Toxiny sinic: Porovnání verzí
m (added Category:Vodní hospodářství using HotCat) |
|||
| (Není zobrazeno 92 mezilehlých verzí od 3 dalších uživatelů.) | |||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
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>. | |||
Toxické látky 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 | |||
== Výskyt sinic ve vodních nádržích, vodní květ == | == Výskyt sinic ve vodních nádržích, vodní květ == | ||
Cyanobakterie jsou přirozenou součástí vodních nádrží, které zahrnují zdroje využívané člověkem jako pitnou vodu, vodu k praní, napájení dobytka, zavlažování a rekreaci. Tyto funkce mohou být nepříznivě ovlivněny, pokud populace | [[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> | 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. | ||
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> | ||
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 | == Limit mikrocystinu LR pro pitnou vodu == | ||
Světová zdravotnická organizace (WHO) přijala prozatímní mezní hodnotu 1 μg/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 == | == Uznávané členění cyanotoxinů == | ||
Cyanotoxiny se v současné době člení | Cyanotoxiny se v současné době člení | ||
# dle chemické struktury | # dle chemické struktury | ||
## alkaloidy | ## [http://cs.wikipedia.org/wiki/Alkaloidy alkaloidy] | ||
## cyklické a lineární peptidy | ## cyklické a lineární [http://cs.wikipedia.org/wiki/Peptidy peptidy] | ||
## lipopolysacharidy | ## [[lipopolysacharidy]] | ||
# dle biologické aktivity (metod biodetekce) | # dle biologické aktivity (metod biodetekce) | ||
## cytotoxiny | ## cytotoxiny | ||
## biotoxiny | ## biotoxiny | ||
Další uznávané členění cyanotoxinů dle metod biodetekce - konkrétně dle mechanismů účinku toxinů rozeznává nejdůležitější toxické metabolity sinic: | Další uznávané členění cyanotoxinů dle metod biodetekce - konkrétně dle mechanismů účinku toxinů rozeznává nejdůležitější toxické metabolity [http://cs.wikipedia.org/wiki/Sinice sinic]: | ||
* hepatotoxiny | * hepatotoxiny | ||
| Řádek 33: | Řádek 32: | ||
== Zdroje a vstupy cyanotoxinů do lidského organismu == | == Zdroje a vstupy cyanotoxinů do lidského organismu == | ||
V principu rozeznáváme tyto zdroje a vstupy toxinů: | V principu rozeznáváme tyto zdroje a vstupy toxinů: | ||
* pitnou | * [http://cs.wikipedia.org/wiki/Pitn%C3%A1_voda pitnou vodu] | ||
* potravou - ryby z nádrží s vodním květem sinic, tzv. zdravotní doplňky - ''Spirulina'' z nekontrolované produkce, apod. | * 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. | * při rekreaci a sportu - plavání, windsurfing, vodní lyže, atd. | ||
* respirací vodního aerosolu z městských kašen s masovým výskytem cyanobakterií, především pikocyanobakterií | * [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 | * trestnou činností | ||
<sup>[7]</sup> | <sup>[7]</sup> | ||
| Řádek 43: | Řádek 42: | ||
=== Mikrocystiny === | === Mikrocystiny === | ||
Byly izolovány ze zástupců rodů planktonních, bentických i půdních sinic rodů ''Anabaena, Microcystis, Oscillatoria (Planktothrix), Nostoc, Anabaenopsis, Hapalosiphon'', aj. Jedná se o cyklické heptapeptidy. Je známo přes 60 strukturních variant s molekulovou hmotností 909 - 1115. Ačkoli mnoho cyanobakterií produkuje souběžně několik mikrocystinů, v určitém kmenu obvykle dominují jen jedna nebo dvě strukturní varianty. Většina mykrocystinů je poměrně hydrofilní, ve vodě dobře rozpustná a netěkavá. Mykrocystiny jsou velmi stabilní, odolné vůči chemické hydrolýze i mnoha peptidázám. Jsou ale odbourávány řadou 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 jaterní buňky, které aktivně přijímají mikrocystiny z krevního oběhu prostřednictvím transportního systému pro žlučové kyseliny. Za biologickou aktivitu mikrocystinů je odpovědná část molekuly Adda - glutamová kyselina. Odštěpením Adda, změnou její optické konfigurace nebo acylací glutamátu dochází ke ztrátě biologické aktivity. Lineární mikrocystiny jsou zhruba stokrát méně toxické než odpovídající cyklické sloučeniny.<sup>[2]</sup> | 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 === | === Nodularin === | ||
Jedná se o cyklický peptid ze sinice Nodularia spumigena.<sup>[6]</sup> Aktivní inhibitor eukaryotních | 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 === | === Anatoxin === | ||
