藻類毒素與健康

滇池藍(lán)藻

一、海水水華與藻類毒素

(一)海水水華(赤潮)

高發(fā)區(qū):渤海灣、大連灣、長江口、福建沿海、廣東和香港海域。

赤潮
赤潮

(二)有害藻毒素及危害

海藻有:4000多種

能形成赤潮的有:260種

含毒素的有:70種

致人中毒的有:5類

1.麻痹性貝毒(paralytic shllfish poison -ing,PSP)

(1)藻種:塔馬爾膝溝藻、鏈狀膝溝藻、念珠膝溝藻、渦鞭毛藻、塔馬亞歷山大藻、鏈狀亞歷山大藻、漸尖鰭藻等。

(2)被PSP毒素毒化的貝類有:紫貽貝、巨石房蛤、扇貝、巨蠣等;螺類、蟹類、魚類。

(3)危害:

① 特點(diǎn):屬神經(jīng)肌肉麻痹劑、耐酸、耐熱、分子小,阻滯鈉子通道。

② 機(jī)制:阻滯鈉子通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),從而抑制神經(jīng)傳導(dǎo)和肌肉收縮導(dǎo)致中毒。

③ LD50:3 ~ 10μg/kg體重(小鼠,iP) ? ?對人致死劑量:500 ~ 12400μg。

④ 臨床表現(xiàn):

  • 潛伏期:5 ~ 30分鐘。
  • 特點(diǎn):刺痛→肌肉麻痹、呼吸困難、有窒息感。
  • 死亡率:8% ~ 10%(呼吸麻痹)。

(4)食用安全濃度

  • 美、歐、澳洲:0.8mg/kg。
  • 亞洲:0.3mg/kg。

?2.腹瀉性貝毒(diarrhetic shellfish poisoning, DSP)

(1)藻種:倒卵形鰭藻,漸尖鰭藻、尾狀鰭藻、褐胞藻。

(2)被DSP毒素毒化的貝類有:僅限于雙殼貝,以扇貝、紫貽貝最重,其次是雜色蛤、文蛤和黑線蛤等。

(3)危害

① 特點(diǎn):

呈脂溶性、耐熱、是蛋白磷酸酶1(PP1)和蛋白磷酸酸酶2A(PP2A)的強(qiáng)烈抑制劑。

②機(jī)制:

  1. 通過激發(fā)磷酸化控制大腸細(xì)胞內(nèi)鈉的分泌而引起腹瀉。
  2. 通過抑制PP1和PP2A使蛋白激酶C激活,導(dǎo)致細(xì)胞增殖,而且可逆轉(zhuǎn)由癌基因介導(dǎo)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化,根據(jù)轉(zhuǎn)化作用物或細(xì)胞類型的不同,可以起到促癌或抑癌的作用。

③臨床表現(xiàn)

  • 潛伏期:30分鐘至數(shù)小時。
  • 特點(diǎn):腹瀉、惡心、腹痛、寒顫,長期食用可引起消化系統(tǒng)腫瘤。

(4)食用安全濃度 ? ?20μg/100g軟組織。

3.記憶缺失性貝毒(amnesic shellfish poisoninig, ASP)

(1)藻種:硅藻門

(2)被ASP毒素毒化的貝類有:雙殼貝、甲殼類動物。

(3)危害:

? ?① 特點(diǎn):毒素是軟骨藻酸(domoic acid, DA),為罕見的神經(jīng)毒性氨基酸。

② 機(jī)制

  1. DA與L-谷氨酸和L-精氨酸競爭性地與興奮性氨基酸受體結(jié)合,使Na+通道開放,導(dǎo)致Na+內(nèi)流及細(xì)胞膜的去極化。
  2. 打開的通道可對Ca2+高度通透,導(dǎo)致致死性細(xì)胞Ca2+內(nèi)流。

③ 臨床表現(xiàn):

  • 潛伏期:3~6小時。
  • 特 點(diǎn):輕者有:腹痛、腹瀉、嘔吐、流涎。 ? ? ? 重者有:目眩、幻覺、神志不清、記憶喪失。

(4)食用安全濃度 ? ?2mg/100g軟組織。

4.神經(jīng)性貝毒(neurotoxic shellish poisoning, NSP)

(1)藻種:短裸甲藻

(2)被NSP毒素毒化的貝類有:巨蠣、簾蛤等。

(3)危害

① 特點(diǎn):毒素有5種、呈脂溶性、屬去極化型毒素。 ?

