Cyanobakterier - fördjupning - Livsmedelsverket

Cyanobakterier - fördjupning

Cyanobakterier kallas ofta blå-gröna alger, men är närmare släkt med bakterier än alger. De får sin färg av att de innehåller färgpigment som kan fotosyntetisera. Cyanobakterier finns både i sötvatten, saltvatten och brackvatten. Massförekomst av cyanobakterier kallas blomningar. Blomningar gynnas av lugnt, varmt väder utan nederbörd och av att det finns hög tillgång på näringsämnen i vattnet. En blomning syns inte alltid på ytan av vattnet, utan kan ligga längre ner i vattenmassan. 

 

På den här sidan

Toxiner (gifter) från cyanobakterier
Lukt- och smakämnen
Olika typer av toxiner
Mikrocystiner och nodulariner – giftverkan, toxicitet
Symtom på förgiftning av mikrocystiner och nodulariner
Riskbedömning av mikrocystiner och gränsvärden
Provisoriskt riktvärde från WHO

 

 

Cyanobakterier (blå-gröna alger) är mikroorganismer, som vid blomningar (massförekomst) ser ut och uppför sig som alger. Tidigare kallades de allmänt för blå-gröna alger, men de saknar cellkärna och är därför närmare släkt med bakterier än med alger.

 

Den karakteristiska blå-gröna färgen kommer sig av att de innehåller grön klorofyll och ett blått pigment, fykocyanin. De kan också innehålla rött pigment, fykoerytrin, och får då en röd eller brun färg.

 

Liksom gröna växter som innehåller klorofyll är cyanobakterier fotosyntetiserande, vilket innebär att de kan använda den energi som finns i solljuset till energikrävande kemiska processer i organismen. Under fotosyntesen omvandlas koldioxid från luften till syre. Cyanobakterier anses vara en av jordens äldsta levande organismer, och de tros ha haft stor betydelse för syresättningen av jordens atmosfär.  

 

Olika släkten och arter av cyanobakterier finns över hela världen, i alla klimat från polerna till tropikerna. Cyanobakterier finns i jord och mark och i symbios med växter och andra organismer, men de mest märkbara är de arter som förekommer i sjöar och hav.

 

Det marina släktet Trichodesmium kan täcka tusentals kvadratkilometer vid blomning i tropiska hav. I Östersjöns brackvatten har det under en följd av år varit återkommande stora blomningar av Nodularia. I Sveriges sjöar förekommer blomningar främst i näringsrika sjöar i syd- och mellan-Sverige, men förkomst finns dokumenterad i sjöar i hela landet, från Norrland till Skåne.  

 

Massförekomst av cyanobakterier kallas ofta ’algblomning’, trots att det inte är alger som finns i vattnet. Blomningar gynnas av lugnt och varmt väder utan nederbörd och utan stora strömningar och rörelser i vattenmassan. God tillgång på näringsämnen som organismerna behöver, främst fosfor men även kväve, gynnar blomningar.

 

Blomningar innehåller huvudsakligen en eller ett fåtal arter, och återkommer ofta säsongsvis i samma vatten där det blommat tidigare år. En blomning behöver inte synas på ytan av vattnet i alla skeden av dess utveckling. En blomning kan pågå från några timmar till dagar eller veckor.

 

Toxiner (gifter) från cyanobakterier

Många arter av cyanobakterier kan bilda toxiner (gifter) av olika typer. I Sverige antas mellan en tredjedel och hälften av alla blomningar vara toxiska. Blomningar av toxiska cyanobakterier kan förekomma över hela Sverige, från norr till söder.
Blomningar av cyanobakterier kan ge problem vid beredning av dricksvatten. Toxiner från en giftig blomning kan kan försvinna på några få dagar, men kan finnas kvar i vattnet i flera veckor, beroende på vilka förhållanden som råder. Sjövatten bör aldrig drickas utan föregående rening. Cyanobakterier kan också bilda ämnen som ger dålig lukt och smak åt vattnet.

 

Flera arter av cyanobakterier (blå-gröna alger) kan bilda olika typer av toxiner (gifter) med varierande grad av giftighet. Vi känner idag till ett stort antal toxiner som kan bildas av cyanobakterier, men sannolikt finns det också gifter som ännu är okända. Toxiner bildas inne i cyanobakterien och kan återfinnas inuti cellen, toxinerna kan också lösas ut i omgivande vatten. Om cyanobakterieceller sväljs frigörs toxinerna i matsmältningskanalen, och kan tas upp i kroppen.

