tropických oblastí, a proto neexistují jednotné odhady četnosti jejich taxonů, ale pohybují se v řádu minimálně 200 rodů a několik tisíc druhů. Český název sinice pochází z termínu "sinný" = modrý. To je v podstatě překlad "latinského" názvu, z řeckého cyanos = modrý. Sinice produkují řadu chemických látek působících jako toxiny.



Sinice:

Celková charakteristika

Sinice jsou velmi drobné a velmi jednoduché autotrofní prokaryotické organismy. Jsou evolučně nesmírně staré a jsou schopné žít téměř ve všech biotopech na zeměkouli. Jejich taxonomie je velmi složitá (např. neexistuje dosud rozumná definice druhu). Navíc chybí důkladnější floristický průzkum tropických oblastí, a proto neexistují jednotné odhady četnosti jejich taxonů, ale pohybují se v řádu minimálně 200 rodů a několik tisíc druhů. Český název sinice pochází z termínu "sinný" = modrý. To je v podstatě překlad "latinského" názvu, z řeckého cyanos = modrý. 

 Stavba buněk 

Je velmi jednoduchá - nemají jako prokaryota žádné jádro ani mitochondrie, Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum, vakuoly atd.
Nejnápadnějším útvarem uvnitř buňky sinice jsou thylakoidy. Jsou to ploché váčky s fotosyntetickým aparátem. Uspořádány jsou několika základními způsoby, což je patrně fylogeneticky významné.  V membráně thylakoidu jsou obsaženy chlorofyl, a- i b- karoten a xanthofyly (echinenon, myxoxanthofyl, zeaxanthin).

Na povrchu thylakoidálního váčku se nachází tzv. fykobilizómy. Jsou to drobné útvary, které obsahují specifická barviva, zvaná fykobiliny (fykobiliproteiny). Tyto fykobiliny jsou 3 - dva z nich jsou modré pigmenty (c-fykocyanin a allofykocyanin) a jeden je červený (c-fykoerythrin). Tyto pigmenty plní funkci světlosběrné antény. Značná citlivost tohoto typu světlosběrné antény umožnuje m.j. fotosyntézu sinic při velmi nízké hladině osvětlení -  hluboko pod hladinou vody, v půdě, uvnitř kamenů, v jeskyních atd. Poměr fykoerythrinu a fykocyaninu určuje vlastní barvu sinicové buňky. Jejich poměr však nemusí být stabilní a často se mění podle momentálních okolních podmínek. Tento jev se nazývá chromatická adaptace. Tato adaptace umožňuje sinicím žít při světelných poměrech, které by nepřežil jiný fotosyntetizující organismus - přezáření, nedostatek světla a jejich časté změny - např. na smáčených stěnách atd.

Genetickou informaci sinic nese tzv. genofor - složitě vinutá (nevznešeně řečeno děsně zamotaná) kruhová molekula DNA. Může být jak jedna, tak několik. Tato molekula je bez histoproteinů (jako u všech prokaryot). Je na plazmatickou membránu připevněná pomocí RNA a bílkovin. Jedině tímto připevněním na plazmatickou membránu je zajištěno symetrické (alespoň přibližně) rozdělení DNA mezi dvě dceřinné buňky - při buněčném dělení nevzniká žádné mitotické vřeténko. Pochopitelně, jako u všech prokaryot, není DNA odděleno od ostatní protoplamy žádnou jadernou membránou.

