Mikrokystiinit

Mikrokystiinit  - tai syanogynosiinit - ovat tiettyjen makean veden sinilevien  tuottamien toksiinien luokka . Tähän mennessä on tunnistettu yli 50 erilaista mikrokystiiniä, joista mikrokystiini-LR on yleisin. Kemiallisesti ne ovat syklisiä heptapeptidejä, joita tuottavat ei- ribosomaaliset peptidisyntetaasit .

Vesikukintojen aikana syanobakteerit voivat tuottaa suuria määriä mikrokystiinejä, mikä on vakava uhka juoma- ja kasteluvesivarasnoille ja ympäristölle yleensä. [3] [4]

Ominaisuudet

Mikrokystiinit - tai syanogynosiinit - ovat joidenkin makean veden syanobakteerien tuottamien toksiinien [5] luokka ; ensisijaisesti Microcystis aeruginosa, mutta myös muut Microcystis -suvun lajit sekä Planktothrix- , Anabaena- , Oscillatoria- ja Nostoc -sukujen jäsenet . Tähän mennessä on tunnistettu yli 50 erilaista mikrokystiiniä, joista mikrokystiini-LR on yleisin. Kemiallisesti ne ovat syklisiä heptapeptidejä, joita tuottavat ei- ribosomaaliset peptidisyntetaasit . [6]

Microcystin-LR on yli 80 tunnetun myrkyllisen muunnelman myrkyllisin muoto, ja kemistien, farmakologien, biologien ja ympäristönsuojelijat ovat tutkituimpia. Mikrokystiinikukinnat ovat ongelma maailmanlaajuisesti, mukaan lukien Kiina, Brasilia, Australia, Etelä-Afrikka, [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Yhdysvallat ja monet Euroopan maat. Etelä-Afrikan Hartebeespoortin pato on yksi Afrikan mantereen ja mahdollisesti koko maailman saastuneimmista paikoista.

Mikrokystiinit sisältävät useita epätavallisia ei-proteinogeenisiä aminohappoja , kuten dehydroalaniinijohdannaisia ​​ja harvinaista ADDA-β-aminohappoa . Mikrokystiinit sitoutuvat kovalenttisesti proteiinifosfataaseihin PP1 ja PP2A ja estävät niitä ja voivat siten aiheuttaa pansteatiittia . [neljätoista]

Koulutus

Microcystis  on mikrokystiiniä tuottava makean veden syanobakteerisuku, joka viihtyy lämpimässä, erityisesti hiljaisessa vedessä. [4] EPA ennusti vuonna 2013, että ilmastonmuutos ja muuttuvat ympäristöolosuhteet voivat johtaa haitallisten levien kasvuun ja vaikuttaa haitallisesti ihmisten terveyteen. [15] Levien kasvua helpottaa myös rehevöitymisprosessi (ylimääräiset ravinteet). Erityisesti liuennut aktiivinen fosfori edistää levien kasvua. [16]

Vaikutustavat

Ihmiset altistuvat mikrokystiineille nieltynä, ihokosketuksessa tai saastuneen veden hengittämisen kautta. [17] Nämä aineet ovat kemiallisesti stabiileja laajalla lämpötila- ja pH -alueella , mahdollisesti niiden syklisestä rakenteesta johtuen. [18] Kukintakauden aikana mikrokystiiniä tuottavat bakteerit voivat ylittää vedenkäsittelylaitosten suodatuskapasiteetin . Jotkut todisteet viittaavat siihen , että toksiini voi päästä ravintoketjuun kastelutilojen kautta [19] [20] .

Blooming Lake Erie

Erie -järvellä tapahtui ennätyksellisen sinileväkukinta vuonna 2011 , mikä johtui osittain ennätysten sateisimmasta keväästä ja järven pohjan kuolleiden vyöhykkeiden laajentumisesta sekä kalakantojen vähenemisestä, rantojen saastumisesta ja paikallisesta matkailuelinkeinosta. tuottaa yli 10 miljardia dollaria vuodessa. [yksi]

Elokuussa 2014 Toledon kaupunki Ohiossa havaitsi vesistöstä vaarallisia mikrokystiinipitoisuuksia Erie-järven, pienimmän suurista järvistä , leviämisen vuoksi . Kaupunki on antanut noin 500 000 ihmiselle neuvonnan, jonka mukaan vesi ei ole juomakelpoista eikä juomakelpoista. [21] [22] Ohion osavaltion tutkimusryhmä havaitsi, että Erie-järvi sai enemmän fosforia kuin mikään muu Great Lake sekä viljelyalasta, paikallisista viljelykäytännöistä että kaupunkien vedenkäsittelykeskuksista [16].

