Химические компоненты марикультуры

Давно признано, что океан — это обильный и относительно недорогой источник питания. Непрерывный рост населения Земли требует максимального использования рыбы и водных животных, моллюсков и ракообразных в качестве источников белка. Однако многие виды рыб и морских животных могут быть вредными или даже смертельными для человека. Отравления, связанные с употреблением в пищу этих продуктов, отмечались во всей истории человечества.

Наибольший интерес для токсикологов (специалистов, занимающихся токсинологией) представляют тетродотоксин, сакситоксин, палитоксин, батрахотоксин. Тетродотоксин обнаружен в половых железах морских рыб (фугу, скалозуб, иглобрюх) и органах ряда других животных. Сакситоксин содержится в высокой концентрации в морских брюхоногих моллюсках Saxidomus giganteus и др., которые получают его вместе с планктоном, в котором содержатся одноклеточные жгутиковые Dinoflagelata.

Основное количество отравлений можно разделить на следующие категории:

• • паралитическое отравление моллюсками (PSP — paralytic shellfish poisoning);
• • диаретическое отравление моллюсками (DSP — diarrhetic shellfish poisoning);
• • амнезическое отравление моллюсками (ASP — amnesic shellfish poisoning);
• • нейротоксичное отравление моллюсками (NSP — neurotoxic shellfish poisoning);
• • азаспирокислотное отравление (AZP — azaspiracid poisoning);
• • отравление сигуатоксином (CFP — ciguatera fish poisoning);
• • отравление токсинами, не обладающими преимущественным действием.

Каждый из этих типов отравления известен в течение многих лет и продолжает представлять серьезную проблему для здоровья человека.

Следует при этом отметить, что эта проблема актуальна как в России, так и в других странах мира. Так, например, для РФ возможны отравления PSP, ASP и DSP.

Токсины паралитического действия

К токсинам паралитического действия относят: сакситоксины и тетродотоксины. Они вызывают паралитическое отравление моллюсками PSP (paralytic shellfish poisoning).

Сакситоксины — это группа алкалоидных нейротоксинов, которые или несульфатированы (сакситоксины — STX), или содержат одну (гониатоксины — GTX), или две (С-токсины) сульфатные группы.

Сакситоксины — разнообразная группа гетероциклических азотных соединений, содержащих кольцевые структуры, по крайней мере, с одной C-N связью и молекулярной массой менее 1 кДа. Это одни из самых сильнодействующих цианобактериальных токсинов, имеющих ЛД₅₀ 10 мкг кг^-1. Хотя сакситоксины найдены у пресноводных цианобактерий Anabaena circinalis, Aphanizomenon flosaquae, Cylindrospermopsis raciborskii, Lyngbya wollei и Planktothrix agardhii, они более широко распространены у динофлагеллят, морских водорослей, вызывающих «красные приливы» (red tides).

В тех регионах, где обнаруживается массовое цветение динофлагеллят, регулярно тестируется токсичность двустворчатых моллюсков. Если токсичность моллюсков превышает установленный безопасный уровень, их продажа запрещается во избежание массовых пищевых отравлений.

Ш В начале XVII в. было отмечено, что индейцы Порт-Ройяла, НоваСкотиа поедали своих собак или кору деревьев вместо имевшихся в обилии мидий — основного компонента их пищевого рациона. В определенный период года, с конца весны до осени, когда в океане появлялась биолюминесценция, индейцы моллюсков не ели. Индейцы Северной Америки связывали токсичность моллюсков с «красным приливом». Паралитические отравления моллюсками отмечались в разных регионах Мирового океана — от северозападных районов Северной Америки до Японии и Новой Зеландии. Как и прочие виды морских отравлений, эти эпидемии не обошли и участников исследовательских экспедиций. Жертвами одной из первых зарегистрированных эпидемий стали в июне 1793 г. члены экспедиции Джордж Ванкувера, который в это время обследовал побережье нынешней Британской Колумбии. В XIX и XX вв. в результате паралитического отравления моллюсками погибло около 600 человек.