Buňka je obalena pevnou buněčnou stěnou, která je tvořena peptidoglykany - mureinem a kyselinou diaminopimelovou. Stěna vykazuje gramnegativní reakci. Je ze čtyř vrstev a mezi dvěma z nich byla u některých sinic nalezena vrstva klouzavých mikrofibril, umožňujících drkání. Na povrchu stěny bývá vrstva slizu - často vrstevnatého - který je občas intenzívně zbarven (hlavně to bývá karotenoid scytonemin, ale i jiné karotenoidy atd.).
Pod povrchem stěny je plazmatická membrána. Ta slouží k aktivnímu transportu iontů a exkreci látek (jako u všech buněk), ale také zahajuje oddělování dceřinných protoplastů při dělení. Je sídlem dýchacích enzymů a patrně z ní se odškrcují thylakoidy (to není jisté, ale u Gloeobacter violaceus , která nemá thylakoidy, byly fotosyntetické pigmenty a složky fotosystému nalezeny právě v plazmatické membráně).
V buňce jsou přítomny ještě karboxyzómy, což jsou drobná tělíska ve tvaru mnohostěnu, pozorovatelná v transmisním elektronovém mikroskopu (TEM). Obsahují enzym RUBISCO, který je mimo jiné zodpovědný za fixaci CO2 v Calvinově cyklu. Karboxyzómy jsou analogií pyrenoidů vyskytujících se u eukaryot.
Na TEM snímku jsou ještě většinou dobře patrná škrobová zrna (ten škrob je tzv. sinicový škrob - α 1,4 glukan), polyfosfátové granule a cyanofycinová zrnka (polymerovaný arginin s kys. asparagovou). Zásobní látkou je sinicový škrob.

Sinice mají několik struktur, které jsou specifické právě jen pro ně. Jsou to:
1. Aerotopy
-  jedná se o válcovité struktury ve tvaru mnohostěnu. V buňce je jich většinou přítomno mnoho. Na příčném průřezu připomínají včelí plást. Jejich stěna je složená z glykoproteinů a je propustná pro všechny plyny rozpuštěné ve vodě. Směs těchto plynů uvnitř aerotopů pak sinice nadlehčuje  a umožňuje jim snadno splývat ve vodním sloupci. Tyto organely jsou jedinou strukturou v živých buňkách, která je naplněná plynem. Sinice si je mohou tvořit a dezorganizovat v závislosti na abiotických faktorech prostředí a tím regulovat svoji polohu ve vodním sloupci. Občas jsou ještě udávány pod starým názvem gasvezikuly či zcela nesprávně "plynové vakuoly"
2. Heterocyty
-  jsou to tlustostěnné buňky, větší než jsou buňky vegetativní. V optickém mikroskopu se jejich obsah jeví jako prázdný, ale fotosystém I (tj. ten, co nedělá kyslík) v nich funguje. Vznikají z vegetativních buněk. Za účasti nitrogenázy se v nich fixuje vzdušný dusík, vzniká amoniak, ten je vázaný jako glutamin a v této formě je transportován do sousedních buněk.  Sem tam jsou uváděny pod značně nepřesným názvem heterocysty - nejedná se o žádné cysty, samozřejmě....
3. Akinety
  - vznikají z jedné nebo více vegetativních buněk a bývají ještě větší než heterocyty. Slouží k přežití nepříznivých podmínek. Je známo, že akinety r. Nostoc přežily usušené v herbáři životaschopné po dobu 86 let.) . Lze je najít označené i archaickým názvem arthrospory.

 Rozmnožování

- jedině nepohlavní. Dělení buněk probíhá zaškrcováním plazmatické membrány ("uzavírá se jako clona fotoaparátů"). Některé sinice (např.Chamaesiphon ) se dělí asymetricky - na konci stélky se vytvoří větší počet baeocytů (exospor). Vláknité sinice se rozmnožují hormogoniemi.   Přenos DNA u "obyčejných" baktérií se může obecně dít buď konjugací buněk, nebo horizontálním přenosem genů - nahodilým přenosem (transformace) nebo přenosem pomocí infekčního plazmidu nebo viru (transdukce). U sinic nebyla nikdy pozorována konjugace. Transformace nebyla v přírodě rovněz zaznamenána, ale v laboratorních podmínkách ano a to relativně často. Transdukce byla laboratorně potvrzena u vláknitých forem, v přírodě nebyla pozorována, ale existuje množství cyanofágů, kteří jsou pravděpodobně dobrými vektory. 