San Franciscon lahden alue

Vuonna 2016 mikrokystiini havaittiin San Franciscon lahden alueen äyriäisistä merivedestä, ilmeisesti kuivuuden pahentamasta makean veden valumisesta . [23]

Iowa

Vuonna 2018 Iowan luonnonvaraministeriö havaitsi mikrokystiineja 0,3 µg/l, mikä vastaa 0,3 ppb:tä, raakavedestä 15:ssä 26:sta testatusta julkisesta vesivarastosta. [24]

Yhteydenoton vaikutukset ihmisten terveyteen

Normaalit proteaasit , kuten pepsiini , trypsiini , kollagenaasi ja kymotrypsiini eivät pysty hajottamaan mikrokystiinejä niiden syklisen kemiallisen luonteen vuoksi. [18] Ne ovat maksatoksisia , mikä tarkoittaa, että ne voivat aiheuttaa vakavia vaurioita maksalle . Nieltynä mikrokystiini saavuttaa maksaan sappihapon kuljetusjärjestelmän kautta, jossa suurin osa siitä jää, vaikka osa jää verenkiertoon ja voi saastuttaa kudoksia. [25] [26] Microcystin-LR:n akuutteja terveysvaikutuksia ovat vatsakipu, oksentelu ja pahoinvointi, ripuli, päänsärky, rakkulat suun ympärillä sekä kurkkukipu hengityksen aikana, kuiva yskä ja keuhkokuume. [27]

Näyttää siltä, ​​​​että ei ole riittävästi tietoa mikrokystiinien karsinogeenisen potentiaalin arvioimiseksi, jotta voitaisiin soveltaa EPA:n ohjeita karsinogeenisten riskien arvioinnissa. Useat tutkimukset osoittavat, että maksasyövän ja paksusuolen syövän ja sinilevien esiintymisen välillä juomavedessä Kiinassa voi olla yhteys . [28] [29] [30] [31] [32] [33] Todisteet ovat kuitenkin riittämättömiä, koska kyky arvioida ja mitata toksiineille altistumista on rajallinen.