Позднее было установлено, что моллюски и ракообразные становятся токсичными, когда они питаются бентосом, в частности панцирными жгутиковыми — динофлагеллятами Gonyaulax catenella. Эти организмы, а также другой фитопланктон, являются основой морской пищевой цепи. При определенных условиях развития эти организмы проходят период быстрого роста (цветения), давая феномен, образно называемый «красным приливом». Большое количество организмов в воде (до миллиона клеток на 1 мл) окрашивают воду в различные оттенки красного цвета. При сравнительно низкой концентрации в дневное время «цветение» морской воды может быть не обнаружено. Однако ночью в результате люминесценции, присущей этим организмам, их скопления отчетливо видны в виде огоньков, вспыхивающих на гребнях волн. Паралитический яд концентрируется в любом морском организме, который питается динофлагеллятами, содержащими токсины. Токсины не действуют на моллюсков и ракообразных, но их действие проявляется на других морских организмах. Поэтому, если на берегу обнаруживается большое количество мертвой рыбы, крабов и подобных организмов, можно предполагать наличие «красного прилива».

© Установлено также, что при концентрации динофлагеллят в воде в концентрации 200 клеток на 1 мл двустворчатые моллюски становятся очень токсичными для человека.

Причиной токсичности являются сильнодействующие нейротоксины — сакситоксин и сакситоксиновые аналоги (гониатоксины), выделенные из динофлагеллят.

?3 При отравлении средней тяжести паралитический яд вызывает ощущение покалывания или онемения вокруг губ, лица и шеи, головную боль, головокружение и тошноту. В тяжелых случаях отравление проявляется в скованности или онемении конечностей, и одновременно общей слабости, учащении пульса и затруднении дыхания. При тяжелых формах мышечного паралича и выраженном затрудненном дыхании возможна смерть в течение 24 часов. Болезнь часто диагностируется неправильно, так как симптомы иногда расценивают как признаки тяжелого опьянения. Существует мнение, что человек может выработать ограниченный иммунитет к этому яду; противоядие неизвестно.

Для стран, где моллюски входят в традиционный пищевой рацион, эта проблема имеет серьезное эпидемиологическое значение.

Отравление токсином иглобрюхих рыб — тетродотоксином — это еще один вид отравления, связанного с употреблением токсичной рыбы.

Ш На островах Океании сведения о ядовитости иглобрюхих рыб восходят к глубокой древности. Среди европейцев одно из первых описаний дал известный мореплаватель Т. Кук, который вместе со своими 16 товарищами отравился иглобрюхими рыбами во время второго кругосветного путешествия в 1774 г.

Иглобрюхие рыбы фугу считаются деликатесом в Японии, вследствие чего тетродонное отравление представляет там постоянную проблему. Начиная с 1960;х гг. в Японии ежегодно официально регистрируется до 50—100 случаев отравления фугу, смертность по этой причине достигает 60—70% от всех пищевых отравлений.

Наиболее ядовитыми у фугу являются молоки, икра, печень, в меньшей степени кожа и кишечник. Поэтому органы здравоохранения Японии пытались установить контроль над этой проблемой посредством выдачи лицензий лицам, обученным методам удаления из рыбы этих наиболее токсичных частей.

eQ Действующим началом, вызывающим тетродонное отравление, является тетродотоксин. Это нерастворимое в воде термостабильное вещество. Оно вызывает судороги и смерть людей в течение 1,5—8 часов в результате паралича дыхания. Механизм действия тетродотоксина на нервную ткань заключается в том, что он прекращает передачу нервного импульса, блокируя движение ионов натрия сквозь оболочку нервных клеток. Противоядие неизвестно.

В соответствии с распоряжением (ЕС) № 853/2004 Европейского парламента и Совета (от 29 апреля 2004 г.), устанавливающим особые правила, касающиеся гигиены применительно к продовольственным продуктам животного происхождения, для паралитического токсина (PSP) установлен гигиенический норматив — 800 микрограммов на килограмм продукта.