Міністерствоосвіти і науки України
Львівськийнаціональний університет імені Івана Франка
Реферат
натему:
«Токсиниводоростей та морських безхребетних»
Підготувала
студент групиХМХ-43
Горон Роман
Львів-2010
Вступ
водоростьморський безхребетний
Ядибіологічного походження називаються токсинами. Токсин (від грец. toxikon — «отрута для використання настрілах») — отруйна речовина, що виробляється живими клітинами або організмами.Токсини майже завжди є білками,здатними до породження хвороби або й навіть можуть викликати смерть. Важкіотруєння людей та тварин, води прісноводних та морських водойм обумовленімасовим розмноженням («цвітіння» води) токсичних водоростей. Їх токсичніпродукти накопичуються в об’єктах другої ланки екологічного ланцюга (молюски,риби), через які передаються відповідно у третю ланку (наземні тварини талюдина). Не виключене отруєння травоїдних на водопої при попаданні в шлунокзараженої води та фітопланктону, а також при купанні під час «цвітіння» води.Під час «цвітіння» води у ній утворюється значна біомаса (більше100–200 г/л та міліони клітин синьозелених водоростей).
Значна частина біомаси мешканців моря припадає начастку безхребетних. Серед них чимало отруйних видів, які належать різнимтаксонам: губки, кишковопорожнинні, черви, молюски, голкошкірі. У вирішенніпроблеми комплексної утилізації продуктів моря важливе значення надаєтьсяотруйним безхребетним, багато з яких є продуцентами біологічно активних речовинз потенційно корисними властивостями.
Особливий інтерес у дослідників викликає та обставина, щогідробіонти часто продукують оригінальні структурні з'єднання, що незустрічаються у мешканців суші. Не менш важливо знати і особливості вражаючоїдії отруйних тварин моря в профілактичних і лікувальних цілях.
Вжекілька десятиліть відбувається інтенсивний пошук і вивчення токсинів зводоростей та морських безхребетних. В результаті цього є виявлення тавстановлення будови багатьох незвичайних природних сполук нових типів, і,судячи зі зростаючого інтересу до такого роду досліджень, водні і морськіорганізми ще довго будуть багатим джерелом нових речовин з різноманітнимибіологічними властивостями. Перший класичний опис «червоних припливів»знаходиться в Біблії: «І вся вода в ріці перетворилась в кров. І риба в річцівимерла, і ріка почала неприємно пахнути, і Єгиптяни не могли пити воду з ріки;і була кров по всій Землі Єгипетській…». Причина цього явища на мілководнихчастинах моря або поблизу узбережжя, вперше встановлена у 1928р. Г.Соммером.Вона полягає у масовому розмноженні токсичних мікроводоростей дінофлагелатів,головним чином родів Gonyaulax, Glenodinium, Peridinium, Gyrodinium, Noctilucaі Gymnodinium, в результаті чого вода виявляється зараженою їх токсинами імайже всі решта морські мешканці гинуть або рятуються, втікаючи.
ДінофлагелятGonyaulax tamarensis
З токсичнихводоростей (Algae ) найбільш важливе токсикологічне й екологічне значення маютьтоксини синьо-зелених водоростей.
Синьо-зеленіводорості є найбільш древнім примітивним відділом фотосинтезуючих нижчихорганізмів. Вони класифікуються як ціанобактерії й представлені одно-,багатоклітинними й колоніальними формами, що входять до складу планктонів,бентосу й педоценозів. Поряд з фотосинтезом у синьо-зелених водоростей добрерозвинутий міксотрофізм (тобто харчування готовими органічними речовинамиподібно до грибів), який дозволяє їм харчуватися не тільки мінеральними, але йготовими органічними сполуками, тобто при нестачі в середовищі мінеральнихсолей, вони тимчасово переходять на міксотрофний тип харчування.
Присприятливих умовах активно розвиваються мікроцистіс, афанізоменон і анабена(явище «цвітіння» води). За вегетаційний період (70 діб) однаматеринська клітина водорості може дати близько 1020 дочірніх клітин.
Прижиттєвій посмертні виділення цих водоростей є найсильнішими токсинами, які поєднуютьсязагальною назвою ціанотоксини. Ціанотоксини добре розчинні у воді, безбарвні,не мають запаху, досить стійкі (не руйнуються кип'ятінням), що сприяє їхньомунагромадженню у харчовому ланцюгу й потраплянню в організм тварин і людини.