 

De flesta toxiner som bildas av cyanobakterier är så kallade sekundära metaboliter. Det innebär att de inte produceras under hela cyanobakteriecellens livscykel, utan omständigheter som till stor del är okända, gör att toxinproduktionen plötsligt kan slås på. En blomning kan bli giftig från ena timmen till den andra.

 

När en toxinbildande art blommar kan det bli höga toxinnivåer i vattnet. Toxinfrisättning från en blomning ökar under slutfasen av tillväxten, för att öka ytterligare under den stationära fasen av blomningen. (Mole et al, 1997) När en blomning kollapsar och dör sker en stor frisättning av toxiner som funnits inneslutna i cyanobakteriecellerna ut i omgivande vatten.

 

I Sverige anges att mellan en tredjedel och hälften av alla blomningar är giftiga. Fritt lösta toxiner som finns i vattnet brukar normalt brytas ner på några timmar, dagar eller veckor, beroende på vilket toxin det handlar om, förhållanden i vattenmassan, klimatförhållanden och annat. Det finns dock exempel på att toxiner funnits kvar i tre månader, vintertid i Finland. (Kiviranta et al, 1991) Nedbrytningen av toxiner sker främst mikrobiellt, det vill säga att toxinerna bryts ner av vattenlevande bakterier.

 

Förutom att blomningar av cyanobakterier kan fördärva badvatten och störa andra fritids- eller yrkesaktiviteter, så är blomningar ett problem vid beredning av dricksvatten, och kan också vara det vid bevattning av grönsaker och andra grödor. Ungefär hälften av Sveriges dricksvatten bereds från sjöar och andra ytvatten, och den andra hälften bereds från grundvatten.

 

I den svenska skärgården finns blomningar dokumenterade ända upp i Bottenviken. I Östersjön förekommer återkommande blomningar. Sjöar med dokumenterad förekomst av toxiska cyanobakterier finns från Norrland i norr till Skåne i söder. (Edler et al, 1995) Det finns många anledningar till att inte dricka sjövatten direkt från sjön utan beredning eller rening, en anledning är möjligheten att toxiner från cyanobakterier kan finnas i sjövatten.

 

Det är viktigt att komma ihåg att en blomning av cyanobakterier inte alltid är synlig vid ytan av ett vatten, utan kan ligga flera meter ner. Det är också viktigt att komma ihåg att toxiner kan förekomma fritt lösta i vatten, utan att det finns synliga cyanobakterieceller.

 

År 1997 publicerade Livsmedelsverket en rapport där ytvattentäkter i Sverige hade undersökts på förekomst av 6 olika toxiner från cyanobakterier. Prover togs även på dricksvatten efter passage genom vattenverken. Samtliga Sveriges kommuner var inbjudna att delta i undersökningen och cirka hälften av Sveriges ytvattentäkter kom slutligen att ingå, 117 sjöar.

 

Detta var en stickprovsundersökning, prov togs vid ett enda tillfälle under sommaren. Sommaren var detta år kall och med mycket blåst och nederbörd, och innebar dåliga förhållanden för cyanobakterieblomningar. Förekomst av både cyanobakterier och toxiner undersöktes i sjövattnet, dricksvattnet testades bara för toxinförekomst. Toxiner återfanns i 16 av 110 sjövattenprov och låga halter i 2 av 107 dricksvattenprov. (SLV Rapport 19/97)

 

Lukt- och smakämnen

Cyanobakterier bildar också ämnen som kan ge dålig smak och lukt åt vattnet, till exempel geosmin, 2-metylisoborneol (2-MIB), beta-cyklocitral och dimetylsulfid. Luktpaneler har testat vid vilka nivåer det är möjligt att känna doften av dessa ämnen, och tröskelnivåer för lukt var mycket låga för geosmin och 2-metylisoborneol (2-MIB), 10 ng/L respektive 20 ng/L. För beta-cyklocitral och 1,9 mikrog/L för dimetylsulfid var tröskelnivåerna 19 mikrog/L respektive 1,9 mikrog/L. (Persson&York, 1978; Persson, 1980; Persson&Jüttner, 1983)

 

Olika typer av toxiner

Cyanobakterier kan bilda olika typer av toxiner: levertoxiner, nervtoxiner och toxiner som ger irritation och inflammation. De toxiner som innebär störst risk för hälsoeffekter vid beredning av dricksvatten i Sverige idag är de levertoxiner som kallas mikrocystiner och nodulariner.

