Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)

2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai

96

Algavirágzás és halpusztulás Neurotoxikus (?) Cylindrospermopsis raciborskii törzsek Magyarországon

Vehovszky Ágnes1, Kovács W. Attila1, Farkas Anna1, Győri János1, Vasas Gábor2

'MTA Ökológiai Kutatóközpont, Balatoni Limnológiai Intézet, Kísérletes Állattani Osztály, Ökotoxikológiai

Munkacsoport, H-8237 Tihany, 2Debreceni Egyetem Botanikai Intézete, H-4032 Debrecen

Kivonat: 2012 novemberében a Debrecen környéki Fancsika tavak 1. tározóján Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya el

Subba Raju (Noctocales, Cyanophyceae) algavirágzás következett be, mely során a víz elszíneződésével párhuzamosan nagymértékű halpusztulást sőt a parton elhullott állatokat is megfigyeltek. Balatoni algavirágzásból származó C. raciborskii izolátumok vizsgálatai korábban kimutatták az algakivonatok neurotoxikus hatását, így nem zárhattuk ki hasonló mechanizmusok (mérgezés) szerepét, mely a Fancsikában bekövetkező halpusztuláshoz vezethetett. Helix pomatia azonosított idegsejtjein teszteltük a Fancsika-tá- rozóból gyűjtött vízminta (FKM) és a vízvirágzás során izolált C. raciborskii laboratóriumi tenyészet vizes kivonatait (FLI), és hatásukat összehasonlítottuk az 1995-ben izolált balatoni C. raciborskii törzs hasonlóan készített kivonatával (ACT 9505). Elektrofi- ziológiai és farmakológiai eredményeink szerint mindhárom (FKM, FLI, ACT 9505) minta gátolja a neuronok acetilkolin receptorait (AChR), hatóanyagaik tehát a kolinerg blokkoló (anatoxin-a, homoanatoxin-a) neurotoxinokhoz hasonlóak. Feltételezhetjük tehát, hogy a hazai C. raciborskii törzsek között előfordulhatnak olyan kemotípusok is, amelyek hatásukban anatoxin-a neurotoxin- hoz hasonló de szerkezetileg még nem azonosított kolinerg neurotoxint v. toxinokat termelnek.

Kulcsszavak: Cylindrospermopsis, Fancsika, halpusztulás, neurotoxin, anatoxin-a, Helix, acetilkolin.

Bevezetés

Az utóbbi évtizedekben tapasztalható éghajlatváltozások, valamint a természetes vizek fokozódó eutrofizáció- ja kedvező feltétételeket biztosít az eredetileg trópusi/ szubtrópusi eredetű prokarióta kékalgák - cianobaktériu- mok elterjedésének Európa és Amerika mérsékelt égövi édesvizeiben (O’Neil és mtsai, 2012, Sinha és mtsai,

2012). Környezeti és egészségügyi szempontból is a legnagyobb figyelmet érdemlik azok a fajok, melyek anyagcsere-folyamatai során más szervezetekre nemegyszer toxikus hatású másodlagos metabolitok, cianotoxinok képződnek (Tidgewell és mtsai, 2010). Vízminőségi és közegészségügyi szempontból tehát egyaránt nagy jelentőséggel bír a potenciálisan toxintermelő fajok felismerése, elterjedésük leírása ill. az általuk termelt károsító a- nyagok hatásvizsgálata, végül kémiai azonosítása.

