Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)
6. szám - LII. Hidrobiológus Napok: „Alkalmazott hidrobiológia” Tihany, 2010. október 6-8.
Ill A CHO-K1 sejteken LDH enzimszint mérésekkel kapott megfigyelések a balatonból izolált egyes törzsek további különbségeire is fényt derítettek. Rövid (3 órás) kezelést követően az ACT 9505 törzs kivonata, 24 órás expozíciót követően az ACT 9504 bizonyult legtoxikusabbnak, míg az ACT 9502 törzs csak 24 óra múlva mutatott szignifikáns károsító hatást a CHO-K1 sejtekre. A referencia mintaként szolgáló AQS törzs kivonata erőteljes károsító hatása pedig nagyrészt már az akut (3 órás) expozíció során lezajlik. Az ACT törzsek kivonatainak hatásosságát (EC 5 0 értékeket) összehasonlítva (2. táblázat) a rövid- és hosszútávú toxicitás különbségei a különböző ACT törzsek kivonatainak különböző hatás-mechanizmusaira, esetleg egymástól eltérő bioaktiv komponensek jelenlétére is utalhatnak. 2. táblázat. A cianobaktérium kivonatok toxicitása CHOCianobaktérium ECso - 3 óra EC» - 24 óra törzsek [mg ml" 1] (mg ml ') ACT 9502 — 7,21 ACT 9503 20,2 11,0 ACT 9504 16,4 0,65 ACT 9505 7,4 1,51 AQS 0,74 ... .1 ACT 9505 V B1 B B1 / J^W J íU I 1 0 m I ACT 9504 V Ach 1 1 0 fr Ach l.ábra. A. lokálisan applikált acetilkolin depolarizáló membránválasz reverzibilis gátlása ACT 9505 törzs kivonatának hatására. B. ACT 9504 kivonat jelenlétében a gátlást követően időlegesen megnő az Ach válasz amplitúdója, mely akciós potenciált is generálhat (Lymnaea CNS, azonosított B1 neuron).. Az Aphanizomenon vegyes állomány kivonata a fentiektől különböző membránhatásokat váltott ki, ami a már ismert neurotoxinoktól (anatoxin-a, anatoxin-a(s) eltérő támadáspontokat feltételez az acetilkolin receptor gátlás kialakulása során (2. ábra). B 20 mV 15 s A cianobaktérium törzsek kivonatainak neurotoxikus hatásai A balatoni Cylindrospermopsis törzsek kivonatai részben a kereskedelemben kapható anatoxin-a valamint a (anatoxin -a és homoanatoxin-a) termelő PCC-minták kivonatához hasonlóan dózisfüggő és közel reverzibilis gátló hatást fejtettek az idegsejtek lokális acetilkolin-válaszára. A legerősebb kolinerg gátlást a Cylindrospermopsis ACT 9505 törzs kivonatának jelenlétében tapasztaltuk (1. ábra A.). Más minták (pl. ACT 9504) jelentétében ugyanakkor a gátlás mellett a sejt ingerlékenysége ill. kolinerg válasz erőssége időlegesen megnőtt, így feltételeztük acetilkolineszteráz gátló mechanizmusok működését is (1. ábra B.). Feltételezésünket alátámasztja, hogy a kereskedelemben kapható kolineszteráz blokkolókkal (physiostigmin, neostigmin) esetenként ugyanilyen hatásokat sikerült kiváltanunk. A cilindrospermopszint termelő Cylindrospermopsis (AQS) törzs kivonata hasonló neuronális változásokat nem fejtett ki, neurotoxikus hatásában negatív kontrollként tekinthető. I Ach I ANTX I PCC I Apha 2. ábra. Azonosított Helix idegsejten lokálisan applikált acetilkolin (A) anatoxin-a (B) és PCC 6506 extraktum (C) az elektromos aktivitás gátlását okozza, míg Aphanizomenon kivonata (D) a akciós potenciál frekvencia növekedést idéz elő. Összefoglaló, következtetések A laboratóriumban fenntartott izolált algatörzsek toxikológiai elemzése bizonyította, hogy sporadikusan mind a Balatonban mind a Kis-Balaton területén megjelenhetnek