Anatoksyna-a - Anatoxin-a

Nie mylić z anatoksyną-a(S) .
Anatoksyna-a
Anatoksyna-a.png
Model kulki i patyczka cząsteczki anatoksyny-a
Nazwy
Nazwa IUPAC
1-(9-azabicyklo[4.2.1]non-2-en-2-ylo)etan-1-on
Inne nazwy
Anatoksyna A
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CHEMBL
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.215.761 Edytuj to na Wikidata
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C10H15NO/c1-7(12)9-4-2-3-8-5-6-10(9)11-8/h4,8,10-11H,2-3,5-6H2, 1H3 sprawdzaćTak
    Klucz: SGNXVBOIDPPRJJ-UHFFFAOYSA-N sprawdzaćTak
  • InChI=1/C10H15NO/c1-7(12)9-4-2-3-8-5-6-10(9)11-8/h4,8,10-11H,2-3,5-6H2, 1H3
    Klucz: SGNXVBOIDPPRJJ-UHFFFAOYAZ
  • CC(=O)C1=CCCC2CCC1N2
Nieruchomości
C 10 H 15 NIE
Masa cząsteczkowa 165,232
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
sprawdzaćTak zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒n
Referencje do infoboksu

Anatoksyna-a , znana również jako czynnik bardzo szybkiej śmierci ( VFDF ), jest drugorzędowym, bicyklicznym alkaloidem aminowym i cyjanotoksyną o ostrej neurotoksyczności . Po raz pierwszy odkryto ją na początku lat sześćdziesiątych w Kanadzie, a wyizolowano w 1972. Toksyna jest wytwarzana przez wiele rodzajów sinic i została zgłoszona w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej, Ameryce Środkowej, Europie, Afryce, Azji i Oceanii. Objawy anatoxin-toksyczności obejmują utratę koordynacji , mięśni drgania pęczkowe , konwulsje i śmierć przez paraliż układu oddechowego . Jego mechanizm działania polega na nikotynowym receptorze acetylocholiny (nAchR), gdzie naśladuje wiązanie naturalnego liganda receptora , acetylocholiny . Jako taka, anatoksyna-a została wykorzystana w celach leczniczych do badania chorób charakteryzujących się niskim poziomem acetylocholiny. Ze względu na wysoką toksyczność i potencjalną obecność w wodzie pitnej anatoksyna-a stanowi zagrożenie dla zwierząt, w tym ludzi. Chociaż istnieją metody wykrywania i uzdatniania wody, naukowcy wezwali do dalszych badań w celu poprawy niezawodności i skuteczności. Anatoksyny-a nie należy mylić z guanitoksyną (dawniej anatoksyną-a(S)), inną silną cyjanotoksyną, która ma podobny mechanizm działania do anatoksyny-a i jest wytwarzana przez wiele z tego samego rodzaju cyjanobakterii, ale jest strukturalnie niepowiązane.

Historia

Anatoksyna-a została po raz pierwszy odkryta przez PR Gorhama we wczesnych latach 60-tych, po tym, jak kilka stad bydła padło w wyniku picia wody z jeziora Saskatchewan w Ontario w Kanadzie, która zawierała toksyczne zakwity glonów . Został wyizolowany w 1972 przez JP Devlina z sinic Anabaena flos-aquae .

Występowanie

Anatoksyna-a jest neurotoksyną wytwarzaną przez wiele rodzajów sinic słodkowodnych, które występują w zbiornikach wodnych na całym świecie. Wiadomo, że niektóre cyjanobakterie słodkowodne tolerują sól i dlatego możliwe jest występowanie anatoksyny-a w estuarium lub innych środowiskach zasolonych. Zakwity sinic, które produkują anatoksynę-a wśród innych cyjanotoksyn, są coraz częstsze z powodu rosnących temperatur, stratyfikacji i eutrofizacji z powodu spływu składników odżywczych. Te ekspansywne, szkodliwe zakwity sinic , znane jako cyjanoHAB, zwiększają ilość cyjanotoksyn w otaczającej wodzie, zagrażając zdrowiu zarówno organizmów wodnych, jak i lądowych. Niektóre gatunki cyjanobakterii, które wytwarzają anatoksynę-a, nie wytwarzają zakwitów na powierzchni wody, lecz tworzą maty bentosowe . Wiele przypadków śmierci zwierząt związanych z anatoksyną miało miejsce w wyniku spożycia oderwanych bentosowych mat sinicowych, które wypłynęły na brzeg.

