Ціанотоксин: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Інтерактивний перегляд історії
[неперевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагування
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Inna Z (обговорення | внесок)
8038 редагувань
Немає опису редагування
MonxBot (обговорення | внесок)
Боти
23 376 редагувань
м Підстановка цитувань з іншомовної вікі
 
(Не показано 34 проміжні версії 12 користувачів)
Рядок 1: Рядок 1:
[[File:Cyanobacterial Scum.JPG|thumb|300px|right|Зелена піна утворена вмістом у воді ціанобактерії, що вимита на каміння в Каліфорнії під час [[Цвітіння вод|цвітіння водоростей]]]]
[[File:Cyanobacterial Scum.JPG|thumb|300px|right|Зелена піна утворена вмістом у воді ціанобактерії, що вимита на каміння в Каліфорнії під час [[Цвітіння вод|цвітіння водоростей]]]]


'''Ціанотоксини''' — тип [[токсин]]ів, що виробляють бактерії, які називаються [[ціанобактерії]] (також відомі як синьо-зелені водорості). Ціанобактерії зустрічаються майже всюди в природі, зокрема у озерах і океанах, де через високу концентрацію фосфору, вони починають {{нп|експоненційне зростання|експоненційне розмноження|en|exponential growth}}, що призводить до [[Цвітіння вод|цвітіння]]. Цвітіння ціанобактерій може утворювати таку концентрацію ціанотоксинів, що вони стають [[Отрути|отруйними]] або навіть смертельними для тварин і людей. Ціанотоксини також можуть накопичуватися у інших тваринах, наприклад у рибі і молюсках, і спричиняють отруєння через їх вживання.
'''Ціанотоксини''' — тип [[токсин]]ів, які виробляють бактерії, що називаються [[ціанобактерії|ціанобактеріями]] (також відомі як синьо-зелені водорості). Ціанобактерії зустрічаються майже всюди в природі, зокрема у озерах і океанах, де через високу концентрацію фосфору, вони починають [[Експонентне зростання|експоненційне розмноження]], що призводить до [[Цвітіння вод|цвітіння]]. Цвітіння ціанобактерій може утворювати таку концентрацію ціанотоксинів, що вони стають [[Отрути|отруйними]] або навіть смертельними для тварин і людей. Ціанотоксини також можуть накопичуватися у інших тваринах, наприклад у рибі і молюсках, і спричиняють отруєння через їх вживання.


Серед ціанотоксинів є представники найбільш отруйних природних відомих речовин, до яких відносяться і такі, що можуть призвести до швидкої миттєвої смерті через дихальну недостатність.<ref name=Stewartetal>{{Cite book |vauthors=Stewart I, Seawright AA, Shaw GR | year = 2008 | title = Cyanobacterial poisoning in livestock, wild mammals and birds – an overview | url = https://web.archive.org/web/20131023060513/http://www.epa.gov/cyano_habs_symposium/monograph/Ch28.pdf | journal = Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs | volume = 619 | issue = | pages = 613–637 | doi = 10.1007/978-0-387-75865-7_28 | pmid = 18461786 | series = Advances in Experimental Medicine and Biology | isbn = 978-0-387-75864-0 }}</ref> Токсини включать сильнодіючі [[Нейротоксини|neurotoxins]], {{нп|гепатоксини||en|hepatotoxins}}, {{нп|цитотоксини||en|cytotoxins}}, і [[Ліпополісахариди|ендотоксини]]. Незважаючи на подібність назви, вони не є [[Ціаніди|ціанідами]]. Рекреаційний відпочинок в зонах цвітіння ціанобактерій може призвести до симптомів порушення роботи кишково-шлункового тракту і сінної лихоманки або до висипань на шкірі та [[Сверблячка|сверблячки]].<ref>{{cite journal |vauthors=Stewart I, Webb PM, Schluter PJ, Shaw GR | year = 2006 | title = Recreational and occupational field exposure to freshwater cyanobacteria – a review of anecdotal and case reports, epidemiological studies and the challenges for epidemiologic assessment | journal = Environmental Health | volume = 5 | issue = 1| page = 6 | doi = 10.1186/1476-069X-5-6 | pmid = 16563159 | pmc = 1513208 }}</ref> Вплив ціанобактеріального нейротоксину {{нп|BMAA||en|BMAA}} може призвести до появи нейродегенеративних захворювань таких як [[бічний аміотрофічний склероз]], [[Хвороба Паркінсона]] і [[Хвороба Альцгеймера]].<ref name=Holtcamp>{{cite journal | author = Holtcamp, W. | year = 2012 | title = The emerging science of BMAA: do cyanobacteria contribute to neurodegenerative disease? | journal = Environmental Health Perspectives | volume = 120 | issue = 3 | doi = 10.1289/ehp.120-a110 | pmid=22382274 | pmc=3295368 | pages=a110–a116}}</ref> Існують тенденції у можливому військовому застосуванні біологічних [[Нейротоксини|нейротоксинів]], таких як ціанотоксини, що "набувають все більшого значення як потенційний кандидат на роль хімічного озброєння."<ref name=Dixitetal>{{cite journal |vauthors=Dixit A, Dhaked RK, Alam SI, Singh L | year = 2005 | title = Military potential of biological neurotoxins | journal = Toxin Reviews| volume = 24 | issue = 2| pages = 175–207 | doi = 10.1081/TXR-200057850 }}</ref>
Серед ціанотоксинів є представники найотруйніших природних відомих речовин, до яких відносяться і такі, що можуть призвести до швидкої миттєвої смерті через дихальну недостатність.<ref name=Stewartetal>{{Cite book | author = Stewart I, Seawright AA, Shaw GR | year = 2008 | title = Cyanobacterial poisoning in livestock, wild mammals and birds – an overview | url = http://www.epa.gov/cyano_habs_symposium/monograph/Ch28.pdf | journal = Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs | volume = 619 | issue = | pages = 613–637 | doi = 10.1007/978-0-387-75865-7_28 | pmid = 18461786 | series = Advances in Experimental Medicine and Biology | isbn = 978-0-387-75864-0 | accessdate = 2019-06-22 | archive-date = 2013-10-23 | archive-url = https://web.archive.org/web/20131023060513/http://www.epa.gov/cyano_habs_symposium/monograph/Ch28.pdf }}</ref> Токсини включать сильнодіючі [[Нейротоксини|нейротоксини]], [[Гепатотоксичність|гепатотоксини]], {{нп|цитотоксини||en|cytotoxins}}, і [[Ліпополісахариди|ендотоксини]]. Незважаючи на подібність назви, вони не є [[Ціаніди|ціанідами]]. Рекреаційний відпочинок в зонах цвітіння ціанобактерій може призвести до симптомів порушення роботи кишково-шлункового тракту і сінної лихоманки або до висипань на шкірі та [[Сверблячка|сверблячки]].<ref>{{cite journal |author=Stewart I, Webb PM, Schluter PJ, Shaw GR | year = 2006 | title = Recreational and occupational field exposure to freshwater cyanobacteria – a review of anecdotal and case reports, epidemiological studies and the challenges for epidemiologic assessment | journal = Environmental Health | volume = 5 | issue = 1| page = 6 | doi = 10.1186/1476-069X-5-6 | pmid = 16563159 | pmc = 1513208 }}</ref> Вплив ціанобактеріального нейротоксину {{нп|BMAA||en|BMAA}} може призвести до появи нейродегенеративних захворювань таких як [[бічний аміотрофічний склероз]], [[Хвороба Паркінсона]] і [[Хвороба Альцгеймера]].<ref name=Holtcamp>{{cite journal | author = Holtcamp, W. | year = 2012 | title = The emerging science of BMAA: do cyanobacteria contribute to neurodegenerative disease? | journal = Environmental Health Perspectives | volume = 120 | issue = 3 | doi = 10.1289/ehp.120-a110 | pmid=22382274 | pmc=3295368 | pages=a110–a116}}</ref> Існують тенденції у можливому військовому застосуванні біологічних [[Нейротоксини|нейротоксинів]], таких як ціанотоксини, що "набувають все більшого значення як потенційний кандидат на роль хімічного озброєння."<ref name=Dixitetal>{{cite journal |author=Dixit A, Dhaked RK, Alam SI, Singh L | year = 2005 | title = Military potential of biological neurotoxins | journal = Toxin Reviews| volume = 24 | issue = 2| pages = 175–207 | doi = 10.1081/TXR-200057850 }}</ref>