② 機(jī)制:

  1. 可持續(xù)刺激神經(jīng)導(dǎo)致神經(jīng)末梢抑制;
  2. 可促進(jìn)Na+內(nèi)流、乙酰膽堿興奮而使氣管平滑肌收縮。

③ 臨床表現(xiàn)

  • 潛伏期:3 ~ 6小時
  • 特點(diǎn):
    • 胃腸道和神經(jīng)癥狀多同時發(fā)生; ? ?神經(jīng)癥狀:麻木、感覺異常、疼痛、運(yùn)動失調(diào)、反射降低、瞳孔放大、抽搐、昏迷、呼吸衰竭而致死。 ? ?胃腸道癥狀:惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、便血等。
    • 呼吸道刺激癥狀:咳嗽、氣管痙攣、氣喘等。

?5.西加魚毒(ciguatera fich poisoning,CFP)

?(1)藻種:屬深海藻類

(2)被CFP毒素毒化的魚類有:400多種,大多為底棲魚和珊瑚礁魚類。

(3)危害

① 特點(diǎn):毒素分3種

  • 西加魚毒素(ciguatoxin, CTX):呈脂溶性。
  • 刺尾魚毒素(maitotoxin,MTX):呈水溶性,是毒性最強(qiáng)的自然毒素(LD50為0.17μg/kg體重小鼠,iP).
  • 鷹嘴魚毒素(scaritxin,STX)

② 機(jī)制

  1. CTX在神經(jīng)肌肉細(xì)胞膜上選擇性地增加Na+內(nèi)流。
  2. MTX能選擇性地活化Ca2+通道、促進(jìn)Ca2+內(nèi)流并因此引起細(xì)胞膜去極化、使消化道和血管平滑肌持續(xù)性收縮。

③ 臨床表現(xiàn) ? ?CTX中毒:麻木、疼痛、共濟(jì)失調(diào)、瞳孔散大、呼吸肌麻痹、窒息死亡。

二、淡水水華與藻類毒素

(一)淡水水華

初夏是淡水水華高發(fā)季節(jié)(15 ~ 30℃,水pH值中性或偏堿,陽光均適宜)。

(二)有害藻毒素

引起水華最常見的藻類有:銅銹微囊藻、魚腥藻、囊絲藻屬等。

含毒素的有:僅藍(lán)藻門就有20個屬63種,但最常見的是,微囊藻屬、魚腥藻屬、顫藻屬、束絲藻屬、束毛藻屬、節(jié)球藻屬、柱細(xì)胞藻屬和念珠藻屬

淡水藻類毒素中危害最大的是:

1.肝毒素

最常見的是:

  • 微囊藻毒素(microcystin,MCY ST)
  • 節(jié)球藻毒素(nodularin)
  • 柱細(xì)胞藻毒素(cylindrospermopsin)

2.神經(jīng)毒素 ? ?魚腥藻屬、顫藻屬、束絲藻屬和束毛藻屬。

(三)危害

1.理化特性

異構(gòu)體多(達(dá)80多種)、耐熱、煮沸不能去除、可被紫外線光解、易在體內(nèi)富集、對肝有特殊的親和力。

2.機(jī)制

(1)抑制磷酸酶

特一性抑制PP1和PP2A

① 使細(xì)胞發(fā)生凋亡樣變化

原因:磷酸化與去磷酸化之間調(diào)節(jié)失衡,使蛋白過度磷酸化,引起細(xì)胞骨架損傷。

表現(xiàn)為:細(xì)胞膜皰、細(xì)胞萎縮、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器重排,核染色質(zhì)濃縮等。

② 可解抑制細(xì)胞增殖 ? ?使腫瘤細(xì)胞生長。

(2)引起脂質(zhì)過氧化 ? ?破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。

(3)引起基因過度表達(dá) ? ?與致癌有關(guān)。

3.中毒特點(diǎn):

(1)肝臟毒性

(2)腎臟毒性

(3)遺傳毒性和促癌性

① MCYST可明顯提高SHE細(xì)胞微核率的形成,并呈劑量—反應(yīng)關(guān)系。

② 不僅具有促癌性還具有致癌性

(4)胚胎及發(fā)育毒性 ? ?與胚胎死亡率發(fā)育畸形率呈劑量—反應(yīng)關(guān)系。

(5)其他毒性

① 抑制免疫功能

② 損傷神經(jīng)系統(tǒng)

③ 影響心功能

三、研究方向

  1. 找有效生物標(biāo)志物
  2. 中毒機(jī)制
  3. 防治手段
    1. 防止水體富營養(yǎng)化
    2. 制定MCYST衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
    3. 化學(xué)保護(hù)
      1. 吸收阻斷劑:利福平、環(huán)孢素A、維生素E、水飛薊和谷胱甘肽。
      2. 拮抗劑:克隆抗體。
滇池藍(lán)藻
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水華
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