Cyjanobakterie produkujące anatoksynę znaleziono również w glebie i roślinach wodnych. Anatoksyna-a dobrze sorbuje do ujemnie naładowanych miejsc w glinopodobnych, bogatych w substancje organiczne glebach i słabo do gleb piaszczystych. Jedno z badań wykazało zarówno związaną, jak i wolną anatoksynę-a w 38% roślin wodnych pobranych z 12 zbiorników Nebraska, ze znacznie większą częstością występowania związanej anatoksyny-a niż wolnej.

Badania eksperymentalne

W 1977 Carmichael, Gorham i Biggs eksperymentowali z anatoksyną-a. Wprowadzili toksyczne kultury A. flos-aquae do żołądków dwóch młodych samców cieląt i zaobserwowali, że drgania mięśniowe i utrata koordynacji następowały w ciągu kilku minut, podczas gdy śmierć z powodu niewydolności oddechowej następowała od kilku minut do kilku godzin. . Ustalili również, że długie okresy sztucznego oddychania nie pozwalają na wystąpienie detoksykacji i wznowienie naturalnego funkcjonowania nerwowo-mięśniowego. Na podstawie tych eksperymentów obliczyli, że doustna minimalna dawka śmiertelna (MLD) (dla alg, a nie cząsteczki anatoksyny) dla cieląt wynosi około 420 mg/kg masy ciała.

W tym samym roku Devlin i współpracownicy odkryli bicykliczną drugorzędową strukturę amin anatoksyny-a. Przeprowadzili również eksperymenty podobne do tych, które przeprowadzili Carmichael et al. na myszach. Odkryli, że anatoksyna-a zabija myszy 2–5 minut po wstrzyknięciu dootrzewnowym, poprzedzonym skurczami mięśni, paraliżem i zatrzymaniem oddechu, stąd nazwa Bardzo Szybka Śmierć Factor. Ustalili, że LD50 dla myszy wynosi 250 µg/kg masy ciała.

Eksperymenty elektrofizjologiczne wykonane przez Spivak et al. (1980) wykazali, że w żaby anatoxin-a jest silnie działającym agonistą receptorów typu mięśniowego (α 1 ) 2 βγδ nAChR. Wywołana anatoksyną-a depolaryzująca blokada nerwowo-mięśniowa, przykurcz mięśnia prostego brzucha żaby, depolaryzacja mięśnia żaby sartorius, desensytyzacja i zmiana potencjału czynnościowego. Później, Thomas i wsp., (1993) do pracy z kurczaka α 4 β 2 nAChR podjednostki przeliczeniu na mysz m 10 komórek i kurczaka α 7 nAChR ekspresji w oocytach z Xenopus laevis wykazały, że anatoxin-a jest również silnym agonistą neuronalne nAChR.

Toksyczność

Efekty

Badania laboratoryjne na myszach wykazały, że charakterystyczne skutki ostrego zatrucia anatoksyną-a poprzez wstrzyknięcie dootrzewnowe obejmują drżenie mięśni , drżenie, chwianie się, sapanie , paraliż oddechowy i śmierć w ciągu kilku minut. Danio pręgowany wystawiony na działanie anatoksyny – zanieczyszczonej wody miał zmieniony rytm serca.

Zdarzały się przypadki nieśmiercionośnego zatrucia u ludzi, którzy spożyli wodę ze strumieni i jezior zawierających różne rodzaje cyjanobakterii, które są zdolne do wytwarzania anatoksyny-a. Skutki zatrucia nie śmiertelnego dotyczyły przede wszystkim przewodu pokarmowego: nudności, wymiotów, biegunki i bólu brzucha. W Wisconsin zgłoszono przypadek śmiertelnego zatrucia po tym, jak nastolatek wskoczył do stawu skażonego sinicami.

