Editace stránky Toxiny sinic

Toxické látky [[w:Sinice|sinic]] a řas jsou celosvětovým problémem, ale v ČR je jim zatím věnována jen malá pozornost. Zahraniční epidemiologické i naše laboratorní studie prokázaly teratogenní vliv cyanotoxinů, hepatotoxické, embryotoxické, imunotoxické, neurotoxické, dermatotoxické a další efekty cyanotoxinů na zdraví obyvatel a vodních organismů<ref>Maršálek, B.: Rozdělení cyanotoxinů - legislativa. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004</ref>. Toxiny sinic jsou látky [[w:Sekundární metabolismus|sekundárního metabolismu]]. Srovnáme-li je s ostatními přírodními toxiny, jsou toxičtější než toxiny vyšších rostlin a hub, avšak jsou méně toxické než [[w:bakteriální toxiny|bakteriální toxiny]]<ref>Základní informace z oblasti toxikologie toxikon.cz [online]. Dostupné z WWW: http://www.biotox.cz/toxikon/sinice/toxiny.php</ref>.

== Výskyt sinic ve vodních nádržích, vodní květ ==
[[w:cs:Sinice|Cyanobakterie]] jsou přirozenou součástí vodních nádrží, které zahrnují zdroje využívané člověkem jako [[w:cs:Pitná voda|voda pitnou vodu]], vodu k praní, napájení dobytka, [[w:cs:zavlažování|zavlažování]] a rekreaci. Tyto funkce mohou být nepříznivě ovlivněny, pokud populace [[w:cs:Sinice|sinic]] překročí limit, který souvisí s [[w:cs:Biomasa|biomasou]], zákalem, zápachem, chutí a v neposlední řadě s cyanotoxiny. [[w:cs:Eutrofizace|Eutrofizace] je obecně známá jako primární příčina růstu cyanobakterií, který vede až k nežádoucím účinkům. Dalšími faktory jsou potom období sucha, odčerpání vody a snížení rychlosti [[w:cs:vodní tok|vodního toku]]).<sup>[8]</sup>
Některé sinice mají schopnost vystoupat ke hladině a hromadit se zde v podobě zelené kaše nebo drobných, až několik milimetrů velkých částeček (někdy se podobají drobnému jehličí, jindy připomínají zelenou krupici). Takovému nahromadění sinic u hladiny se říká vodní květ sinic. Nejčastěji se vodní květy sinic vyskytují koncem léta (v srpnu nebo první polovině září). V posledních letech (zejména na některých lokalitách) dochází k masovému rozvoji cyanobakterií již v průběhu června.<sup>[9]</sup> Klimatické změny vedou ke zvýšení koncentrace, trvání a geografického rozsahu vodního květu sinic, který zahrnuje toxigenní druhy.
Blížící se stav dominantního vlivu sinic je rozpoznatelný z chemie vody, např. poměru N:P a hydrologických a klimatických dat. Příznaky přítomnosti zvýšeného a nadměrného vodního květu sinic mohou být zjevné - např. jde o nárůst biomasy sinic, snížení [[Biodiverzita|biodiverzity]] ve vodní nádrži, alkalizace, deoxygenace a vysoké koncentrace [[w:cs:čpavek|čpavku]] během rozkladu vodního květu.<sup>[8]</sup>

== Limit mikrocystinu LR pro pitnou vodu ==
Světová zdravotnická organizace (WHO) přijala prozatímní mezní hodnotu 1 &mu;g/l pro mikrocystin LR v [http://cs.wikipedia.org/wiki/Pitn%C3%A1_voda pitné vodě], jeden z nejběžněji působících toxických cyanotoxinů, které jsou známy.<sup>[10]</sup>