toxicitást mutató algatörzsek. In vitro biomarker (LDH) enzimszintek időbeli változásai alapján feltételezhetőek eltérő mechanizmusok részvétele az ausztrál (AQS) és balatoni (ACT) törzsek hatásaiban. Puhatestű neuronokon végzett elektrofiziológiai tesztek a balatoni cianobaktérium neurotoxikus hatásait mutatta ki, melyek alapján különböző neuronális targeteket feltételezhetünk. Analitikai elemzéseink során az ismert cianotoxinok közül cilindrospermopszint kizárólag az AQS törzs nyers kivonatában mutattunk ki, míg anatoxinokat egyedül a PCC 6506 törzs kivonatában mértünk. A balatonból izolált törzsek kivonataiban egyetlen ismert cianotoxin sem volt kimutatható. Az in vivo és in vitro tesztek szerint mérhető toxicitás feltehetően eddig nem azonosított toxikus hatású metabolitok jelenlétének, esetleg azok szinergista hatásának köszönhetőek. Köszönetnyilvánítás Munkánkat az OTKA K63451 program, a Nemzeti Fejlesztési és Gazdasági Minisztérium, valamint a Balaton Fejlesztési Tanács támogatta Irodalom Bemard, C, Harvey, M., Briand, J.F., Bire, R., Krys, S., Fontaine, J.J., (2003) Toxicological comparison of diverse Cylindrospermopsis raciborskii strains: Evidence of liver damage caused by a French Craciborskii strain (2003) Environmental Toxicology 18: 176-186. Falconer, I.R., (2007) Cyanobacterial toxins present in Microcystis aeruginosa extracts - More than microcystes!. Toxicon 50: 585-588. Farkas, A., Kovács, W. A., Gácsi, M., Győri, J., Saker, M.L., Vehovszky. A., (2006) Cianobaktériumok toxikusságának vizsgálata a sórák (Artemia salina L.) akut toxicitási teszt alkalmazásával. Hidrológiai Közlöny, 87: 28-30. Hiripi, L., Nagy, L., Kalmár, T., Kovács, A., Vörös, L., (1998) Insect (Locusta migratoria migratorioides) test monitoring the toxicity of cyanobacteria. Neurotoxicology 19: 605-608. Ibelings, B.W., Chorus, I., (2007) Accumulation of cyanobacterial toxins in freshwater "seafood" and its consequences for public health: a review. Environ.Pollut. 150: 177-192. Kiss, T., Vehovszky, A., Hiripi, L., Kovács, A., Vörös, L., (2002) Membrane effects of toxins isolated from a cyanobacterium, Cylindrospermopsis raciborskii, on identified molluscan neurones. Comp. Biochem.Physiol. C Toxicol.Pharmacol. 131: 167-176. Metealf, J.S, Lindsay, J., Beattie, K.A., Birmingham, S., Saker, M.L., Törökné, A.K., Codd, G.A., (2002). Toxicity of cylindrospermopsin to the brine shrimp Artemia salina'. comparisons with protein synthesis inhibitors and microcystins. Toxicon, 40: 1115-1120. Mankiewicz, J., Tarczynska, M., Jurczak, T., Wojtysiak-Staniaszczyk, M., Zalewski, M., (2003) Test with luminescent bacteria for the toxicity assessment of cyanobacterial bloom samples Fresenius Environmental Bulletin 12: 861-864. Pietsch, C., Wiegand, C., Arne, M.V., Nicklisch, A., Wunderlin, D., Pflugmache,r S., (2001) The effects of a cyanobacterial crude extract on different aquatic organisms: Evidence for cyanobacterial toxin modulating factors. Environmental Toxicology 16: 535-542. Saker, M.L., Griffiths, D.J., (2000) The effect of temperature on growth and cylindrospermopsin content of seven isolates of the cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya and Subba Raju from water bodies in northern Australia. Phycol. 39: 349-354.