Перша опублікована доповідь про те, що синьо-зелені водорості або ціанобактерії можуть мати летальні ефекти з'явилася в журналі ''[[Nature]]'' в 1878. Джордж Френсіс описав цвітіння водоростей, які він зустрів і спостерігав в лимані [[Муррей (річка)|річки Муррей]] в Австралії, як "товсту піну подібну до зеленої олійної фарби, товщиною від двох до шести дюймів." Дикі тварини, які пили воду з річки помирали швидкою і жахливою смертю.<ref>{{cite journal | author = Francis G | year = 1878 | title = Poisonous Australian Lake | journal = Nature | volume = 18 | issue = 444| pages = 11–12 | doi = 10.1038/018011d0 |bibcode = 1878Natur..18...11F }}</ref> Найбільша кількість повідомлень про випадки отруєння що призвели токсичні мікроорганізми траплялися у прісноводних середовищах, і вони стають все більш частими і поширеними. Наприклад, сотні качок і гусей загинули від пиття забрудненої води на середньому заході США.<ref>[http://www.chm.bris.ac.uk/motm/antx/antx.htm Anatoxin] Neil Edwards, University of Sussex at Brighton. Updated 1 September 1999. Retrieved 19 January 2011.</ref> В 2010, вперше було повідомлено про смерть морських ссавців від споживання ціанотоксинів.<ref name=Milleretal />
Перша опублікована доповідь про те, що синьо-зелені водорості або ціанобактерії можуть призводити до летальних ефектів з'явилася в журналі ''[[Nature]]'' в 1878. Джордж Френсіс описав цвітіння водоростей, які він зустрів і спостерігав в лимані [[Муррей (річка)|річки Муррей]] в Австралії, як "товсту піну подібну до зеленої олійної фарби, товщиною від двох до шести дюймів." Дикі тварини, які пили воду з річки помирали швидкою і жахливою смертю.<ref>{{cite journal | author = Francis G | year = 1878 | title = Poisonous Australian Lake | journal = Nature | volume = 18 | issue = 444| pages = 11–12 | doi = 10.1038/018011d0 |bibcode = 1878Natur..18...11F }}</ref> Найбільша кількість повідомлень про випадки отруєння що призвели токсичні мікроорганізми траплялися у прісноводних середовищах, і вони стають все більш частими і поширеними. Наприклад, сотні качок і гусей загинули від пиття забрудненої води на середньому заході США.<ref>[http://www.chm.bris.ac.uk/motm/antx/antx.htm Anatoxin] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190628200757/http://www.chm.bris.ac.uk/motm/antx/antx.htm |date=28 червня 2019 }} Neil Edwards, University of Sussex at Brighton. Updated 1 September 1999. Retrieved 19 January 2011.</ref> В 2010, вперше було повідомлено про смерть морських ссавців від споживання ціанотоксинів.<ref name=Milleretal>{{cite journal |vauthors=Miller MA, Kudela RM, Mekebri A, Crane D, Oates SC, etal | year = 2010 | title = Evidence for a Novel Marine Harmful Algal Bloom: Cyanotoxin (Microcystin) Transfer from Land to Sea Otters | journal = PLOS ONE | volume = 5 | issue = 9| page = e12576 | doi = 10.1371/journal.pone.0012576 | editor1-last = Thompson | editor1-first = Ross | pmid=20844747 | pmc=2936937|bibcode = 2010PLoSO...512576M | doi-access = free }}</ref>


==Ціанобактерії==
==Ціанобактерії==
{{main|Ціанобактерії}}
{{main|Ціанобактерії}}


