Sine toksyny

6 sierpnia 2016
Blog szalonych naukowców

zakwit_sinicowyPod koniec lipca, jak od jakiegoś czasu już co rok, w kąpieliskach Zatoki Gdańskiej pojawił się zakwit wody wytworzony przez sinice. W związku z tym w lokalnej telewizji wyemitowano wywiad z wojewódzkim inspektorem sanitarnym.

Sam wywiad jak to wywiad – osoba na stanowisku wojewódzkiego inspektora ma na głowie stan kąpielisk i świeżość kiełbasy w sklepach czy jadalność grzybów na bazarach, a przede wszystkim jest „z zawodu dyrektorem”, więc coś tam o zakwicie i jego konsekwencjach powiedział. Wyglądało jednak, że redaktor jest w tej kwestii lepiej przygotowany niż sam inspektor. To w sumie dobrze świadczy o warsztacie tego dziennikarza.

Gorzej z tym, co przedstawiono jako ilustrację problemu. Otóż obok dość przypadkowych zdjęć plaży i plażowiczów pokazano parę przypadkowych zdjęć zielonej wody (słusznie) i wyrzucanej na brzeg kidziny (kompletnie bez sensu). Kidzina to głównie szczątki roślin, zwłaszcza tzw. traw morskich i dużych glonów, łącznie z kawałkami drewna. Czasem trafią się szczątki jakiejś ryby, meduzy czy owada, a współcześnie też śmieci. Gdy kidzina tworzy bardziej stabilny układ (biorąc pod uwagę, że w przypadku środowiska na styku morza i lądu stabilność jest pewną sprzecznością), tak że zaczynają w niej wyrastać charakterystyczne rośliny, jak rukwiel, podlega ochronie w systemie Natura 2000, choć dla przeciętnego plażowicza to wydaje się tylko zaśmieconą plażą.

Zatem apeluję do dziennikarzy, ale i plażowiczów – jeżeli widzicie w wodzie coś widocznego gołym okiem, to nie są sinice. Jednocześnie zakwit sinicowy da się zauważyć – jako kropki, smugi i wreszcie jednolite zabarwienie wody. Nie chodzi o to, że woda jest po prostu zielonkawa czy brązowawa – to też pewna postać zakwitu, ale raczej niegroźna. Wbrew nazwom takim jak sinice blue-green algae czy Cyanobacteria glony te dają zakwit zielony, czasem brudnozielony, ale wcale niekoniecznie wpadający w niebieski. Porządny zakwit sinicowy wygląda tak, jakby ktoś na taflę wody rozlał farbę olejną, a przy falowaniu to się rozcieńcza w toni, dając wrażenie gęstej zupy szczawiowej.

Sinice to bakterie (choć żyjące jako glony), a pojedynczych bakterii nie widać (choć jak można zauważyć bakteryjny nalot na zębach, można zauważyć zakwit). Nitkowate czy taśmowate twory to raczej inne organizmy (istnieją nitkowate sinice, ale to też zwykle widać dopiero pod mikroskopem).

Nie dziwię się aż tak bardzo dziennikarzom i operatorowi kamery. Zawiesina gnijących szczątków glonów i traw morskich wygląda mało estetycznie i może skutecznie zniechęcić do kąpieli. Tak jest, mimo że jest niegroźna. (Choć czasem może się z nią wiązać inne zagrożenie, o czym kiedyś pisałem). Zawiesisty zakwit wody, czy to wywołany przez glony toksyczne czy nie, też wielu odpycha. Ale nie wszystkich. Nawet w wyznaczonych kąpieliskach czerwona flaga nie wszystkich przekonuje, a im dalej od wyznaczonych kąpielisk, tym więcej osób wchodzi do wody bez większego obrzydzenia.

A może słusznie? W końcu jakoś ci ludzie nie padają trupem ani nawet nie pokrywają się krostami. Nie każdy zakwit sinicowy, nawet szczepu znanego z toksyczności, ostatecznie prowadzi do uwolnienia toksyn. Nie każdy też kontakt z toksynami spowoduje ich wniknięcie do organizmu. Sinice istnieją na Ziemi prawie 4 mld lat. Tworzą zakwity od zawsze, a jakoś zwierzęta nadal żyją.