A Nostocales rendbe tartozó, heterocisztás fonalas ci- anobatériumokra különösen jellemző toxikus metabolitok produkciója (Singh és mtsai, 2005). Ausztrália trópusi vizeiben a hepatotoxikus hatású cylindrospermopsin (CYN) alkaloidot a névadó Cylindrospermopsis raciborskii fonalas kékalga termeli (Griffiths és Saker, 2003), míg a neurotoxikus PSP alkaloidok a C. raciborskii e- gyes dél-amerikai törzseiben kimutathatók (Molica és m- tsai, 2002). Európában toxintermelő C. raciborskii törzseket mind ezideig nem azonosítottak, mivel a vízben e- setenként kimutatható CYN és PSP toxinok termeléséért más fajok (Anabaena, Aphanizomenon etc.) fajok felelősek (Kokocinski és mtsai, 2013, Cires és mtsai, 2014, Rzymski és Poniedzialek 2014). Európai vizekből gyűjtött C. raciborskii algaminták toxikus hatásai ugyanakkor mégis valószínűsítik, hogy egyes törzsek eddig ismeretlen (szerkezetileg nem azonosított) toxikus metaboli- tokat termelhetnek (Chorus és Bartram, 1999, Saker és mtsai, 2003).

2012 őszén a Debrecen környéki Fancsika horgásztóban következett be Cylindrospermopsis raciborskii alga- virágzás (1. ábra), mellyel párhuzamosan nagymértékű halpusztulást is észleltek. Puhatestű (Helix pomatia és Lymnaea stagnalis) központi idegrendszeren kapott megelőző eredményeink szerint a Balatonból származó

C. raciborskii minták (ACT izolátumok) neurotoxikus hatóanyagai elsődleges célpontját a neuronok acetilkolin receptorai (AChR) képviselik (Kiss és mtsai, 2002, Vehovszky és mtsai, 2012). Indokoltnak tűnt a feltételezés, hogy hasonló neurotoxikus mechanizmusok szerepelhetnek a Fancsika tározóban algavirágzást okozó C. raciborskii esetleges bioaktív hatásai hátterében is, ezért a neuronok acetilkolin válaszait teszteltük a Fancsika tározóból származó minták jelenlétében.

Anyag és Módszer

1. Minták előkészítése

2012 november 12-én a Fancsika 1. tározóból gyűjtött mintákat 5 pm-os membránfilterrel szűrtük, az algavirágzást okozó C. raciborskii azonosítását (LEICA DM- IL) inverz mikroszkóppal történt vizsgálat alapján végeztük (Komárek, 2013), majd a mintából izolált C. raciborskii tömegtenyészetét standard körülmények között állítottuk elő (Antal és mtsai, 2011). A Fancsika-tározóból gyűjtött vízmintát ill. az izolált C. raciborskii tenyészet sejtjeit szűréssel koncentráltuk, majd liofilizáltuk. A lio- filizátumok vizes szuszpenzióját (100 mg szárazanyagot 10 ml desztillált vízben) fagyasztás/felengedés ciklusokat követően ultrahangos kezeléssel feltártuk, a sejttörmeléket centrifúgálással elkülönítettük. A keletkezett felülúszó (a liofilizátum vizes kivonata) biztosította a (10 mg/ml) törzsoldatot, melyet elektrofiziológiai kísérleteink során fiziológiás oldattal tovább hígítottuk.

2. Elektrofiziológiai vizsgálatok

Helix pomatia központi idegrendszerének azonosított RPas sejtjein teszteltük a Fancsika-tározóból gyűjtött környezeti minta (FKM) és C. raciborskii izolátum (FLI) kivonatait, ezek hatását összehasonlítottuk a Balatonból korábban izolált C. raciborskii ACT 9505 törzs vizes kivonatával. A neuronok spontán aktivitásmintázatát és a lokálisan applikált acetilkolin (ACh) által kiváltott membrán-áramokat a korábbi kísérletekhez hasonlóan mikro- elektrofiziológiai technikával regisztráltuk (Kiss és mtsai, 2002). Toxikus algakivonat referenciaként az anatoxin-a (homoanatoxin-a) cianotoxinokat termelő Oscilla- toria sp. PCC 6506 (Araoz és mtsai, 2005) izolátumok vizes kivonatával is hasonló farmakológiai teszteket végeztünk.

Eredmények és értékelésük

A Debrecenhez közeli Erdőspuszta horgásztavak 70 hektáros Fancsika I. tározóján 2012 novemberében víz narancssárga elszíneződéséről és a halak nagyarányú pusztulásáról (1. ábra B.) számolt be többek között a he-