Ціанотоксини утворюють [[Ціанобактерії|ціанобактерії]], це [[Тип (таксономічна категорія)|тип]] [[Бактерії|бактерій]], що отримують свою енергію через [[фотосинтез]]. Префікс ''[[Ціановий колір|ціано]]'' походить від [[Грецька мова|грецького слова]] κύανoς що означає "блакитно-зелену речовину",<ref>[http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dku%2Fanos κύανος], Henry George Liddell, Robert Scott, ''A Greek-English Lexicon'', on Perseus</ref> і як правило описує кольори у синьо/зеленому діапазоні спектра. Ціанобактерію часто називають ''синьо-зеленими водоростями''. Традиційно їх вважали різновидом водоростей, і саме так їх описували у старих підручниках. Однак сучасні підручники розглядають цю класифікацією застарілою;<ref name="IntroBot">{{cite book|last=Nabors|first=Murray W.|year=2004|title=Introduction to Botany|publisher=Pearson Education, Inc|location=San Francisco, CA|isbn=978-0-8053-4416-5}}</ref> тепер вважають, що вони в більшій мірі відносяться до бактерій,<ref>Ed. Guiry, M.D., John, D.M., Rindi, F and McCarthy, T.K. 2007. ''New Survey of Clare Island Volume 6: The Freshwater and Terrestrial Algae.'' Royal Irish Academy. {{ISBN|978-1-904890-31-7}}</ref> а термін ''[[водорості]]'' обмежується до організмів [[Ядерні|еукаріот]].<ref name="Allaby 92">{{cite encyclopedia|veditors = Allaby M|year=1992|encyclopedia=The Concise Dictionary of Botany|publisher=Oxford University Press|location=Oxford|title=Algae}}</ref> Як і справжні водорості, ціанобактерії є [[Фотосинтез|фотосинтезуючими]] і містять {{нп|фотосинтезуючий пігмент|фотосинтезуючі пігменти|en|photosynthetic pigment}}, саме тому вони як правило сині або зелені.
Ціанотоксини утворюють [[Ціанобактерії|ціанобактерії]], це [[Тип (таксономічна категорія)|тип]] [[Бактерії|бактерій]], що отримують свою енергію через [[фотосинтез]]. Префікс ''[[Ціановий колір|ціано]]'' походить від [[Грецька мова|грецького слова]] κύανoς що означає "блакитно-зелену речовину",<ref>[http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dku%2Fanos κύανος] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200729044842/http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3Dku%2Fanos |date=29 липня 2020 }}, Henry George Liddell, Robert Scott, ''A Greek-English Lexicon'', on Perseus</ref> і як правило описує кольори у синьо/зеленому діапазоні спектра. Ціанобактерію часто називають ''синьо-зеленими водоростями''. Традиційно їх вважали різновидом водоростей, і саме так їх описували у старих підручниках. Однак сучасні підручники розглядають цю класифікацією застарілою;<ref name="IntroBot">{{cite book|last=Nabors|first=Murray W.|year=2004|title=Introduction to Botany|url=https://archive.org/details/introductiontobo0000nabo|publisher=Pearson Education, Inc|location=San Francisco, CA|isbn=978-0-8053-4416-5}}</ref> тепер вважають, що вони в більшій мірі відносяться до бактерій,<ref>Ed. Guiry, M.D., John, D.M., Rindi, F and McCarthy, T.K. 2007. ''New Survey of Clare Island Volume 6: The Freshwater and Terrestrial Algae.'' Royal Irish Academy. {{ISBN|978-1-904890-31-7}}</ref> а термін ''[[водорості]]'' обмежується до організмів [[Ядерні|еукаріот]].<ref name="Allaby 92">{{cite encyclopedia|veditors = Allaby M|year=1992|encyclopedia=The Concise Dictionary of Botany|publisher=Oxford University Press|location=Oxford|title=Algae}}</ref> Як і справжні водорості, ціанобактерії є [[Фотосинтез|фотосинтезуючими]] і містять [[Фотосинтетичний пігмент|фотосинтезуючі пігменти]], саме тому вони як правило сині або зелені.


