माइक्रोसिस्टिन

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अक्टूबर 2011 में एरी झील, एक तीव्र साइनोबैक्टीरिया ब्लूम के दौरान[1][2]

माइक्रोसिस्टिन—या साइनोजिनोसिन—साइनोटॉक्सिन का एक वर्ग है, जो साइनोबैक्टीरिया द्वारा उत्पादित विष (टॉक्सिन) हैं, जिन्हें कभी-कभी नीले-हरे शैवाल के रूप में जाना जाता है।[3] अब तक 250[4] से अधिक विभिन्न माइक्रोसिस्टिन की खोज की जा चुकी है, जिनमें से माइक्रोसिस्टिन-एलआर सबसे आम है। रासायनिक रूप से ये चक्रीय हेप्टापेप्टाइड्स हैं जो नॉनराइबोसोमल पेप्टाइड सिंथेस के माध्यम से उत्पादित होते हैं।[5]

साइनोबैक्टीरिया शैवाल ब्लूम के दौरान बड़ी मात्रा में माइक्रोसिस्टिन का उत्पादन कर सकते हैं, जो पीने और सिंचाई के पानी की आपूर्ति और व्यापक रूप से पर्यावरण के लिए एक बड़ा खतरा पैदा करते हैं।[6][7]

विशेषताएँ

माइक्रोसिस्टिन-एलआर की रासायनिक संरचना

माइक्रोसिस्टिन—या साइनोजिनोसिन—कुछ मीठे पानी के साइनोबैक्टीरिया द्वारा उत्पादित विषाक्त पदार्थों का एक वर्ग है;[8] मुख्य रूप से माइक्रोसिस्टिस एरुगिनोसा (Microcystis aeruginosa) लेकिन अन्य माइक्रोसिस्टिस (Microcystis), साथ ही प्लैंक्टोथ्रिक्स (Planktothrix), एनाबेना (Anabaena), ऑसिलेटोरिया (Oscillatoria) और नोस्टॉक (Nostoc) वंश के सदस्य भी।

माइक्रोसिस्टिन-एलआर (अर्थात X = ल्यूसीन, Z = आर्जिनिन) 80 से अधिक ज्ञात विषाक्त प्रकारों में सबसे अधिक विषाक्त है, और रसायनज्ञों, औषधविज्ञानी, जीवविज्ञानी और पारिस्थितिकीविदों द्वारा सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। माइक्रोसिस्टिन युक्त 'ब्लूम' दुनिया भर में एक समस्या है, जिसमें चीन, ब्राजील, ऑस्ट्रेलिया, दक्षिण अफ्रीका,[9][10][11][12][13][14][15][16] संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप का अधिकांश हिस्सा शामिल है। दक्षिण अफ्रीका में हार्टबीस्पोर्ट बांध (Hartebeespoort Dam) अफ्रीका में, और संभवतः दुनिया में, सबसे अधिक दूषित स्थलों में से एक है।

रसायन विज्ञान

माइक्रोसिस्टिन का एक सामान्य संरचनात्मक ढांचा D-Ala1-X2-D-erythro-β-methyl-isoaspartic acid3-Z4-Adda5-D-γ-Glu6-N-methyldehydroalanine7 होता है, जहाँ X और Z परिवर्तनशील अमीनो एसिड हैं; व्यवस्थित नाम "माइक्रोसिस्टिन-XZ" (संक्षेप में MC-XZ) फिर अमीनो एसिड के एक अक्षर कोड (यदि उपलब्ध हो; अन्यथा लंबे कोड) के आधार पर निर्दिष्ट किया जाता है।[4] यदि अणु कोई अन्य संशोधन दिखाता है, तो अंतर को "MC" से पहले वर्गाकार कोष्ठक में नोट किया जाता है।[4] इनमें से, कई असामान्य गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड हैं:[17]

क्रिया की विधि

माइक्रोसिस्टिन सहसंयोजक रूप से बंधते हैं और प्रोटीन फॉस्फेटेस PP1 और PP2A को बाधित करते हैं और इस प्रकार पैनस्टीएटाइटिस (pansteatitis) का कारण बन सकते हैं।[17] ADDA अवशेष इस कार्यक्षमता के लिए महत्वपूर्ण है: ADDA और एक अतिरिक्त अमीनो एसिड से बने अत्यधिक सरलीकृत सिंथेटिक एनालॉग PP1/PP2A अवरोधकों के रूप में समान अवरोधक कार्य दिखा सकते हैं।[19]