Ekologie

Žijí téměř všude - ve sladkovodním i mořském planktonu, v nárostech, v půdě, na smáčených stěnách, uvnitř kamenů... Typické je pro ně osazování všech extrémních biotopů, s výjimkou extrémně kyselých lokalit.  Pro planktonní druhy je typická schopnost vytvářet při nadbytku živin tzv. vodní květ. Mnohé druhy jsou navíc jedovaté, takže způsobují značné vodohospodářské problémy.

Fylogeneze

Sinice jsou i výrazný geologický činitel. Pro naše území má největší význam tvorba travertinu. Jde o to, že srážení rozpuštěných solí (vápenatých a železitých) z minerálních vod závisí na teplotě a koncentraci CO2.  Sinice jsou schopné v těchto  minerálních vodách žít. Jejich fotosyntézou se ve vodě sníží koncentrace CO2 , soli se vysráží a vzniká hornina travertin.
Globálně je ovšem nejvýznamnější tvorba stromatolitů. Jedná se o víceméně hřibovité útvary, které vznikají usazováním  především uhličitanu vápenatého v pochvách sinic. Dnes jsou to celkem ojedinělé útvary (největší výskyt dnes mají v Shark Bay v Austrálii a v přílivovém kanálu na Exuma Island na Bahamách ), ale v prekambrických horninách se vyskytují velice často. Považují se za místo vzniku nejstarších organismů, produkujících kyslík, které tak změnily celkové složení atmosféry Země do dnešní podoby.
Nejstarší nálezy zkamenělin, které jsou pravděpodobně sinice, pochází z Apex Basalt ze západní Austrálie a jsou staré 3,5 miliardy let, tedy prekambrické. Jsou to vláknité typy, které připomínají vlákna recentních Oscillatorií. Zkameněliny připomínající sinice z nejstarších stromatolitů - z Tumbiana Formation, západní Austrálie, už vykazují i chemické známky oxygenní fotosyntézy a jsou považovány za důkaz nejstraší fotosyntézy- 2,7 milardy let. Nejstarší sinice, která se zachovala tak dobře, že ji bylo možno na základě morfologických znaků popsat jako regulérní druh, je Euenthophysalis belcherensis, z Gunflint Formation z Kanady, a je stará 2 miliardy let. Na sinici r. Archeoellipsoides,  staré 1-1,6 miliardy let, byly popsány nejstarší známé akinety, 700 miliónů let jsou staré první baeocyty, tvořené sinicemi z mělkého moře.

Toxicita sinic vodního květu:

 Sinice vodního květu dokáží tvořit celou řadu velmi jedovatých látek- toxinů, nebo mohou fungovat jako spouštěče alergické reakce- alergeny. Toxiny sinic (cyanotoxiny) jsou látky sekundárního metabolismu, tedy látky, které nejsou využívány organismem pro jeho primární metabolismus.

Dělení toxinů sinic:

Alkaloidní neurotoxiny sinic

Názvy toxinů:

Anatoxin a, anatoxin a(s), anatoxin b , homoanatoxin, saxitoxin, neosaxitoxin, aphantoxin 1-5

Producenti:

Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmidium, Cylindrospermopsis, Lyngbya, Planktothrix, Nostoc

LD50:

Anatoxin a 0.2mg/kg ž.v., anatoxin a(s) 0,02mg/kg ž.v., saxitoxin 0,01mg/kg ž.v., aphantoxiny 1-5 0,001-0,01mg/kg ž.v.,

Princip účinku:

Aphantoxiny, saxitotin, neosaxitoxin - blokují přenos nervových vzruchů blokací Na kanálů. Nemají žádný vliv na propustnost K iontů.

Anatoxin A a homoanatoxin způsobují záměnu funkce v pregangliových nervových zakončeních, acetylcholinových receptorech, zvyšuje tok Ca iontů do cholinergních nervových zakončení.

Anatoxin a(s) působí jako blokátor cholinesterázy, depolarizace postsynaptických zakončení, ovlivňuje nikotinové, muskarinové i acetylcholinové receptory.