Drogi ekspozycji

Doustny

Spożycie wody pitnej lub rekreacyjnej zanieczyszczonej anatoksyną-a może mieć fatalne konsekwencje, ponieważ w badaniach na zwierzętach stwierdzono, że anatoksyna-a jest szybko wchłaniana przez przewód pokarmowy. Odnotowano dziesiątki przypadków śmierci zwierząt z powodu spożycia anatoksyny – skażonej wody z jezior lub rzek i podejrzewa się, że była ona również przyczyną śmierci jednego człowieka. Jedno z badań wykazało, że anatoksyna-a jest zdolna do wiązania się z receptorami acetylocholiny i wywoływania efektów toksycznych przy stężeniach w zakresie nanomolowym (nM) po spożyciu.

Skórny

Najbardziej prawdopodobną formą kontaktu z cyjanotoksynami w środowisku jest narażenie przez skórę. Wiadomo, że rekreacyjna ekspozycja na wody rzek, strumieni i jezior skażonych zakwitami glonów powoduje podrażnienia skóry i wysypki. Pierwsze badanie, w którym przyjrzano się cytotoksycznemu wpływowi anatoksyny-a in vitro na proliferację i migrację komórek skóry ludzkiej, wykazało, że anatoksyna-a nie wywierała żadnego wpływu przy 0,1 µg/ml lub 1 µg/ml, a słaby efekt toksyczny przy 10 µg/ml dopiero po dłuższym okresie kontaktu (48 godzin).

Inhalacja

Obecnie nie są dostępne żadne dane dotyczące toksyczności inhalacyjnej anatoksyny-a, chociaż u narciarza wodnego wystąpiła poważna niewydolność oddechowa po wdychaniu rozpylonej wody zawierającej neurotoksynę cyjanobakterii, saksytoksynę . Możliwe, że wdychanie rozpylonej wody zawierającej anatoksynę-a może mieć podobne konsekwencje.

Mechanizm toksyczności

Anatoxin-a jest agonistą zarówno neuronalne α 4 β 2 i α 4 nikotynowych receptorów acetylocholiny obecne w ośrodkowym układzie nerwowym, jak również (α 1 ) 2 nAChR typu mięśniowego βγδ które występują przy nerwowo-mięśniowej węzła . (Anatoksyna-a ma powinowactwo do tych receptorów typu mięśniowego, które jest około 20 razy większe niż powinowactwo acetylocholiny .) Jednak cyjanotoksyna ma niewielki wpływ na receptory muskarynowe acetylocholiny ; ma 100-krotnie mniejszą selektywność dla tego typu receptorów niż dla nAchR. Anatoksyna-a wykazuje również znacznie mniejszą siłę działania w OUN niż w połączeniach nerwowo-mięśniowych. W neuronach hipokampa i pnia mózgu do aktywacji nAchR konieczne było 5 do 10 razy większe stężenie anatoksyny-a niż wymagane w PNS.

W normalnych warunkach acetylocholina wiąże się z nAchR w postsynaptycznej błonie neuronalnej, powodując zmianę konformacyjną w zewnątrzkomórkowej domenie receptora, co z kolei otwiera pory kanału. Dzięki temu jony Na + i Ca2 + przemieszczają się do neuronu, powodując depolaryzację komórek i indukując generowanie potencjałów czynnościowych , co pozwala na skurcz mięśni. Neuroprzekaźnik acetylocholiny następnie dysocjuje od nAchR, gdzie jest szybko rozszczepiany na octan i cholinę przez acetylocholinoesterazę .

