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オタマジャクシにおける有害藻類の毒性
Harmful Algal Bloom Toxicity in Tadpoles.
PMID: 32521650 DOI: 10.3390/toxins12060378.
抄録
有害藻類ブルーム（HAB）は、汚染された水域で消費したり再生したりする人間だけでなく、影響を受けた地域周辺の環境に生息する動物相にとっても、世界的に大きな健康問題となっています。HABは従属栄養細菌、シアノバクテリアのリポ多糖類、マイクロシスチンなどのシアノバクテリア毒素を含み、多くの水生生物種に深刻な毒性をもたらすだけでなく、様々な器官内での生物濃縮を引き起こす可能性があります。したがって、食物連鎖を介したこの毒素の栄養移動の可能性は、関連する食物網の他の生物の健康に重要な影響を及ぼす可能性がある。一部の種では、HAB毒素の毒性効果を減衰させるための適応能力が発達しているが、（アメリカウシガエルの）オタマジャクシを含む多くの種が依然として脆弱なままである。今回の研究では、1 µg/L (1 nmol/L) のマイクロシスティンを含む HAB 毒素にオタマジャクシを 7 日間だけ急性短期暴露したところ、オタマジャクシの肝臓および腸管に有意な毒性が認められたことを実証した。曝露されたオタマジャクシは、腸の直径が増加し、腸の折り目の高さが減少し、腸の折り目の数が一定しており、中毒性メガコロンのような様々な疾患過程で見られるものと同様の病理学的な腸の膨張を示していた。また、HAB毒素に暴露されたオタマジャクシは、肝臓内での発がん性および酸化過程と一致する肝細胞二核化の増加を伴う肝細胞肥大を示した。HAB-トキシンに暴露したオタマジャクシの肝臓と腸の両方で、酸化ストレスと損傷と一致するタンパク質のカルボニル化が有意に増加していることを示した。これらの知見は、ミクロシスティンを含む HAB 毒素への短期暴露が両生類の個体群に重大な悪影響を及ぼす可能性があることを示しています。この急性の短期毒性は、HABの毒素が食物網内の他の脆弱な種に与える影響を評価し、それらが最終的に人間の健康にどのような影響を与えるかを評価する必要性を浮き彫りにしています。
Harmful algal blooms (HAB) have become a major health concern worldwide, not just to humans that consume and recreate on contaminated waters, but also to the fauna that inhabit the environments surrounding affected areas. HABs contain heterotrophic bacteria, cyanobacterial lipopolysaccharide, and cyanobacterial toxins such as microcystins, that can cause severe toxicity in many aquatic species as well as bioaccumulation within various organs. Thus, the possibility of trophic transference of this toxin through the food chain has potentially important health implications for other organisms in the related food web. While some species have developed adaptions to attenuate the toxic effects of HAB toxins, there are still numerous species that remain vulnerable, including (American bullfrog) tadpoles. In the current study we demonstrate that acute, short-term exposure of tadpoles to HAB toxins containing 1 µg/L (1 nmol/L) of total microcystins for only 7 days results in significant liver and intestinal toxicity within tadpoles. Exposed tadpoles had increased intestinal diameter, decreased intestinal fold heights, and a constant number of intestinal folds, indicating pathological intestinal distension, similar to what is seen in various disease processes, such as toxic megacolon. HAB-toxin-exposed tadpoles also demonstrated hepatocyte hypertrophy with increased hepatocyte binucleation consistent with carcinogenic and oxidative processes within the liver. Both livers and intestines of HAB-toxin-exposed tadpoles demonstrated significant increases in protein carbonylation consistent with oxidative stress and damage. These findings demonstrate that short-term exposure to HAB toxins, including microcystins, can have significant adverse effects in amphibian populations. This acute, short-term toxicity highlights the need to evaluate the influence HAB toxins may have on other vulnerable species within the food web and how those may ultimately also impact human health.