Ціанобактерії зустрічаються майже скрізь; в океанах, озерах і річках, а також на суші. Вони процвітають в арктичних і антарктичних озерах,<ref>Skulberg OM (1996) "Terrestrial and limnic algae and cyanobacteria". In: ''A Catalogue of Svalvard Plants, Fungi, Algae and Cyanobacteria'', Part 9, A Elvebakk and P Prestud (eds.) Norsk Polarinstitutt Skrifter, '''198''': 383-395.</ref> hotsprings<ref>Castenholz RA (1973) "Ecology of blue-green algae in hotsprings". In: ''The Biology of Blue-green algae''. NG Carr and BA Whitton (eds), pp. 379-414. Blackwell Scientific Publications, Oxford.</ref> і [[Стічні води|стічних водах]] очисних заводів.<ref>{{cite journal |vauthors=Vasconcelos VM, Pereira E | year = 2001 | title = Cyanobacteria diversity and toxicity in a Wastewater Treatment Plant (Portugal) | url = | journal = Water Research | volume = 35 | issue = 5| pages = 1354–1357 | doi = 10.1016/S0043-1354(00)00512-1 | pmid = 11268858 }}</ref> Вони навіть заселяють хутро білих ведмедів, тому вони часто мать зеленуватий відтінок.<ref name="Karp G (2009)">{{cite book|author=Gerald Karp|title=Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments|url=https://books.google.com/books?id=arRGYE0GxRQC&pg=PA14|accessdate=26 January 2011|date=19 October 2009|publisher=John Wiley and Sons|isbn=978-0-470-48337-4|pages=14–}}</ref> Ціанобактерії виробляють сильні токсини, але вони також виробляють корисні [[Фітохімія|біоактивні]] сполуки, включаючи речовини із протипухлинною, противірусною, протибіотичною і протигрибковою дією, УФ-захисні засоби та специфічні {{нп|інгібітори ферментів||en|enzyme inhibitor}}.<ref name=Herrero>{{cite book | author = Herrero A and Flores E (editor). | title = The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution | publisher = Caister Academic Press | year = 2008 | isbn = 978-1-904455-15-8 }}</ref><ref name="Sivonen&Jones" />
Ціанобактерії зустрічаються майже скрізь; в океанах, озерах і річках, а також на суші. Вони процвітають в арктичних і антарктичних озерах,<ref>Skulberg OM (1996) "Terrestrial and limnic algae and cyanobacteria". In: ''A Catalogue of Svalvard Plants, Fungi, Algae and Cyanobacteria'', Part 9, A Elvebakk and P Prestud (eds.) Norsk Polarinstitutt Skrifter, '''198''': 383-395.</ref> hotsprings<ref>Castenholz RA (1973) "Ecology of blue-green algae in hotsprings". In: ''The Biology of Blue-green algae''. NG Carr and BA Whitton (eds), pp. 379-414. Blackwell Scientific Publications, Oxford.</ref> і [[Стічні води|стічних водах]] очисних заводів.<ref>{{cite journal |author=Vasconcelos VM, Pereira E | year = 2001 | title = Cyanobacteria diversity and toxicity in a Wastewater Treatment Plant (Portugal) | url =https://archive.org/details/sim_water-research_2001-04_35_5/page/1354| journal = Water Research | volume = 35 | issue = 5| pages = 1354–1357 | doi = 10.1016/S0043-1354(00)00512-1 | pmid = 11268858 }}</ref> Вони навіть заселяють хутро білих ведмедів, тому вони часто мать зеленуватий відтінок.<ref name="Karp G (2009)">{{cite book|author=Gerald Karp|title=Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments|url=https://books.google.com/books?id=arRGYE0GxRQC&pg=PA14|accessdate=26 січня 2011|date=19 жовтня 2009|publisher=John Wiley and Sons|isbn=978-0-470-48337-4|pages=14–|archive-date=18 червня 2013|archive-url=https://web.archive.org/web/20130618230930/http://books.google.com/books?id=arRGYE0GxRQC&pg=PA14}}</ref> Ціанобактерії виробляють сильні токсини, але вони також виробляють корисні [[Фітохімія|біоактивні]] сполуки, включаючи речовини із протипухлинною, противірусною, протибіотичною і протигрибковою дією, УФ-захисні засоби та специфічні {{нп|інгібітори ферментів||en|enzyme inhibitor}}.<ref name=Herrero>{{cite book | author = Herrero A and Flores E (editor). | title = The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution | publisher = Caister Academic Press | year = 2008 | isbn = 978-1-904455-15-8 }}</ref><ref name="Sivonen&Jones" />


==Шкідливі цвітіння водоростей==
==Шкідливі цвітіння водоростей==
{{further|Цвітіння вод|Red tide|Евтрофікація}}
{{further|Цвітіння вод|Червоний приплив|Евтрофікація}}
[[File:Potomac river eutro.jpg|thumb|right|Густе цвітіння ціанобактерій в лимані річки [[Потомак]]. Ці цвітіння можуть бути токсичними.]]
[[File:Potomac river eutro.jpg|thumb|right|Густе цвітіння ціанобактерій в лимані річки [[Потомак]]. Ці цвітіння можуть бути токсичними.]]


Ціанотоксини часто супроводжуються тим, що в загальному вжитку називають ''{{нп|Червоні приливи|червоними приливами|en|red tide}}'' або ''шкідливими цвітіннями водоростей''. Озера і океани містять багато одноклітинних організмів, які називають [[Фітопланктон]]. При певних умовах, зокрема при високій концентрації поживних речовин, ці організми починають {{нп|експоненційне зростання|експоненційно розмножуватися|en|exponential growth}}. Щільний рой фітопланктона утворений в результаті цього називають [[Цвітіння вод|цвітінням вод]]; вони можуть охоплювати сотні кілометрів і їх легко можна побачити на супутникових знімках. Індивідуальний фітопланктон рідко проживає довше ніж декілька днів, але цвітіння можуть тривати тижнями.<ref>Lindsey R and Scott M (2010) [http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Phytoplankton/page1.php What are phytoplankton] [[NASA Earth Observatory]].</ref><ref name=NOAA_HAB>[http://www.glerl.noaa.gov/res/Centers/HABS/faqs.html Harmful algal blooms event response] [[NOAA]], Center of Excellence for Great Lakes and Human Health. Accessed 6 August 2014.</ref>
Ціанотоксини часто супроводжуються тим, що в загальному вжитку називають ''[[Червоний приплив|червоними приливами]]'' або ''шкідливими цвітіннями водоростей''. Озера і океани містять багато одноклітинних організмів, які називають [[Фітопланктон]]. При певних умовах, зокрема при високій концентрації поживних речовин, ці організми починають [[Експонентне зростання|експоненційно розмножуватися]]. Щільний рой фітопланктона утворений в результаті цього називають [[Цвітіння вод|цвітінням вод]]; вони можуть охоплювати сотні кілометрів і їх легко можна побачити на супутникових знімках. Індивідуальний фітопланктон рідко проживає довше ніж декілька днів, але цвітіння можуть тривати тижнями.<ref>Lindsey R and Scott M (2010) [http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Phytoplankton/page1.php What are phytoplankton] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141129012306/http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Phytoplankton/page1.php |date=29 листопада 2014 }} [[NASA Earth Observatory]].</ref><ref name=NOAA_HAB>[http://www.glerl.noaa.gov/res/Centers/HABS/faqs.html Harmful algal blooms event response] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304193209/http://www.glerl.noaa.gov/res/Centers/HABS/faqs.html |date=4 березня 2016 }} [[NOAA]], Center of Excellence for Great Lakes and Human Health. Accessed 6 August 2014.</ref>