== Uznávané členění cyanotoxinů ==
Cyanotoxiny se v současné době člení
# dle chemické struktury 
## [http://cs.wikipedia.org/wiki/Alkaloidy alkaloidy]
## cyklické a lineární [http://cs.wikipedia.org/wiki/Peptidy peptidy]
## [[lipopolysacharidy]]
# dle biologické aktivity (metod biodetekce)
## cytotoxiny
## biotoxiny

Další uznávané členění cyanotoxinů dle metod biodetekce - konkrétně dle mechanismů účinku toxinů rozeznává nejdůležitější toxické metabolity [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice sinic]: 

* hepatotoxiny
* neurotoxiny
* imunotoxiny a imunomodulanty
* mutageny a genotoxiny
* embryotoxiny
* cytotoxiny, lipopolysacharidy
* dermatotoxiny
<sup>[1]</sup>

== Zdroje a vstupy cyanotoxinů do lidského organismu ==
V principu rozeznáváme tyto zdroje a vstupy toxinů:
* [http://cs.wikipedia.org/wiki/Pitn%C3%A1_voda pitnou vodu]
* potravou - ryby z nádrží s vodním květem [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice sinic], tzv. zdravotní doplňky - ''Spirulina'' z nekontrolované produkce, apod.
* při rekreaci a sportu - plavání, windsurfing, vodní lyže, atd.
* [http://cs.wikipedia.org/wiki/Respirace respirací] [http://cs.wikipedia.org/wiki/Voda vodního] [http://cs.wikipedia.org/wiki/Aerosol aerosolu] z městských kašen s masovým výskytem [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice cyanobakterií], především pikocyanobakterií
* trestnou činností
<sup>[7]</sup>

== Přehled cyanotoxinů ==

=== Mikrocystiny ===
Byly izolovány ze zástupců rodů [[w:cs:Plankton|planktonních]], [[w:cs:Bentos|bentických]] i půdních [[w:cs:Sinice|sinic]] rodů ''Anabaena, Microcystis, Oscillatoria (Planktothrix), Nostoc, Anabaenopsis, Hapalosiphon'', aj. Jedná se o cyklické [[w:cs:Peptidy|heptapeptidy]]. Je známo přes 60 strukturních variant s molekulovou hmotností 909 - 1115. Ačkoli mnoho [[w:cs:Sinice|cyanobakterií]] produkuje souběžně několik mikrocystinů, v určitém kmenu obvykle dominují jen jedna nebo dvě strukturní varianty. Většina mykrocystinů je poměrně [[hydrofilní]], ve [http://cs.wikipedia.org/wiki/Voda vodě] dobře rozpustná a netěkavá. Mykrocystiny jsou velmi stabilní, odolné vůči chemické [[w:cs:hydrolýza|hydrolýze]] i mnoha [[w:cs:Proteáza|peptidázám]]. Jsou ale odbourávány řadou [[w:cs:baktérie|baktérií]], vyskytujících se běžně ve vodách.<sup>[2]</sup> Mikrocystiny můžeme považovat za tradiční toxiny sinic, ačkoliv jejich účinky, toxikokinetika a environmentální osud nebyly dosud uspokojivě prostudovány. Identifikována také doposud nebyla jejich přirozená biologická funkce, což je vzhledem k množství, které sinice syntetizují - až 1 % sušiny - stále velmi zajímavá otázka.<sup>[5]</sup> Mikrocystiny se chemicky váží na proteinfosfatázy 1 a 2A. Primárně jsou postiženy [http://cs.wikipedia.org/wiki/Hepatocyt jaterní buňky], které aktivně přijímají mikrocystiny z krevního oběhu prostřednictvím transportního systému pro [http://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%BDlu%C4%8Dov%C3%A9_kyseliny žlučové kyseliny]. Za biologickou aktivitu mikrocystinů je odpovědná část molekuly Adda - [[w:cs:kyselina glutamová|glutamová kyselina]]. Odštěpením Adda, změnou její optické konfigurace nebo acylací [[w:cs:kyselina glutamová|glutamátu]] dochází ke ztrátě [[biologická aktivita|biologické aktivity]]. Lineární mikrocystiny jsou zhruba stokrát méně toxické než odpovídající cyklické sloučeniny.<sup>[2]</sup>