Lainsäädäntö

Yhdysvalloissa EPA julkaisi terveystiedotteen vuonna 2015. [34] Laskettiin ns. 10 päivän terveyssuositus eri ikäisille, mikä osoitti juomaveden turvallisen mikrokystiinipitoisuuden kymmenen päivän ajan altistuessa: 0,3 µg/l imetetyille ja esikouluikäisille lapsille ja 1,6 mcg/l kouluille. -ikäiset lapset ja aikuiset [35] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 12 Michael Winesia . Kevätsade, sitten likaiset levät Ailing Lake Erie , The New York Times  (14. maaliskuuta 2013). Arkistoitu alkuperäisestä 15. tammikuuta 2022. Haettu 25.10.2019.
  2. ↑ Joanna M. Foster. Erie-järvi kuolee jälleen, ja syyllisiä ovat lämpimät vedet ja kosteampi sää (linkki ei käytettävissä) . Climate Progress (20. marraskuuta 2013). Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 3. elokuuta 2014. 
  3. ↑ Ilmastonmuutos: katalysaattori haitallisten sinilevien kukintojen maailmanlaajuiselle leviämiselle  //  Environmental Microbiology Reports : aikakauslehti. - 2009. - Helmikuu ( osa 1 , nro 1 ). - s. 27-37 . - doi : 10.1111/j.1758-2229.2008.00004.x . — PMID 23765717 .
  4. ↑ 1 2 Leväkukintojen myrkyllisyyden lisääntyminen sidoksissa ravinteiden rikastumiseen ja ilmastonmuutokseen . Oregon State University (24. lokakuuta 2013). Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 2. heinäkuuta 2016.
  5. ↑ RM; Dawson. mikrokystiinien toksikologia  //  Toxicon : päiväkirja. - 1998. - Voi. 36 , ei. 7 . - s. 953-962 . - doi : 10.1016/S0041-0101(97)00102-5 . — PMID 9690788 .
  6. ↑ Ramsy Agha, Samuel Cirés, Lars Wörmer ja Antonio Quesada. Mikrokystiinien rajoitettu stabiilisuus Microcystis aeruginosan (syanobakteerin) oligopeptidikoostumuksissa: vaikutukset kemotyyppien määrittelyyn  (englanniksi)  // Toxins : Journal. - 2013. - Vol. 5 , ei. 6 . - P. 1089-1104 . - doi : 10.3390/toksiinit5061089 . — PMID 23744054 .
  7. ↑ Fatoki, OS, Muyima, NYO & Lujiza, N. 2001. Vedenlaadun tilanneanalyysi Umtata-joen valuma-alueella. Water SA, (27) s. 467-474.
  8. ↑ Yleiskatsaus myrkyllisistä makeanveden sinileevistä Etelä-Afrikassa viitaten erityisesti riskiin, vaikutuksiin ja havaitsemiseen molekyylimarkkerityökaluilla  //  Biokemistri : Journal. - 2005. - Voi. 17 , ei. 2 . - s. 57-71 . - doi : 10.4314/biokem.v17i2.32590 .
  9. ↑ PCR-pohjaisten tekniikoiden käyttö talvisinilevien kukinnan riskien arvioinnissa Midmar-järvellä, Etelä-Afrikassa  //  African Journal of Biotechnology : Journal. - 2007. - Voi. 6 , ei. 15 . - s. 14-21 .
  10. ↑ Oberholster, P. 2008. Parlamentin tiedotuskirja syanobakteereista Etelä-Afrikan vesivaroissa. CSIR-raportin nro liite "A". CSIR/NRE/WR/IR/2008/0079/C. Pretoria. Tieteellisen ja teollisen tutkimuksen neuvosto (CSIR).
  11. ↑ Oberholster. Kaukokartoituksen ja molekyylimarkkerien käyttö varhaisvaroitusindikaattoreina sinilevän hyperscum-kuoren ja mikrokystiiniä tuottavien genotyyppien kehittymisestä hypertrofisessa Hartebeespoort-järvessä, Etelä-Afrikassa . Pretoria: Tieteellisen ja teollisen tutkimuksen neuvosto. Arkistoitu alkuperäisestä 11. elokuuta 2014.
  12. ↑ Oberholster. State of the Nation -raportti: Yleiskatsaus Etelä-Afrikan jokien ja tekoaltaiden vedenlaadun ja rehevöitymisen nykytilasta . Pretoria: Tieteellisen ja teollisen tutkimuksen neuvosto. Arkistoitu alkuperäisestä 8. elokuuta 2014.
  13. ↑ Turton, AR 2015. Veden saastuminen ja Etelä-Afrikan köyhät. Johannesburg: South African Institute of Race Relations. http://irr.org.za/reports-and-publications/occasional-reports/files/water-pollution-and-south-africas-poor Arkistoitu 12. maaliskuuta 2017 Wayback Machinessa
  14. ↑ Barnett A. Rattner, Glenn H. Olsen, Peter C. McGowan, Betty K. Ackerson ja Moira A. McKernan. Haitalliset leväkukinnot ja lintujen kuolleet Chesapeake Bayssa: mahdollinen yhteys? . Patuxent Wildlife Research Center. Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 5. maaliskuuta 2013.
  15. ↑ Ilmastonmuutoksen vaikutukset haitallisten leväkukintojen esiintymiseen . EPA. Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2020.
