Sinice - aktuální problém našich vod

Co jsou to sinice

Sinice jsou vlastně nejbližší příbuzní baktérií. Také jsou s nimi řazeny do jedné skupiny organismů - Prokaryot. Pro tuto skupinu je typické, že nemají klasickou stavbu buněčného jádra jako mají buňky eukaryotických organismů (tedy hub, rostlin a živočichů), nýbrž jde jen o shluk molekul nukleových kyselin. Dále je pro ně typická stavba bakteriální stěny, nepřítomnost některých buněčných komponent (např. mitochondrií či vakuol) nebo jiné metabolické pochody. V buněčné cytoplasmě jich většina obsahuje fotosyntetická barviva. Jsou tedy schopny fotosyntézy. Rozmnožují se vždy nepohlavně, především dělením. Na rozdíl od baktérií nemusí být vždy jen jednobuněčné, ale mohou vytvářet struktury podobné stélkám.

Sinice mají velmi širokou ekologickou šíři. Lze je nalézt v termálních pramenech (až 85°C) i v blízkosti zemských pólů (experimentálně byla zjištěna odolnost sinic až -180°C). Dokáží přežít v klidových formách - výtrusech i stovky let, aniž by se dostaly do vhodných podmínek, kde by opět mohli růst a množit se. Žijí tedy v podstatě na celém povrchu Země. Jsou důležitou složkou půdní mikroflóry, sladkovodního i mořského planktonu. Mnohé druhy jsou natolik specializované, že se přizpůsobily jaderným organismům a žijí s nimi na různých stupních soužití. Mezi nejčastěji uváděné příklady patří symbióza mezi sinicí a lišejníkem nebo mezi sinicemi a rybami rodu Takifugu (Čtverzubci). Některé druhy slouží i jako potrava pro člověka (hlavně ve východní Asii).

O vývoji sinic máme jen velmi sporé informace. Z paleontologických nálezů lze nalézt jen jejich zkamenělé pochvy z období asi před 3,5 miliardami let. Podle nalezených stop specialisté soudí, že tehdejší sinice měly stejnou stavbu jako ty dnešní.

Co všechno od sinic můžeme očekávat

Stejně jako baktérie, dokáží i sinice tvořit celou řadu velmi jedovatých látek - toxinů, nebo mohou fungovat jako spouštěče alergické reakce - alergeny. Pro ryby pak je jejich přemnožení nebezpečné nejen z hlediska tvorby toxinů, ale i proto že v době přemnožení sinic dochází přes den k silnému okysličování vody a přes noc zase pro změnu k silnému odkysličování, jelikož sinice v noci kyslík neuvolňují, ale naopak spotřebovávají, stejně jako jiné fotosystetizující organismy. Po přemnožení sinic následuje silné namnožení zooplantonu, který se sinicemi živí. Výsledkem tohoto přemnožení je rovněž prudké snížení koncentrace kyslíku. Důsledkem nedostatku kyslíku je masivní odumírání sinic, planktonu a tím pádem i vyšších živočichů. Díky rozkladu těchto organismů se do vody uvolní velké množství živin, které samozřejmě nahrává vzniku nového "vodního květu" - sinicím. Výše napsané řádky popisují tzv. eutrofizaci vody. Ta však není zapřičiněna pouze sinicemi, ale i umělými hnojivy, která se dostávají do vodních toků tzv. výluhy půd.

Co všechno mohou toxiny sinic postihovat:
Nejčastěji bývá postižen nervový systém. Některé látky, které sinice obsahují jsou totiž nervovými jedy. Patří sem například anatoxiny, saxitoxin nebo aphantoxiny.

Působení první skupiny těchto jedů lze obecně shrnout do jedné věty. Blokují přenos nervového signálu. Typickými projevy otravy těmito toxiny jsou křeče pohybového svalstva, nekoordinované pohyby, dávení, záchvaty zuřivosti, ztráta stability, dušení a následná smrt udušením. Otrava se projeví velmi brzy - cca. do 5 minut. Tyto jedy však lze snadno zničit převařením vody.

Na otravu dospělého člověka (počítáme 75 kg) stačí dávka v rozmezí 0,075-15 mg. Dávky byly přepočítány z dávek stanovených experimentálně na myších. (Pro srovnání uvádíme, že dávka na otravu člověka strychninem se pohybuje v rozmezí 10-50 mg!) Nejčastěji tyto otravy pozorujeme u divoce žijících i domácích zvířat. Dobře prostudované jsou otravy u koní, dobytka, psů, ptáků (divoké kachny, drůbež). U ryb se otrava projevuje křečovitými pohyby, přičemž postižení jedinci jsou koncentrováni podél břehů. Tyto látky jsou produkovány zástupci u nás běžných rodů sinic - např. Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Lyngbya, Nostoc.

Působení saxitoxinu je ještě o něco širší, neboť způsobuje prudké snížení krevního tlaku, snižuje aktivitu nervovou, svalovou i srdeční. Velmi podobně působí i tetrodotoxin ze známé ryby Fugu, oblíbené to pochoutky v Japonsku. Uvedený příklad je vhodnou ukázkou toho, že toxiny sinic se nedostávají jen do živočichů, kteří zamořenou vodu požijí nebo se v ní vykoupou, ale i do živočichů, kteří v takovém prostředí žijí - například ulovené ryby z vod zamořených vodním květem mohou být rovněž toxické.