Wpływ anatoksyny-a na nikotynowe receptory acetylocholiny w połączeniu nerwowo-mięśniowym

Wiązanie anatoksyny-a z tymi nAchR powoduje te same efekty w neuronach. Jednak wiązanie anatoksyny-a jest nieodwracalne , a kompleks nAchR anatoksyny-a nie może być rozłożony przez acetylocholinoesterazę . W ten sposób nAchR jest tymczasowo zablokowany w pozycji otwartej i po pewnym czasie staje się odczulony. W tym odczulonym stanie nAchR nie przepuszczają już kationów, co ostatecznie prowadzi do zablokowania transmisji nerwowo-mięśniowej .

Dwa enancjomery anatoksyny-a, dodatni enancjomer , (+)-anatoksyna-a, są 150 razy silniejsze niż syntetyczny ujemny enancjomer (-)-anatoksyna-a. To dlatego, że (+) - anatoxin-a S- cis- enon konformacji ma odległość 6,0 A. Fig pomiędzy jego azotu i karbonylowego grupy, co dobrze odpowiada odległości 5,9 oddzielają azot i tlen w acetylocholina.

Zatrzymanie oddechu , które skutkuje brakiem dopływu tlenu do mózgu, jest najbardziej widocznym i śmiertelnym efektem działania anatoksyny-a. Iniekcje u myszy, szczurów, ptaków, psów i cieląt śmiertelnych dawek anatoxin-a wykazują, że śmierć jest poprzedzona przez sekwencję mięśni drgania pęczkowe , zmniejszony przepływ wiotczeją przesadne brzucha oddychania, sinica i drgawki . U myszy anatoksyna-a również poważnie wpłynęła na ciśnienie krwi i częstość akcji serca oraz spowodowała ciężką kwasicę .

Przypadki toksyczności

Od czasu jej odkrycia zgłoszono wiele przypadków śmierci dzikich zwierząt i zwierząt gospodarskich z powodu anatoksyny-a. Zgony psów domowych spowodowane cyjanotoksyną, określone na podstawie analizy zawartości żołądka, zaobserwowano na dolnej Wyspie Północnej w Nowej Zelandii w 2005 r., we wschodniej Francji w 2003 r., w Kalifornii w Stanach Zjednoczonych w 2002 i 2006 r., w Szkocji w 1992, w Irlandii w 1997 i 2005, w Niemczech w 2017 i 2020 W każdym przypadku psy zaczęły wykazywać konwulsje mięśniowe w ciągu kilku minut i padły w ciągu kilku godzin. W Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Finlandii od 1980 r. do chwili obecnej odnotowano liczne przypadki śmiertelności bydła spowodowane spożyciem wody skażonej sinicami, które wytwarzają anatoksynę-a.

Flamingi nad jeziorem Bogoria

Szczególnie interesującym przypadkiem zatrucia anatoksyną jest przypadek mniejszych flamingów nad jeziorem Bogoria w Kenii . Cyjanotoksyna, która została zidentyfikowana w żołądkach i granulkach kałowych ptaków, zabiła około 30 000 flamingów w drugiej połowie 1999 roku i nadal powoduje masowe ofiary śmiertelne rocznie, niszcząc populację flamingów. Toksyna jest wprowadzana do ptaków przez wodę skażoną zbiorowiskami mat sinicowych, które powstają z gorących źródeł w dnie jeziora.

Synteza

Synteza laboratoryjna

Cykliczna ekspansja tropanów

Pierwszą biologicznie występującą substancją wyjściową do ekspansji tropanu do anatoksyny-a była kokaina , która ma podobną stereochemię do anatoksyny-a. Kokaina jest najpierw przekształcana w endo-izomer cyklopropanu, który jest następnie rozszczepiany fotolitycznie w celu uzyskania alfa, beta nienasyconego ketonu. Dzięki zastosowaniu azodikarboksylanu dietylu keton ulega demetylacji i powstaje anatoksyna-a. Podobny, nowszy szlak syntezy obejmuje wytwarzanie 2-tropinonu z kokainy i traktowanie produktu chloromrówczanem etylu wytwarzającym bicykliczny keton. Produkt ten łączy się z trimetylosililodiazylometanem, glinoorganicznym kwasem Lewisa i eterem trimetylosinylowo-enolowym w celu wytworzenia tropinonu. Ta metoda przechodzi kilka kolejnych etapów, wytwarzając użyteczne produkty pośrednie, a także anatoksynę-a jako produkt końcowy.

