مقاله سموم سیانوباکتریایی

مقدمه:
سیانوباکترها، معروف به جلبک های سبز-آبی، یکی از شاخص ترین گروه های پروکاریوت ها هستند که در محیط های آبی، به ویژه در آب های شیرین و لب شور، حضور گسترده ای دارند. این میکروارگانیسم ها از نظر ساختاری به دو گروه رشتهای و کلنی تقسیم می شوند و قادرند در شرایط محیطی مناسب به شکوفایی یا بلوم های گسترده برسند. در طول این شکوفایی ها، برخی گونه های سیانوباکتریایی سموم خاصی تولید می کنند که تحت عنوان سیانوتوکسین ها شناخته می شوند و سلامت اکوسیستم های آبی و موجودات وابسته به آن را تهدید می کنند. این سموم شامل میکروسیستین ها، نودولارین ها، ساکسی توکسین ها، آناتوکسین ها و Cylindrospermopsin هستند که هر یک دارای ساختار شیمیایی و مکانیسم اثر متفاوتی بوده و می توانند به سیستم عصبی، کبد و سایر ارگان های حیاتی موجودات زنده آسیب وارد کنند.

فعالیت های انسانی از جمله ورود فاضلاب های شهری، صنعتی و کشاورزی، با افزایش مواد مغذی در محیط های آبی، شرایط را برای شکوفایی این جلبک ها فراهم می آورد. این فرآیند موجب کاهش اکسیژن محلول در آب، تغییر رنگ و بوی آب و همچنین افزایش مرگ و میر موجودات زنده می شود. اثرات ناشی از این سموم تنها محدود به موجودات آبزی نیست و می تواند از طریق زنجیره غذایی به سایر موجودات، از جمله انسان ها، منتقل شود و پیامدهای حاد و مزمن به همراه داشته باشد. مطالعات نشان داده اند که مقادیر بالای این سموم در آب آشامیدنی می تواند باعث اختلالات حاد گوارشی، آسیب های کبدی و حتی مشکلات عصبی طولانی مدت شود.

ارزیابی دقیق حضور و غلظت سموم سیانوباکتریایی در منابع آبی از اهمیت بالایی برخوردار است. شناسایی دقیق گونه های تولیدکننده سم و تعیین میزان بلوم های سمی، به همراه پایش مداوم منابع آب، امکان مدیریت بهتر اکوسیستم های آبی را فراهم می کند. از سوی دیگر، شناخت خصوصیات بیولوژیکی و رفتاری این جلبک ها، شامل شرایط رشد، عوامل مؤثر بر شکوفایی و دوره های تولید سم، می تواند به طراحی استراتژی های کنترل و پیشگیری کمک کند. در این زمینه، تحقیقات متعددی به بررسی مکانیسم های تولید سم و پایداری آن در سلول ها و محیط های آبی پرداخته اند و نشان داده اند که برخی سموم، حتی پس از مرگ سلول های سیانوباکتریایی، تا مدت ها در محیط باقی می مانند.

روش های مختلفی برای کنترل بلوم های سیانوباکتریایی و کاهش اثرات سموم آن ها به کار گرفته شده است. از جمله این روش ها می توان به فرآیندهای شیمیایی مانند کلرزنی، افزودن مواد منعقدکننده، استفاده از ازن و کنترل فسفر و نیتروژن موجود در آب اشاره کرد. همچنین، فرآیندهای غشایی، فیلتراسیون سریع و کند، و استفاده از کربن فعال از روش های مؤثر در حذف میکروارگانیسم ها و سموم آن ها محسوب می شوند. کنترل بیولوژیک از طریق مصرف کنندگان طبیعی مانند زئوپلانکتون ها و برخی گونه های ماهیان نیز توانسته است به کاهش تراکم سیانوباکتری ها کمک کند.

تأثیر این سموم تنها محدود به اکوسیستم های طبیعی نیست و می تواند اثرات مستقیم و غیرمستقیم بر سلامت انسان داشته باشد. تماس تفریحی با آب آلوده، مصرف آب آشامیدنی آلوده و حتی ورود سموم به زنجیره غذایی از طریق ماهیان و سایر موجودات آبزی، زمینه ساز مسمومیت های حاد و مزمن می شود. از این رو، پایش منظم و مدیریت جامع منابع آبی از نظر حضور سیانوباکترها و سموم آن ها ضروری است تا آثار سوء بر اکوسیستم و سلامت عمومی کاهش یابد.

