Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
4. szám - Fülöp István Antal–Józsa János: A neruális hálózatok világa
355 A cylindrospermopsin (CYSP) neurotoxikus hatása Kiss Tibor, Vehovszky Ágnes, Hiripi László, Kovács Attila, Vörös Lajos MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, Tihany kivonat: Kulcsszavak: Bevezetés A Cylindrospermopsis raciborskii kékalgából izolált hepatotoxinként ismert cylindrospermopsin hatását vizsgáltuk két különböző csigafaj idegsejtjein Kimutattuk, hogy az alga extraktum (AlgTX) antagonizálta az acetilkolin (ACh)-kiváltott választ, és, hogy az AlgTX-tndukálta membránválasz az ACh-válasszal volt összehasonlítható. Mindkét hatást a kurare és az amiloride blokkolta, amely megerősítette az előző feltételezést, mely szerint az ACh és AlgTX azonos hatásmechanizmuson keresztül fejtette ki a hatását. A CYSP-nek (cylindrospermopsin) ugyanakkor nem volt direkt membránhatása, viszont szintén csökkentette az ACh-választ. összegezve megállapítottuk, hogy a CYSP-nek és az AlgTX-nak eltérő kötődési pontjai vannak az ACh- receptoron. Az AlgTX és ACh hasonló hatása viszont azzal magyarázható, hogy az AlgTX feltehetően anatoxin-szerű anyagot is tartalmazott. A CYSP neurotoxikus hatását kimutattuk, a hatás molekuláris mechanizmusa azonban nem tisztázott, feltételezzük, hogy a CYSP elsődleges protein szintézist gátló hatása manifesztálódott (Terao el al. 1994). cvanobacterium, phycotoxin, cylindrospermopsin, csiga neuron, acetilkolin receptor ceptoron hat. Az I. C. ábrán a curare gátló hatása látható az AlgTX kiváltott áramokra. Ezen eredmények alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy az AlgTX is a nACh-receptorokon fejtette ki hatását az anatoxinhoz (Thomasetal. 1993) hasonlóan Az 1994-ben megfigyelt cyanobaktérium tömeges balatoni megjelenése, csaknem egészében a Cylindrospermopsis raciborskii (Wolosz) elszaporodásának volt tulajdonitható (Présing et al. 1996). A C. raciborskii egy toxikus cyanobaktérium, melynek kivonata súlyos májkárosodást okozott egérben (Hcrwkins et al. 1985). Néhány évvel ezelőtt Ohtani et al. (1992) az extraktum hatóanyagát, a cylindrospermopsint izolálta és kémiai szerkezetét is meghatározta. Később Harada et al. (1994) az Umezakia natans cyanobaktériumból is izolálta ezt a phycotoxint. A cylindrospermopsin (a CYSP-t ajánljuk rövidítésként) farmakológiai hatásmechanizmusa nem ismert, eddigi információink in vivo, ill. in vitro hatásáról leíró jellegűek. Az idegsejteken kifejtett hatásáról adataink nincsenek Az elmúlt évben a Hydrobiológus Napokon már beszámoltunk, hogy a puhatestűek idegsejtjei alkalmasak a toxin hatásmechanizmus vizsgálatára, és, hogy a liofilizált extraktum az anatoxinhoz hasonló hatást fejtett ki. Jelen kísérleteinkben a tisztított CYSP hatását újuk le. Anyag és módszer Preparátum és elvezetés: Kísérleteinket egy szárazföldi (Helix pomatia L.) és a nagy mocsári csiga (Lymnaea stagnalis L.) központi idegrendszerének azonosított neuronjain végeztük. A jobb parietális és viscerális ganglionok azon sejtjeit választottuk, amelyek karakterisztikus és