Убільшості синьо-зелених водоростей найбільш активне утворення токсиніввідбувається при рН середовища 8,5 — 10,0 і температурі води 25-28°С.
Альготоксини(токсини водоростей) зберігають свою початкову активність у водному середовищі протягом 20-тидіб й погіршують органолептичні показники води.
Наприклад,приведемо характеристику запахів, специфічних для токсинів деяких родівпланктонних водоростей:
- Asterionella- при незначномурозвитку водоростей ― слабкий землистий запах; при значному ― запахгерані; при дуже великому ― сильний рибний запах;
- Tabellaria- ароматний,геранієвий, рибний;
- Pandorina-рибний;
- Eudorina-слабкий рибний;
- Aпаbаeпа- запах цвіліабо трави; при великій чисельності водоростей ― запах красолі; прирозкладанні водоростей ― запах свинячого хліва;
- Aphanizomenon- запах цвілі,трави;
- Coelosphaerium- запах свіжоїтрави.
Серед токсичнихпрісноводних синьо-зелених водоростей відома Anabaena flos-aquae,
Прісноводнасиньо-зелена водорость Anabaena
токсичний штаммякої був причиною загибелі скота в Канаді в 1961р. В 1966р. з неї був виділенийанатоксин А (2-ацетил-9-азобіцикло(4-2-1)нон-2ен), будову якого встановлено в1972р. рентгеноструктурним аналізом. Анатоксин А є сильним нейротоксином, щовикликає в летальних дозах смерть протягом 2-7хв. Він знаходить широкезастосування при вивченні процесів нервово-мязової передачі.
Анатоксин А
Він є потужнимстереоспецифічним антагоністом Н-холінорецепторів. Анатоксин А блокуєнервово-м’язову передачу по деполяризуючому типу, що проявляється сильноюпочатковою контрактурою з подальшим повним паралічем скелетної та дихальноїмускулатури. ЛД50 для мишей та щурів цієї отрути складає 0,5 мг/кг привнутрішньочеревинному введенні, 0,1–1 мг цього токсину пригнічує ферментхолінестеразу.
Афанізоменон(Aphanisomenon flos-aquae) (L) Ralfs — продуцент термостабільних у кисломусередовищі афантотоксинів, які містять неосакситоксин (90 %) та сакситоксин (10%). Істотні зміни в токсичності водоростей пов'язані з різнимистадіями росту водоростей. Токсичність збільшується зі збільшенням віку іщільності культури. Низька токсичність на ранніх стадіях розвитку водоростіобумовлена особливостями обміну в культурі. Утворення токсину також залежитьвід температури і освітленості. Що стосується освітленості, то чим вона вище,тим більше утворюється токсину. Токсином Aphanizomenon flos-aquae є ендотоксин,який зберігається всередині здорових клітин і вивільняється тільки після їхлізису. Він є дуже активним блокуючим агентом для нервової та м'язової тканин.За хімічною природою він є похідним гуанідину, слабкою основою. Такі жтоксини були виділені у морських піридиній Gonyaulax та Q. amarensis. Механізмдії пояснюється тим, що гуанідинова група молекули вказаних токсинів застрягаєв іонотранспортній ділянці Na+-каналу і блокує його.
Мікроцистіссірувато-зелений (Microcystis aeruginosa) продукує поліпептидні токсини,зокрема мікроцистин, який містить L-тирозин, D-аланін, D-ізоглутаміновукислоту, бета-D-аспарагінову кислоту, N- метилдегідроаланін, L-метіонін; LD50токсину становить 0,1 мкг для мишей при внутрішньочеревинному введенні… Токсин викликає тромбоцитопенію знаступними крововиливами в легені та печінку, тромбози, збільшення печінки.
Мікроцистіссірувато-зелений (Microcystis aeruginosa)
Що стосується діїна безхребетних, то мікроцистіс дуже токсичний для дафній, циклопів іколоверток. Цей токсин також спричиняє тромбоцитопенію, тромбоз легень,збільшення печінки. Розрізняють шлунково-кишкову, шкірно-алергічну, м’язову тазмішану форми отруєнь токсинами синьозелених водоростей.
