Mikrosistinler (Siyano-Bakteri Toksinleri)

Mikrosistinler (MC’ler), çeşitli siyanobakteri türlerinin suşları tarafından, özellikle tatlı su ortamlarında doğal olarak üretilen yedi peptittir. Dünya çapında yaygın olarak bulunurlar, özellikle de sık görülen siyanobakteri cinsleri Microcystis, Planktothrix ve Dolichospermum suşlarındadır (bkz. ayrıca bölüm 11.5). Bugüne kadar tanımlanan 250’den fazla MC’nin arasından sadece birkaçı sıklıkla ve yüksek konsantrasyonlarda bulunur. MC’ler genellikle hücreye bağlıdır ve ancak hücre yırtılması (lizi) sırasında çevredeki suya önemli miktarda salınır. En yaygın MC’lerden biri ve en çok çalışılanı mikrosistin-LR (MC-LR) tir.

Siyanobakteri çiçeklenmeleri ile yeraltı suyu içme suyu kaynağı olan yerlerde, MC’lere maruz kalmanın en olası yolu içme suyudur. Siyanobakteri çiçeklenmeleri olan göllerde rekreasyonel aktiviteler de, potansiyel olarak yüksek, genellikle aralıklı konsantrasyonlara maruz kalma için ilgili bir yol olabilir (bkz. WHO 2021 Rekreasyonel Su Kalitesi Kılavuzları). Sınırlı veriler, MC’lerin bazı yiyeceklerde de birikmiş olabileceğini göstermektedir.

* Kısa vadeli kılavuz değeri için, kronik toksisite, kanserojenlik (tümör teşviki) ve subkronik dozlamayı takiben üreme toksisitesine ilişkin sınırlı kanıtın kısa süreli maruz kalmalarla ilgili olmaması nedeniyle bir veri tabanı belirsizlik faktörü uygulanmamıştır.

¹Siyanobakteriler ve bunların toksinleri, özellikle de MC’ler birçok alanda endişe kaynağı olduğundan ve bunların yönetimindeki karmaşıklıklar göz önüne alındığında, kimyasal bilgi formu genişletildi

MC’ler, belirli organik anyon taşıma proteinleri (OATP’ler) tarafından hücrelere aktif olarak taşınır. Karaciğer OATP’leri yüksek miktarda ifade ettiğinden, MC’ler esas olarak hepatoksinler olarak kabul edilir, ancak OATP’leri ifade eden diğer organlara ve dokulara dağılım meydana gelir. Bir kez hücreye girdikten sonra, MC’ler, sitoskelet yapısı, hücre replikasyonu, stres yanıtları ve DNA onarımı gibi çok çeşitli düzenleyici yollarda rol oynayan belirli protein fosfatazlarına yüksek afinitesiyle bağlanır. MC zehirlenmesinin akut etkileri, intrahepatik kanamaları içerir. Kronik etkiler, tümör hücreleri içindeki proliferasyon kontrol mekanizmalarının etkinliğinin azalmasını içerir. Yetersiz şekilde arıtılmış içme suyundaki MC’lerden karaciğer hasarı vakaları bildirilmiştir. Ayrıca, MC’lere açıkça atfedilebilen insan ölümleri, yüksek MC seviyeleri içeren içme suyu dahil olmak üzere yetersiz şekilde arıtılmış su kullanan böbrek diyalizi yoluyla meydana gelmiştir. IARC, 2006 yılında, MC-LR’yi tümör promosyonu kanıtlarına dayanarak olası insan kanserojeni (Grup 2B) olarak sınıflandırmıştır.

MC’lere yönelik geçici kılavuz değerleri, sıçanlarda yapılan benzer bir çalışmayla desteklenen, MC-LR (kılavuz değer türetme için yeterince kapsamlı oral toksisite verilerine sahip tek türdeş) kullanılarak farelerde yapılan bir çalışmaya dayanmaktadır. Bu çalışmalarda karaciğer en hassas organ olarak belirlendi. Son zamanlarda yapılan bazı araştırmalar, belirli üreme organlarının düşük konsantrasyonlara uzun süre maruz kalmaktan etkilenebileceğini öne sürse de bu raporlarda bir takım metodolojik ve raporlama eksiklikleri bulunmaktadır ve dahası, daha önceki çalışmalarla çelişmektedir. Bu nedenle, bu olumsuz etki bulgularının doğrulanması gerekir.