Příznaky intoxikace:

Sladkovodní sinice produkují zejména anatoxin a aphanotoxin. Oba dva jsou alkaloidní povahy a blokují sodíkové kanály membrán, aniž by ovlivnily jejich propustnost pro draslík. Velmi intenzivně působí neurotoxiny na volně žijící i domácí zvířata. Nejčastěji popisované diagnózy jsou křeče pohybového svalstva, nekoordinované pohyby, dávení, záchvaty zuřivosti, ztráta stability, dušení a následná smrt udušením. Efekt během 5 minut. Nejznámější jsou příznaky u koní, dobytka, psů, ptáků (hlavně divoké kachny a domácí drůbež, typické jsou křečovité pohyby ryb u břehů ). Známý je vliv na srdeční sval i u korýšů.

Komentář:

Účinné látky jsou nazývány podle svého původce. Anatoxin byl první neurotoxin, který byl izolován ze sladkovodních sinic. Dnes známe Anatoxin a - c. Jsou to alkaloidní toxiny, jejichž LD50 je 20 µg/kg ž.v., smrt myší nastává během 30 minut s diagnózou srovnatelnou s insekticidy na bázi organofosfátů. Mají také stejný molekulární mechanismus, a to inhibice cholinesterázové aktivity. Jsou velmi termolabilní a jejich destrukce nastává při teplotách nad 40°C v alkalickém prostředí. Jako antagonista anatoxinů může být použit atropin.

Aphanotoxiny 1-5 (někdy zvané saxitoxiny a neosaxitoxiny ) jsou také alkaloidní toxiny, které jsou nejčastěji produkované sinicemi rodu Aphanisomenon. LD 50 (myš intraperitoneálně) je 10 µg/kg ž.v. Smrt nastává během pěti minut.

Neurotoxiny mají ve vyváženém ekosystému malou stabilitu. Molekuly neurotoxinů jsou termosensibilní (inaktivace při teplotách nad 40°C). Akutní otravy jsou známy u hospodářských zvířat a vodního ptactva.

Paralytické toxiny

Typ toxinu:

Saxitoxin, neosaxitoxin, gonyautoxin, tetrodotoxin

Producent:

Gonyaulax, Alexandrium (cysty jsou 10x toxičtější než veg. buňky), bentické obrněnky, sinice Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Anabaena

LD100:

Člověk 1mg, příznaky při 0.001mg/kg ž.v..

Princip účinku:

Saxitoxin je blokátor Na kanálů (první toxin -zásadní vliv na poznání funkce Na a K kanálů a neurobiologie), tetrodotoxin ruší akční potenciál nervových a svalových vláken.

Příznaky intoxikace:

PSP jsou rychle absorbovány v zažívacím traktu, vyvolají rychlé příznaky (1-3min) zvracení, extrémně nízký tlak, nevolnosti, vliv na neuromuskulární a kardiovaskulární systém, smrt udušením.

Hepatotoxiny 

Alkaloidní hepatotoxiny sinic

Název toxinu:

cylindrospermopsin

Producenti: 

Trichodesmium, Umezakia, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon

LD100:

0.4mg/kg ž.v.

 

Princip účinku:

inhibitor proteosyntézy a syntézy glutationu

Příznaky:

Poškození tkáně jater a ledvin, nekrózy plic, srdce, sleziny, nadledvinek a brzlíku.

Peptidické hepatotoxiny sinic

Typ toxinu:

Microcystiny (cyanoginosin), cyklické heptapeptidy

Producenti:

Microcystis, Anabaena, Planktothrix, Nostoc, Anabaenopsis, ...

Typ toxinu:

Nodularin - cyklický pentapeptid

Producent: 

Nodularia

Princip účinku: 

Aktivní inhibitor eukaryotních protein serine/threonine fosfatáz 1 a 2A.

Nekontrolovatelná fosforylace cílových proteinů vede k buněčné proliferaci, posttranslační modifikaci proteinů, chybnému přenosu signálů a k buněčné transformaci na nádorový typ buňky.