Kokaina, prekursor syntezy anatoksyny-a.
Kokaina, prekursor syntezy anatoksyny-a

Cyklizacja cyklooktenów

Pierwsze i najszerzej zbadane podejście stosowane do syntezy anatoksyny-a in vitro, cyklizacja cyklooktenu obejmuje 1,5-cyklooktadien jako początkowe źródło. Ta substancja wyjściowa poddaje się reakcji z wytworzeniem metyloaminy i łączy się z kwasem podbromowym z wytworzeniem anatoksyny-a. Inna metoda opracowana w tym samym laboratorium wykorzystuje aminoalkohol w połączeniu z octanem rtęci (II) i borowodorkiem sodu. Produkt tej reakcji przekształcono w alfa, beta keton i utleniono azodikarboksylanem etylu z wytworzeniem anatoksyny-a.

Enancjoselektywna strategia enolizacji

Ten sposób wytwarzania anatoksyny-a był jednym z pierwszych zastosowanych, który nie wykorzystuje chimerycznie analogicznej substancji wyjściowej do tworzenia anatoksyny. Zamiast tego stosuje się racemiczną mieszaninę 3-tropinonu z chiralną zasadą z amidu litu i dodatkowymi reakcjami rozszerzania pierścienia w celu wytworzenia ketonowego związku pośredniego. Dodanie organomiedzianu do ketonu daje pochodną triflanu enolu, którą następnie poddaje się wodorowej lizie i traktuje środkiem odbezpieczającym w celu wytworzenia anatoksyny-a. Podobne strategie zostały również opracowane i wykorzystane przez inne laboratoria.

Cyklizacja wewnątrzcząsteczkowa jonów iminowych

Cyklizacja jonów iminowych wykorzystuje kilka różnych ścieżek do tworzenia anatoksyny-a, ale każdy z nich wytwarza i postępuje wraz z jonem iminowym pirolidyny. Główne różnice w każdym szlaku dotyczą prekursorów stosowanych do wytwarzania jonów imu i całkowitej wydajności anatoksyny-a na końcu procesu. Te oddzielne szlaki obejmują wytwarzanie soli alkiloiminiowych, soli acyloiminiowych i soli tosyloiminiowych.

Metateza Enyne'a

Metateza enyny anatoksyny-a obejmuje zastosowanie mechanizmu zamykania pierścienia i jest jednym z najnowszych osiągnięć w syntezie anatoksyny-a. We wszystkich metodach obejmujących ten szlak, kwas piroglutaminowy jest stosowany jako materiał wyjściowy w połączeniu z katalizatorem Grubba. Podobnie jak w przypadku cyklizacji iminium, pierwsza próba syntezy anatoksyny-a przy użyciu tego szlaku wykorzystywała 2,5-cis-pirolidynę jako związek pośredni.

Biosynteza

Anatoksyna-a jest syntetyzowana in vivo w gatunku Anabaena flos aquae , jak również w kilku innych rodzajach sinic. Anatoksyna-a i powiązane struktury chemiczne są wytwarzane przy użyciu octanu i glutaminianu. Dalsza redukcja enzymatyczna tych prekursorów powoduje powstawanie anatoksyny-a. Homoanatoksyna, podobna substancja chemiczna, jest wytwarzana przez Oscillatoria formosa i wykorzystuje ten sam prekursor. Jednak homoanatoksyna podlega addycji metylu przez S-adenozylo-L_metioninę zamiast addycji elektronów, co daje podobny analog. Biosyntetyczny klaster genów (BGC) dla anatoksyny-a został opisany w Oscillatoria PCC 6506 w 2009 roku.

