Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Toksyczne zakwity cyjanobakterii w Morzu Bałtyckim mgr Katarzyna Sutryk, prof. dr hab. Hanna Mazur-Marzec Uniwersytet Gdański, Instytut Oceanografii Zakład.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Toksyczne zakwity cyjanobakterii w Morzu Bałtyckim mgr Katarzyna Sutryk, prof. dr hab. Hanna Mazur-Marzec Uniwersytet Gdański, Instytut Oceanografii Zakład."— Zapis prezentacji:

1 Toksyczne zakwity cyjanobakterii w Morzu Bałtyckim mgr Katarzyna Sutryk, prof. dr hab. Hanna Mazur-Marzec Uniwersytet Gdański, Instytut Oceanografii Zakład Biologii i Ekologii Morza Seminarium informacyjne dotycz ą ce projektu Ferrybox

2 Plan prezentacji 1.Zakwity cyjanobakterii w Morzu Bałtyckim 2.Toksyczne gatunki fitoplanktonu pojawiające się w Morzu Bałtyckim 3.Metabolity wtórne wytwarzane przez sinice 4.Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 5.Toksyny sinicowe w sezonie letnim 2008 i 2009 roku 6.Regulacje prawne

3 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn Zakwity organizmów fitoplanktonowych 6. Regulacje prawne W Południowym Bałtyku, morzu silnie zeutrofizowanym, występuje sukcesja gatunków fitoplanktonu w trakcie sezonu wegetatywnego, z silną dominacją sinic w sezonie letnim, co jest typowe dla zbiorników zanieczyszczonych. Sinice są organizmami pionierskimi, zamieszkującymi prawie każdy ekosystem. Mechanizmy adaptacji do warunków środowiska to: - wykształcanie wakuol gazowych, - posiadanie kilku dodatkowych barwników fikobiliproteinowych, osiadanie wewnętrznych rezerwuarów fosforu - asymilacja azotu cząsteczkowego (heterocyty) Niektóre gatunki mogą intensywnie namnażać się, tworząc zakwity.

4 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Czynniki sprzyjające powstawaniu zakwitu - eutrofizacja - niski stosunek azotu do fosforu - nasłonecznienie oraz wysoka temperatura wody (15-30°C) utrzymująca się przez dłuższy okres czasu - lekki wiatr o prędkości około 4 m/s - liczebność jest równa 10 6 komórek w litrze wody; - biomasa odpowiada 5 8 mg świeżej masy w 1 litrze wody; - stężenie chlorofilu a np. wynosi powyżej 0,05 g Chl a na 1 litr wody O zakwicie mówimy gdy:

5 Zachorowania bydła, zwierząt domowych i ludzi mających kontakt ze skażoną wodą 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Skutki zakwitów sinic - spadek różnorodności gatunkowej - powstawanie stref beztlenowych - gromadzenie się siarkowodoru przy dnie - zmniejszanie przejrzystości wody - wysoka wartość produkcji pierwotnej - występowanie odorów - występowanie TOKSYN Zmniejszenie wartości rekreacyjnej kąpielisk Straty ekonomiczne Źródła azotu w Bałtyku: Sinice 180 00 - 370 000 t N/rok Rzeki480 000 t N/rok Atmosfera196 000 t N/rok

6 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn Potencjalnie toksyczne gatunki fitoplanktonu 6. Regulacje prawne SINICE BRUZDNICE

7 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn Metabolity wtórne sinic - Nie spełniają żadnej funkcji decydującej o przeżyciu - Są uwalniane w trakcie lizy lub starzenia się komórek - Są produkowane z monomerycznych substratów, produktów oraz produktów pośrednich metabolizmu pierwotnego 6. Regulacje prawne Znane toksyny cyjanobakterii Hepatotoksyny Neurotoksyny Dermatotoksyny Cytotoksyny Lipopolisacharydy Inne związki biologicznie aktywne to związki przeciwnowotworowe, przeciwgrzybiczne, antywirusowe, o działaniu antybiotykowym, atraktanty, substancje hormonopodobne i wiele innych