Nie będę tu robił przeglądu toksyn sinicowych (wiarygodne źródło to np. taki artykuł). Bardziej fachowo ode mnie o tym zresztą napisałby Piotr Rzymski. Jednak mimo że nie tak łatwo się od razu zatruć, a kilkanaście-kilkadziesiąt procent zakwitów nie prowadzi do uwolnienia toksyn, niebezpieczeństwo jest realne. O obserwacjach śmierci, także w Polsce, pisałem całkiem niedawno.

Najczęstsze w Polsce mikrocystyny i nodularyny słabo przenikają przez skórę, więc samo zanurzenie nogi w kożuchu sinic nie musi dać od razu objawów. Jednak połknięcie takiej wody może okazać się tragiczne. Te substancje słabo rozpuszczają się w tłuszczach, więc słabo przenikają do komórek. Wyjątkiem są komórki wątroby, gdyż nodularyna jest przenoszona przez nośniki kwasów żółciowych. Zanim się to objawi, mijają godziny. Po kłopotach gastrycznych może dojść do krwotoków wątroby i jej zniszczenia, a zatem śmierci. Nawet gdy toksyn jest za mało, żeby zatruć, nodularyna i mikrocystyny są rakotwórcze. Mikrocystyny dość szybko są niszczone przez promieniowanie UV, ale w wodzie ukryte pod kożuchem zakwitu albo w zawiesinie mułu mogą przetrwać wiele dni. Gotowanie wody ich nie rozkłada.

W innych regionach świata, gdzie zakwity są jeszcze częstsze, ludzie nie widząc bezpośredniego zagrożenia, ignorują je, co kończy się np. epidemicznym występowaniem nowotworów wątroby. W regionach, gdzie występuje „czerwony przypływ”, ludzie mogą go unikać i nie stykać się bezpośrednio z bruzdnicami (glony, które nie mają nic wspólnego z sinicami, ale niektóre ich gatunki wytwarzają takie same jak sinice toksyny atakujące komórki nerwowe), ale jedząc zwierzęta morskie, zjadają skumulowane w ich ciałach toksyny.

Bywały przypadki kilkudziesięcioprocentowej śmiertelności po takich sytuacjach. Na niektórych wyspach Pacyfiku z kolei toksyny najpierw kumulują się w tkance tłuszczowej, a potem latami uwalniają, powodując powolne podtruwanie. Jak kiedyś pisałem, glonowe suplementy diety mogą zawierać zanieczyszczenie toksynami sinicowymi.

W Polsce (i nie tylko) ostatnio obserwuje się w wodach słodkich inwazję gatunku sinicy Cylindrospermopsis raciborskii. Mimo swojsko brzmiącej nazwy, nadanej przez Jadwigę Wołoszyńską, gatunek ten odkryto w próbkach z Indonezji, a inwazję wspiera ocieplenie klimatu (transport statkami też oczywiście sprzyja takim inwazjom). Gatunek ten wytwarza cylindrospermopsynę, która zachowuje się podobnie jak nodularyna i mikrocystyny, ale potrafi też prawdopodobnie atakować komórki nerwowe.

Jak dotąd, chyba że mam przeterminowane informacje, w Polsce raczej nie potwierdzono zatruć neurotoksynami, które są typowe dla Morza Śródziemnego, Karaibów czy Pacyfiku, ale w innych krajach Europy Środkowej i Wschodniej już tak. One działają na komórki nerwowe i neuroprzekaźniki, co może prowadzić do braku komunikacji między nerwami i mięśniami, ten zaś prowadzi do paraliżu mięśni oddechowych i uduszenia – i to czasem niemal od razu po kontakcie.

Sinice to bakterie Gram-ujemne. Oznacza to, że w pewien sposób się barwią w preparatach, a przyczyną tego jest budowa ściany komórkowej. W tym typie ściany występują kolejne substancje, które mogą wywołać gorączkę i stany zapalne skóry czy śluzówki układu oddechowego czy pokarmowego, a jak każda substancja na świecie, także alergie. Niektóre inne dermotoksyny mogą nawet wywołać coś na kształt oparzenia. Pomijając możliwy wstrząs anafilaktyczny, w porównaniu z hepatotoksynami i neurotoksynami, jak również z substancjami innych bakterii Gram-ujemnych, jak salmonella, dermotoksyny dają zatrucia nieprzyjemne, ale niegroźne.