Масову загибельриби і інтоксикацію людей на берегах Флориди і в Мексиканській затоці викликаєбреветоксин Ptychodiscus(Gymnodinium) breve.
/>
Ptychodiscus(Gymnodinium)breve
Він продукує цілугрупу ліпофільних бреветоксинів, з яких найбільш активним є бреветоксин А.
/>
Бреветоксин А
Основний вклад удослідженні цих токсинів внесли групи К.Наканісі і Дж.Кларді (США), а структурабреветоксину А встановлена у 1986р. групами Ю.Шшиміцу(Канада) і Дж.Кларді(США). Бреветоксини ― незвичайні поліефірні сполуки, що складаються з10-11 насичених оксигеновмісних циклів різної величини. Їхня токсичністьзумовлена блокуванням нервово-мязової передачі.
При зараженнісиньо-зеленими водоростями води водогінної мережі виникають масові отруєння типутоксичного гастроентериту, подібного до дизентерійного чи холерного.Захворювання після вживання зараженої синьозеленими водоростями риби (щука,судак, минь, окунь) починається раптово болем у м’язах верхніх та нижніхкінцівок, попереку, грудної клітини, ціанозом, сухістю в роті, блювотою, появоюсечі темного кольору (міоглобін). При цьому можливий розвиток асфіксії черезпараліч дихальної мускулатури. Хвороба з таким синдромом отримала назвуюксовсько-сартландської. Варто зазначити, що одним з показників забрудненняводи альготоксинами є її сильний рибний запах. В системі профілактичних заходівпо попердженню масових отруєнь альготоксинами одне з основних місць посідаєгідробіологічний контроль якості води. Для профілактики отруєнь альготоксинамипотрібно проводити тривале кип’ятіння води, фільтрацію її через активованевугілля, озонування води на водоочисних спорудах. Варто нагадати, щорозповсюдженість, потенціальна можливість утворюватися у різних середовищахдовкілля в природних умовах у великих кількостях, висока токсичність, здатністьзабруднювати ряд об’єктів довкілля у значних концентраціях та невідворотністьконтакту людини з цими токсикантами з наступним проникненням в організм різнимишляхами (пероральний, аерогенний, черезшкірний) обумовлюють високий ризикмасових гострих та хронічних отруєнь.
Хто не пам'ятає здитинства сакраментальну фразу: «Чистота — запорука здоров'я»? Однак, яквиявляється, в цієї медалі є й зворотний бік. Уже не перший рік екологи б'ютьна сполох із приводу того, що зростання попиту на синтетичні мийні засоби, якіпосилено рекламуються по телебаченню, загрожує черговою екологічною кризою. Річу тім, що в переважній більшості пральних порошків на нашому ринку основнимкомпонентом є фосфатні сполуки, які потім разом зі стічною водою потрапляють увідкриті водойми. Навіть найсучасніші фільтри для очищення води неспроможнізатримати їх. Осідаючи на дно, вони стають добривом для синьо-зеленихводоростей, що починають активно розмножуватися, і вода «зацвітає». Всього одинграм триполіфосфату натрію стимулює утворення 5-10 кілограмів водоростей. А заданими журналу «Бізнес», у 2002 році в Україні було продано 180-220 тисяч тоннпральних порошків. За мінімальними підрахунками, у воду потрапило 27 тисяч тоннтриполіфосфату натрію. Не треба бути великим математиком, щоб оцінити масштабиможливої катастрофи. Зрештою, наслідки нашої боротьби за чистоту можнаспостерігати неозброєним оком з весни до осені на будь-якій водоймі.Синьо-зелені водорості маленькі й безпечні лише на перший погляд. Їх активнерозмноження призводить до погіршення смакових якостей води і виникненнянеприємного запаху. Перевищення критичної маси водоростей активізує процессаморозкладу, що призводить до забирання з води кисню і виділення натомістьметану, сірководню, аміаку, інших токсичних речовин. У результаті гинуть нелише риби. Відомі випадки масового отруєння домашніх тварин, що пили воду зводойм із синьо-зеленими водоростями. Особливу небезпеку може становити моментпочаткового етапу розкладу біомаси синьо-зелених, коли клітини мікроорганізмівне втратили в своїй більшості здатності до продукування альготоксинів, аазотомісткі компоненти відмерлих клітин починають розкладатися, виділяючитоксичні продукти розпаду. В останні роки було доведено, що, крім різних видівотруєнь, викликаних водоростями, токсини ціанобактерій активізують розвитокракових клітин. Щороку смертність серед тих, хто споживає забрудненуводоростями воду, в п'ять разів вища, ніж серед тих, хто п'є чисту воду.