Příznaky intoxikace: 

Zvýšená hladina jaterních enzymů v krevním séru a další indikátory poškození jater (ALT, AST, GGT, bilirubin, alk. fosfatáza), destrukce parenchymatických buněk jater, histopatogické změny jaterní tkáně, hmotnost jater a ledvin je 2-3x větší, mikroembolie plic a ledvin. Cytoskeleton jaterních buněk se hroutí, na játrech pozorujeme histopatologické projevy - nekrózy, edémy, bytnění.

Typ toxinu:

Microviridin - tetradekapeptid

Producent:

Microcystis viridis

Princip účinku:

inhibitor tyrosinázy

Příznaky intoxikace:

Destrukce parenchymatických buněk jater.

Klinické příznaky vlivu hepatotoxinů:

Efekt těchto látek bývá u teplokrevných obratlovců popisován jako zesláblost, nechutenství, zimomřivost. Játra se zvětšují o 50 až 60 %, cytoskeleton jaterních buněk se bortí, na játrech jsou pozorovatelné leze a nekrózy. I když cílovým orgánem hepatotoxinů jsou játra, také ledviny jsou pod vlivem těchto toxinů zvětšeny. Analýza krevního séra postižených jedinců vykazuje zvýšenou hladinu alanin aminotransferázy a glutamin transpeptidázy (40 minut po intoxikaci) . Dále je zjišťováno významné zvýšení aktivity alkalické fosfatázy (6 hodin po intoxikaci). Snímky z elektronového mikroskopu prokazují aktivní rozrušování jaterních buněk, desintegraci endoplasmatického retikula, inkorporaci buněčných komponent do cytolyzosomů, rozrušení sinusoidní architektury a nakonec celkovou lyzi jaterních buněk. Na rozdíl od in vivo expozice jaterních buněk microcystinem LR experimenty in vitro neprokazují vliv microcystinu na cytoskeletární filamenta a mitochondrie. Experimenty in vivo také prokazují, že pozorované efekty jsou pravděpodobně nepřímé, jsou závislé na kaskádové bioaktivaci intaktního orgánu a nemohou být pozorovány v in vitro modelech

Komentář:

Hepatotoxiny způsobují poškození struktury a funkce jater jako cílového orgánu. Molekulární strukturou to jsou cyklické peptidy (hexa-hepta). Sladkovodními sinicemi jsou produkovány zejména microcystiny a microviridiny. Microviridin je tetradekapeptid produkovaný Microcystis viridis. Jedná se o velmi termostabilní látky, jejichž aktivita není omezena ani po několika hodinách varu .

V současné době je známo 28 různých microcystinů. Jsou to monocyklické heptapeptidy tvořené D a L aminokyselinami, což jim dává značnou termostabilitu a rezistenci vůči proteolýze molekulární váha 909-1067 obecné struktury cyclo-D-Ala-L-Xaa-erytro-bmethyl-D-isoaspartová kyselina-L-Yaa- ADDA-D-isoglutamová kyselina-N-methyl-dehydroalanin. Pro Xaa jsou variabilní aminokyseliny arginin (R), leucin (L), tyrosin a pro Yaa alanin (A), arginin (R) , tyrosin (Y) a methionin (M).

Nejčastěji studovaný a nejrozšířenější je Microcystin LR, jehož LD50 je od 40 do 45 mg/kg živé hmotnosti. Microcystiny LA, LR, YR, YM a YA jsou také nazývány cyanoginosiny. Jejich LD50 se pohybuje od 60 do 70 mg/kg živé hmotnosti s výjimkou Microcystinu LR, jehož LD50 byla stanovena na 250 mg/kg živé hmotnosti.

Tumor Promoting Factors 

Typ toxinu:

Microcystiny, nodularin,  ...

Producenti:

Microcystis, Nodularia,  ... 