Ten sam gatunek sinicy może wytwarzać więcej niż jedną toksynę. Z kolei daną substancję toksyczną najczęściej wytwarza więcej niż jeden gatunek. Sinice to bakterie, więc u nich dość istotna jest nie tylko przynależność gatunkowa, ale też szczepowa. Jednak nieraz nawet w obrębie jednego szczepu jedne osobniki wytwarzają toksyny, a inne nie.

To jest powód, dla którego służby sanitarne wprowadzają zakazy, zanim nawet stwierdzą, który dokładnie gatunek sinic dał zakwit. Małe ilości toksyn sinicowych mogą występować w wodzie nawet bez zakwitu, więc ich stwierdzenie na początku zakwitu niewiele mówi. Toksyny sinicowe są o tyle „złośliwe”, że często są uwalniane dopiero z obumierających i rozpadających się komórek sinic. Gdyby czekać do tego momentu, mogłoby być za późno na uniknięcie problemów. Jednocześnie jest to też powód, dla którego próba jakiegoś wytrucia dających zakwit glonów nie zapobiegłaby uwolnieniu toksyn.

Z drugiej strony nie ma co siać paniki. Ocieplenie klimatu i transport wodny sprzyjają wzrostowi częstości zakwitów też w Polsce, jak jest w przypadku wspomnianego C. raciborskii czy opisywanego przeze mnie parę lat temu przeskokowi sinicowemu w Zatoce Gdańskiej, więc trzeba po prostu nauczyć się potrzebnej ostrożności. Co prawda tamten wpis, przywołujący badania Marcina Plińskiego, wskazuje, że sinicom, i to tym toksycznym, sprzyja cieplejsza woda, ale także – że powrót do poprzednich warunków pogodowych nie przywraca dawnych warunków ekosystemu.

Z kolei z badań Iwony Jasser z Wielkich Jezior Mazurskich wynika, że ciepła i bezwietrzna pogoda sprzyja zakwitom, ale sprawa ta na pewno nie jest trywialna i przewidzieć zakwit jest trudno. Zakwity są związane z nadmierną żyznością, ale w przypadku sinic to też nie taka prosta sprawa. (Skądinąd wiadomo, że sinice mogą nawet dać zakwit pod lodem, a wiele gatunków sinic umie pobierać azot nie tylko z rozpuszczonych w wodzie azotanów i soli amonowych, jak inne glony, ale też z rozpuszczonego azotu atmosferycznego).

Trzeba też pamiętać, że większość zakwitów w polskich wodach powodują nietoksyczne zielenice i okrzemki. Polskie bruzdnice, też czasem dające zakwit, jak na razie nie są toksyczne. Wiele sinic też. Tak jak istnienie trujących roślin i grzybów czy jadowitych zwierząt nie oznacza, że trzeba unikać wszystkich, tak samo jest z glonami.

Z kolejnej zaś strony – czasem niebezpieczeństwo jest zupełnie niewidoczne. Zakwit w końcu widać. Chociaż odróżnienie zwykłego zazielenienia wody przez glony od zakwitu jest dość umowne i nie ma satysfakcjonujących kryteriów jego określania. Tymczasem w drugiej połowie lipca gdańskie kąpieliska morskie zanim pojawił się zakwit, były zamknięte z powodu wystąpienia innych bakterii. Po nawałnicy i powodzi do kanalizacji deszczowej dostały się bakterie typowe dla kanalizacji sanitarnej. Woda spłynęła do morza, ale paciorkowce nie zginęły. Ich natomiast nie widać nawet w postaci zakwitu. Na jakiś czas gdańskie kąpieliska wróciły do lat 80., gdy próba kąpieli w wielu polskich wodach mogła skończyć się wysypką lub zatruciem bynajmniej nie pochodzenia sinicowego. (A swoją drogą przypominam też ten wpis).

Piotr Panek
fot. Piotr Panek, licencja CC BY-SA 4.0