Досліди в Австралії показали: забруднення питної води синьо-зеленимиводоростями призводить до невиношування вагітності, низької вагиновонароджених, уроджених каліцтв, пухлин шлунково-кишкового тракту, підвищеннязахворюваності та зниження тривалості життя. У спеку водойми можуть нагріватися настільки, що стають небезпечнимидля людей. Екологи знайшли у таких водах багато шкідливих бактерій і речовин,що дивуєшся наскільки живучі люди, які купаються. Все це відбувається черезшвидке розповсюдження водоростей та загибель молюсків у надто теплій воді.Юрій Плігін із Інституту гідробіології каже, що через високу температуру, якачасом сягає 29 градусів за Цельсієм, у водоймах гинуть молюски, яківідповідають за природнє очищення води. «Ми беремо проби води, аналізуємоїї і знаходимо тільки мертві мушлі молюсків. А вони профільтровують іосвітляють воду. Зараз цей процес, на жаль, не відбувається. „Окрімвідсутності природніх фільтрів води в озерах і особливо у водосховищахпоширюються “підступні» синьо-зелені водорості. З одного боку вони продукуютькисень і створюють кормову базу для риб. З іншого —виділяють у воду небезпечніорганічні речовини (поліпептиди), які викликають алергічну реакцію. Це можебути висипання на шкірі, почервоніння, висока температура і навіть розладшлунково-кишкового тракту, якщо під час купання людина ковтне трохи води ізцими водоростями. Токсини, кажуть науковці, виділяються в товщу води. Тому учутливих до алергічних реакцій людей такі симптоми можуть виникнути просто відкупання у водоймі. Учені радять також остерігатися неглибоких озер та ставківіз непроточною водою. Вони швидко нагріваються, і в таких водоймах, імовірно,більше розмножується бактерій. Це можуть бути стафілококи і стрептококи.Найменша подряпина і людина може інфікуватися.
У газеті«Дзеркало Тижня» за 2005 рік була опублікована стаття, в якій говорилося: «УКиївському зоопарку справжня екологічна катастрофа – його атакувалисиньо-зелені водорості. В народі цей процес називають «цвітінням води». Вонизаполонили водойми на території зоопарку, а це є досить загрозливим, аджесиньо-зелені водорості не лише мають неприємний запах та колір, а ще й токсичнідля більшості видів риб та водоплаваючих птахів. Токсини, що виділяються підчас своєї життєдіяльності синьо-зелені водорості потрапляють до організму рибчерез зябра та шкіру, а також з їжею та викликають патолого-анатомічні зміни:крапково-плямисті крововиливи у шкіру, розлади нервової системи. Якщо не початиборотися з водоростями вчасно, весь зоопланктон та риби у водоймі можутьзагинути. Натомість розмножаться бактерії, вивести які буде надзвичайно важко.На щастя, зусиллями співробітників Київського зоологічного парку спільно зДержавним комітететом рибного господарства України катастрофу у водоймахзоопарку було попереджено за допомогою звичайного негашеного вапна. Воновиявилося дуже ефективним у таких випадках. Процес очищення водойм відбуваєтьсятаким чином: спочатку акваторію та її береги чистять від надлишку рослинностіта органічних відходів, потім доливають свіжої води, а насамкінець додаютьрозведене негашене вапно, що нейтралізує кислу реакцію ґрунту та води.»
Значначастина біомаси мешканців моря припадає на частку безхребетних. Серед нихчимало отруйних видів, які належать різним таксонам: губки, кишковопорожнинні,черви, молюски, голкошкірі.
ТипКишковопоррожнинні (Coelenterata), чи Жалкі (Cnidaria)
Характерноюособливістю кишковопорожнинних є наявність жалких клітин (кнідобластів,чи нематоцитів), що виробляють ядовитий секрет і служать для захисту відворогів. Всі кишковопорожнинні — хижаки. Їжею їм служатьрізноманітні організми, починаючи від дрібних планктонних рачків і закінчуючирибами.