=== Nodularin ===
Jedná se o cyklický [[w:cs:Peptidy|peptid]] ze sinice ''Nodularia spumigena''.<sup>[6]</sup> Aktivní inhibitor eukaryotních proteinfosfatáz 1 a 2A.<sup>[3]</sup> Iniciálním poškozením je strukturní dezorganizace jater, nekróza [[w:cs:Hepatocyt|hepatocytů]] a rozšiřující se krvácení. Hepatocyty vykazují strukturní deformaci. Mechanismus působení na buněčné úrovni je shodný s mikrocystinem - specifická inhibice fosfatáz 1 a 2A dosahuje až dvojnásobné intenzity. Je potvrzena také prokarcinogenní aktivita.<sup>[6]</sup>

=== Anatoxin ===
Toxin má charakter [http://cs.wikipedia.org/wiki/Alkaloidy alkaloidu]. Je silným depolarizujícím agens na nervosvalové ploténce, agonista nACha-receptorů. Je vysoce toxický při i.p. podání. Zdrojem látky je především ''Anabaena''<sup>[6]</sup>, dále ''Oscillatoria, Aphanizomenon, Mycrocystis, Cylindrospermum''<sup>[2]</sup>. Klinické symptomy otravy u myší se dostavují po velmi krátké době latence (2 min) jako namáhavé dýchání, progresivní [http://cs.wikipedia.org/wiki/Paral%C3%BDza paralýza] končetin, břišní dýchání, silné křeče, smrt zástavou dechu během 15 min. Podobné projevy intoxikace byly pozorovány i u větších zvířat.<sup>[6]</sup>

=== Saxitoxin ===
Jde o [http://cs.wikipedia.org/wiki/Purin purinový] derivát<sup>[6]</sup>, guanidinový alkaloid<sup>[2]</sup> neurotoxin<sup>[6]</sup>. Toxiny saxinového typu způsobují relaxaci hladké svaloviny cév, pokles akčního potenciálu [http://cs.wikipedia.org/wiki/Srde%C4%8Dn%C3%AD_sval srdečního svalu]. Jsou schopny blokovat a snižovat vstup sodíku do buňky, čímž brzdí přenos vzruchů na [http://cs.wikipedia.org/wiki/Nervov%C3%A1_bu%C5%88ka nervových buňkách].<sup>[6]</sup> Cylindrospermopsin je schopen inhibovat [http://cs.wikipedia.org/wiki/Proteosynt%C3%A9za proteosyntézu] a syntézu [http://cs.wikipedia.org/wiki/Glutathion glutathionu].<sup>[2]</sup> Klinickým symptomem otravy hospodářských zvířat je porucha motorické koordinace následovaná poléhavostí, neschopností udržet se na končetinách a smrtí zástavou dechu. U člověka nastupují první symptomy velmi rychle (30-200 min od požití toxické látky).<sup>[6]</sup> Hlavními producenty jsou ''Cylindrospermopsis raciborskii, Umezaika natans, Aphanizomenon ovalisporium''<sup>[2]</sup>, ''Anabaena circinalis''<sup>[6]</sup>.

=== Cylindrospermopsiny ===
Jsou to vysoce toxické [http://cs.wikipedia.org/wiki/Alkaloidy alkaloidy], jejichž působení nebylo dosud dobře popsáno. Původně byly prokazovány pouze v [http://cs.wikipedia.org/wiki/Tropy tropických oblastech] (např. Austrálie), nicméně nové studie ukazují jejich výskyt i v Evropě (včetně např. Maďarska nebo Německa). Mohou být produkovány jak expanzivními druhy [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice sinic] (domácí v [http://cs.wikipedia.org/wiki/Tropy tropických] a subtropických oblastech, např. ''Cylindrospermopsis raciborskii''), tak i druhy běžnými v našich podmínkách - ''Aphanizomenon'' sp.<sup>[5]</sup>