بررسی و شناسایی انواع سیانوباکترها، بلوم های سمی، مکانیسم اثر سموم و روش های کنترل آن ها، پایه ای برای تدوین استراتژی های حفاظتی و مدیریت منابع آب فراهم می کند. این رویکرد، به شناخت دقیق تر و جامع تر سموم سیانوباکتریایی و پیامدهای آن ها در محیط های آبی و زنجیره غذایی انسان ها و سایر موجودات زنده منجر می شود و اهمیت حیاتی مدیریت منابع آبی را برجسته می سازد.

فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
فصل اول: انواع سیانوباکترها و ویژگیهای بیولوژیکی، ظاهری و بلومهای سمی آنها
۱-۱- تاریخچه
۱-۲- ویژگیهای ساختاری و بیولوژیکی سیانوباکترها
۱-۳- بلومهای سمی (شکوفایی) سیانوباکترها
۱-۴- مهمترین راستههای جلبکهای سبز – آبی
۱-۵- تقسیمبندی سیانوباکترها از لحاظ شکل ظاهری
۱-۵-۱- سیانوباکترهای رشتهای
۱-۵-۲- سیانوباکترهای کلنی
فصل دوم: طبقهبندی سموم سیانوباکتریایی
۲-۱- طبقهبندی سموم سیانوباکتریایی براساس مکانیسم عمل
۲-۱-۱- نوروتوکسینها
۲-۱-۲- هپاتوتوکسینها
۲-۱-۳- درماتو توکسینها
۲-۲-  انواع سیانوتوکسینها
۲-۲-۱- نودولارینها
۲-۲-۲- ساکسی توکسینها
۲-۲-۳- آناتوکسین a و هوموآناتوکسین a
۲-۲-۴- آناتوکسین a (S)
۲-۲-۵- Cylindrospermopsin
۲-۲-۶- میکروسیس تین
۲-۲-۶-۱- دوام و پایدار میکروسیستین در سلولها
۲-۲-۶-۲- خارجشدنسمهپتاپپتید(میکروسیستیندرطیتجزیه Microcystis aeruginosa
۲-۳- طبقهبندی سیانوتوکسینها براساس ساختمان شیمیایی
۲-۳-۱- پپتیدهای حلقوی
۲-۳-۲- آلکالوئیدها
۲-۳-۲-۱- آلکالوئیدهای سیتوتوکسیک
۲-۳-۲-۲- آلالوئیدهای درماتوتوکسیک
۲-۳-۳- سموم لیپوپلی ساکاریدها (LPS)
فصل سوم: اثرات مضر سموم سیانوباکترها
۳-۱- آزمایش سلامت انسان
۳-۱-۱- قرار گرفتن در معرض اثرات حاد و غیرمزمن
۳-۱-۲- قرار گرفتن در معرض اثرات مزمن
۳-۲- ارزیابی خطر
۳-۳- اثر بر ماهیان
۳-۴- اثر بر موجودات آبزی
۳-۵- تولید ترکیبات بیواکتیو
۳-۶- صدمه از راه تماس تفریحی
۳-۷- مسمومیت حیوانی
۳-۸- اثر بر زئوپلانکتونها
۳-۹- اثر بر باکتریهای آبزی
فصل چهارم: روشهای کنترل و جلوگیری از شکوفایی
۴-۱- انعقاد یا چسبیدن، معلق بودن هوای محلول و جذب سطحی کربن فعال
۴-۲- کلرزنی
۴-۳- فیلتراسیون سریع و فیلتراسیون کندشنی
۴-۴- فرآیندهای غشایی
۴-۵- دما
۴-۶- اسیدیته (PH)
۴-۷- کاهش فسفر و ازت
عنوان
۴-۸- سولفات مس
۴-۹- سیمازین
۴-۱۰- ازندار کربن
۴-۱۰-۱- میکروسیستینها و نودولارین
۴-۱۰-۲- آناتوکسین a، آناتوکسین S(a) و ساکسی توکسین
۴-۱۱- نور
۴-۱۲- کنترل بیولوژیک
۴-۱۲-۱- تغذیه توسط زئوپلانکتونها
۴-۱۲-۲- کپور نقرهای
۴-۱- جدول تأثیر ازن در از بین بردن میکروسیس تین LR در صورت وجود یا عدم وجود مواد آلی
۴-۲- جدول تأثیر ازن در از بین بردن Microcystis aeruginosa