Як правило, ці цвітіння нешкідливі, але якщо це не так їх називають {{нп|шкідливим цвітінням водоростей||en|harmful algal bloom}}. Вони можуть містити токсини або патогени, які призводять до [[Придуха|замору риби]] а також можуть бути фатальними для людей.<ref name=NOAA_HAB /> В морському середовищі, шкідливі цвітіння водоростей як правило спричиняються [[Динофлагеляти|динофлангелятами]],<ref name="Stewart&Falconer">Stewart I and Falconer IR (2008) [https://books.google.com/books?id=c6J5hlcjFaAC&pg=PA271&dq=%22Cyanobacteria+and+cyanobacterial+toxins%22&hl=en&ei=rKM4TeKBLIrmvQPKu_SICg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCkQ6AEwAA#v=onepage&q=%22Cyanobacteria%20and%20cyanobacterial%20toxins%22&f=false "Cyanobacteria and cyanobacterial toxins"] Pages 271–296 in ''Oceans and human health: risks and remedies from the seas'', Eds: Walsh PJ, Smith SL and Fleming LE. Academic Press, {{ISBN|0-12-372584-4}}.</ref> хоча види інших таксонів водоростей також можуть спричинити шкідливі цвітіння ([[діатомові водорості]], {{нп|flagellate||en|flagellate}}, {{нп|гаптофітові водорості||en|haptophyte}} і {{нп|рафідофітові водорості||en|raphidophyte}}).<ref>Moestrup Ø, Akselman R, Cronberg G, Elbraechter M, Fraga S, Halim Y, Hansen G, Hoppenrath M, Larsen J, Lundholm N, Nguyen LN and Zingone A. [http://www.marinespecies.org/hab/ "IOC-UNESCO Taxonomic Reference List of Harmful Micro Algae (HABs)"] Accessed 21 January 2011.</ref> Морські види динофлагелятів часто токсичні, в той час про прісноводні види не відомо випадків токсичності. Відомо, що жодний представник діатомів не є отруйним, принаймні для людей.<ref name=Vasconcelos />
Як правило, ці цвітіння нешкідливі, але якщо це не так їх називають {{нп|шкідливим цвітінням водоростей||en|harmful algal bloom}}. Вони можуть містити токсини або патогени, які призводять до [[Придуха|замору риби]] а також можуть бути фатальними для людей.<ref name=NOAA_HAB /> В морському середовищі, шкідливі цвітіння водоростей як правило спричиняються [[Динофлагеляти|динофлангелятами]],<ref name="Stewart&Falconer">Stewart I and Falconer IR (2008) [https://books.google.com/books?id=c6J5hlcjFaAC&pg=PA271&dq=%22Cyanobacteria+and+cyanobacterial+toxins%22&hl=en&ei=rKM4TeKBLIrmvQPKu_SICg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCkQ6AEwAA#v=onepage&q=%22Cyanobacteria%20and%20cyanobacterial%20toxins%22&f=false "Cyanobacteria and cyanobacterial toxins"] Pages 271–296 in ''Oceans and human health: risks and remedies from the seas'', Eds: Walsh PJ, Smith SL and Fleming LE. Academic Press, {{ISBN|0-12-372584-4}}.</ref> хоча види інших таксонів водоростей також можуть спричинити шкідливі цвітіння ([[діатомові водорості]], [[Джгутикові|flagellate]], [[Гаптофіти|гаптофітові водорості]] і [[рафідофітові водорості]]).<ref>Moestrup Ø, Akselman R, Cronberg G, Elbraechter M, Fraga S, Halim Y, Hansen G, Hoppenrath M, Larsen J, Lundholm N, Nguyen LN and Zingone A. [http://www.marinespecies.org/hab/ "IOC-UNESCO Taxonomic Reference List of Harmful Micro Algae (HABs)"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190623101048/http://www.marinespecies.org/hab/ |date=23 червня 2019 }} Accessed 21 January 2011.</ref> Морські види динофлагелятів часто токсичні, в той час про прісноводні види не відомо випадків токсичності. Відомо, що жодний представник діатомів не є отруйним, принаймні для людей.<ref name=Vasconcelos />

У прісноводних екосистемах, цвітіння водоростей часто є наслідком високого вмісту поживних речовин ([[Евтрофікація|евтрофікації]]). Цвітіння можуть виглядати як піна, настил чи як олійна фарба, що плаває на поверхні води, але вони не завжди видимі. також цвітіння не завжди зелені, вони можуть бути сині, а деякі ціанобактерії мають червоно-коричнюватий колір. Вода може мати поганий запах, коли ціанобактерії, що квітнуть, помирають.<ref name=NOAA_HAB />

Густі цвітіння ціанобактерій обмежують видимість у воді до одного або двох сантиметрів. Ті види, які не покладаються на зір (такі як самі ціанобактерії) виживають, але ті види, що повинні бачити для пошуку їжу чи партнерів опиняються під загрозою. Протягом дня ціанобактерії насичують воду киснем. Вночі, дихання водних можуть виснажити кисень до рівня що є чутливим для життя, так що певні види риб гинуть. Це як правило трапляється біля морського дна чи [[Термоклин|термоклину]]. Протягом доби під час цвітіння також змінюється кислотність води, рівень pH може сягати 9 або більше під час дня і спускатися до малих значень вночі, ще більше приводячи до стресу екосистему. Крім того, багато видів ціанобактерій продукують сильні ціанотоксини, які під час цвітіння набувають таких рівнів концентрації, що стають летальними для сусідніх водних організмів і для будь-яких інших тварин які напряму контактують із водоростями, включаючи птахів, домашніх тварин і іноді навіть людей.<ref name=Vasconcelos>{{cite journal | author = Vasconcelos V | year = 2006 | title = Eutrophication, toxic cyanobacteria and cyanotoxins: when ecosystems cry for help | url = http://www.limnetica.net/Limnetica/limne25a/L25a425_Eutrophication_toxic_cyanobacteria_cyanotoxins.pdf | journal = Limnetica | volume = 25 | issue = 1–2 | pages = 425–432 | accessdate = 25 червня 2019 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20110723182418/http://www.limnetica.net/Limnetica/limne25a/L25a425_Eutrophication_toxic_cyanobacteria_cyanotoxins.pdf | archivedate = 23 липня 2011 | deadurl = yes }}</ref>