8 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Toksyna Wartość LD 50 g/kg mc] Sposób podaniaLiteratura MC-LR50-60dootrzewnowyChorus i Bartram, 1999 MC-RR500Chorus i Bartram, 1999 anatoksyna-a100Fawell i James, 1994 anatoksyna-a(s)20Mamood i, 1986 saxitoksyna10Mamood i, 1986 nodularyna50Carmichael i in., 1988 MC-LR11000doustnyFawell i in., 1994 anatoksyna-a5000Fitzgeorge i in., 1994 saksitoksyna263Chorus i Bartram, 1999 botulina0,00003dootrzewnowyCarmichael, 1975 rycyna0,02Carmichael, 1975 tetrodotoksyna8Carmichael, 1975 jad kobry20Carmichael, 1975 kurrara500Carmichael, 1975 cyjanek potasu10000 Carmichael, 1975 Toksyczność cyjanotoksyn

9 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Hepatotoksyny Najpowszechniej występujące toksyny sinic Negatywnie oddziałują na wątrobę, niszcząc jej komórki (hepatocyty) Zaliczamy tu cykliczne peptydy – nodularyny (pentapeptydy) oraz mikrocystyny (heptapeptydy) Cechą kluczową dla aktywności biologicznej tych toksyn jest istnienie - aminokwasu Adda, który oddziałuje z miejscem katalitycznym fosfataz serynowo/treoninowych Mikrocystyny syntetyzowane są przez wiele gatunków sinic – Microcystis sp., Oscillatoria sp., Anabaena sp., Nostoc sp., Anabaenopsis sp., Haphalosiphon hibernicus, Aphanocapsa sp. Nodularyny są produkowane jedynie przez Nodularia sp. 1988 r. 1959 r.

10 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Nodularia spumigena Różnice Budowa Optima warunków środowiska Profile oligopeptydów Cechy wspólne: Obecność aerotopów Biosynteza nodularyny (NOD) Nieznany mechanizm inicjacji i zakończenia zakwitu Szczepy Nodularia NODSpumiginy Dm NOD NOD g/g s.m. DdhbAsp [M+H] + m/z 825629643671811 N. spumigena NSGG1 2667,4 NSGG2 2567,8 KAC66 2369,9 BY1 136,3 WS609 2954,8 N. spherocarpa Nodularia sp. Akinety? Zakwit Liza komórek przez bakterie i cyjanofagi? Stężenie NOD w trakcie zakwitu 0,1 – 10,9 µg/L Najwyższe zmierzone stężenie NOD w fitoplanktonie > 50.000 µg/L NOD > 10.000 – 40.000 × Σ PCB + DDT

11 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Kumulacja NOD w organizmach Bałtyckich 0,04 – 0.41 (2,2) μg NOD/g 0,07 ±0,01 μg NOD/g Max: 2,4 μg NOD/g 0,09 – 2,1 μg NOD/g 0,1 – 10,9 µg NOD/L 0,002 – 0,006 μg NOD/g > 0,34 µg NOD/g TDI 2,4 μg NOD/kg m.c. 0,003 – 0,19 μg NOD/g

12 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Próbka środowiskowa Przesączenie próbki przez sączek w włókna szklanego (GF/C 25 mm) Pobranie 1 ml niezatężonej próbki Ekstrakcja komponentów komórek fitoplanktonu – 90% metanol, homogenizacja, sonifikacja próbki, analiza stężenia chlorofilu a HPLCLC-MS/MS ELISA PPIA

13 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne HPLC – ( Symetry RP-18 column, 125 x 3,9 mm, 5 m; 70% H2O : 30% CH3CN + 0,05% TFA; =238nm) - Analiza jakościowa i ilościowa występujących w próbce toksyn - Warunkiem jest posiadanie standardu danej toksyny - Rozpoznanie związku zachodzi na podstawie porównania ze wzorcem; analizuje się czas retencji danej toksyny w kolumnie chromatograficznej oraz jej widmo absorpcji LC-ESI-MS/MS (QTOF) – umożliwia analizę jakościową związków obecnych w badanej próbce - Jest wykorzystywana do potwierdzenia struktury związków oznaczonych techniką HPLC Metody fizykochemiczne