Найотруйнішаз медуз і, ймовірно, найсмертоносніша із всіх відомих мешканців морів іокеанів, є «морська оса», названа за свою токсичність «жахомавстралійських пляжів».
/> />
Медуза«морська оса»
Ця медузарозміром з салатницю може мати до 60 щупалець по 4 метри кожний. Кожне щупальцемає 5000 отруйних осередків та достатню кількість токсину, щоб убити 60чоловік.
Отруйні медузизустрічаються в теплих водах тропіків і субтропіків. Причиною збільшення їхчисельності вчені вважають глобальне потепління світового океану і діяльністьпідприємств, які економлять на очисних спорудах, скидаючи в океан «їжу» длямедуз.
Медуза корнерот ризостома — Rhizostoma pulmo, належить до Класу Сцифоїдні медузи —Scyphozoa, зустрічається в Чорному і Азовському морях. Вона викликає опіки. Внематоцистах ризосоми міститься токсичний пептид — ризостомін, який спричинює утварин дихальний параліч і смерть.
/>
Медуза-корнерот Rhizostoma pulmo
До числа найбільшвеликих сцифомедуз відноситься Ціанея — Cyanea capillata. Цей вид можна зустріти вБаренцевому і Білому морях. Контакт зі щупальцями ціанеї вже через делькасекунд призводить до виникнення пекучого болю, до якого через 10—20 хвилиндобавляються симптоми ураження шкіри — еритема, інколи набряк, що може тривативід 40 хвилин до 48 годин.
/>
Медуза ціанея Cyaneacapillata
У тварин, щозагинули при введенні смертельної дози екстракту нематоцист, на розтинівідмічені застійні явища у внутрішніх органах і серці. Токсична фракція,виділена з нематоцист, представляє собою суміш білків з Мr~70 000. Введеннятоксинів мишам викликає затруднення при диханні, судоми і смерть, яка привведенні дози 0,7 мг/кг наступає через 30 хвилин, а при дозі 0,3 мг/кг — через24 год. Яд вражає провідну систему сердечного мязу.
До класу Кораловіполіпи — Anthozoa належить звичайна актинія — Actinia equina Linne. Жалкіклітини актиній пошкоджують шкіру людини, викликають сверблячку і опіки в місціконтакту. У важких випадках може розвинутися лихоманка, головна біль, слабість.
/>
Звичайна актиніяActinia equina
Постійне робота зактиніями, наприклад, при наукових дослідженнях, може викликати алергічніреакції. Токсичністьнеочищенного екстракту зі щупалець становить (DL50) для мишей 13,8 мг/кг привведенні. Виділений з екстракту білок — еквінотоксин має Mr ~20 000.Еквінотоксин володіє гіпотензивною дією, викликає брадикардію і апное.Попереднє введення атропіну чи ваготомії послаблює першу парасимпатичну фазудії еквінотоксину. Друга фаза його дії характеризується порушенням серцевоїдіяльності. Еквінотоксин спричинює гемоліз еритроцитів.
Найбільш складнимза структурою і другим за активністю (токсичністю) небілковим токсином єпалітоксин, вперше виділений Р.Муром і П.Шойєром(США) в1971р. з мяких коралівPalythoa toxica, знайдених на Гавайських островах.
/> />
мякікорали Palythoa toxica
Встановленнябудови і стереохімії палітоксину, завершене в 1981р. об’єднаними групамиЙ.Хірата і Й.Кіші, виявилось визначною подією в біоорганічній хімії. Молекулапалітоксину являє собою унікальну структуру, довгий ланцюг якої побудований зди-, три- і тетрагідрокситетрагідропіранових і фуранових циклів, сполученихнасиченими і ненасиченими зв’язками поліолів, на його N-кінці знаходитьсяпервинна аміногрупа, а С-кінець ацильованим залишком -аміноакриламінопропанолу.Палітоксин володіє потужною дією: при внутрівенному введенні мишам його LD50становить 0,15 мкг/кг, при внутрічеревному -0,4мкг/кг, а для мавп він щетоксичніший- LD50 0,078 мкг/кг. Летальний кінець наступає через 5-30хв. врезультаті звуження судин, аритмії, коронарних спазм і зупинки дихання. Цікаво,що в сублетальних дозах палітоксин проявляє високу протипухлинну активність.Механізм дії палітоксину не повністю зрозумілий, проте відомо, що вінаналогічно уабаіну, але значно сильніше, зв’язується з Na+, K+ — АТФазами чутливихклітин(нервової тканини, серця, еритроцитів) і утворює в місцях зв’язуванняпори в цитоплазматичних мембранах, в результаті чого клітини втрачають іони K+і Са2+ і гинуть.