 

De toxiner som bildas av cyanobakterier kan delas in i olika typer beroende på struktur eller beroende på deras sätt att påverka djur och människor. Utgående från verkningssätt kan toxinerna delas in i tre grupper

 

  • levertoxiner (mikrocystiner, nodulariner och cylindrospermopsin)
  • nervtoxiner (anatoxin-a, saxitoxiner och anatoxin-a(S))
  • toxiner som ger irritation och inflammation (lipopolysackaridtoxiner). 

 

De toxiner som oftast förekommer i högre koncentrationer (halter över 1 mikrogram/liter vatten) är enligt WHO mikrocystiner och cylindrospermopsin, medan nervtoxinerna sällan har uppmätts i högre koncentrationer. (WHO Drinking water guidelines)

 

De toxiner som innebär störst potentiell fara för hälsoeffekter hos människa i Sverige idag är mikrocystiner på grund av att de är de vanligast förekommande i toxinerna och är kemiskt sett mycket stabila. Nodulariner bildas av släktet Nodularia som de senaste åren har haft kraftiga blomningar i Östersjön, de kan därför potentiellt vara ett problem vid beredning av dricksvatten från Östersjövatten. Microcystiner och nodulariner är närmare beskrivna nedan.  

 

Cylindrospermopsin är inte av intresse för Sveriges del, eftersom toxinet bildas av arter som blommar i tropiska och subtropiska vatten. Dessa arter tycks inte kunna blomma i svalare klimat, även om förekomst i temperade vatten har observerats. (Ohtani et al, 1992; Baker 1996)

 

Nervtoxiner

Det finns idag inte anledning att tro att det finns någon risk för exponering för nervtoxiner via dricksvatten i Sverige. Enligt WHO förekommer nervtoxinerna sällan i höga koncentrationer. Nervtoxinerna ger akuta effekter, men såvitt känt inte några kroniska effekter. Det finns inga kända fall i världen där människor har påverkats av nervtoxiner som de fått i sig via dricksvatten. (Batorèu et al, 2005)

 

De förgiftningar som förekommit hos människor har berott på att personerna ätit skaldjur som växt i hav där marina dinoflagellater, en annan typ av mikroorganism än cyanobakterier, bildat saxitoxin. Toxinet har sedan lagrats upp i de skaldjur som ätits.  Nervtoxinerna påverkar signalöverföringen mellan nerv och muskel, och kan orsaka dödsfall om andningsmuskulaturen påverkas och förlamas.

 

Lipopolysackaridtoxiner

Lipopolysackaridtoxiner (LPS), eller endotoxiner som de också kallas, är komponenter i cellväggen hos cyanobakterier. LPS finns i cellväggen hos flesta gram-negativa bakterier. Preliminära resultat från studier som pågår i bland annat Australien anger att LPS från cyanobakterier är mycket mindre potenta än de från typiska gram-negativa bakterier som E.coli.

 

De toxiner som idag innebär störst risk för hälsoeffekter vid beredning av dricksvatten från sjövatten i Sverige är mikrocystiner. De är de toxiner som är mest vanligt förekommande, och de är kemiskt mycket stabila. I Östersjön förekommer stora blomningar av Nodularia som kan producera nodularin, och nodularin kan därför potentiellt vara ett problem vid beredning av dricksvatten från innanhavets brackvatten.

 

Mikrocystiner och nodulariner – struktur och några kemiska data

Mikrocystiner och nodulariner är levertoxiner (levergifter) som kan bildas av vissa arter av cyanobakterier. Det finns många varianter av de här toxinerna, varav de flesta är mycket giftiga.

  

Mikrocystiner och nodulariner är mycket stabila. De tål kokning utan att bli mindre giftiga. I naturen bryts toxinerna ofta ner av andra vattenlevande bakterier på några dagar eller veckor. I en ren vattenlösning som ställs mörkt kan de förvaras i åratal utan att förändras.

Försök har visat att om toxiner finns i råvatten så minskar halten vid passage genom flera vanliga beredningssteg i vattenverk, till exempel flockning, sedimentering och kolfilter.