Pratik Hususlar

Göllerde, rezervuarlarda veya yavaş akan nehirlerde besin maddesi (fosfor ve azot) konsantrasyonları yüksekse, siyanobakteriler yaygın olarak görülür. Aşırı büyümeleri yüksek biyokütleye yol açtığında, bazen “çiçeklenme” olayları olarak adlandırılır, MC’ler ham suda insan sağlığı için potansiyel olarak tehlikeli olabilecek konsantrasyonlara ulaşabilir. Bu tür çiçeklenmeler aynı su kütlelerinde tekrarlama eğilimindedir. Bazı siyanobakteri türlerinin hücreleri, yüzeyde köpükler (özellikle Microcystis) veya termal olarak tabakalanmış rezervuarların termoklininde (yani Planktothrix rubescens) biriktirebilir. Bu birikimler hızla gelişebilir ve çok değişken bir süreye (saatlerden haftalara) sahip olabilir. Çoğu durumda, çiçeklenmeler mevsimseldir, bazıları ise yıl boyunca meydana gelir.

Siyanobakterilerin kontrolü, bir SASP (bkz. bölüm 4) geliştirme bağlamında en etkili şekilde sağlanır. Siyanobakterilerden ve özellikle de toksinlerinden kaynaklanan potansiyel riskleri içme suyunda yönetmek için alınacak önlemler, sadece yeterli arıtma değil, aynı zamanda siyanobakteri çiçeklenme gelişimini kontrol etme önlemlerini de içermelidir. Siyanobakteriler hakkında daha fazla bilgi, siyanobakteri çiçeklenmelerinin izlenmesi, uyarı seviyesi çerçevesi ve kaynak sularındaki siyanobakterilerin önlenmesi ve yönetimi hakkında daha fazla ayrıntı dahil olmak üzere, bölüm 11.5’e bakın. Çiçeklenme oluşumunu etkili bir şekilde en aza indirmek ve ham su girişini çiçeklenmelerden uzakta konumlandırmak, siyanotoksinlerin giderilmesi için gereken arıtma adımlarını azaltır.

Partikülleri gideren içme suyu arıtma işlemleri – yani toprak, yavaş kum veya nehir kıyısı filtrasyonu, geleneksel su arıtma (pıhtılaştırma, flokülasyon ve filtrasyon veya çözünmüş hava flotasyonu) – hücreye bağlı MC’leri etkili bir şekilde giderebilir. Toprak, yavaş kum ve nehir kıyısı filtrasyonu ayrıca çözünmüş siyanotoksinleri de giderebilir. Tüm bu süreçler için, hücrelerin ve çözünmüş toksinlerin giderilmesini hedefleyecek şekilde optimize edilmeleri önemlidir. Yeterince yüksek dozlarda ve temas sürelerinde klorlama ve ozonlama, çözünmüş MC’leri parçalamak için etkilidir; ancak çiçeklenme durumlarında yüksek organik karbon, dezenfektan ihtiyacını önemli ölçüde artıracaktır. Klor dioksit ve kloramin, MC’leri parçalamada etkisizdir. Hem ön oksidasyon hem de geleneksel arıtma için hücre yırtılması ve toksin salınması önlenmelidir. GAC ve PAC, çözünmüş MC’leri gidermede etkili olabilir, etkinlik birkaç faktöre bağlıdır, bunlar arasında aktif karbon tipi, temas süreleri (PAC), akış hızları (GAC) ve su kalitesi. Çiçeklenmelerin arıtma için sunduğu zorluklar karmaşık olduğundan, özellikle çiçeklenme durumlarında ve yerel koşullar altında periyodik etkinlik doğrulaması önemlidir. Bu nedenle, çiçeklenme oluşumunu ve girişini önlemek tercih edilen seçenektir.