SINICE. SINICE Mušov 2007 SINICE. Zdroj živin pro sinice??? Eutrofizace. Sinice v ČR. Brněnská přehrada. Nádrž Nové mlýny

Transkript

1 2 2 2 Brněnská přehrada Sinice v ČR 2 SIIE - ádrž ové mlýny 2 S SIIE Mušov 2007 SIIE Mušov 2007 SIIE Staré miliardy let-prvotní atmosféra, vždy tu byly Zdroj živin pro sinice??? Eutrofizace 150 rodů, 2000 druhů >80 % nádrží v ČR sinice - eutrofizace elosvětový problém Výskyt i na Antarktidě! III. Stupeň čištění vod často u ČVek chybí 1

2 S Skupinový úkol (1) ccurrence of cyanobacteria Vyjmenujte problémy, které se vám vybaví v souvislostmi ze sinicemi s ohledem jak na životní prostředí tak ve vztahu k člověku? AUSTRÁLIE 7 Jak jsou toxické sinicové toxiny? 1. Která toxikologická veličina hodnotí toxicitu? 2. Seřaďte následující toxiny podle LD50: botulotoxin (lostridium botulinum) jed štíra jed kobry toxin sinice (microcystin) toxin mochomůrky (falloidin) toxin ryby fugu (tetradotoxin) BITXIY LD50 Toxin Producent Skupina (µg/kg) aphantoxin (saxitoxin) Aphanizomenon flos-aquae sinice 10 anatoxin-a(s) Anabaena flos-aquae sinice 20 microcystin-lr Microcystis aeruginosa sinice 50 nodularin odularia spumigena sinice 50 botulin lostridium botulinum bakterie 0,001 tetanový toxin lostridium tetani bakterie 0,002 tetrodotoxin Tetraodon fahaka aj. (čtverzubec - fugu ) ryba 8 akonitin Aconitum napellus (oměj šalamounek) vyšší rostlina jed kobry aja naja (kobra indická) plaz 15 jed štíra entruroides suffusus členovec 40 tubokurarin (kurare) hondrodendron tomentosum vyšší rostlina 500 strychnin Strychnos nux-vomica vyšší rostlina 980 falloidin Amanita phalloides (muchomůrka zelená) houba 2000 Y A T X I Y aflatoxin Aspergillus flavus houba odnoty LD50 různých toxinů v testech na myších. LD50 je střední smrtelná dávka (v μg/kg živé váhy), tj. množství toxinu, které způsobí smrt poloviny pokusných jedinců. Čím nižší je hodnota LD50, tím vyšší je toxicita látky. Toxiny sinic (cyanotoxiny) - nejvýznamnější (cyanotoxiny) jsou: microcystiny a nodulariny anatoxiny saxitoxiny cylindrospermopsin - nejvýznamnější rody produkující cyanotoxiny (dosud identifikováno cca 50 druhů produkujících tyto látky): Anabaena (microcystiny, anatoxiny, anatoxin-a(s), saxitoxiny, cylindrospermopsin) Aphanizomenon (anatoxiny, saxitoxiny, cylindrospermopsin) Microcystis Microcystis, odularia (microcystiny a nodulariny) sp. Planktothrix/scillatoria (microcystiny, anatoxiny, saxitoxiny) ylindrospermopsis (cylindrospermopsin, saxitoxiny) toxicitu vykazují také sinicové lipopolysacharidy součást buněčných stěn všech sinic Microcystin LR sinice (cyanobaktérie) YATXIY nárůst koncentrace 2 v atmosféře, nárůst UV radiace masový rozvoj sinic (vodní květy) YATXIY eutrofizace vodních ekosystémů! LIDSKÉ AKTIVITY! spalování zemědělství, odpadní vody GLBÁLÍ EVIRMETÁLÍ PRBLÉM 2

