Життєві форми синьозелених водоростей. Характеристика середовища та екології. Класифікація токсинів. Гепатотоксичні циклічні пептиди, нейротоксичні, цитотоксичні та дерматоксичні алкалоїди. Визначення токсинів синьозелених водоростей. Методи детоксикації.
Аннотация к работе
На сьогоднішній день великою екологічною проблемою є «цвітіння» води, яке призводить не лише до погіршення якості води, але й до отруєння як гідробіонтів так і до теплокровних організмів. Отруєння відбувається під впливом розмноження синьозелених водоростей, адже вони виділяють токсини, які мають різні властивості. Токсини синьозелених водоростей проникають в організми через шкіру (при контакті з водою), через травний тракт. Складність та багатогранність проблеми токсичності водоростей повязана з тим, що кожен вид продукує не тільки специфічний токсин, але здатен виділяти цілий комплекс токсичних речовин, саме тому токсини синьозелених водоростей вважають досить небезпечними, і саме по цій причині вони підлягають постійному контролю і дослідженню міжнародною спільнотою [3]. Мета роботи: розглянути вплив токсинів синьозелених водоростей на теплокровні організми, дослідити методи детоксикації токсинів синьозелених водоростей.Синьозелені водорості (Cyanobacteria) (від грец. ?????s - «блакитний» і ????????? - «паличка») - тип бактерій, що отримують необхідну їм енергію через фотосинтез.По хімічній структурі токсини ціанобактерій діляться на три основні групи: пептиди (циклічні й лінійні), алкалоїди та ліпополісахариди (див. таблицю 2.1). Вони містять 5 (нодулярини) або 7 (мікроцистини) амінокислот. Мікроцистини 71 Циклічні гептапептиди; гепатоксичність, інгібітори протеїнфосфатаз, порушують цілісність цитоплазматичної мембрани, канценцерогени Anabaena Anabaeopsis Hapalosiphon Nostoc Microcystis Oscillatoria Planctothrix Анатоксин-? та Гомоанатоксин-? 5 Алкалоїди; інгібують ацетилхолінесинтетазу Anabaena Aphanizomenon Oscillatoria Phormidium ЛД50 мікроцистинів і нодуляринів для мишей коливається в межах 50 - 300 . Найбільш токсичними вважаються мікроцистин-LR і-LA з ЛД50 50 , а найменш токсичний мікроцистин-RR з ЛД50 1000 . Лінійні мікроцистини і нодулярини в 100 разів менш токсичні порівняно з їх циклічними еквівалентами.Синьозелені водорості (Cyanophyta) синтезують різноманітні біологічно активні речовини, що характеризуються різним ефектом. Вони характеризуються антифунгальною, антибакріальною, антивірусною активністю і інгібуючою активністю в відношенні до різних ферментів. Пошук нових перспективних обєктів - продуцентів біологічно активних речовин представляється актуальним завданням сучасної біології. Проте багато проблем, повязані з дослідженням токсинів синьозелених водоростей, таких як генетична регуляція їх біосинтезу, вплив на нього різних факторів середовища, біодеградація і роль токсинів в природі, вимагають подальших досліджень.Метод газорідинної хроматографії здійснюється за допомогою спеціального приладу автоматизованого рідинного хромато-мас-спектрометра. На даному приладі можна аналізувати зразки, що містять полярні, нелеткі, термолабільні та термостабільні органічні сполуки (фармацевтичні препарати, фізіологічно активні речовини, водорозчинні пестициди, поліароматичні вуглеводні, харчові домішки, деякі компоненти продуктів харчування, а також інші токсиканти й сполуки органічного походження). За допомогою даного приладу можна визначати токсини синьозелених водоростей, оскільки токсини в основному є оганічними речовинами, полярні є термолабільними та термостабільними, що є обовязковою умовою для аналізу в автоматизованому рідинному хромато-мас-спектрометрі [52]. Даний вид методів дозволяє зясувати наявність токсичних речовин в воді не залежно від виду токсичної речовин, але даний метод має недолік, оскільки ми не можемо за його даними стверджувати про наявність певного токсину. Найбільш повно методи біотестування розроблені для гідробіонтів і дозволяє використовувати їх для оцінки токсичності забруднень природних вод, контролю токсичності стічних вод, експрес - аналізу в санітарно-гігієнічних цілях, для проведення хімічних аналізів у лабораторних цілях і вирішення цілого ряду інших завдань.В наш час існує досить багато методів для виявлення токсинів синьозелених водоростей, адже для того щоб мінімізувати наслідки «цвітіння» води, необхідний ефективний екологічний моніторинг водойм, у т.