 

Microcystiner och nodulariner är ringformiga peptider, mikrocystiner innehåller 7 och nodulariner 5 aminosyror i ring. Både mikrocystiner och nodulariner finns i olika varianter, det finns för närvarande drygt 70 kända varianter av mikrocystiner, och 8 av nodulariner. De är generellt sett mycket giftiga och bara ett fåtal icke-toxiska varianter är kända.

 

 

 Kemisk formel för Mikrocystin-LR

 

 
Kemisk formel för mikrocystin-LR, kemiskt namn är cyklo-(D-alanin-D-leucin-D-(beta-metylasparaginsyra)-Z-ADDA-D-glutamat-N-metyldehydroalanin)

 
 

De aminosyror som oftast byts ut i mikrocystiner är de i position 2 och 4 (leucin och arginin i Fig 1). Andra vanliga strukturmodifieringar är demetylering av aminosyrorna i position 3 och 7 (metylasparaginsyra och metyldehydroalanin i Fig 1). Aminosyran ADDA (3-amino-9-metoxy-2,6,8-trimetyl-10-fenyl-deca-4,6-diensyra) är specifik för mikrocystiner och nodulariner och är av betydelse för toxiciteten.

 

Microcystiner och nodulariner bildas inne i cellen och kan utsöndras i omkringliggande vatten, men inte i så hög grad. När cellerna åldras kan de börja 'läcka' toxin, och när cellerna dör och bryts ned så löses toxinerna ut i omgivande vatten. (van Apeldoorn et al, 2007; Ibeling & Chorus, 2007)

 

Mikrocystiner och nodulariner är kemiskt sett mycket stabila föreningar. I steril vattenlösning i mörker kan toxinerna förvaras i åratal utan att förändras. Ute i naturen bryts de framförallt ned genom mikrobiell nedbrytning, det vill säga att andra vattenlevande bakterier har förmåga att bryta ned toxinerna.

 

Det dröjer vanligtvis ett par dagar innan nedbrytningen börjar, men denna period kan också vara längre än tre veckor beroende på förhållanden i vattenmassan, klimatförhållanden och koncentration av lösta toxiner. När nedbrytningen har börjat kan fritt lösta toxiner normalt brytas ned på några timmar, dagar eller veckor. Det finns dock exempel på att toxiner funnits kvar i tre månader, detta är dokumenterat från en sjö i Finland under vintertid. (Kiviranta et al, 1991)

 

I solljus kan toxinerna brytas ned genom långsam fotokemisk påverkan. Reaktionen påskyndas vid närvaro av vattenlösliga cell-pigment, fykobiliproteiner. I laboratorieförsök har mer än 90% av mikrocystin brytits ned på mindre än 2 veckor när toxinet utsatts för fullt solljus i närvaro av pigment. I andra försök har det tagit mer än 6 veckor.

 

Toxinerna tål kokning utan att påverkas. Vid höga temperaturer och höga eller låga pH har långsam hydrolys observerats. Vid pH 1 tar det ungefär 10 veckor för att få mer än 90% nedbrytning av mikrocystin och vid pH 9 längre än 12 veckor. (Harada, 1996)


Mikrocystiner kan oxideras av ozon och andra starka oxidationsmedel, och de kan degraderas av intensiv UV-strålning.

 

Flera försök har gjorts där olika beredningssteg som är vanliga i vattenverk har undersökts utgående från de olika stegens förmåga att rena vattnet från cyanobakterietoxiner. I laboratorieförsök har visats att hela cyanobakterieceller kan renas ur råvatten med konventionella metoder som sandfiltrering och kemisk fällning. Det betyder att så länge cellerna är hela och oskadade och toxinet finns inne i den intakta cellen, kan dessa steg räcka för att rena vattnet. Om cellerna har gått sönder och toxinet är fritt löst i vattnet räcker inte dessa konventionella reningsmetoder.

 

Laboratorieförsök visar att fritt toxin kan passera reningssteg som flockning, snabbfiltrering och klorering. Klorering i ett tidigt skede i vattenberedningen kan förvärra situationen, eftersom cellerna slås sönder och inneslutet toxin kan frigöras.