/>
Палітоксин
Теалия — Tealia felina Linneналежить до класу Кораллові поліпи Anthozoa.
Неочищенийекстракт зі щупалець має DL50 для мишей при в/в введені 124 мг/кг, а частковоочищений — 69 мг/кг. Симптоми отруєння включають адинамію, гіпотермію,пилоерекцію, тремор і судоми.
Виділенийз екстракту токсин — теаліатоксин — має Mr~7800, рI 9. Токсин володіє вираженимгістамінолітичною дією, а також гемолітичною активністю. Токсин спричинюєбрадикардію, бронхоспазм, утруднює дихання.
ТипГубки (Spongia, Porifera) — типові пасивно-ядовиті тварини, що використовуютьдля захисту свої токсичні метаболіти. Токсичність губок забезпечило збереженняцієї найбільш примітивної групи. В сучасній фауні нараховується близько 2500видів губок. Губки — активні біофільтратори, деякі з них здатні пропускатичерез своє тіло десятки і сотні літрів води за добу. У людини при контакті згубкою може виникнути сильне свербіння і набряк пальців. В губках міститьсяширокий спектр біологічно активних сполук з антибіотичними, цитостатичними ітоксичними властивостями. За своєю хімічною природою активні сполуки губок дужерізноманітні. Серед них є сесквітерпеноїди і гетероциклічніе сполуки, стерини,біогенні аміни і токсичні білки, в тому числі суберитин, виділений з пробковоїгубки Suberites domuncula. Пробкова губка цікава тим, що вона має співжителярака-самітника, який ховає своє мяке черевце в спиральній порожнині всерединігубки. Суберитин представляє собою гомогенний білок з Мr~28 000. Він володієнейротоксичною активністю, яка залежить від наявності залишків триптофана вйого молекулі. Суберитин гемолізирує еритроцити, здатний гідролізувати АТФ. Накрабів суберитин спричиняє паралітичну дію. При введенні собакам і кролямвикликає рвоту, розлад шлунково-кишечного тракту, порушення координації рухів ідихання. Смертельна доза для собак становить 10 мг/кг.
Губкивикористовують дуже ефективні методи хімічного захисту. Торкатися їх нерекомендується.
Особливопотрібно остерігатися контакту з яскравими губками — оранжевими, жовтими ічервоними. Скелетні голки деяких губок здатні пробити навіть резинунеопренових перчаток. Токсин, що виробляється губками викликає сильнеподразнення шкіри і дерматити.
ТипНемертини — нижчі черви, що мешкають переважно в морях. Діючим ядом озброєних немертинAmphiporus, Paranemertes є анабазеїн, а також його похідні 2,3'-біпіридил і немертиллен.
/> /> />
Анабазеїн Немертиллен2,3'-біпіридил
Токсиниволодіють нікотиноподібною дією і викликабть параліч у поліхет і ракоподібних.Зі слизового секрету неозброєних немертин Cerebratulus виділені дві групитоксичних поліпептидів: цитолітичні (група А) і нейротоксичні (група В). Так,наприклад, цитотоксин А-III має Мr~20 000, молекула стабілізована чотирмавнутрішньомолекулярними дисульфідними звязками. А-III сильний гемолітик і вконцентрації 1—10 мкг/мл викликає лізис еритроцитів. В сублетичнихконцентраціях А-III спричиняє деполяризуючу дію на збуджені нервові і мязовімембрани. В групу нейротоксинів входять поліпептиди B-I—B-IV с Мr~6000.Нейротоксини викликають паралізуючу дію на ракоподібних. Характернимфармакологічним ефектом нейротоксинів групи В є видовження фази реполяризаціїпотенціалу дії в нейронах ракоподібних. Первинна структура нейротоксину B-IV ізяда немертини Cerebratulus lacteus представлена нижче:
/>
Типкільчасті черви.Представник класу багатощетинкові — Polychaeta, Гліцера (Glycera convolute Keferstein)
/>
Екстрактз ії залоз спричиняє зупинку серця дафній і володіє протеолітичною іколлагеназною активністю. З екстракту виділений нейротоксичний білок α-гліцеротоксинз Mr~300 000.