Stabilność i degradacja

Anatoksyna-a jest niestabilna w wodzie i innych warunkach naturalnych, aw obecności światła UV ulega fotodegradacji , przekształcając się w mniej toksyczne produkty dihydroanatoksynę-a i epoksyanatoksynę-a. Fotodegradacja anatoksyny-a zależy od pH i natężenia światła słonecznego, ale jest niezależna od tlenu, co wskazuje, że degradacja pod wpływem światła nie następuje w procesie fotooksydacji.

Badania wykazały, że niektóre mikroorganizmy są zdolne do rozkładania anatoksyny-a. Badanie przeprowadzone przez Kiviranta i współpracowników w 1991 roku wykazało, że rodzaj bakterii Pseudomonas był zdolny do rozkładania anatoksyny-a w tempie 2–10 μg/ml dziennie. Późniejsze eksperymenty przeprowadzone przez Rapala i współpracowników (1994) potwierdziły te wyniki. Porównali wpływ sterylizowanych i niesterylizowanych osadów na rozkład anatoksyny-a w ciągu 22 dni i stwierdzili, że po tym czasie fiolki ze sterylizowanymi osadami wykazywały podobny poziom anatoksyny-a jak na początku eksperymentu, podczas gdy fiolki z niesterylizowanym osadem wykazały spadek o 25-48%.

Wykrycie

Istnieją dwie kategorie metod wykrywania anatoksyny-a. Metody biologiczne obejmowały podawanie próbek myszom i innym organizmom powszechnie stosowanym w badaniach ekotoksykologicznych, takim jak krewetka solankowa ( Artemia salina ), larwy skorupiaka słodkowodnego Thamnocephalus platyurus oraz różne larwy owadów. Problemy z tą metodologią obejmują niemożność określenia, czy to anatoksyna-a, czy inna neurotoksyna powoduje zgony. Do takiego badania potrzebne są również duże ilości materiału próbki. Oprócz metod biologicznych naukowcy wykorzystali chromatografię do wykrywania anatoksyny-a. Komplikuje to szybka degradacja toksyny i brak dostępnych w handlu standardów dla anatoksyny-a.

Zdrowie publiczne

Pomimo stosunkowo niskiej częstości występowania anatoksyny-a w porównaniu z innymi cyjanotoksynami, jej wysoka toksyczność (dawka śmiertelna dla ludzi nie jest znana, ale szacuje się, że jest mniejsza niż 5 mg dla dorosłego mężczyzny) oznacza, że ​​nadal jest uważana za poważne zagrożenie dla organizmów lądowych i wodnych, przede wszystkim dla zwierząt gospodarskich i ludzi. Podejrzewa się, że Anatoxin-a był zaangażowany w śmierć co najmniej jednej osoby. Zagrożenie stwarzane przez anatoksynę-a i inne cyjanotoksyny rośnie, ponieważ zarówno spływ nawozów, prowadzący do eutrofizacji jezior i rzek, jak i wyższe temperatury na świecie przyczyniają się do większej częstotliwości i rozpowszechnienia zakwitów sinic.

Przepisy wodne

Światowej Organizacji Zdrowia w 1999 roku i EPA w 2006 roku zarówno doszedł do wniosku, że nie było wystarczająco dużo danych Toksyczność dla-a anatoxin ustanowić formalne poziomu dopuszczalnego dziennego pobrania (TDI), choć niektóre miejsca wdrożyły własne poziomy.

Stany Zjednoczone

Poziomy doradcze dotyczące wody pitnej

Anatoksyna-a nie jest regulowana przez ustawę o bezpiecznej wodzie pitnej , ale stany mogą tworzyć własne standardy dotyczące zanieczyszczeń, które są nieuregulowane. Obecnie istnieją cztery stany, które ustanowiły zalecane poziomy wody pitnej dla anatoksyny-a, jak pokazano w poniższej tabeli. 8 października 2009 EPA opublikowała trzecią listę kandydacką zanieczyszczeń wody pitnej (CCL), która obejmowała anatoksynę-a (między innymi cyjanotoksynami), wskazując, że anatoksyna-a może być obecna w publicznych systemach wodnych, ale nie jest regulowana przez EPA. Obecność anatoksyny-a na CCL oznacza, że ​​w przyszłości może być konieczne uregulowanie jej przez EPA w oczekiwaniu na dalsze informacje na temat jej wpływu na zdrowie ludzi.