 

De flesta försök som gjorts för att rena fritt toxin ur vatten har utförts med mikrocystin. I laboratorie försök där oxidanter prövats för att bryta ned mikrocystin löst i vatten, visade sig både klorin och väteperoxid vara ineffektiva. Höga doser klordioxid var effektivt i klart vatten, men ineffektivt i råvatten. Ozon och kaliumpermanganat hade båda god effekt även i råvatten.

 

Adsorption av toxiner på aktivt kol visade sig vara ett effektivt sätt att eliminera fritt toxin från vatten. I försök med aktivt kol var aktivt kolpulver med trä som utgångsmaterial mest effektivt, medan andra utgångsmaterial (kol respektive kokosnötskal) gav sämre effekt. När aktivt kol var granulerat blev resultatet bättre ju mindre partikelstorleken var och ju längre kontakttiden var.

 

I försöken med granulerat kol togs inte hänsyn till den den biologiska aktivitet som kan uppkomma i kolbädden med tiden. Eftersom mikrocystin är biologiskt nedbrytbart kan även långsam sandfiltrering avlägsna toxiner, beroende på biologisk aktivitet i sandbädden. Enligt en rapport från Naturvårdsverket är behandling med aktivt kol den metod som är mest effektiv för att eliminera fritt toxin från vatten.

 

Livsmedelsverket utförde sommaren 1998 en undersökning av olika beredningssteg i vattenverk och i vilken grad de kunde avskilja mikrocystin. Fyra vattenverk med olika beredningsmetoder hade valts ut. Ett kriterium var också att cyanobakterier ofta förekom i ytvattentäkten. Provtagningen pågick under ett antal veckor. Endast vid två av vattenverken förekom mikrocystiner i ytvattnet i sådana halter att det gick att få ut något resultat. Resultatet från dessa vattenverk visade att halten av toxiner minskade i samtliga beredningssteg, varav flockning, sedimentering samt kolfilter var mest effektiva. (SLV Rapport 4, 2000)

 

Mikrocystiner och nodulariner – giftverkan, toxicitet

Mikrocystiner och nodulariner påverkar levern därför att de transporteras dit med hjälp av ett av kroppens transportsystem. Mikrocystiner och nodulariner ger leverskada genom att blockera kroppsegna ämnen som behövs för att levercellerna ska fungera. Vid akut allvarlig förgiftning kan den förgiftade personen dö av en inre blödning i levern.

 

Mikrocystiner (och även nodulariner) är levertoxiner. Anledningen till att levern är det organ som drabbas i första hand är inte att leverceller är specifikt känsliga, utan att toxinerna transporteras in till levercellerna via ett transportsystem vars normala funktion är att transportera gallsalter. (Ficher et al, 2005) Inne i kroppens celler binder mikrocystiner sig starkt till en typ av enzym (proteinfosfatas I och IIA) och hindrar enzymfunktionen, vilket skadar levercellernas grundläggande funktioner. (Gehringer, 2004)

 

I lösning får mikrocystiner och nodulariner en likartad konfiguration i ADDA-delen av molekylen (se figur ovan), och den regionen är av vikt för den starka bindningen till proteinfosfataser. Mikrocystiner bildar ytterligare kovalent bindning mellan Mdha (se figur ovan) och proteinfosfatasmolekylen. Linjära mikrocystiner och nodulariner, där ringstrukturen har brutits upp, är ungefär 100 gånger mindre toxiska än de cirkulära peptiderna. De linjära varianterna antas vara prekursorer och/eller nedbrytningsprodukter av toxinerna.

 

Fosforylering av kroppens proteiner är en av de viktigaste formerna av strukturmodifiering av proteiner efter translation. Graden av fosforylering beror på balansen mellan proteinkinaser, som fosforylerar, och proteinfosfataser, som defosforylerar. När ett protein fosforyleras förändras dess storlek och laddning, och även konfigurationen kan genomgå en stor förändring, vilket påverkar proteinets aktivitet. När proteinet förändras bildas nya bindningsställen, som andra proteiner kan reagera på. 

 

Om balansen mellan fosforylering och defosforylering rubbas genom att fosfataser inhiberas blir resultatet en hyperfosforylering av proteiner vilket påverkar grundläggande funktioner i cellen. Resultatet kan bli förändringar i celltillväxt, hormonutsöndring och andra basala funktioner.