  16. ↑ 12 Suzanne Goldenberg . Maatalouskäytännöt ja ilmastonmuutos Toledon veden saastumisen taustalla , The Guardian  (3. elokuuta 2014). Arkistoitu alkuperäisestä 7. lokakuuta 2019. Haettu 25.10.2019.
  17. ↑ Miten ihmiset altistuvat sinileville ja syanotoksiineille? Arkistoitu 22. huhtikuuta 2019 Wayback Machine EPA:ssa, haettu 12. marraskuuta 2018
  18. ↑ 1 2 Theerasak; somdee. [Dha7]MC-LR:n hajoaminen mikrokystiiniä hajottavan bakteerin toimesta, joka on eristetty Rotoiti-järvestä, Uusi-Seelanti  //  ISRN Microbiology : Journal. - 2013. - Vol. 2013 . - s. 1-8 . - doi : 10.1155/2013/596429 . — PMID 23936728 .
  19. ↑ Microcystis aeruginosan ja mikrokystiinin retentio salaattisalaattiin (Lactuca sativa)  syanobakteereja sisältävällä vedellä ruiskutuskastelun jälkeen //  Toxicon : päiväkirja. - 1999. - elokuu ( osa 37 , nro 8 ) . - s. 1181-1185 . - doi : 10.1016/S0041-0101(98)00244-X . — PMID 10400301 .
  20. ↑ Toshihiko; Abe. Mikrokystiini-LR estää Phaseolus vulgariksen primääristen lehtien fotosynteesiä: vaikutukset nykyiseen ruiskukastelukäytäntöön  // Uusi  fytologi : päiväkirja. - 1996. - elokuu ( osa 133 , nro 4 ) . - s. 651-658 . - doi : 10.1111/j.1469-8137.1996.tb01934.x .
  21. ↑ Leväkukinta jättää 500 000 ilman juomavettä Koillis-Ohiossa (linkkiä ei ole saatavilla) . Reuters (2. elokuuta 2014). Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015. 
  22. ↑ Rick Jervis, USA TÄNÄÄN. Toksiinit saastuttavat juomavettä Luoteis-Ohiossa (2. elokuuta 2014). Haettu 25. lokakuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 1. tammikuuta 2020.
  23. ↑ John Raphael VAROITUS: San Franciscon lahden äyriäisistä löydetty korkeita määriä makean veden toksiinia Arkistoitu 9. helmikuuta 2020 Wayback Machinessa 28. lokakuuta 2016. Nature World News
  24. ↑ Kate Payne myrkylliset bakteerit kukkivat vaikuttaen vesijärjestelmiin Iowassa, DNR-tutkimus osoittaa. Arkistoitu 24. helmikuuta 2020 Wayback Machinessa 1. marraskuuta 2018. National Public Radio
  25. ↑ IR Falconer. Algal Toxins and Human Health, 1998 , pp. 53–82.
  26. ↑ Falconer, IR 2005. Juomavesivarastojen syanobakteerimyrkyt: sylindrospermopsiinit ja mikrokystiinit. Florida: CRC Press. 279 sivua.
  27. ↑ Mitä terveysriskejä ihmisille aiheutuu altistumisesta syanotoksiineille? Arkistoitu 22. huhtikuuta 2019 Wayback Machine EPA:ssa, haettu 12. marraskuuta 2018
  28. ↑ Juomaveden mikrokystiinit (syanobakteeritoksiinit) lisäävät poikkeavien kryptapesäkkeiden kasvua hiiren paksusuolessa  //  Journal of Toxicology and Environmental Health, osa A : päiväkirja. - 2000. - lokakuu ( osa 61 , nro 3 ) . - s. 155-165 . - doi : 10.1080/00984100050131305 . — PMID 11036504 .
  29. ↑ Neoplastinen nodulaarinen muodostuminen hiiren maksassa, joka johtuu toistuvista intraperitoneaalisista  mikrokystiini- LR -injektioista //  Toxicon : päiväkirja. - 1997. - syyskuu ( osa 35 , nro 9 ). - s. 1453-1457 . - doi : 10.1016/S0041-0101(97)00026-3 . — PMID 9403968 .
  30. ↑ Mikrokystiinien, maksakasvainpromoottorien rakenne-funktiosuhteet vuorovaikutuksessa proteiinifosfataasin kanssa  // Japanese  Journal of Cancer Research : päiväkirja. - 1991. - syyskuu ( osa 82 , nro 9 ) . - s. 993-996 . - doi : 10.1111/j.1349-7006.1991.tb01933.x . — PMID 1657848 .
  31. ↑ Mikrokystiinien, sinilevähepatotoksiinin, havaitseminen juomavedestä, josta on otettu näytteitä Haimenissa ja Fusuissa, primaarisen maksasyövän endeemisillä alueilla Kiinassa, erittäin herkällä immuunimäärityksellä  //  Carcinogenesis : Journal. - 1996. - Kesäkuu ( osa 17 , nro 6 ). - s. 1317-1321 . - doi : 10.1093/carcin/17.6.1317 . — PMID 8681449 .
  32. ↑ Yu SZ. Juomavesi ja primaarinen maksasyöpä, 1989 , pp. 30-37.
  33. ↑ Juomaveden mikrokystiinin ja paksusuolen syövän välinen suhde  (englanniksi)  // Biomedical and Environmental Sciences : Journal. - 2002. - Kesäkuu ( osa 15 , nro 2 ) . - s. 166-171 . — PMID 12244757 .
  34. ↑ Juomaveden terveysneuvonta…, 2015 .
  35. ↑ Juomaveden terveysneuvonta…, 2015 , s. 28-29.

Lisälukemista

Kirjallisuus

Linkit