Poziomy zaleceń dotyczących wody pitnej
Państwo Stężenie (µg/L)
Minnesota 0,1
Ohio 20
Oregon 0,7
Vermont 0,5
Poziomy doradcze dotyczące wody rekreacyjnej

W 2008 r. stan Waszyngton wdrożył rekreacyjny poziom doradczy dla anatoksyny-a wynoszący 1 µg/L w celu lepszego zarządzania zakwitami glonów w jeziorach i ochrony użytkowników przed narażeniem na zakwity.

Kanada

W kanadyjskiej prowincji Quebec maksymalna dopuszczalna wartość wody pitnej dla anatoksyny-a wynosi 3,7 µg/l.

Nowa Zelandia

Nowa Zelandia ma maksymalną dopuszczalną wartość wody pitnej dla anatoksyny-a wynoszącą 6 µg/l.

Uzdatnianie wody

W chwili obecnej nie ma oficjalnych wytycznych dotyczących poziomu anatoksyny-a, chociaż naukowcy szacują, że poziom 1 μg l -1 byłby wystarczająco niski. Podobnie nie ma oficjalnych wytycznych dotyczących testowania anatoksyny-a. Wśród metod zmniejszania ryzyka występowania cyjanotoksyn, w tym anatoksyny-a, naukowcy przychylnie patrzą na metody biologicznego oczyszczania, ponieważ nie wymagają one skomplikowanej technologii, są łatwe w utrzymaniu i charakteryzują się niskimi kosztami eksploatacji. Niewiele opcji biologicznego leczenia zostało przetestowanych pod kątem anatoksyny-a, chociaż zidentyfikowano gatunek Pseudomonas , zdolny do biodegradacji anatoksyny-a w ilości 2-10 μg ml- 1 d- 1 . Biologiczny (granulowany) węgiel aktywny (BAC) został również przetestowany jako metoda biodegradacji, ale nie jest rozstrzygające, czy doszło do biodegradacji, czy też anatoksyna-a po prostu adsorbowała węgiel aktywny. Inni wezwali do przeprowadzenia dodatkowych badań, aby dowiedzieć się więcej na temat skutecznego wykorzystania węgla aktywnego.

Metody oczyszczania chemicznego są częstsze w uzdatnianiu wody pitnej w porównaniu z oczyszczaniem biologicznym, a dla anatoksyny-a sugerowano liczne procesy. Utleniacze, takie jak nadmanganian potasu , ozon i zaawansowane procesy utleniania ( AOP ) działały w obniżaniu poziomu anatoksyny-a, ale inne, w tym fotokataliza, fotoliza UV i chlorowanie , nie wykazały dużej skuteczności.

Inną opcją jest bezpośrednie usuwanie sinic w procesie uzdatniania wody poprzez obróbkę fizyczną (np. filtrację membranową ), ponieważ większość anatoksyny-a jest zawarta w komórkach podczas wzrostu kwitnienia. Jednak anatoksyna-a jest uwalniana z sinic do wody, gdy starzeją się i ulegają lizie , więc leczenie fizyczne może nie usunąć całej obecnej anatoksyny-a. Należy przeprowadzić dodatkowe badania, aby znaleźć bardziej niezawodne i skuteczne metody wykrywania i leczenia.

Zastosowania laboratoryjne

Anatoxin-a jest bardzo silnym agonistą receptora nikotynowego acetylocholiny i jako taki był szeroko badany do celów leczniczych. Stosowany jest głównie jako sonda farmakologiczna do badania chorób charakteryzujących się niskim poziomem acetylocholiny, takich jak dystrofia mięśniowa , miastenia , choroba Alzheimera i choroba Parkinsona . Dalsze badania nad anatoksyną-a i innymi słabszymi analogami są testowane jako możliwe zamienniki acetylocholiny.

Rodzaje sinic produkujących anatoksynę-a

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne