Toxicología de las microcistinas

MC es una hepatotoxina y un fuerte promotor del cáncer de hígado. Después de que los animales domésticos y salvajes beben agua que contiene microcistina, pueden desarrollar síntomas como diarrea, fatiga, anorexia, vómitos, letargo, aumento de las secreciones de la boca y los ojos e incluso la muerte. Las microcistinas también son muy perjudiciales para la salud humana. La LD50 de MC-LR es de aproximadamente 50 μg/kg ~ 100 μg/kg. Cuando las personas se bañan, nadan y practican otros deportes acuáticos recreativos, el contacto de la piel con agua que contiene microcistina puede causar partes sensibles (como los ojos) y beber una pequeña cantidad puede causar gastroenteritis aguda.

El efecto de los MC sobre los hepatocitos es la apoptosis y la proliferación celular activa. Se estudió un modelo animal de MC que promueve el cáncer de hígado. Los resultados mostraron que: ① MC puede aumentar significativamente la tasa positiva de γ-glutamil transpeptidasa, un indicador precanceroso del cáncer de hígado de rata. ② MC puede regular positivamente la expresión del principal gen inhibidor de la apoptosis bc1-2 y regularla negativamente; la expresión del gen proapoptótico bax. Esto demuestra aún más que el MC tiene un efecto promotor del cáncer, e inicialmente está claro que la regulación de la expresión de oncogenes relacionados con la apoptosis y genes supresores de tumores puede ser uno de los mecanismos importantes en el proceso de promoción del cáncer del MC. MC actúa sobre los macrófagos del hígado, estimulando las células para que produzcan interleucina-1 (IL-1), induce sustancias que pueden causar reacciones inflamatorias agudas, como prostaglandinas, tromboxano y factor de necrosis tumoral-δ (TNF-δ). ), provocando daño hepático, necrosis y shock inflamatorio. Además, algunos experimentos también han confirmado que el MC es un promotor de tumores e inhibe significativamente la función inmune. El hígado es el principal órgano diana de la CM. Las principales manifestaciones de la intoxicación aguda son hepatomegalia, congestión, aumento de la gravedad específica del hígado, destrucción de las células hepáticas y hemorragia y necrosis hepática. Los resultados de las investigaciones existentes muestran que la MC es una toxina polipeptídica que se dirige al hígado. Mediante inyección intraperitoneal o administración oral de la toxina a ratas o peces, los animales pueden morir rápidamente en 3 horas. Antes de morir, los animales aparecen pálidos y convulsionados. La observación anatómica reveló agrandamiento del hígado, necrosis lobulillar de las células del hígado, una gran cantidad de glóbulos rojos en las células del hígado, isquemia en otras partes y shock hemorrágico.

Bajo el microscopio óptico, los vasos sanguíneos sinusoidales del hígado se destruyen, el endotelio sinusoidal se daña y los espacios intercelulares se agrandan. Bajo el microscopio electrónico, los cambios ultraestructurales de las células del hígado incluyen el plegamiento del retículo endoplásmico rugoso, la expansión de la membrana espinal mitocondrial, la degeneración de las vacuolas citoplasmáticas, el plegamiento de la membrana plasmática, la redistribución de órganos intracelulares, la necrosis de las células hepáticas fusionadas en bandas y la formación de puentes. aparece como necrosis. La enzimología sérica mostró pérdida de lactato deshidrogenasa (LDH) y gamma-glutamil transferasa elevada (γ-GT) y fosfato alcalino sintasa (AKP). Se producen cambios anormales en la ultraestructura de las células, el retículo endoplásmico se rompe y los ribosomas se caen. Las estructuras internas de las mitocondrias, especialmente las crestas, se deforman, se rompen y se disuelven. Los fragmentos del retículo endoplásmico se envuelven alrededor de las mitocondrias, el contenido celular es escaso, las estructuras citoplasmáticas se distribuyen aleatoriamente y la regularidad se reduce. El proceso de tumorigénesis generalmente incluye tres etapas: iniciación, promoción y formación. Se descubrió que el cambio en el equilibrio de la fosforilación (desfosforilación) de proteínas causado por los MC es un factor decisivo en la promoción de la formación de tumores. El equilibrio de la fosforilación (desfosforilación) de proteínas celulares es un centro regulador para la transducción de señales celulares, coordinando y controlando muchos procesos de reacción bioquímica dentro de las células, como el crecimiento, la división, la proliferación y el mantenimiento de la morfología celular. Los MC inhiben la actividad de la proteína fosfatasa intracelular, rompen el equilibrio relativo de actividad de la proteína quinasa y la proteína fosfatasa, conducen a una regulación desordenada de la proteína quinasa y la proteína fosfatasa, conducen a la hiperfosforilación de proteínas, conducen a trastornos del metabolismo fisiológico y bioquímico celular y, en última instancia, promueven tumores. formación.

Los oncogenes y genes supresores de tumores están omnipresentes en las células humanas. Normalmente, estos dos genes son necesarios para el crecimiento de las células humanas. Cuando su actividad cambia en el cuerpo, puede provocar una transformación maligna de las células normales y provocar tumores. Los MC inhiben fuertemente las actividades de PPl y PP2A, lo que lleva a la hiperfosforilación de varias proteínas en las células, desequilibrando la regulación de la fosforilación de proteínas (desfosforilación) y cambiando las actividades de varias enzimas a través del sistema de señalización celular, afectando así a los genes relacionados con el crecimiento celular. . Expresar. Una gran cantidad de estudios han demostrado que la expresión de diferentes oncogenes y genes supresores de tumores cambiará con diferentes tiempos de exposición y concentraciones de MC.