Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

6. szám - LII. Hidrobiológus Napok: „Alkalmazott hidrobiológia” Tihany, 2010. október 6-8.

108 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 6. SZ. kezdték el gyűjteni Chondrus, Gelidium, és Gracilaria fajokat agar-szerü termék előállítása céljából. A XVIII. században már jódot extraháltak egyes barnamoszat fajokból. Algához köthető terméknek tekinthető az Alfred Nobel által 1860-as években feltalált dinamit is hiszen találmányában a nitroglicerint kovaföldbe kötötte, ami fosszilis kovaalga vázat tartalmazott. Jelentős hasznosítások történtek a múlt században algák által termelt poliszacharidok ipari alkalmazása területén is. Az 1940-es évektől kezdve került egyre inkább előtérbe az alga mint állati takarmány kagyló vagy halfarmokon. Az alkalmazott algológia jelentős fejlődésnek 1948 után indult és a világ számos országában célul tűzte ki az algafehérje illetve zsiradék táplálék formájában történő hasznosítását. Későbbiekben megindult a szennyvizek kezelésével kapcsolatos fejlesztések, amelyekben számos algafajt teszteltek. Az algák által termelt biológiailag aktív anyagcseretermékek vizsgálata során az első célkitűzés antibiotikumok izolálása volt. 1960-as években a Chlorella mint új élelmiszer sikeresnek bizonyult több országban és számos cég kezd el foglalkozni az algák tömeges tenyésztésével. Az 1970-es évekbeli energaiválság volt az, ami elsőként elindította azt az elgondolást, hogy a hozzáférhető algatömegből, megújuló energiaforrásként lehetne üzemanyagot, illetve hasznosítható energiát előállítani. 1980-as években egyre több, a gyógyászatban farmakológiában hasznosítható, biológiailag aktív komponenst izolálnak és azonosítnak. Az 1980-as években már több nagyüzem működik a világban amelyek Spirulina, Chlorella, Dunaliella, illetve Haematococcus fajok tömeges tenyésztésével foglalkozik. A 90-es évektől kezdve a megfogalmazott igények és lehetőségek kiszolgálására transzgenikus algatörzsek előállítását tűzték ki célul egyes laboratóriumok, amelyek segítségével próbálják optimalizálni a speciális anyagcsere-termékek hozamát egyes anyagcsere-folyamatokon keresztül (Hallman, 2007). Napjainkban több mint 10