Princip účinku:

Podezření, že microcystin může být i silným tumorovým promotorem, bylo potvrzeno v pokusech in vivo. Orální podávání hrubého extraktu microcystinu vyvolávalo kožní nádory u myší a podávání čistého purifikovaného preparátu mikrocystinu LR vedlo k indukci jaterního nádoru. Pracovníci Národního centra pro výzkum rakoviny pod vedením prof. Fujiki v Tokiu, zkoumali vliv microcystinu LR (MIC-LR). Prokázali, že nejen tento typ microcystinu, ale i další známé deriváty působí na molekulární úrovni jako inhibitor proteinfosfatázy (PP) typ 1, 2A a 3. Výzkum fosforylace proteinů v souvislosti s inhibicí proteinfosfatáz microcystinem umožnil objasnění již dříve pozorovaných změn v cytoskeletu jaterních buněk. Bylo prokázáno, že zvýšená aktivita fosforylace proteinů je způsobena inhibicí proteinfosfatáz microcystinem, což vede k nekontrolované aktivitě proteinkináz, hyperfosforylaci a patologickým změnám v cytoskeletu jaterních buněk. Tyto změny jsou nejčastěji vyhodnocovány jako různé typy hepatitid, nebo vedou k rakovině jater. Tyto výsledky podnítily výzkum cyklických hepatotoxinů sinic jako "tumor promoting factors". Prozatím byl prokázán vliv cyanotoxinů na stimulaci procesů vedoucích k rakovině kůže a jater. Při dlouhodobém působení (21 dnů) extraktu toxické Microcystis aeruginosa na myši s oholenou kůží byly prokázány biochemické procesy, které startují procesy rakoviny kůže. Další skupina myší byla krmena granulemi z Microcystis aeruginosa (hepatotoxická) a porovnávána se skupinou krmenou granulemi s Anabaena (neurotoxická, bez hepatotoxinů). Vysoce průkazné zvýšení počtu rakoviny kůže a jater bylo shledáno u skupiny krmené M. aeruginosa, zatímco u skupiny krmené sinicí Anabaena nebyly nádory nalezeny vůbec. Jiné práce ověřující aktivitu microcystinu v rakovinných procesech jater probíhaly v Japonsku na kozách a krysách. Z osmi zkoumaných látek byl mikrocystin LR nejsilnější aktivátor růstu rakovinných buněk, aktivnější než dietylnitrosamin. Také nodularin (cyklický peptid produkovaný rodem Nodularia), mající hepatotoxickou aktivitu, byl shledán velmi aktivním inhibitorem PP 1 a 2A. Epidemiologické studie realizované v Číně americkými a australskými odborníky přinášejí stále nové důkazy o prokazatelném zvyšování rakoviny jater u lidí, kteří jsou odkázáni na zdroj pitné vody, kde dochází k masovému rozvoji vodních květů sinic.

Cytotoxiny 

Sinice produkují také širokou skupinu látek s cytotoxickými a cytostatickými účinky. Proto jsou také často zařazovány mezi organismy biotechnologicky nadějné z pohledu farmaceutických výzkumů. Sinice rodu Tolypothrix produkovala cytotoxin, který byl nazván tubercidin. Tato látka má prokazatelné protinádorové aktivity. Od té doby proběhlo několik projektů na vyhledávání cytotoxických, baktericidních, fungicidních a jiných biologicky aktivních látek. Obecně lze říci, že čerstvé izoláty z přírodních podmínek vykazují vyšší schopnost produkce výše citovaných látek než čisté kmeny, které jsou po mnoho generací pasážovány ve sterilních podmínkách. Některé kmeny si však aktivitu podrží déle a jsou předmětem masových kultivací, např. sinice Spirulina subsalsa nebo řasa Chlorella pyrenoidosa produkují cytostatika zabraňující rozvoji nádorů typu S-180.

Prymnetoxiny 

Typ toxinu:

Proteolipidy

Producent:

Chrysochromulina , Prymnesium, Zlativky

Princip účinku:

Rozklad krevních buněk, cytotoxicita - integrita buněčných membrán, ichtyotocita (jen na žábra - obojživelník po metamorfoze není intoxikován, zatím co pulec umírá do 5 min)

Poznámka:

Tyto proteolipidy vykazují baktericidní a fungicidní účinek.