उत्पादन को प्रभावित करने वाले कारक

M. aeruginosa का एक कल्चर, एक प्रकाश संश्लेषक जीवाणु

माइक्रोसिस्टिन-उत्पादक माइक्रोसिस्टिस मीठे पानी के साइनोबैक्टीरिया का एक वंश है और गर्म पानी की स्थितियों में, विशेष रूप से स्थिर पानी में पनपता है।[7] EPA ने 2013 में भविष्यवाणी की थी कि जलवायु परिवर्तन और बदलती पर्यावरणीय स्थितियां हानिकारक शैवाल वृद्धि का कारण बन सकती हैं और मानव स्वास्थ्य पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती हैं।[20] शैवाल की वृद्धि यूट्रोफिकेशन (पोषक तत्वों की अधिक आपूर्ति) की प्रक्रिया के माध्यम से भी प्रोत्साहित होती है।[7] विशेष रूप से, घुला हुआ प्रतिक्रियाशील फास्फोरस शैवाल की वृद्धि को बढ़ावा देता है।[21]

माइक्रोसिस्टिन साइनोबैक्टीरिया में कम लोहे की आपूर्ति से निपटने के तरीके के रूप में विकसित हो सकते हैं: अणु लोहे को बांधता है, और गैर-उत्पादक उपभेद कम लोहे के स्तर का सामना करने में काफी खराब होते हैं।[22] कम लोहे की आपूर्ति McyD को अप-रेगुलेट करती है, जो माइक्रोसिस्टिन सिंथेटिक ऑपेरॉन में से एक है।[23] पर्याप्त लोहे की आपूर्ति, हालांकि, जीवाणु को प्रकाश संश्लेषण में बेहतर बनाकर माइक्रोसिस्टिन उत्पादन को बढ़ावा दे सकती है, इसलिए MC जैवसंश्लेषण के लिए पर्याप्त ATP का उत्पादन होता है।[24]

माइक्रोसिस्टिन उत्पादन तापमान के साथ भी सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है।[25] तेज रोशनी और लाल रोशनी McyD के प्रतिलेखन को बढ़ाती है, लेकिन नीली रोशनी इसे कम करती है।[26] pH जैसे कई अन्य कारक भी MC उत्पादन को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन मानक परीक्षण स्थितियों की कमी के कारण तुलना जटिल है।[27]

संपर्क के मार्ग

इन हेपेटोटॉक्सिन के संपर्क में आने के कई तरीके हैं जिनका मनुष्य सामना कर सकते हैं, जिनमें से एक तैराकी, सर्फिंग, मछली पकड़ने और दूषित पानी के साथ सीधे संपर्क वाली अन्य गतिविधियों जैसी मनोरंजक गतिविधियाँ हैं।[28] हेमोडायलिसिस सर्जरी के माध्यम से संपर्क का एक और दुर्लभ, फिर भी अत्यधिक विषाक्त, मार्ग वैज्ञानिकों द्वारा पहचाना गया है। हेमोडायलिसिस के माध्यम से माइक्रोसिस्टिक नशा के घातक मामलों में से एक का अध्ययन ब्राजील में किया गया था जहाँ एक विशिष्ट अवधि में सर्जरी कराने वाले 48% रोगियों की मृत्यु हो गई क्योंकि प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला पानी दूषित पाया गया था।[29]

माइक्रोसिस्टिन तापमान और pH की एक विस्तृत श्रृंखला पर रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं, संभवतः उनकी चक्रीय संरचना के परिणामस्वरूप।[30] माइक्रोसिस्टिन-एलआर जल संदूषण उबालने और माइक्रोवेव उपचारों के प्रति प्रतिरोधी है।[31] माइक्रोसिस्टिन-उत्पादक जीवाणु शैवाल ब्लूम जल उपचार संयंत्रों की फिल्टर क्षमताओं को अभिभूत कर सकते हैं। कुछ सबूत बताते हैं कि विष को सिंचाई द्वारा खाद्य श्रृंखला में ले जाया जा सकता है।[32][33]

एरी झील ब्लूम

2011 में, एरी झील में माइक्रोसिस्टिस ब्लूम का एक रिकॉर्ड प्रकोप हुआ, जो आंशिक रूप से रिकॉर्ड पर सबसे गीले वसंत से संबंधित था, और इसने झील के निचले मृत क्षेत्रों का विस्तार किया, मछली की आबादी को कम किया, समुद्र तटों को खराब किया, और स्थानीय पर्यटन उद्योग को नुकसान पहुँचाया, जो सालाना $10 बिलियन से अधिक का राजस्व उत्पन्न करता है।[1]

अगस्त 2014 में, टोलेडो, ओहियो शहर ने एरी झील, जो ग्रेट लेक्स में सबसे उथली है, में हानिकारक शैवाल ब्लूम के कारण अपनी जल आपूर्ति में असुरक्षित स्तर के माइक्रोसिस्टिन का पता लगाया। शहर ने लगभग 500,000 लोगों के लिए एक सलाह जारी की कि पानी पीने या खाना पकाने के लिए सुरक्षित नहीं है।[34][35] ओहियो राज्य की एक टास्क फोर्स ने पाया कि एरी झील को किसी भी अन्य ग्रेट लेक की तुलना में अधिक फास्फोरस प्राप्त हुआ, जो कृषि पद्धतियों के कारण फसल भूमि से और शहरी जल-उपचार केंद्रों से आया था।[21]