Докласу Polychaetaвходить Люмбрінеріс ( Lumbrineris heteropoda Marenzeller). Він міститьсильний інсектицид нереїстоксин, що пошкоджує нервову систему комах. Дляхребетних тварин він відносно малотоксичний: DL50 для мишей при в/в введені 30мг/кг, при п/к — 1000 мг/кг, всередину 118 мг/кг. Добавляння нереїстоксину уводу в експерименті може викликати загибель риби.
/>
Люмбрінеріс
Синтетичнийаналог нереїстоксину 1,3-біс (карбамолітіо)-2-NN-диметиламінопропангідрохлорид(інша назва «картап» або «падан») є сильним інсектицидом і застосовується вЯпонії для боротьби зі шкідниками рису, чаю та сільськогосподарських культур.
/> />
нереїстоксин падан Тип Молюски(Mollusca)
Головоногі(клас Cephalopoda) — найбільш високоорганізовані молюски. Всі головоногі —хижаки. Представником цього класу є восьминіг Дофлейна (Octopus dofleini), якийдосягає в довжину 3 м, мешкає в Японському морі. Як правило, в місці укусувідчувається гостра біль, развивається місцеве запалення.
В яді восьминогівOctopus dofleini і О. vulgaris, каракатиці Sepia officinalis виявлено біогенніаміни (тирамін, дофамін, норадреналін, гістамін) і токсичні білки (цефалотоксин).Токсин не має холінестеразнї і амінопептидазної дії, проте володіє паралітичнимефектом на ракоподібних. Цефалотоксин, виділений із задніх слюнних залозвосьминога О. dofleini, маєМr~23 000, представляє собою глікопротеїн, щомістить залишки 18 амінокислот (74% білка), а також вуглеводи, в том числі 5,8% гексозаміна.
Токсин Gonyaulaxcatenella, чи G.tamarensis, названий сакситоксином, вперше виділений заляскінського молюска Saxidomus giganteus Е.Шанцем в 1957р.
/>/>
Аляскінськогомолюск Saxidomus giganteus
Структура йогоостаточно встановлена рентгеноструктурним аналізом в 1975р. незалежно групамиЕ.Шанца і Г.Рапопорта(США). Пізніше сакситоксин був виявленим також упрісноводних синьо-зелених водоростях Aphanizomenon flos-aquae, а його аналоги— неосакситоксин, сульфовані похідні гонітоксини , таінш. — в ряді морських мікроводоростях, що головним чином зустрічаються уПівнічній Атлантиці, північній частині Тихого океану і на берегах Японії.Сакситоксин представляє собою дигуанідинове похідне з жорстким трициклічнимскелетом, уретановою функцією і гідратованою 12-карбонільною групою впіролідиновому кільці і нагадує тетродотоксин.
/> /> R1 R1 R2
Сакситоксин Н Н Тетродотоксин
Неосакситоксин ОНН
Гоніатоксин І Н OSO
Гоніатоксин ІІ OHOSO
За біологічноюдією він повністю йому аналогічний, будучи блокатором натрієвих каналівелектрозбуджуючих мембран нервових і м’язових клітин.
Однимиз найтоксичніших морських молюсків є Gambierdiscus toxicus.
/>
Він продукує одразу два сильних токсини: ліпофільний сігуатоксин, який єпричиною багатьох харчових отруєнь у тропічних регіонах з часів епохи Великихгеографічних відкриттів, і є найсильнішим із відомих небілковихтоксинів-майтотоксин; будову поки що не встановлено.
Тип голкошкірі(Echinodermata) — морські тварини, дуже чутливі до солоності води.
Отруйнимив тій чи іншій мірі представниками цього типу є морські їжаки (класEchinoidea), морські зірки(клас Asteroidea) і голотурії (клас Holothuroidea).
/> /> />
Серед біологічноактивних речовин голкошкірих найбільшвивчені сапоніни морських зірок і голотурій, що володіють широким спектромфізіологічної активності.