==Хімічна структура==
==Хімічна структура==
Ціанотоксини як правило вражають нервову систему ([[нейротоксини]]), печінку ([[гепатоксини]]) або шкіру ([[дерматоксини]]).<ref name="Sivonen&Jones" /> Хімічна структура ціанотоксинів поділяється на три великі групи: циклічні пептиди, алкалоїди і ліпополісахариди (ендотоксини).<ref name="Chorus&Bartram" />
Ціанотоксини як правило вражають нервову систему ([[нейротоксини]]), печінку ([[гепатотоксини]]) або шкіру ([[дерматоксини]]).<ref name="Sivonen&Jones" /> Хімічна структура ціанотоксинів поділяється на три великі групи: циклічні пептиди, алкалоїди і ліпополісахариди (ендотоксини).<ref name="Chorus&Bartram">{{cite book|author1=Ingrid Chorus|author2=Jamie Bartram|title=Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to their Public Health Consequences, Monitoring and Management|journal=Limnology and Oceanography|volume=45|issue=5|pages=1212|date=1999-02-11|publisher=Taylor & Francis|isbn=978-0-419-23930-7|bibcode=2000LimOc..45.1212C|doi=10.4319/lo.2000.45.5.1212}}</ref>


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
Рядок 34: Рядок 38:
|-
|-
! rowspan="2" | {{нп|Циклічні пептиди||en|Cyclic peptide}}
! rowspan="2" | {{нп|Циклічні пептиди||en|Cyclic peptide}}
| [[Мікроцистини]]
| {{нп|Мікроцистін|Мікроцистіни|en|Microcystin}}
| Печінка
| Печінка
| ''{{нп|Мікроцистіс||en|Microcystis}}'', ''[[Анабена]]'', ''{{нп|Планктотрікс||en|Planktothrix}}'' (Осциллаторія), ''[[Nostoc|Носток]]'', ''[[Hapalosiphon]]'', ''{{нп|Анабенопсіс||en|Anabaenopsis}}''
| ''[[Microcystis]]'', ''[[Анабена]]'', ''{{нп|Планктотрікс||en|Planktothrix}}'' (Осциллаторія), ''[[Nostoc|Носток]]'', ''[[Hapalosiphon]]'', ''{{нп|Анабенопсіс||en|Anabaenopsis}}''
|-
|-
| {{нп|Нодулярин|Нодулярин|en|Nodularin}}
| [[Нодулярин]]
| Печінка
| Печінка
| ''[[Нодулярія]]''
| ''[[Нодулярія]]''
Рядок 88: Рядок 92:


==Посилання==
==Посилання==
* [http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/index.html Cyanosite] - A Webserver for Cyanobacterial Research, Purdue University.
* [https://web.archive.org/web/20190622193335/http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/index.html Cyanosite] - A Webserver for Cyanobacterial Research, Purdue University.
* [http://www.ecan.govt.nz/services/online-services/monitoring/swimming-water-quality/Pages/toxic-algae.aspx Dangers of toxic algae] [[Environment Canterbury]] Updated 31 October 2009. Retrieved 23 January 2011.
* [https://web.archive.org/web/20101215133500/http://ecan.govt.nz/services/online-services/monitoring/swimming-water-quality/Pages/toxic-algae.aspx Dangers of toxic algae] [[Environment Canterbury]] Updated 31 October 2009. Retrieved 23 January 2011.


[[Категорія:Ціанотоксини| ]]
[[Категорія:Ціанотоксини| ]]

Поточна версія на 02:36, 27 січня 2024

Зелена піна утворена вмістом у воді ціанобактерії, що вимита на каміння в Каліфорнії під час цвітіння водоростей

Ціанотоксини — тип токсинів, які виробляють бактерії, що називаються ціанобактеріями (також відомі як синьо-зелені водорості). Ціанобактерії зустрічаються майже всюди в природі, зокрема у озерах і океанах, де через високу концентрацію фосфору, вони починають експоненційне розмноження, що призводить до цвітіння. Цвітіння ціанобактерій може утворювати таку концентрацію ціанотоксинів, що вони стають отруйними або навіть смертельними для тварин і людей. Ціанотоксини також можуть накопичуватися у інших тваринах, наприклад у рибі і молюсках, і спричиняють отруєння через їх вживання.

Серед ціанотоксинів є представники найотруйніших природних відомих речовин, до яких відносяться і такі, що можуть призвести до швидкої миттєвої смерті через дихальну недостатність.[1] Токсини включать сильнодіючі нейротоксини, гепатотоксини, цитотоксини[en], і ендотоксини. Незважаючи на подібність назви, вони не є ціанідами. Рекреаційний відпочинок в зонах цвітіння ціанобактерій може призвести до симптомів порушення роботи кишково-шлункового тракту і сінної лихоманки або до висипань на шкірі та сверблячки.[2] Вплив ціанобактеріального нейротоксину BMAA[en] може призвести до появи нейродегенеративних захворювань таких як бічний аміотрофічний склероз, Хвороба Паркінсона і Хвороба Альцгеймера.[3] Існують тенденції у можливому військовому застосуванні біологічних нейротоксинів, таких як ціанотоксини, що "набувають все більшого значення як потенційний кандидат на роль хімічного озброєння."[4]

Перша опублікована доповідь про те, що синьо-зелені водорості або ціанобактерії можуть призводити до летальних ефектів з'явилася в журналі Nature в 1878. Джордж Френсіс описав цвітіння водоростей, які він зустрів і спостерігав в лимані річки Муррей в Австралії, як "товсту піну подібну до зеленої олійної фарби, товщиною від двох до шести дюймів." Дикі тварини, які пили воду з річки помирали швидкою і жахливою смертю.[5] Найбільша кількість повідомлень про випадки отруєння що призвели токсичні мікроорганізми траплялися у прісноводних середовищах, і вони стають все більш частими і поширеними. Наприклад, сотні качок і гусей загинули від пиття забрудненої води на середньому заході США.[6] В 2010, вперше було повідомлено про смерть морських ссавців від споживання ціанотоксинів.[7]

Ціанобактерії

[ред. | ред. код]
Докладніше: Ціанобактерії

Ціанотоксини утворюють ціанобактерії, це тип бактерій, що отримують свою енергію через фотосинтез. Префікс ціано походить від грецького слова κύανoς що означає "блакитно-зелену речовину",[8] і як правило описує кольори у синьо/зеленому діапазоні спектра. Ціанобактерію часто називають синьо-зеленими водоростями. Традиційно їх вважали різновидом водоростей, і саме так їх описували у старих підручниках. Однак сучасні підручники розглядають цю класифікацією застарілою;[9] тепер вважають, що вони в більшій мірі відносяться до бактерій,[10] а термін водорості обмежується до організмів еукаріот.[11] Як і справжні водорості, ціанобактерії є фотосинтезуючими і містять фотосинтезуючі пігменти, саме тому вони як правило сині або зелені.

