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 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 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 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 t N/rok Rzeki t N/rok Atmosfera t N/rok

6 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 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 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 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 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 r r.

10 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 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 N. spumigena NSGG1 2667,4 NSGG2 2567,8 KAC ,9 BY1 136,3 WS ,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 > µg/L NOD > – × Σ PCB + DDT

11 1. Zakwity cyjanobakterii 2. Toksyczne gatunki fitoplanktonu … 5. Toksyny w sezonie 2008 i 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 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 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 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 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 do HPLC

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

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

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 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