Главная → Вода → Микроцистин.

Микроцистин.

Цианобактерии (синезеленые водоросли, цианопрокариоты) – одна из самых древних на Земле группа организмов. Они возникли около 3,5 млрд лет назад и сыграли важную роль в становлении атмосферы Земли, обогатив ее кислородом. В настоящее время цианобактерии по-прежнему являются неотъемлемым компонентом водных и наземных экосистем и распространены почти повсеместно, включая и экстремальные экологические ниши: пустыни, термальные источники и даже озера Арктики и Антарктики.

Цианобактерии синтезируют большое количество вторичных метаболитов. Особое внимание уделяется токсинам, поскольку они представляют опасность для жизни и здоровья человека и животных. Токсины выделяются при массовом «цветении» водоемов, т.е. при развитии цианобактерий. Все это делает невозможным использование воды в хозяйственных и рекреационных целях, происходит нарушение и деградация всей экосистемы.

Микроцистины (МС) – одни из самых известных и широко распространенных цианотоксинов в пресных водах, их основными продуцентами являются цианобактерии родов Anabaena, Microcystis, Planktothrix, которые вызывают токсичное «цветение» воды по всему миру. Микроцистины растворяются в воде. Они остаются стабильными в водоемах до 7 суток, продолжительное время стабильны в фильтрованной или деионизированной воде. Микроцистины устойчивы к химическому гидролизу или окислению при pH, близких к нейтральным. При кипячении МС не разрушаются в течение нескольких часов. При высокой температуре и экстремально высоких или низких pH вследствие гидролиза за 10 недель деградирует более 90% МС. Микроцистины окисляются озоном и другими сильными окислителями, очень стабильны при солнечном свете. Токсичность МС направлена на органы, осуществляющие перенос органических ионов через клеточные мембраны, т.е. в первую очередь на печень. Они, попадая в кровь, концентрируются в печени, способствуют возникновению обширных кровоизлияний, вследствие чего печень увеличивается в размерах. Это может привезти развитию рака.

Люди могут подвергнуться воздействию МС при употреблении питьевой воды, а также через кожу при купании в озерах и реках. Согласно рекомендациям ВОЗ, концентрация MC-LR в питьевой воде не должна превышать 1 мкг/л при однократном применении и 0.1 мкг/л для многократного применения. При использовании водоемов в рекреационных целях представляет угрозу численность цианобактерий 20×10⁶ кл/л и концентрация МС 2-4 мкг/л. Для человека LD₅₀ варьируется от 0,05 до 1,2 мг/кг массы тела (исследования проводились на мышах при внутрибрюшном введении). Для сравнения, смертельная доза цианистого калия составляет 1,7 мг/кг, при том, что цианистый калий относят к числу самых опасных ядовитых веществ.

Клинические симптомы при интоксикации МС следующие: диарея, тошнота, озноб, слабость, бледность. Смерть при остром отравлении МС наступает в результате гиповолемического шока, вызванного быстрой и тяжелой обструкцией сосудов печени и обширным печеночным кровоизлиянием. Дерматологические симптомы при контакте с МС следующие: волдыри на губах, аллергические реакции (контактный дерматит, астма, сенная лихорадка и конъюнктивит). Известен синдром, названный «дерматитом купальщика», при котором наблюдается диарея, рвота, симптомы лихорадки, кожная сыпь, язвы во рту, раздражение глаз и ушей в течение 7 суток после воздействия воды. Так, например, длительным воздействием низких доз МС объясняется появление гепатоцеллюлярной карциномы у жителей Южного Китая, где «цветение» водоемов носит массовый характер. В Усть-Илимском водохранилище в августе 2005 г. отмечалось массовой развитие цианобактерий. Численность некоторых видов цианобактерий доходила до 100 млн кл/л, что в 5 раз превышает допустимое содержание. В скандинавских озерах при массовом развитии Microcystis средняя концентрация МС достигала 770 мкг/г сухой массы. Суммарная концентрация МС в фитопланктоне пресных водоемов Китая достигала 7300, Португалии – 1600-7100 мкг/г сухой массы. В Балтийском море в период с апреля по ноябрь был выявлен 91 вид цианобактерий. Их биомасса была значительной, варьируясь в среднем за вегетативный период от 10 до 113 г/м³. Биомасса цианобактерий на станциях р. Свислочь, Беларусь, в местах отдыха в отдельные годы достигала 30-40 мг/л, а их численность - 2×10⁹кл/л. В Великих озерах Гурон и Эри – 13-50 и 5-34 млн кл/л.

По данным международной гидрогеологической программы UNESCO “CYANONET”, «цветение» цианобактерий и появление токсинов выявлено в водоемах и водотоках 65 стран мира. В странах с холодным климатом МС-продуцирующие виды обитают в 91% озер.