Embryotoxiny 

Vliv cyanotoxinů na poruchy vývoje a růstu plodu, nekrózy a metabolickou aktivitu či srdeční tep plodu je studován na kuřecích embryích nebo na rybích embryích. Přibližně 23-25% izolátů sinic z australských vod vykazovalo embryotoxickou aktivitu.

Dermatotoxické alkaloidy sinic

Název toxinu:

Aplysiatoxin, lyngbyatoxin a chemicky neidentifikované frakce sinic.

Producent:

Trichodesmium, Umezakia, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Schizotrix, Oscillatoria, Anabaena, Nostoc a další

Princip účinku:

Aktivátory proteinkinasy c , poruchy vodní a solné bilance buněk, imunotoxikanty.

Příznaky intoxikace:

Po požití záněty trávícího traktu, při kontaktu ekzantémy, dermatitidy.

Genotoxiny a mutageny

Mutagenní a genotoxická aktivita byla prokázána z frakcí sinic obsahující microcystiny a další neidentifikovatelné biotoxiny. Mutagenní metabolity jsou často potenciálními karcinogeny a mohou být testovány standardními testy iniciace a proliferace I a II. fáze kancerogeneze (c.f. ISO, OECD, WHO atd.). Genotoxický potenciál je testován buď standardními klinickými testy (chromozomové aberace, výměna párových chromozomů apod.), nebo v případě sinic jsou zapojovány systémy využívající rybí tkáně, testy na mikrojadérkách obratlovců, nebo nové testy mutagenity na bakteriích, které by měly nahradit překonaný a méně citlivý Ames test

Lipopolysacharidy 

Princip účinku:

Zvýšená permeabilita kapilár pro bílkoviny, vliv na nespecifickou imunitní odezvu, část komplexu LPS tzv.O-antigen region nabízí několik antigenních determinant obsahujících receptorové místo pro lysogenní bakteriofágy.

Příznaky:

Puchýřky, otoky, pravěpodobně vliv na imunitní systém, průjmy, žaludeční nevolnosti a křeče.

Sinice jsou fotosyntetizující eubakterie a složení stěny buněčné sinic vodního květu a bentických sinic se neliší od složení buněčné stěny jiných bakterií (chemickým složením se neliší od buněčné stěny Salmonel). Variabilita ve složení cukrů a tuků stěny buněčné různých izolátů sinic je značná a proto je velmi obtížné předvídat fyziologickou aktivitu jednotlivých izolátů bez provedených testů. Testy byly prováděny nejčastěji na myších a LD50 pro i.p. aplikaci myším je 1,1mg/kg živé váhy. Smrt nastává během 48 hodin. U lidí vyvolávají lipopolysacharidy sinic alergické podráždění kůže, zvracení a bolesti hlavy.

Imunotoxiny, imunomodulátory a imunosupresory

Alergie jsou nejčastější reakcí sensitivních jedinců na přítomnost vodního květu sinic. Nejohroženější skupinou obyvatel ve vztahu k imunotoxinům sinic patří děti a starší či nemocní obyvatelé. U těchto skupin lze očekávat oslabení imunitních reakcí, zesláblost a permanentní únavu až malátnost.

 

Sinice jako alergeny

Sinice si zaslouží pozornost i jako možné potencionální alergeny pro své široké rozšíření a vysoký obsah proteinů. Sinice jsou kosmopolitní organismy obývající vodní a půdní lokality, žijí na sněhu, skalách, kůře stromů, srsti zvířat, v jeskyních, šíří se větrem apod. Byly identifikovány také jako součást domácího prachu. Obsah proteinů tvoří v přírodních podmínkách 12-80% jejich biomasy.