7 tonna algát takarítanak be évente a világ nagyvállalatai különböző céllal. A betakarított algát közvetlenül például étkezésre szánva értékesítik, vagy más esetben különböző technológiákat alkalmazva csupán néhány anyagcsere-termék hasznosul. Az algák alkalmazási, hasznosítási területeit néhány példával az 1. táblázatban foglaltuk öszsze. Cianobakteriális alkaloidok Az alkaloidok N-tartalmú, erős fiziológiás hatású, gyakran erősen toxikus, természetes (növényi) eredetű vegyületek. Nitrogén atomjuk (atomjaik) következtében - ritka kivételtől eltekintve - bázikus tulajdonságúak. Aminosavakból, vagy legalább részben aminosavakból épülnek fel. Az alkaloid tartalmú drogok gyógyászati felhasználása igen sokrétű, minden drog esetén más és más. Elnevezésük Meissner hallei gyógyszerésztől (1819) - alkálihoz hasonló - származik. Egy aminosavból igen különböző vázú alkaloidok keletkezhetnek és közel rokon fajokban ugyanabból az aminosavból keletkező, de különböző alapvázzal bíró alkaloidok fordulhatnak elő. Ritkán az is megesik, hogy egy családban, sőt esetleg egy fajban két különböző aminosavból keletkezett alkaloid fordul elő. A XVIII.-XIX. szban izolált növényi alkaloidok változatos kémiai, farmakológiai tulajdonságaival kétségtelenül nagyban befolyásolták ismereteinket. Ahogyan bizonyos terpenoid eredetű vegyületek előfordulása (képződése) jellemző lehet egy családra, úgy az alkaloidok előfordulása, mint kémiai tulajdonság is jellemezhet egy-egy növénycsaládot vagy más rendszertani egységet. Az algából az 1980-as évek során izoláltak elsőként alkaloidokat, majd az évek elteltével mind a mai napig számtalan alkaloid típusú komponenst izoláltak, igen változatos hatásmechanizmussal. A cianobaktériumokból izolált legjelentősebb alkaloidokat és hatásukat a 2. táblázatban foglaltuk össze. Az anatoxin-a az acetilkolin receptorok antagonistája és posztszinaptikus neuromuszkuláris blokkolóként működik. Normális esetben az acetilkolin molekulák az izomsejtekben az acetilkolin-receptorokhoz kötődnek, és a sejtek összehúzódását váltják ki, majd az acetilkolin-észteráz enzim elbontja az acetilkolint, és a sejt nyugalmi állapotba kerül. Az anatoxin-a acetilkolinhoz hasonlóan kötődik az acetilkolin-receptorokhoz, kontrakciót vált ki, de az acetilkolin-észteráz nem tudja elbontani. Ily módon a sejt egy ún. „túlstimulált állapotba" kerül. Az anatoxin's) az acetilkolin-észteráz enzimet gátolja és így akadályozza meg, hogy a receptorhoz kötődött acetilkolint elbontsa. A cianobaktériumokról feltételezik, hogy gazdag forrását képezik az orvosilag fontos összetevőknek, s ezzel kapcsolatban kutatásokat is folytatnak. Az anatoxin-a, mint acetilkolin-utánzó igen jó „kutatóeszköz" lehet, mivel rezisztens az acetilkolinészteráz lebontó hatására. Ily módon a toxin és származékai segítségével az acetilkolin receptorhoz való kötődésére és a kötő receptorok aktivitásának befolyásolására kaphatnak választ a kutatók. Albuquerque és kollégái a maryland-i orvostudományi egyetemen az anatoxin-a-t más aspektusból is vizsgálják. A kutatók feltételezik, hogy egy módosított változata hozzájárulhat ahhoz, hogy késleltessék az Alzheimer-betegség okozta mentális degradációt. A saxitoxin és a neosaxitoxin megakadályozzák, hogy az idegsejtek az izomsejteken összehúzódást váltsanak ki. Ezt úgy érik el, hogy blokkolják a nátrium ionoknak a membráncsatornákon keresztüli beáramlását a sejtekbe. Amikor az idegsejtek ily módon gátlódnak, akkor az izomsejtek ingerület hiányában megbénulnak. Jelenleg a szaxitoxinok fejlesztés alatt álló ígéretes helyi érzéstelenítők alkotóiként is részt vesz. Az L-BMAA hydrochloride (ß-methyl-amino-alanine), aminosav. A BMAA egy fehérjealkotó aminosav, amelyet az ALSPDC-ben vagy ehhez nagyon közel álló betegségekben elhunyt emberek agyszövetében nagy mennyiségben találtak meg. Az érdeklődés középpontjába egyrészt azért került a dolog, mivel a rejtély megfejtése nagy áttörést jelenthet a Parkinson- és az Alzheimer-kór megértésében, másrészt mivel egyéb területeken, például Kanadában, Alzheimer-kórban meghalt emberek agyszövetéből is izolálták a BMAA-t, ami arra utal, hogy nem egyedi elszigetelt jelenségről van szó. 2. táblázat. Biológiailag aktív alkaloidok cianobaktériumokból Cianobakteriális alkaloid Fajok Biológiai aktivitás anatoxin-a Anabaena sp. Aphanizomenon sp nikotinos acetilkolin (nACh) receptor agonista anatoxin-a(s) Aphanizomenon sp. acetilkolinészteráz inhibitor saxitoxin Aphanizomenon sp, feszültségfüggő nátriumCylindrospermopsis csatorna blokkoló (VGSC) sp ß-Methylamino-Lalanine Anabaena, Nostc, Synechococcus, amiotrófiás laterális szklerózis / parkinsonismusdemencia komplex (ALS/PD) okozó cyhndrospermops'mCylindrospermopsis racihorskii, Anabaena sp, Aphanizomenon sp. fehérjeszintézis-gátló bauerines Dichotrix sp. antivirális norharmane Nostoc sp. antimikrobiális hapalindole Hapalosiphon fontinalis gombaölő tjipanazoles Tolypothrix sp. gombaölő calothrixin A and B Calothrix sp. Malaria ellenes nostocarboline Nostoc sp. kolinészteráz gátló scytonemin Nostoc sp. UV-vedő Az aminosavat szinte mindenhol megtalálható cianobaktérium fajok termelik, a guami esetben ez a Nostoc. Önmagukban jelentéktelen (0,3 |xg/g) a termelt BMAA mennyisége, de szim-