reprodukálható választ adtak az acetilkolin (ACh) lokális applikációjára. A sejtválaszt intracelluláris mikroelektródák segítségével követtük az áram - (CC) ill. feszültség-zár (VC) módszerrel (Kiss és Osipenko, 1988) A standard élettani sóoldat összetétele a következő volt (mMban); 90 NaCI, 4 KC1, 2 CaClj, 10 MgClj, 10 TrisHCl (pH = 7.4) a Helix, ill. 90 NaCI, 2 KC1, 2 CaCl 2, 5 MgCl 2, 50 HEPES (pH = 7,8) a Lymnaea idesejtek esetében. A toxinokat a kívánt töménységben az élettani sóoldatban oldottuk fel. Az ACh és a toxinokat mikroperfúzióval ill. mikropipettából (csúcsátmérö 200 pm) nyomással juttattuk a kiválasztott idegsejt felszínére. A cylindrospermopsin (CYSP) izolálása és azonosítása Harada et al. (1994) módszerével történt (Hiripi et al. 1997). Eredmények és megbeszélésük A liofilizált algakivonat (AlgTX) membránhatása: Az AJgTX lokális applikálása egy gy orsan aktiválódó befelé irányuló áramválaszt okozott, amely a sejtmembrán megnövekedett vezetőképességével járt. A válasz folyamatosan csökkent a toxin jelenlétében, jelezve (1. A. ábra) a receptor érzéketlenné válását (deszenzitizáció). Az AlgTX-re adott válasz teljes mértékben megegyezett az ACh-ra adott válasszal (1. D. ábra, Control görbe inzert), amennyiben az áramfeszültség (1-V) összefüggés -120 és -40 mV között egyenes vonalú volt. Az I-V görbéből extrapolált megfordulási potenciál -40 és 0 mV között volt, melynek alapján nem specifikus kation csatorna részvétele tételezhető fel az ACh-válasz kialakításában (l.B. ábra). Minthogy az élettani sóoldat Na-tartalma a legmagasabb, feltételezhető, hogy mind az ACh-, úgy az AlgTX-indukált befelé irányuló áramok is Na-függők. Ezt a feltételezést támasztották alá azok a kísérleteink amelyek a curare, egy nikotin típusú ACh-receptor blokkoló, valamint az amiloride egy Nacsatorna blokkoló jelenlétében végeztünk el. A curare és az amiloride egy aránt csökkentették az ACh- és AlgTXkiváltott áramokat, azt sugallva, hogy mindkét vegyület ugyanazon a reB h\/ ; _ .1001 I 0 10 20 30 40 50 60 70 IDÓ ( s) c •120 -100 -80 -eo -«0 TESZT POTENCIÁL (mV ) D I h {!/l TÍ . CONTROL f • í 1 j, -•/ I ^ e s oűl.l 0 10 20 10 40 50 60 70 100(1 I 5 10 15 20 ACh APPLIKÁCIÓ 1 .ábra. A. A liofilizált AlgTX által kiváltott befelé irányuló tranziens áram. A toxin applikálásának időtartama 0,5 s. A membrán vezetőképességének növekedését a 7 mV-os 2 s időtartamú hiperpolarizácós négyszögimpulzusok növekedése jelenti. B. Az ACh (körűk) és az AlgTX (háromszögek) által kiváltott áramok feszültség függése egyenes vonalú. A zéró áramszintet -40 és 0 mV között mértük. C. Az AlgTX által kiváltott áramot a curare I0 4\l-ban n60%-al csökkentette. D. Az AlgTX reverzibilisen csökkentette az ACh-indukálta áramot (n = 4-6 átlag ± S.ESI). Az AlgTX alkalmazása a két fiiggőleges-szaggatott vonal között történt. A függőleges tengelyen a válaszok nagyságát, míg a vízszintes tengelyen az ismétlések számát tüntettük fel. Az ACh-válaszok 2,45 perces intervallumokban követték egymást. Az inzert 5-ik, 7-ik és 15-ik választ mutatják be egy reprezentatív neuron esetén. HP = -100 mV.