ч. контроль факторів середовища, що викликають евтрофікацію. Основою для нього може бути використання нових хроматографічних методів, а також іммуносорбентного аналізу, тестів на протеїнфосфатази (для мікроцистинів і нодуляринів), методів біотестування, молекулярно-генетичних методів.Проведено багато дослідів, які показали, що вміст токсинів залежить від температури росту, значення РН-середовища, концентрації фосфору, азоту, заліза та ін.. У неазотфіксіруючих видів, що належать родам Microcystis і Oscillatoria, токсиноутворення вище в середовищі з більш високим вмістом азоту. При високих концентраціях фосфору в середовищі гепатотоксичні штами продукували в 3-4 рази більше мікроцистину, але на синтез анатоксину-? фосфор не чинив подібної дії . У польових дослідженнях була знайдена позитивна кореляція між вмістом мікроцистину-LR в клітинах Microcystis aeruginosa і концентрацією фосфору. При високих концентраціях фо
Вывод
Синьозелені водорості (Cyanobacteria) (від грец. ?????s - «блакитний» і ????????? - «паличка») - тип бактерій, що отримують необхідну їм енергію через фотосинтез. Їх також називають Cyanophyta, посилаючись на зовнішній вигляд та екологічну нішу цих організмів, проте зараз термін «водорості» найчастіше обмежується еукаріотичними представниками групи.
Серед представників синьозелених водоростей є такі, що накопичують багато вітамінів, мікроелементів і саме тому люди застосовують їх як біологічно активні добавки. Але ж не можна забувати й про представників даного типу бактерій, які призводять до «цвітіння» води, під час якого вода втрачає свої корисні властивості, органолептичні показники дані проблеми зявляються в наслідок виділення деякими синьозеленими водоростями токсинів у воду, які шкідливі для живих організмів.Синьозелені водорості (Cyanophyta) синтезують різноманітні біологічно активні речовини, що характеризуються різним ефектом. За хімічною структурою вони діляться на три основні групи: пептиди (циклічні й лінійні), алкалоїди та ліпополісахариди. Вони характеризуються антифунгальною, антибакріальною, антивірусною активністю і інгібуючою активністю в відношенні до різних ферментів. Вже зараз вторинні метаболіти деяких мікроорганізмів використовуються в косметичної, харчової та фармацевтичної промисловості. Пошук нових перспективних обєктів - продуцентів біологічно активних речовин представляється актуальним завданням сучасної біології.
Проте багато проблем, повязані з дослідженням токсинів синьозелених водоростей, таких як генетична регуляція їх біосинтезу, вплив на нього різних факторів середовища, біодеградація і роль токсинів в природі, вимагають подальших досліджень.
Токсини ціанобактерій можуть викликати у людини гастроентерити, пневмонію, різноманітні алергічні реакції, дерматити, подразнення очей і хронічні пошкодження печінки. Особливо небезпечний їх канцерогенний ефект. Серед відомих чинників первинного раку печінки особливо виділяються мікроцистини, найсильнішим з яких є мікроцистин-LR.
Обставини за яких здоровя може піддатися небезпечному впливу токсигенних ціанобактерій, можна згрупувати в наступні категорії: · використання питної води, що містить токсини;
· використання рекреаційних вод з токсигенними синьозеленими водоростями;
· використання продуктів харчування, отриманих на основі харчових ланцюгів, до складу яких входять токсигенні синьозелені водорості.В наш час існує досить багато методів для виявлення токсинів синьозелених водоростей, адже для того щоб мінімізувати наслідки «цвітіння» води, необхідний ефективний екологічний моніторинг водойм, у т.ч. контроль факторів середовища, що викликають евтрофікацію. Основою для нього може бути використання нових хроматографічних методів, а також іммуносорбентного аналізу, тестів на протеїнфосфатази (для мікроцистинів і нодуляринів), методів біотестування, молекулярно-генетичних методів.
Кожен метод має свої переваги та недоліки.
Метод газорідинної хроматографії має перевагу перед іншими методами, оскільки він має найбільшу точність, але його недолік висока вартість. Методи біотестування не точний, але дає можливість дізнатися про вплив на живі організми. Імуносорбентний аналіз дає можливість визначити токсини з суміші кількох токсинів. Тести на протеїнфосфатази дозволяють визначити мікроцистини і нодулярини. Молекулярно-генетичні методи дозволяють дослідити деякі види синьозелених водоростей, а саме їх здатність продукувати певний вид токсинів, але даний метод громіткіший навіть за хромотографічний метод.