14 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne ELISA – test immunoenzymatyczny - Sumaryczna, ilościowa analiza wszystkich mikrocystyn oraz nodularyn w próbce - Znajduje szerokie zastosowanie w monitoringu środowiskowym i badaniach jakości wody pitnej - Dostępny jest w gotowych zestawach (kitach) – w postaci probówek lub mikropłytek z opłaszczonymi przeciwciałami - Granica wykrywalności dla przeciwciał monoklonalnych to 0,2 g/L PPIA – test inhibicji fosfataz białkowych - Jest testem sprawdzającym toksyczność danej próbki -Wykorzystuje się hepatotoksyczne właściwości mikrocystyn oraz nodularyn – aktywność wobec eukariotycznych fosfataz białkowych - Metoda kolorymetryczna pozwalająca na określenie inhibicji fosfatazy białkowej typu PP1, której aktywność jest mierzona na podstawie hydrolizy fosforanu p-nitrofenolu (pNPP) do p-nitrofenylu (pNP) - Limit detekcji to 0,3 g/L Metody biochemiczne

15 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Rok 2008 Rok 2009 Stężenia nodularyny w roku 2008 i 2009 ELISA i PPIA – średnio 0,6 g/L w okresie od 16.06 do 08.07 HPLC

16 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne 16.06.2009 Porównanie różnych metod analizy cyjanotoksyn

17 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne 02.07.2009 najwyższe stężenie nodularyny (HPLC) w sezonie letnim roku 2009 zostało obliczone dla stacji GK6 2,19 g/L

18 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn 6. Regulacje prawne Porównanie biomasy sinic obliczonej dla promu i statku badawczego Oceanograf, 21.07.2008

19 Dyrektywa 2000/60/WE 23.X.2000 (Ramowa Dyrektywa Wodna) – ustalenie ram dla działalności Wspólnoty w dziedzinie polityki wodnej - ochrona, podnoszenie wartości oraz odnawianie wszystkich zasobów powierzchniowych (w tym silnie zdegenerowanych zbiorników wodnych) WHO, 1998 – ustalenie dopuszczalnego stężenia mikrocystyny MC-LR w wodzie pitnej – 1 g/dm 3 Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 – do wymagań dotyczących właściwości fizykochemicznych wody dołączono wskazania odnośnie stężenia MC-LR (limit 1 g/dm 3 ). Rozporządzenie to było aktualne do 17 sierpnia 2006 WHO, 2003 – ustalenie trzystopniowego systemu alarmów dla zbiorników służących celom rekreacyjnym, na podstawie stężenie chlorofilu a i liczebności komórek sinic. Niskie ryzyko dla ekosystemu i ludzi występuje przy stężeniu 4 g/dm 3 Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 6 kwietnia 2007 – brak zaleceń dotyczących MC-LR Dyrektywa 2006/7/WE Parlamentu Europejskiego – zarządzanie jakością wody w kąpieliskach. Profil wody powinien zawierać między innymi możliwości rozmnażania sinic, makroalg i fitoplanktonu. Brak wskazań do monitorowania poszczególnych toksyn. WHO, 2008 – utrzymanie dopuszczalnej dawki dla MC-LR 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 20093. Metabolity wtórne … 4. Metody oraz techniki analizy cyjanotoksyn Regulacje prawne 6. Regulacje prawne

20 Dziękuję za uwagę! Seminarium informacyjne dotyczące projektu Ferrybox ?


Pobierz ppt "Toksyczne zakwity cyjanobakterii w Morzu Bałtyckim mgr Katarzyna Sutryk, prof. dr hab. Hanna Mazur-Marzec Uniwersytet Gdański, Instytut Oceanografii Zakład."

Podobne prezentacje


Reklamy Google