Toxin má charakter 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 paralýza končetin, břišní dýchání, silné křeče, smrt zástavou dechu během 15 min. Podobné projevy intoxikace byly pozorovány i u větších zvířat.<sup>[6]</sup> | 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 === | === Saxitoxin === | ||
Jde o 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 srdečního svalu. Jsou schopny blokovat a snižovat vstup sodíku do buňky, čímž brzdí přenos vzruchů na nervových buňkách.<sup>[6]</sup> Cylindrospermopsin je schopen inhibovat proteosyntézu a syntézu 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>. | 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 === | === Cylindrospermopsiny === | ||
Jsou to vysoce toxické alkaloidy, jejichž působení nebylo dosud dobře popsáno. Původně byly prokazovány pouze v tropických oblastech (např. Austrálie), nicméně nové studie ukazují jejich výskyt i v Evropě (včetně např. Maďarska nebo Německa). Mohou být produkovány jak expanzivními druhy sinic (domácí v tropických a subtropických oblastech, např. ''Cylindrospermopsis raciborskii''), tak i druhy běžnými v našich podmínkách - ''Aphanizomenon'' sp.<sup>[5]</sup> | 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 === | === Aplysiatoxin === | ||
Toxin je produkován | 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 === | === Lyngbyatoxin === | ||
Jedná se o indolový alkaloid produkovaný | 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 == | == Zdroje == | ||
<references/> | |||
1.↑ Maršálek, B.: Rozdělení cyanotoxinů - legislativa. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004 | 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 | 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.↑ http://www.biotox.cz/toxikon/sinice/toxiny.php | 3.↑ Základní informace z oblasti toxikologie toxikon.cz [online]. Dostupné z WWW: http://www.biotox.cz/toxikon/sinice/toxiny.php | ||
4.↑ http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/cyanotox/toxins/lyngbyatoxin.html. | 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 | 5.↑ Bláha, L.: "Tradiční" a "nové" cyanotoxiny ve vodách ČR. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004 | ||
| Řádek 101: | Řádek 80: | ||
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. | 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 === | === 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 === | === Literatura === | ||
| Řádek 120: | Řádek 104: | ||
Hrdina, V.: Přírodní toxiny a jedy. Karolinum, Praha, 2004 | Hrdina, V.: Přírodní toxiny a jedy. Karolinum, Praha, 2004 | ||
[[Kategorie:Biosféra]] | |||
[[Kategorie:Antropogenní rizika]] | |||
[[Kategorie:Vodní hospodářství]] | |||
[[Kategorie: | |||
Aktuální verze z 25. 2. 2019, 17:20
Toxické látky 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[1]. Toxiny sinic jsou látky sekundárního metabolismu. Srovnáme-li je s ostatními přírodními toxiny, jsou toxičtější než toxiny vyšších rostlin a hub, avšak jsou méně toxické než bakteriální toxiny[2].
Výskyt sinic ve vodních nádržích, vodní květ[editovat | editovat zdroj]
Cyanobakterie jsou přirozenou součástí vodních nádrží, které zahrnují zdroje využívané člověkem jako voda pitnou vodu, vodu k praní, napájení dobytka, zavlažování a rekreaci. Tyto funkce mohou být nepříznivě ovlivněny, pokud populace sinic překročí limit, který souvisí s 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 vodního toku).[8] 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.[9] 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 biodiverzity ve vodní nádrži, alkalizace, deoxygenace a vysoké koncentrace čpavku během rozkladu vodního květu.[8]
Limit mikrocystinu LR pro pitnou vodu[editovat | editovat zdroj]
Světová zdravotnická organizace (WHO) přijala prozatímní mezní hodnotu 1 μg/l pro mikrocystin LR v pitné vodě, jeden z nejběžněji působících toxických cyanotoxinů, které jsou známy.[10]
Uznávané členění cyanotoxinů[editovat | editovat zdroj]
Cyanotoxiny se v současné době člení
- dle chemické struktury
- alkaloidy
- cyklické a lineární 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 sinic:
- hepatotoxiny
- neurotoxiny
- imunotoxiny a imunomodulanty
- mutageny a genotoxiny
- embryotoxiny
- cytotoxiny, lipopolysacharidy
- dermatotoxiny
[1]
Zdroje a vstupy cyanotoxinů do lidského organismu[editovat | editovat zdroj]
V principu rozeznáváme tyto zdroje a vstupy toxinů:
- pitnou vodu
- potravou - ryby z nádrží s vodním květem sinic, tzv. zdravotní doplňky - Spirulina z nekontrolované produkce, apod.
- při rekreaci a sportu - plavání, windsurfing, vodní lyže, atd.