सैन फ्रांसिस्को खाड़ी क्षेत्र

2016 में, सैन फ्रांसिस्को खाड़ी क्षेत्र के समुद्री जल में शेलफिश में माइक्रोसिस्टिन पाया गया था, जो स्पष्ट रूप से मीठे पानी के अपवाह से आया था, जो सूखे के कारण और खराब हो गया था।[36]

आयोवा

2018 में, आयोवा प्राकृतिक संसाधन विभाग ने परीक्षण किए गए 26 सार्वजनिक जल प्रणालियों में से 15 की कच्ची जल आपूर्ति में 0.3 µg/L, या माइक्रोग्राम प्रति लीटर (ppb), के स्तर पर माइक्रोसिस्टिन पाया।[37]

ओरेगन

2023 में, ओरेगन पर्यावरण गुणवत्ता विभाग (DEQ) और ओरेगन स्वास्थ्य प्राधिकरण ने पोर्टलैंड से होकर बहने वाली विलमेट नदी के अधिकांश हिस्से के लिए साइनोबैक्टीरिया सलाह जारी की।[38] सलाह ने रॉस आइलैंड लैगून से कैथेड्रल पार्क तक विलमेट को प्रभावित किया।[39] DEQ द्वारा परीक्षण में माइक्रोसिस्टिन का स्तर 549 ppb दिखाया गया।[38]

संपर्क में आने पर मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव

माइक्रोसिस्टिन अपनी चक्रीय रासायनिक प्रकृति के कारण पेप्सिन, ट्रिप्सिन, कोलेजेनेस और काइमोट्रिप्सिन जैसे मानक प्रोटीज द्वारा तोड़े नहीं जा सकते।[30] वे हेपेटोटॉक्सिक हैं, यानी लिवर को गंभीर नुकसान पहुँचाने में सक्षम हैं। एक बार निगल लिए जाने के बाद, माइक्रोसिस्टिन पित्त एसिड परिवहन प्रणाली के माध्यम से लिवर में यात्रा करता है, जहाँ अधिकांश संग्रहीत हो जाता है, हालांकि कुछ रक्त प्रवाह में रहता है और ऊतकों को दूषित कर सकता है।[40][41] माइक्रोसिस्टिन-एलआर के तीव्र स्वास्थ्य प्रभावों में पेट दर्द, उल्टी और मतली, दस्त, सिरदर्द, मुंह के चारों ओर छाले, और साँस लेने के बाद गले में खराश, सूखी खांसी और निमोनिया शामिल हैं।[42][29]

अध्ययन बताते हैं कि माइक्रोसिस्टिन का अवशोषण जठरांत्र संबंधी मार्ग में होता है।[28] इसके अलावा, यह पाया गया कि ये हेपेटोटॉक्सिन प्रोटीन एंजाइम फॉस्फेटेस PP1 और PP2A की गतिविधि को बाधित करते हैं, जिससे रक्तस्रावी झटका लगता है और चूहों के अध्ययन में 45 मिनट के भीतर मृत्यु हो जाती है।[43]

EPA कार्सिनोजेन जोखिम मूल्यांकन दिशानिर्देशों को लागू करके माइक्रोसिस्टिन की कार्सिनोजेनिक क्षमता का आकलन करने के लिए अपर्याप्त जानकारी प्रतीत होती है। कुछ अध्ययन बताते हैं कि चीन में पीने के पानी में लिवर और कोलोरेक्टल कैंसर और साइनोबैक्टीरिया की घटना के बीच संबंध हो सकता है।[44][45][46][47][48][49] हालांकि, जोखिम का सटीक आकलन और माप करने की सीमित क्षमता के कारण सबूत सीमित हैं।

विनियमन

अमेरिका में, EPA ने 2015 में एक स्वास्थ्य सलाह जारी की।[50] विभिन्न उम्र के लिए दस दिवसीय स्वास्थ्य सलाह की गणना की गई थी जिसे पीने के पानी में माइक्रोसिस्टिन के दस दिवसीय संपर्क में गैर-कार्सिनोजेनिक प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों के प्रति सुरक्षात्मक माना जाता है: बोतल से दूध पीने वाले शिशुओं और प्री-स्कूल उम्र के छोटे बच्चों के लिए 0.3 μg/L और स्कूली उम्र के बच्चों से लेकर वयस्कों के लिए 1.6 μg/L।[50]:28–29

यह भी देखें

संदर्भ

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अग्रिम पठन

  • National Center for Environmental Assessment. Toxicological Reviews of Cyanobacterial Toxins: Microcystins LR, RR, YR, and LA (NCEA-C-1765)

बाहरी कड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Microcystin" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Microcystin यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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