Ціанобактерії зустрічаються майже скрізь; в океанах, озерах і річках, а також на суші. Вони процвітають в арктичних і антарктичних озерах,[12] hotsprings[13] і стічних водах очисних заводів.[14] Вони навіть заселяють хутро білих ведмедів, тому вони часто мать зеленуватий відтінок.[15] Ціанобактерії виробляють сильні токсини, але вони також виробляють корисні біоактивні сполуки, включаючи речовини із протипухлинною, противірусною, протибіотичною і протигрибковою дією, УФ-захисні засоби та специфічні інгібітори ферментів[en].[16][17]

Шкідливі цвітіння водоростей

[ред. | ред. код]
Докладніше: Цвітіння вод, Червоний приплив і Евтрофікація
Густе цвітіння ціанобактерій в лимані річки Потомак. Ці цвітіння можуть бути токсичними.

Ціанотоксини часто супроводжуються тим, що в загальному вжитку називають червоними приливами або шкідливими цвітіннями водоростей. Озера і океани містять багато одноклітинних організмів, які називають Фітопланктон. При певних умовах, зокрема при високій концентрації поживних речовин, ці організми починають експоненційно розмножуватися. Щільний рой фітопланктона утворений в результаті цього називають цвітінням вод; вони можуть охоплювати сотні кілометрів і їх легко можна побачити на супутникових знімках. Індивідуальний фітопланктон рідко проживає довше ніж декілька днів, але цвітіння можуть тривати тижнями.[18][19]

Як правило, ці цвітіння нешкідливі, але якщо це не так їх називають шкідливим цвітінням водоростей[en]. Вони можуть містити токсини або патогени, які призводять до замору риби а також можуть бути фатальними для людей.[19] В морському середовищі, шкідливі цвітіння водоростей як правило спричиняються динофлангелятами,[20] хоча види інших таксонів водоростей також можуть спричинити шкідливі цвітіння (діатомові водорості, flagellate, гаптофітові водорості і рафідофітові водорості).[21] Морські види динофлагелятів часто токсичні, в той час про прісноводні види не відомо випадків токсичності. Відомо, що жодний представник діатомів не є отруйним, принаймні для людей.[22]

У прісноводних екосистемах, цвітіння водоростей часто є наслідком високого вмісту поживних речовин (евтрофікації). Цвітіння можуть виглядати як піна, настил чи як олійна фарба, що плаває на поверхні води, але вони не завжди видимі. також цвітіння не завжди зелені, вони можуть бути сині, а деякі ціанобактерії мають червоно-коричнюватий колір. Вода може мати поганий запах, коли ціанобактерії, що квітнуть, помирають.[19]

Густі цвітіння ціанобактерій обмежують видимість у воді до одного або двох сантиметрів. Ті види, які не покладаються на зір (такі як самі ціанобактерії) виживають, але ті види, що повинні бачити для пошуку їжу чи партнерів опиняються під загрозою. Протягом дня ціанобактерії насичують воду киснем. Вночі, дихання водних можуть виснажити кисень до рівня що є чутливим для життя, так що певні види риб гинуть. Це як правило трапляється біля морського дна чи термоклину. Протягом доби під час цвітіння також змінюється кислотність води, рівень pH може сягати 9 або більше під час дня і спускатися до малих значень вночі, ще більше приводячи до стресу екосистему. Крім того, багато видів ціанобактерій продукують сильні ціанотоксини, які під час цвітіння набувають таких рівнів концентрації, що стають летальними для сусідніх водних організмів і для будь-яких інших тварин які напряму контактують із водоростями, включаючи птахів, домашніх тварин і іноді навіть людей.[22]

Хімічна структура

[ред. | ред. код]

Ціанотоксини як правило вражають нервову систему (нейротоксини), печінку (гепатотоксини) або шкіру (дерматоксини).[17] Хімічна структура ціанотоксинів поділяється на три великі групи: циклічні пептиди, алкалоїди і ліпополісахариди (ендотоксини).[23]

Хімічна структура ціанотоксинів[23]
Структура Ціанотоксин Орган який уражує у ссавців Рід ціанобактерій
Циклічні пептиди[en] Мікроцистини Печінка Microcystis, Анабена, Планктотрікс[en] (Осциллаторія), Носток, Hapalosiphon, Анабенопсіс[en]
Нодулярин Печінка Нодулярія
Алкалоїди Анатоксин-a[en] Нервовий синапс Анабена, Planktothrix (Осциллаторія), Aphanizomenon
Анатоксин-a(S)[en] Нервовий синапс Анабена
Cylindrospermopsins Печінка Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Umezakia
Lyngbyatoxin-a Шкіра, шлунково-кишковий тракт Lyngbya
Сакситоксин Нервовий синапс Анабена, Aphanizomenon, Lyngbya, Cylindrospermopsis
Ліпополісахариди Потенційний подразник; впливає на будь-яку незахищену тканину Всі
Полікетиди Aplysiatoxins Шкіра Lyngbya, Schizothrix, Planktothrix (Осциллаторія)
Амінокислоти BMAA[en] Нервова система Всі

Більшість ціанотоксинів мають декілька варіантів (аналогів[en]). Станом на 1999, більше ніж 84 ціанотоксинів загалом було відомо і лише невелика кількість була добре вивчена.[17]

