Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Förgiftningar hos däggdjur som druckit vatten kontaminerat med cyanotoxiner har observerats världen över, och riskerar att öka i takt med tilltagande övergödning och klimatförändringar. Denna litteraturstudie inriktar sig på mikrocystin (MC) som är det vanligaste och mest studerade cyanotoxinet. Studien avgränsar sig till akut intoxikation hos däggdjur och fokuserar på grundläggande mekanismer hos toxinet, såsom absorption, distribution, metabolism och elimination. Vidare beskrivs de toxiska mekanismerna och de akuta toxiska effekterna.

MC orsakar utbredda nekroser och blödningar i levern. Den specifika distributionen till levern anses bero på det höga uttrycket av organiska anjontransportörer (OATP). Dessa transportörer har observerats ansvara för upptaget av MC till hepatocyterna. Vissa studier tyder på att OATPs även har en roll i absorptionen av MC från tarmen. Metabolisering av MC sker genom konjugering med glutation och cystein, och utsöndring sker via tarm och njurar. Ytterligare metaboliter har detekterats men inte kunnat identifieras. Den bakomliggande toxiska mekanismen hos MC har länge ansetts vara inhibering av protein fosfatas 1 och 2A. Denna inhibering orsakar hyperfosforylering i hepatocyterna, och vidare skador på cytoskelettet. Emellertid indikerar senare studier att reaktiva syreföreningar (ROS, reactive oxidative species) har en viktig roll i toxiciteten av MC.

Ytterligare forskning krävs gällande mikrocystiner, med fokus på absorption i tarmen och de toxiska mekanismerna. Det är viktigt att förstå de grundläggande mekanismerna hos toxinet för att i framtiden kunna förhindra och förhoppningsvis kunna behandla intoxikationer av MC hos djur.

Intoxications by cyanobacterial toxins affecting mammals have been observed worldwide. Due to escalating eutrophication and climate changes, the incidence of cyanobacterial poisoning is proposed to increase. This literature study focuses on the most common and well-studied cyanotoxin, named microcystin (MC). Moreover the study is limited to acute intoxication of mammals. The aim of the study is to explain the absorption, distribution, metabolism and elimination of MC. Furthermore the toxic mechanisms and the acute effects of the toxin are described.

MC causes extensive necrosis and hemorrhage in the liver. This liver-specific distribution is a result of the high expression of organic anion transporting polypeptides, OATPs. These transporters are responsible for the MC uptake to the hepatocytes. Some studies indicate that OATPs also facilitate the MC uptake in the intestine. The metabolism of MC occurs by conjugation with glutathione and cysteine, and the metabolites are excreted in urine and feces. Other metabolites have been observed but not identified. The principal toxic mechanism of MC is presumed to be the inhibition of protein phosphatase 1 and 2A. Inhibition of these phosphatases causes a hyperphosphorylation in the hepatocyte, which leads to hepatocyte deformation. However, later research indicates that reactive oxidative species (ROS) play an important role in the toxicity of MC.

Additional research, focusing on the intestinal uptake and the toxic mechanisms, is required to understand the mechanisms of MC. Understanding of the mechanisms of the toxin is important to prevent and eventually be able to treat cyanobacterial intoxication.