Problematika sinic jakožto alergenů se dostává do popředí teprve v posledních letech, kdy se obecně hovoří o vysoké citlivosti obyvatel na alergenní podněty, a proto není doposud k dispozici dostatek ověřených údajů. Alergie citlivých skupin lidí na sinice jsou ovšem známy již z bývalého Československa, dobře protokolované údaje jsou z let šedesátých. Obecně lze konstatovat, že počet alergiků přirůstá. Odborníci diskutují o tom, zda jde o obecný trend zvyšující se citlivosti lidské populace vlivem životního stylu a prostředí, nebo zda se opravdu mění struktura a aktivita alergenů. Ústav sér a očkovacích látek (ÚSOL) dosud vyráběl pouze omezený sortiment i množství diagnostických alergenů ze sinic (Aphanizomenon, Anabaena, Cladophora, Chlorella, Scenedesmus a Spirogyra). Šlo sice v minulosti o nejčastější druhy, ale v současnosti neodrážejí posun od vláknitých sinic ke koloniálním a zdaleka nepostihují spektrum sinic, které se často i masivně rozrůstají ve vodárenských a rekreačních nádržích ČR.

Silný rozvoj sinic ve zmiňovaných vodních nádržích je spojen zejména s postupující eutrofizací životního prostředí (jde zejména o prvek fosfor). Ve vyváženém ekosystému k takovým silným nárůstům masy sinic nedochází. Člověk proto musí provádět takové zásahy, aby opět nastolil rovnováhu v ekosystému. Nechá se tedy namnožit zooplankton, který začne pohlcovat částice fytoplanktonu (tedy i sinic) a až snižující se koncentrace kyslíku dosáhne určité hranice, aplikují se do vody látky, které z velké části zooplankton vyhubí. Krok aplikace dané látky je však podmíněn povolením příslušných státních orgánů na základě provedeného šetření. Je třeba se zamyslet, jestli není jednoduší cesta omezit vliv člověka na ekosystém jako takový. Než umělě zasahovat do zavedeného ekosystému, který je funkční mnoho milenií. Toto, ale není předmětem této práce tak se vraťme k sinicím.

Z monitoringu prováděného v posledních letech vyplývá, že problematika cyanobakterií na vodních nádržích v ČR je alarmující a že dominance sinic má stálou vzestupnou tendenci. Proto je nutné, aby obyvatelstvo nepodceňovalo jejich vliv na náš organismus a naslouchalo pokynů odborníků, kteří se jimi zabývají.

 Odkazy a citace:  publikace-  Zemědělská botanika (F.Volf a kol., Státní zemědělské  nakladatelství, 1988)

internetové stránky-   http://www.sinicearasy.cz

                                    http://www.biotox.cz

                                    http://www.knscb.cz

                                    http://www.priroda.cz

                                    http://www.sinice.cz

"
 
 
  Přihlásit se
Přezdívka

Heslo

Ještě nemáte svůj účet? Můžete si jej vytvořit zde. Jako registrovaný uživatel získáte řadu výhod. Budete moct upravit vzhled tohoto webu, nastavit zobrazení komentářů, posílat komentáře, posílat zprávy ostatním uživatelům a řadu dalších.

  Související odkazy
· Více o tématu Krizová radiobiologie a toxikologie
· Další články od autora Prof. Patocka


Nejčtenější článek na téma Krizová radiobiologie a toxikologie:
Pozor na paracetamol!


  Hodnocení článku
Průměrné hodnocení: 3.83
Účastníků: 6

Velmi dobré

Zvolte počet hvězdiček:

Výborný
Velmi dobré
Dobré
Povedený
Špatné


  Možnosti

 Vytisknout článek Vytisknout článek

 Poslat článek Poslat článek

Související témata

Krizová radiobiologie a toxikologie





Odebírat naše zprávy můžete pomocí souboru backend.php nebo ultramode.txt.
Powered by Copyright © UNITED-NUKE, modified by Prof. Patočka. Všechna práva vyhrazena.
Čas potřebný ke zpracování stránky: 0.08 sekund

Hosting: SpeedWeb.cz

Administrace