Див також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Stewart I, Seawright AA, Shaw GR (2008). Cyanobacterial poisoning in livestock, wild mammals and birds – an overview (PDF). Advances in Experimental Medicine and Biology. Т. 619. с. 613—637. doi:10.1007/978-0-387-75865-7_28. ISBN 978-0-387-75864-0. PMID 18461786. Архів оригіналу (PDF) за 23 жовтня 2013. Процитовано 22 червня 2019. {{cite book}}: Проігноровано |journal= (довідка)
  2. ↑ Stewart I, Webb PM, Schluter PJ, Shaw GR (2006). Recreational and occupational field exposure to freshwater cyanobacteria – a review of anecdotal and case reports, epidemiological studies and the challenges for epidemiologic assessment. Environmental Health. 5 (1): 6. doi:10.1186/1476-069X-5-6. PMC 1513208. PMID 16563159.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  3. ↑ Holtcamp, W. (2012). The emerging science of BMAA: do cyanobacteria contribute to neurodegenerative disease?. Environmental Health Perspectives. 120 (3): a110—a116. doi:10.1289/ehp.120-a110. PMC 3295368. PMID 22382274.
  4. ↑ Dixit A, Dhaked RK, Alam SI, Singh L (2005). Military potential of biological neurotoxins. Toxin Reviews. 24 (2): 175—207. doi:10.1081/TXR-200057850.
  5. ↑ Francis G (1878). Poisonous Australian Lake. Nature. 18 (444): 11—12. Bibcode:1878Natur..18...11F. doi:10.1038/018011d0.
  6. ↑ Anatoxin [Архівовано 28 червня 2019 у Wayback Machine.] Neil Edwards, University of Sussex at Brighton. Updated 1 September 1999. Retrieved 19 January 2011.
  7. ↑ Miller MA, Kudela RM, Mekebri A, Crane D, Oates SC та ін. (2010). Thompson R (ред.). Evidence for a Novel Marine Harmful Algal Bloom: Cyanotoxin (Microcystin) Transfer from Land to Sea Otters. PLOS ONE. 5 (9): e12576. Bibcode:2010PLoSO...512576M. doi:10.1371/journal.pone.0012576. PMC 2936937. PMID 20844747.
  8. ↑ κύανος [Архівовано 29 липня 2020 у Wayback Machine.], Henry George Liddell, Robert Scott, A Greek-English Lexicon, on Perseus
  9. ↑ Nabors, Murray W. (2004). Introduction to Botany. San Francisco, CA: Pearson Education, Inc. ISBN 978-0-8053-4416-5.
  10. ↑ Ed. Guiry, M.D., John, D.M., Rindi, F and McCarthy, T.K. 2007. New Survey of Clare Island Volume 6: The Freshwater and Terrestrial Algae. Royal Irish Academy. ISBN 978-1-904890-31-7
  11. ↑ Allaby M, ред. (1992). Algae. The Concise Dictionary of Botany. Oxford: Oxford University Press.
  12. ↑ Skulberg OM (1996) "Terrestrial and limnic algae and cyanobacteria". In: A Catalogue of Svalvard Plants, Fungi, Algae and Cyanobacteria, Part 9, A Elvebakk and P Prestud (eds.) Norsk Polarinstitutt Skrifter, 198: 383-395.
  13. ↑ Castenholz RA (1973) "Ecology of blue-green algae in hotsprings". In: The Biology of Blue-green algae. NG Carr and BA Whitton (eds), pp. 379-414. Blackwell Scientific Publications, Oxford.
  14. ↑ Vasconcelos VM, Pereira E (2001). Cyanobacteria diversity and toxicity in a Wastewater Treatment Plant (Portugal). Water Research. 35 (5): 1354—1357. doi:10.1016/S0043-1354(00)00512-1. PMID 11268858.
  15. ↑ Gerald Karp (19 жовтня 2009). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. John Wiley and Sons. с. 14–. ISBN 978-0-470-48337-4. Архів оригіналу за 18 червня 2013. Процитовано 26 січня 2011.
  16. ↑ Herrero A and Flores E (editor). (2008). The Cyanobacteria: Molecular Biology, Genomics and Evolution. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-15-8.
  17. ↑ а б в Sivonen K and Jones G (1999) "Cyanobacterial Toxins" [Архівовано 2007-01-24 у Wayback Machine.] In Toxic Cyanobacteria in Water. Chorus I and Bartram J (eds): 41-111. WHO, Geneva. ISBN 0419239308.
  18. ↑ Lindsey R and Scott M (2010) What are phytoplankton [Архівовано 29 листопада 2014 у Wayback Machine.] NASA Earth Observatory.
  19. ↑ а б в Harmful algal blooms event response [Архівовано 4 березня 2016 у Wayback Machine.] NOAA, Center of Excellence for Great Lakes and Human Health. Accessed 6 August 2014.
  20. ↑ Stewart I and Falconer IR (2008) "Cyanobacteria and cyanobacterial toxins" Pages 271–296 in Oceans and human health: risks and remedies from the seas, Eds: Walsh PJ, Smith SL and Fleming LE. Academic Press, ISBN 0-12-372584-4.
  21. ↑ Moestrup Ø, Akselman R, Cronberg G, Elbraechter M, Fraga S, Halim Y, Hansen G, Hoppenrath M, Larsen J, Lundholm N, Nguyen LN and Zingone A. "IOC-UNESCO Taxonomic Reference List of Harmful Micro Algae (HABs)" [Архівовано 23 червня 2019 у Wayback Machine.] Accessed 21 January 2011.
  22. ↑ а б Vasconcelos V (2006). Eutrophication, toxic cyanobacteria and cyanotoxins: when ecosystems cry for help (PDF). Limnetica. 25 (1–2): 425—432. Архів оригіналу (PDF) за 23 липня 2011. Процитовано 25 червня 2019.
  23. ↑ а б Ingrid Chorus; Jamie Bartram (11 лютого 1999). Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to their Public Health Consequences, Monitoring and Management. Т. 45, № 5. Taylor & Francis. с. 1212. Bibcode:2000LimOc..45.1212C. doi:10.4319/lo.2000.45.5.1212. ISBN 978-0-419-23930-7. {{cite book}}: Проігноровано |journal= (довідка)

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Ціанотоксин&oldid=41583118