一、海水水华与藻类毒素
(一)海水水华(赤潮)
高发区:渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东和香港海域。
(二)有害藻毒素及危害
海藻有:4000多种
能形成赤潮的有:260种
含毒素的有:70种
致人中毒的有:5类
1.麻痹性贝毒(paralytic shllfish poison -ing,PSP)
(1)藻种:塔马尔膝沟藻、链状膝沟藻、念珠膝沟藻、涡鞭毛藻、塔马亚历山大藻、链状亚历山大藻、渐尖鳍藻等。
(2)被PSP毒素毒化的贝类有:紫贻贝、巨石房蛤、扇贝、巨蛎等;螺类、蟹类、鱼类。
(3)危害:
① 特点:属神经肌肉麻痹剂、耐酸、耐热、分子小,阻滞钠子通道。
② 机制:阻滞钠子通过细胞膜进入细胞内,从而抑制神经传导和肌肉收缩导致中毒。
③ LD50:3 ~ 10μg/kg体重(小鼠,iP) 对人致死剂量:500 ~ 12400μg。
④ 临床表现:
- 潜伏期:5 ~ 30分钟。
- 特点:刺痛→肌肉麻痹、呼吸困难、有窒息感。
- 死亡率:8% ~ 10%(呼吸麻痹)。
(4)食用安全浓度
- 美、欧、澳洲:0.8mg/kg。
- 亚洲:0.3mg/kg。
2.腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poisoning, DSP)
(1)藻种:倒卵形鳍藻,渐尖鳍藻、尾状鳍藻、褐胞藻。
(2)被DSP毒素毒化的贝类有:仅限于双壳贝,以扇贝、紫贻贝最重,其次是杂色蛤、文蛤和黑线蛤等。
(3)危害
① 特点:
呈脂溶性、耐热、是蛋白磷酸酶1(PP1)和蛋白磷酸酸酶2A(PP2A)的强烈抑制剂。
②机制:
- 通过激发磷酸化控制大肠细胞内钠的分泌而引起腹泻。
- 通过抑制PP1和PP2A使蛋白激酶C激活,导致细胞增殖,而且可逆转由癌基因介导的细胞转化,根据转化作用物或细胞类型的不同,可以起到促癌或抑癌的作用。
③临床表现
- 潜伏期:30分钟至数小时。
- 特点:腹泻、恶心、腹痛、寒颤,长期食用可引起消化系统肿瘤。
(4)食用安全浓度 20μg/100g软组织。
3.记忆缺失性贝毒(amnesic shellfish poisoninig, ASP)
(1)藻种:硅藻门
(2)被ASP毒素毒化的贝类有:双壳贝、甲壳类动物。
(3)危害:
① 特点:毒素是软骨藻酸(domoic acid, DA),为罕见的神经毒性氨基酸。
② 机制
- DA与L-谷氨酸和L-精氨酸竞争性地与兴奋性氨基酸受体结合,使Na+通道开放,导致Na+内流及细胞膜的去极化。
- 打开的通道可对Ca2+高度通透,导致致死性细胞Ca2+内流。
③ 临床表现:
- 潜伏期:3~6小时。
- 特 点:轻者有:腹痛、腹泻、呕吐、流涎。 重者有:目眩、幻觉、神志不清、记忆丧失。
(4)食用安全浓度 2mg/100g软组织。
4.神经性贝毒(neurotoxic shellish poisoning, NSP)
(1)藻种:短裸甲藻
(2)被NSP毒素毒化的贝类有:巨蛎、帘蛤等。
(3)危害
① 特点:毒素有5种、呈脂溶性、属去极化型毒素。
② 机制:
- 可持续刺激神经导致神经末梢抑制;
- 可促进Na+内流、乙酰胆碱兴奋而使气管平滑肌收缩。
③ 临床表现
- 潜伏期:3 ~ 6小时
- 特点:
- 胃肠道和神经症状多同时发生; 神经症状:麻木、感觉异常、疼痛、运动失调、反射降低、瞳孔放大、抽搐、昏迷、呼吸衰竭而致死。 胃肠道症状:恶心、呕吐、腹痛、腹泻、便血等。
- 呼吸道刺激症状:咳嗽、气管痉挛、气喘等。
5.西加鱼毒(ciguatera fich poisoning,CFP)
(1)藻种:属深海藻类
(2)被CFP毒素毒化的鱼类有:400多种,大多为底栖鱼和珊瑚礁鱼类。
(3)危害
① 特点:毒素分3种
- 西加鱼毒素(ciguatoxin, CTX):呈脂溶性。
- 刺尾鱼毒素(maitotoxin,MTX):呈水溶性,是毒性最强的自然毒素(LD50为0.17μg/kg体重小鼠,iP).
- 鹰嘴鱼毒素(scaritxin,STX)
② 机制
- CTX在神经肌肉细胞膜上选择性地增加Na+内流。
- MTX能选择性地活化Ca2+通道、促进Ca2+内流并因此引起细胞膜去极化、使消化道和血管平滑肌持续性收缩。
③ 临床表现 CTX中毒:麻木、疼痛、共济失调、瞳孔散大、呼吸肌麻痹、窒息死亡。
二、淡水水华与藻类毒素
(一)淡水水华
初夏是淡水水华高发季节(15 ~ 30℃,水pH值中性或偏碱,阳光均适宜)。
(二)有害藻毒素
引起水华最常见的藻类有:铜锈微囊藻、鱼腥藻、囊丝藻属等。
含毒素的有:仅蓝藻门就有20个属63种,但最常见的是,微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属、束丝藻属、束毛藻属、节球藻属、柱细胞藻属和念珠藻属
淡水藻类毒素中危害最大的是:
1.肝毒素
最常见的是:
- 微囊藻毒素(microcystin,MCY ST)
- 节球藻毒素(nodularin)
- 柱细胞藻毒素(cylindrospermopsin)
2.神经毒素 鱼腥藻属、颤藻属、束丝藻属和束毛藻属。
(三)危害
1.理化特性
异构体多(达80多种)、耐热、煮沸不能去除、可被紫外线光解、易在体内富集、对肝有特殊的亲和力。
2.机制
(1)抑制磷酸酶
特一性抑制PP1和PP2A
① 使细胞发生凋亡样变化
原因:磷酸化与去磷酸化之间调节失衡,使蛋白过度磷酸化,引起细胞骨架损伤。
表现为:细胞膜疱、细胞萎缩、细胞内细胞器重排,核染色质浓缩等。
② 可解抑制细胞增殖 使肿瘤细胞生长。
(2)引起脂质过氧化 破坏细胞膜的结构与功能。
(3)引起基因过度表达 与致癌有关。
3.中毒特点:
(1)肝脏毒性
(2)肾脏毒性
(3)遗传毒性和促癌性
① MCYST可明显提高SHE细胞微核率的形成,并呈剂量—反应关系。
② 不仅具有促癌性还具有致癌性
(4)胚胎及发育毒性 与胚胎死亡率发育畸形率呈剂量—反应关系。
(5)其他毒性
① 抑制免疫功能
② 损伤神经系统
③ 影响心功能
三、研究方向
- 找有效生物标志物
- 中毒机制
- 防治手段
- 防止水体富营养化
- 制定MCYST卫生标准
- 化学保护
- 吸收阻断剂:利福平、环孢素A、维生素E、水飞蓟和谷胱甘肽。
- 拮抗剂:克隆抗体。