Jako další bývají postižena játra. Projevy jsou značně nespecifické - zesláblost, nechutenství, zimomřivost, zvětšení jater o 50-60%. Na játrech nacházíme velké množství odúmrtí celých ploch. Experimentálně bylo zjištěno, že menší druhy zvířat jsou mnohem citlivější k těmto toxinům, než druhy větší. Nejméně vnímaví jsou potom vodní ptáci.

Působení těchto toxinů není omezeno opět jen na játra, ale mohou poškozovat i tkáně ledvin, plic, sleziny, srdce, nadledvin, brzlíku, snižují přirozenou obranyschopnost organismu (i proti volným kyslíkovým radikálům), některé podporují vznik nádorů, jsou toxické pro plod nebo mohou způsobovat mutace či jiná poškození genové výbavy buněk. Bohužel jsou tyto látky velmi odolné vůči varu. Některé se varem nezničí ani po několika hodinách. Toxické dávky jsou podstatně vyšší než u skupiny toxinů působících převážně na nervový systém. Pohybují se v rozmezí od 40 do 250 mg/kg živé hmotnosti.

V poslední době je velká pozornost vědců zaměřena na toxiny, u nichž je podezření, že jsou silnými promotory nádorového bujení. Bylo experimentálně zjištěno, že nebezpečí tumorů vyvolávají toxiny, které působí převážně na játra. Tyto toxiny se patrně podílejí na vzniku tumorů jater a kůže. V Číně probíhající epidemiologické studie odhalily nárůst rakoviny jater u lidí, kteří jsou odkázáni na zdroj pitné vody, kde dochází k masovému rozvoji vodních květů sinic.

Toxiny, které působí převážně na kůži, třeba při koupání, vyvolávají při kontaktu zarudnutí kůže nebo přímo zánět kůže (dermatitidu). Tyto látky rovněž podporují nádorové bujení.

Velice nebezpečné jsou pak působky sinic, které vyvolávají alergie. Nejohroženější skupinou obyvatel jsou děti, starší či nemocní lidé. U těchto skupin lze očekávat oslabení obranyschopnosti organismu, zesláblost a permanentní únavu až malátnost. Na kůži se mohou tvořit puchýřky, otoky, dalším projevem mohou být průjmy, žaludeční nevolnosti a křeče, slzení očí, záchvaty spastické dušnosti, vodnatá rýma s kýcháním. Tyto projevy však nemusí být vždy nutně spojeny s alergií!

Počet nádrží, kde dochází k masovému výskytu sinic vodního květu je stále více. V šedesátých letech to bylo 66% nádrží na území dnešní ČR, v roce 1999 pak toto číslo dosáhlo bezmála 80%!

Velkým problémem pak zůstává posuzování alergenních substancí z hygienického a epidemiologického hlediska v pitných vodách, neboť velké množství takto působících látek může mít závažné následky především při dlouhodobé expozici pitnou vodou během vegetační sezóny.

Ne všechny metabolity sinic jsou však pro člověka negativní. Mnohé z nich mají významné účinky, které zaujaly vědce na tolik, že se uvažuje o jejich možnosti praktického využití např. v lékařství. Řada těchto látek má prokazatelně protinádorovou aktivitu, dokáží likvidovat baktérie či plísně. Některé se již využívají - např. metabolity sinice Spirulina subsalsa.

Kde se sinice vzaly a co s nimi

Silný rozvoj sinic ve vodních nádržích je spojen zejména s postupující eutrofizací životního prostředí (jde zejména o prvek fosfor). Ve vyváženém ekosystému k takovým silným nárůstům masy sinic nedochází. Člověk proto musí provádět takové zásahy, aby opět nastolil rovnováhu v ekosystému. Nechá se tedy namnožit zooplankton, který začne pohlcovat částice fytoplanktonu (tedy i sinic) a až snižující se koncentrace kyslíku dosáhne určité hranice, aplikují se do vody látky, které z velké části zooplankton vyhubí. Krok aplikace dané látky je však podmíněn povolením příslušných státních orgánů na základě provedeného šetření.

Pro zájemce o hlubší znalost problematiky doporučuji stránky http://www.sinice.cz. Na těchto stránkách je rovněž popsán způsob, jak může každý z nás pomoci proti postupující eutrofizaci prostředí.

zdroje:
- Zemědělská botanika (F.Volf a kol., Státní zemědělské nakladatelství, 1988, 07-068-88)
- Speciální veterinární toxikologie (O.Zapletal a kol., Ediční středisko Veterinární a farmaceutické univerzity Brno, 2001, ISBN 80-7305-403-5)
- Veterinární toxikologie-Praktická cvičení I. (Z.Svobodová a kol., Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, 2003, ISBN 80-7305-476-0)
- Velký ilustrovaný přírodopis všech tří říší - Botanika speciální (A.Bayer, Ústřední nakladatelství a knihkupectví učitelstva českoslovanského, 1916)

www.biotox.cz