Астеросапоніни А і В, що містяться в морській зірціAsterias amurensis, при гідролізі дають стероїдні аглікони — астерогеніни I іII, сірчану кислоту, а також цукор, набір яких специфічний для кожного застеросапонінов. Так, астеросапонін А пов'язаний глікозидним зв'язком зD-хіновозою і D-фукозою (2:2), тоді як цукри астеросапоніна В представленіD-хіновозою, D-фукозою, D-ксилозою, D-галактозою у співвідношенні 2:1:1:1.
/> />
фукоза
хіновоза
галактоза
ксилоза
астеросапонін В
Астеросапоніни володіють гемолітичною і іхтіотоксичноюдією. У концентрації (1,5-3,0) • 10-4 моль / л блокують нервово-м'язовупередачу у хребетних: спочатку викликають швидке скорочення м'яза з наступнимрозслабленням, на тлі якого розвивається прогресуюче пригнічення передачізбудження на непряму стимуляцію. Ефект має беззворотній характер.
У голотурії Stichopus japonicus, Cucumaria japonica,C. fraundatrix містяться цитотоксичні тритерпенові глікозиди голотоксіни,стіхопозіди і кукумаріозіди. Голотоксіни і стіхопозіди з С. japonica маютьідентичні аглікони, названі стіхопогенінамі. Голотоксіни і стіхопозідиволодіють фунгіцидною дією.
/>
голотоксин В
/>=D-ксилоза
/>=D-глюкоза
/>=3-о-метил- D-глюкоза
/>=D-хіновоза
Кукумаріозиди з С. japonica блокують біосинтезнуклеїнових кислот і білка в яйцях морського їжака, виконують фунгіцидну дію повідношенню до дріжджових грибків Saccharomyces. Цитотоксичну дію кукумаріозидівможе бути обумовлено їх впливом на проникність мембран, зокрема транспорткальцію. У низьких концентраціях (10-6 моль / л) кукумаріозид з С. japonicaзнижує активність мембрано-зв'язаного ферменту Са2-АТФ-ази без збільшенняпроникності мембран. При підвищенні концентрації (10-4моль /л) різкозбільшується проникність ліпідної фази мембран. Токсичні сполуки морськихїжаків мають білкову природу, проте конкретні відомості про токсини морськихїжаків наших морів практично відсутні.
Висновок
Мікроскопічнітоксичні водорості живуть практично у всіх водоймах. Зазвичай вони нечисленнідля того, щоб їхня присутність якось вплинула на інші організми, однакпідвищення температури води або потрапляння у воду пилу може провокуватибурхливе розмноження водоростей, що призводить до загибелі риби, молюсків інавіть людей. Багаті на азот опади, які потрапляють до океану в результатітаких катастроф(падіння астероїда, виверження вулканів, зміна клімату), стаютьтакож їжею для водоростей. Відбувається вибухове зростання їх чисельності, ірізко зростає кількість різних токсинів, що виділяються ними — від подразниківшкіри до нервових отрут. Рослини засвоюють токсини з ґрунтових вод, звідки вонипотрапляють до організму травоїдних тварин. Крім того, бурхливе розмноженняводоростей, а потім їх гниття «висмоктує» з водойм кисень, що такожпризводить до загибелі морської фауни. Вчені відзначають, що глобальнепотепління і зростання температури води в океанах, що спостерігається зараз,також можуть привести до вибухового розмноження водоростей і до нового«всесвітнього отруєння».
Разомз тим варто нагадати, що розповсюдженість, потенціальна можливість утворюватисяу різних середовищах довкілля в природних умовах у великих кількостях, високатоксичність, здатність забруднювати ряд об’єктів довкілля у значнихконцентраціях та невідворотність контакту людини з цими токсикантами знаступним проникненням в організм різними шляхами (пероральний, аерогенний,черезшкірний) обумовлюють високий ризик масових гострих та хронічних отруєнь.
Такожне менш токсичні та небезпечні морські безхребетні. Вони налічують багато видіві, відповідно, ж містять багато різних токсинів, що становлять неабиякунебезпеку для мешканців морів та людини.
Використаналітература
1. ОвчинниковЮ.А. Биоорганическая химия.—М.: Просвещение, 1987. — 815с.
2. НаталіяПОЗНЯК-ХОМЕНКО; ДзеркалоТижня № 1 (529) 15 — 21 січня 2005
3. Стаття«Наука та інновації ― суспільству»
4. www.bbc.co.uk