- respirací vodního aerosolu z městských kašen s masovým výskytem cyanobakterií, především pikocyanobakterií
- trestnou činností
[7]
Přehled cyanotoxinů[editovat | editovat zdroj]
Mikrocystiny[editovat | editovat zdroj]
Byly izolovány ze zástupců rodů planktonních, bentických i půdních sinic rodů Anabaena, Microcystis, Oscillatoria (Planktothrix), Nostoc, Anabaenopsis, Hapalosiphon, aj. Jedná se o cyklické heptapeptidy. Je známo přes 60 strukturních variant s molekulovou hmotností 909 - 1115. Ačkoli mnoho cyanobakterií produkuje souběžně několik mikrocystinů, v určitém kmenu obvykle dominují jen jedna nebo dvě strukturní varianty. Většina mykrocystinů je poměrně hydrofilní, ve vodě dobře rozpustná a netěkavá. Mykrocystiny jsou velmi stabilní, odolné vůči chemické hydrolýze i mnoha peptidázám. Jsou ale odbourávány řadou baktérií, vyskytujících se běžně ve vodách.[2] 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.[5] Mikrocystiny se chemicky váží na proteinfosfatázy 1 a 2A. Primárně jsou postiženy jaterní buňky, které aktivně přijímají mikrocystiny z krevního oběhu prostřednictvím transportního systému pro žlučové kyseliny. Za biologickou aktivitu mikrocystinů je odpovědná část molekuly Adda - glutamová kyselina. Odštěpením Adda, změnou její optické konfigurace nebo acylací glutamátu dochází ke ztrátě biologické aktivity. Lineární mikrocystiny jsou zhruba stokrát méně toxické než odpovídající cyklické sloučeniny.[2]
Nodularin[editovat | editovat zdroj]
Jedná se o cyklický peptid ze sinice Nodularia spumigena.[6] Aktivní inhibitor eukaryotních proteinfosfatáz 1 a 2A.[3] Iniciálním poškozením je strukturní dezorganizace jater, nekróza 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.[6]
Anatoxin[editovat | editovat zdroj]
Toxin má charakter alkaloidu. Je silným depolarizujícím agens na nervosvalové ploténce, agonista nACha-receptorů. Je vysoce toxický při i.p. podání. Zdrojem látky je především Anabaena[6], dále Oscillatoria, Aphanizomenon, Mycrocystis, Cylindrospermum[2]. Klinické symptomy otravy u myší se dostavují po velmi krátké době latence (2 min) jako namáhavé dýchání, progresivní paralýza končetin, břišní dýchání, silné křeče, smrt zástavou dechu během 15 min. Podobné projevy intoxikace byly pozorovány i u větších zvířat.[6]
Saxitoxin[editovat | editovat zdroj]
Jde o purinový derivát[6], guanidinový alkaloid[2] neurotoxin[6]. Toxiny saxinového typu způsobují relaxaci hladké svaloviny cév, pokles akčního potenciálu srdečního svalu. Jsou schopny blokovat a snižovat vstup sodíku do buňky, čímž brzdí přenos vzruchů na nervových buňkách.[6] Cylindrospermopsin je schopen inhibovat proteosyntézu a syntézu glutathionu.[2] 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).[6] Hlavními producenty jsou Cylindrospermopsis raciborskii, Umezaika natans, Aphanizomenon ovalisporium[2], Anabaena circinalis[6].
Cylindrospermopsiny[editovat | editovat zdroj]
Jsou to vysoce toxické alkaloidy, jejichž působení nebylo dosud dobře popsáno. Původně byly prokazovány pouze v tropických oblastech (např. Austrálie), nicméně nové studie ukazují jejich výskyt i v Evropě (včetně např. Maďarska nebo Německa). Mohou být produkovány jak expanzivními druhy sinic (domácí v tropických a subtropických oblastech, např. Cylindrospermopsis raciborskii), tak i druhy běžnými v našich podmínkách - Aphanizomenon sp.[5]
Aplysiatoxin[editovat | editovat zdroj]
Toxin je produkován sinicemi Lyngbya, Oscillatoria a Schizotrix. Mechanismus účinku spočívá v aktivaci proteinkinázy C. Vykazuje dermatotoxicitu a nádorově promoční aktivitu.[2]
Lyngbyatoxin[editovat | editovat zdroj]
Jedná se o indolový alkaloid produkovaný sinicí Lyngbya majuscula. Toxin je vysoce zánětlivý, způsobuje puchýře a dermatitidy. Je také výrazným nádorovým promotorem - spouští proteinkinázu C.[4]
Zdroje[editovat | editovat zdroj]
- ↑ Maršálek, B.: Rozdělení cyanotoxinů - legislativa. Cyanobakterie, sborník semináře, Brno, 2004
- ↑ Základní informace z oblasti toxikologie toxikon.cz [online]. Dostupné z WWW: http://www.biotox.cz/toxikon/sinice/toxiny.php
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[editovat | editovat zdroj]
Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]
Hodnocení jakosti vody - popis ukazatelů na stránkách Státního zdravotního ústavu
Interaktivní klíč k určování vodních květů na stránkách Státního zdravotního ústavu
WHO Světová zdravotnická organizace
Literatura[editovat | editovat zdroj]
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