3 Sinice v životním prostředí Microcystiny (Ms) peptidy sinic - producenti : Microcystis, Planktothrix, Anabaena, Anabaenopsis, ostoc, apalosiphon - cyklické heptapeptidy - syntéza Ms neribozomální cestou -zřejmě nejrozšířenější cyanotoxiny - 90 strukturních variant - relativně stabilní a odolné vůči rozkladu - mohou tvořit až 1% suché váhy Eutrofizace vodních ekosystémů Masivní rozvoj vodního květu sinic LPS alkaloidy peptidy Aphanizomenon flos-aquae W: Tolerovaný denní příjem 0,0404 μg/kg těl.váhy člověka ČR: vyhláška MZd č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou vodu limit 1 µg /L - Primární toxicita: epatotoxicita u obratlovců - inhibice PP1 a 2A - promotor karcinogeneze (IAR 2B) - inhibice ATP-syntázy, indukce oxidativního stresu, genotoxicita Planktothrix agardhii Peptidy sinic Situace v ČR Koncetrace Ms v biomase (ug/g sušiny) -průměr 549 ug/g; (MAX 12 ug/g) Aeruginosiny Microgininy Anabaenopeptiny yanopeptoliny Microviridiny yclamidy Microcystiny (Ms) Welker, M., and von Dohren,. (2006). yanobacterial peptides - ature's own combinatorial biosynthesis. Fems Microbiology Reviews 0, Situace v ČR Koncetrace Ms ve vodach (ug/l) -Prumer 0,55 ug/l (MAX. 17,27) odnocení rizika?skupinový úkol? Scénář pro 1 den v životě tohoto člověka (7 let, 65 kg): Denní spotřeba: - Vypije 2L vody s obsahem 0,55 ug Ms / L vody - Sní 00g ryby s obsahem 0 ng Ms/ g tkáně Vystavuje se tím riziku podle W? W: Tolerovaný denní příjem microcystinů 0,04 μg/kg těl.váhy člověka EDI = ((2*0,55) (00*0,0)) / 65 kg = 0,155 ug / kg váhy člověka I = 0,155 / 0,04 =,9 18

4 LPS 10 ng/ml LPS 10 ng/ml odnocení rizika Scénář pro 1 den v životě tohoto člověka (7 let, 65 kg): Immunomodulatory potencies of toxic cyanobacteria ( , 2015 REETX) 20 Immunomodulatory potencies of toxic cyanobacteria Duration of the postdoc project: ooperation: REETX, BFÚ Introduction of the tested cell line (macrophages) RAW ~ 2 ug M-LR,-RR, -YR / L hen, J., Toxicological Sciences, 108(1): People involved in the project at REETX: ndřej Adamovský, prof. Luděk Bláha -2 Ph.D. students : Zdena Moosová, Amrita Basu (supervisor, P.Babica) ell line: RAW (Abelson murine leukemia virus-induced tumor) Growth media: DMEM & 10% fetal bovine serum Institute of Biophysics of the ASR, v. v. i. 21 /- microcystins /- LPS Mode of action? De/activation of specific pathways -> modulation of natural macrophage function->cytokine production (IL-6, TF- α), production Immunomodulatory effect of cyanobacterial peptides - mode of action 24 hrs, 1-0 nm, microcystin-lr exposure microcystin-rr microcystin-yr auruginosin-865 ATPs ras..next part of the research - Looking for other coumpounds / fractions with immunomodulatory potential in the biomass of cyanobacterial strains Aphanisomenon, Microcystis, Planktothrix. IL-6 raf % negative (LPS) % TFα % F-ϰB Responsible genes IRAK4, TRAF6 IϰBα MEK Ms PP1,2A MAPK ERK ½, p8, JK F-ϰB fractionization Polarity, size etc 1 2. X sub-fractions haracterization of responsible compound

5 ngoing projects - Biologically active cyanobacterial secondary metabolites Děkuji za pozornost GAČR cyano projects on REETX - Tumor promotional mechanisms of cyanobacterial metabolites ( L.Bláha) completed - Endocrine disruptive potential of cyanobacterial metabolites (K. ilscherová) ongoing - yanobacterial teratogenic retinoic compounds (M.Smutná) ongoing - Immunomodulatory potencies of toxic cyanobacteria (.Adamovský) ongoing - Tumor promotion and cyanobacteria ( P. Babica) ongoing 25 5