=== Aplysiatoxin ===
Toxin je produkován [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice sinicemi] ''Lyngbya'', ''Oscillatoria a Schizotrix''. Mechanismus účinku spočívá v aktivaci [http://cs.wikipedia.org/wiki/Kin%C3%A1za proteinkinázy C]. Vykazuje dermatotoxicitu a nádorově promoční aktivitu.<sup>[2]</sup>

=== Lyngbyatoxin ===
Jedná se o indolový [http://cs.wikipedia.org/wiki/Alkaloidy alkaloid] produkovaný sinicí ''Lyngbya majuscula''. Toxin je vysoce zánětlivý, způsobuje puchýře a dermatitidy. Je také výrazným nádorovým promotorem - spouští proteinkinázu C.<sup>[4]</sup>

== Zdroje ==
<references/>
1.↑ Maršálek, B.: Rozdělení cyanotoxinů - legislativa. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

2.↑ Bláha, L., Maršálek, B., Babica, P.: Mechanismy toxicity cyanotoxinů a jejich vliv na zdraví obyvatel a vodní ekosystémy. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

3.↑ Základní informace z oblasti toxikologie toxikon.cz [online]. Dostupné z WWW: http://www.biotox.cz/toxikon/sinice/toxiny.php

4.↑ Informace z webserveru výzkumu cyanobakterií. www-cyanosite.bio.purdue.edu [online]. Dostupné z WWW: http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/cyanotox/toxins/lyngbyatoxin.html.

5.↑ Bláha, L.: "Tradiční" a "nové" cyanotoxiny ve vodách ČR. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

6.↑ Hrdina, V.: Přírodní toxiny a jedy. Karolinum, Praha, 2004

7.↑ Maršálek, B.: Možnosti odstraňování cyanotoxinů vodárenskými technologiemi. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

8.↑ Codd, G. A.: Cyanobacterial blooms and cyanotoxins: prodromes, syndromes, remedies and costs, University of Dundee, Scotland UK. Cyanobacterial water blooms: effects, consequens and management, Book of abstract, Brno, 2006.

9.↑ Pumann, P.: Sinice a koupání v přírodě. szu.cz [online]. Dostupné z WWW: http://www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/koupani-ve-volne-prirode/sinice-a-koupani-v-prirode

10.↑ Metcalf, J. C.: Instrumental methods for the detection of cyanotoxins, University of Dundee, U.K. Cyanobacterial water blooms: effects, consequens and management, Book of abstract, Brno, 2006.

== Odkazy ==


=== Externí odkazy ===
 
[http://www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/koupani-ve-volne-prirode/hodnoceni-jakosti-vody-popis-ukazatelu?highlightWords=vodn%C3%AD+kv%C4%9Bt Hodnocení jakosti vody - popis ukazatelů] na stránkách Státního zdravotního ústavu

[http://www.szu.cz/centrum-hygieny-zivotniho-prostredi/interaktivni-klic-k-urcovani-vodnich-kvetu?highlightWords=sinice Interaktivní klíč k určování vodních květů] na stránkách Státního zdravotního ústavu

[http://www.who.cz/ WHO] Světová zdravotnická organizace

=== Literatura ===
Maršálek, B.: Rozdělení cyanotoxinů - legislativa. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

Bláha, L., Maršálek, B., Babica, P.: Mechanismy toxicity cyanotoxinů a jejich vliv na zdraví obyvatel a vodní ekosystémy. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

Bláha, L.: "Tradiční" a "nové" cyanotoxiny ve vodách ČR. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004

Hrdina, V.: Přírodní toxiny a jedy. Karolinum, Praha, 2004

[[Kategorie:Biosféra]]
[[Kategorie:Antropogenní rizika]]
[[Kategorie:Vodní hospodářství]]