Gifstoffen in blauwalg

Een intense bloei van blauwalg (cyanobacteriën) wordt als zeer onwenselijk ervaren. Een drijflaag op het water ziet er over het algemeen niet echt uitnodigend uit om in te gaan zwemmen. Soms gaat de drijflaag gepaard met een behoorlijke stank, variërend van een “rioollucht” tot een zwavelachtige of muffige geur. Ook kan er bij afbraak zoveel zuurstof verbruikt worden dat vissen massaal sterven. Het grootste gevaar schuilt echter in de eigenschap van vele cyanobacteriën om gifstoffen (cyanotoxines) te produceren. Er worden verschillende groepen van cyanotoxines onderscheiden: neurotoxines, cytotoxines, hepatotoxines en irriterende stoffen (dermatotoxines).

Uit het hieronder gegeven overzicht van de belangrijkste cyanotoxines volgt dat contact met, of consumptie van, cyanobacteriën kan resulteren in irritaties aan ogen en huid, hoofdpijn, maag- en darmklachten kan veroorzaken, of zelfs tot nog grotere gezondheidsproblemen kan leiden. Zo kan anatoxine-a dodelijk zijn, omdat het niet enzymatisch afgebroken kan worden en er geen tegengif voor bestaat.

Neurotoxines

• Anatoxine-a en homoanatoxine-a inhiberen postsynaptische depolarisatie. Deze alkaloïden binden irreversibel aan de acetylcholine receptor (kunnen na binding niet door acetylcholine-esterase gescheiden worden van de receptor), waardoor er een continue actiepotentiaal ontstaat. De natrium/kalium-kanalen blijven openstaan met als gevolg een overstimulatie en verkramping van de spieren wat kan resulteren in een ademhalingsstilstand.

• Anatoxine-a(s) is een natuurlijk organofosfaat en lijkt qua werking op bepaalde bestrijdingsmiddelen zoals parathion. Dit toxine is een zeer potente remmer van het enzym acetylcholine-esterase.
• Saxitoxines, waarvan meer dan tien varianten bekend zijn, remmen de neurologische signaaloverdracht door binding aan de natrium/kalium-kanalen in zenuwcellen. Hierdoor wordt propagatie van de elektrische impuls langs een axon verstoord en zullen bij de synaps geen neurotransmitters (acetylcholine) uitgescheiden worden in de synapsspleet met als gevolg een verstoorde communicatie tussen neuron en spiercel.
• β-N-methylamino-l-alanine is een neurotoxisch aminozuur dat als “slow-toxin” recentelijk in verband is gebracht met de ziekte van Alzheimer of vergelijkbare neurodegeneratieve aandoeningen.

Cytotoxines

• Cylindrospermopsine inhibeert eiwitsynthese, veroorzaakt necrose in lever, nieren, milt, longen en is genotoxisch (kan tot DNA schade leiden).

Hepatotoxines

• Microcystines inhiberen eiwitfosfatase en resulteren in leverschade. Vanwege het hydrofiele karakter kunnen microcystines alleen door middel van actief, ATP-afhankelijk, transport door de celmembraan geraken. Omdat levercellen een dergelijk transportmechanisme hebben, hopen microcystines zich na consumptie op in de lever alwaar ze levercellen ernstig kunnen beschadigen door het cytoskelet te verstoren. Er zijn meer dan 70 varianten bekend. Microcystines zijn cyclische hepta-peptides wat betekent dat ze uit een ring van zeven aminozuren bestaan. Vijf niet-eiwit-aminozuren vormen de basis, terwijl twee eiwit-aminozuren gevarieerd kunnen voorkomen. De meest bekende variant, microcystine-LR, bevat Leucine (L) en Arginine (R).
• Nodularines, waarvan zes varianten bekend zijn, zijn cyclische penta-peptides (bestaan uit vijf aminozuren) en gelijken qua structuur en werking sterk op de microcystines. Nodularines zijn tevens carcinogeen.

Irriterende stoffen

• Lipopolysacchariden, componenten van de buitenste celwand van cyanobacteriën, kunnen irritaties and ogen of huid veroorzaken als ook koorts.

• Aplysiatoxine, debromoaplysiatoxine en lyngbyatoxine veroorzaken huidirritatie.