 

Effekterna när mikrocystiner eller nodulariner når leverceller blir att filament i cellskelettet hyperfosforyleras och förlorar sin funktion, vilket leder till att cellen kollapsar. När levercellerna förlorar sin morfologiska form medför detta att de celler som bildar kapillärväggarna i leverns finaste blodkärl förlorar stödet från levercellerna och glider isär så att kapillärer börjar läcka. Detta gör att det vid svår akut förgiftning blir ett läckage av blod ut i levern, och det blir en  inre blödningen som kan bli så stor att individen avlider.  

 

Det finns misstankar om att toxinerna mikrocystin och nodularin kan bidra till tumörpromotion. Denna effekt skulle kunna uppstå vid långtidsexponering för låga nivåer av toxiner, nivåer som är lägre än de som ger akuta symtom. Detta är ett outforskat område och misstankarna grundar sig främst på kunskap om toxinernas verkningssätt. IARC (International Agency for Research on Cancer) har nyligen utvärderat microcystin-LR, främst utgående från misstänkt tumörpromotion. De placerade microcystin-LR i Grupp 2B ("The agent is possibly carcinogenic to humans")(IARC, 2006)

 

Symtom på förgiftning av mikrocystiner och nodulariner

Mikrocystiner och nodulariner är levertoxiner. De effekter och symtom som kan förväntas vid exponering av nivåer som ger akut påverkan är förhöjning av leverenzymer som visar på leverskada, sjukdomskänsla, illamående och kräkning och andra symtom på sjukdom i matsmältningsapparaten. Vid allvarligare påverkan kan gulsot och andra tecken på leverskada förekomma. 

 

Det finns ett flertal fall publicerade som beskriver akuta förgiftningar av människor och djur där toxiner från cyanobakterier misstänks ha orsakat förgiftningen. Det är dock sällan som det finns ett bevisat orsakssamband, men oftast mycket starka implikationer.

 

Den första beskrivningen av boskapsdöd som sannolikt orsakats av cyanobakterietoxiner är från Australien 1878 och är publicerad i tidskriften Nature från detta år. (Francis, 1878)

 

I vetenskaplig litteratur har symtom beskrivits hos människa som troligen orsakats av toxiner från cyanobakterier. Dessa är

 

  • efter bad: kliande utslag, hösnuva, diarré, kräkning, feber, mag-tarm sjukdom, ledvärk, muskelvärk, huvudvärk, lunginflammation, ögoninflammation.
  • via dricksvatten: mag-tarm sjukdom, feber, kräkning, diarré, magsmärtor, illamående, svaghet, leverinflammation.
  • via dialys: feber, kräkning, muskelsmärtor, blodtrycksfall, leverinflammation, dödsfall.

 

De effekter och symtom som i första hand kan förväntas efter exponering för mikrocystiner och nodulariner i nivåer som ger akut påverkan via dricksvatten, är förhöjning av laboratorievärden för levertransaminaser, sjukdomskänsla, illamående och kräkning och andra symtom på sjukdom i matsmältningsorganen. Vid allvarligare påverkan kan gulsot och andra symtom på leverskada uppträda.

 

Bland människor finns de som löper större risk än andra för skador efter exponering för levertoxiner från cyanobakterier. Till dessa hör personer som redan har skador på organ som påverkas av toxinerna, till exempel personer med hepatit, levercirrhos, toxisk leverskada av annat ursprung eller njurskada. Dialyspatienter kan vara en utsatt grupp därför att de vid dialys exponeras för stora mängder vatten i bukhålan (intraperitonealt) eller intravenöst.

 

En allvarlig förgiftning under senare tid hände vid en dialysklinik i Brasilien i februari 1996. Vid kliniken upplevde 117 av 136 patienter symtom som synrubbning, illamående, kräkning, muskelsvaghet och smärtsam leverförstoring efter rutinmässig hemodialys. Hundra av patienterna utvecklade leversvikt efter hand, och 50 av dem avled av detta. (Jochimsen et al, 1998; Azevedo et al, 2002) Symtombilden gjorde att cyanobakterietoxiner misstänktes som orsak till sjukdomsfallen. Analys av kol från dialyscentrets vattenreningssystem visade toppar som överensstämde med microcystin. Blodserum från insjuknade och kontrollpatienter analyserades, liksom levervävnad från avlidna patienter. I serum hittades microcystin i nivåer upp till 10 ng/ml och i levervävnad fann man microcystin i nivåer mellan 0,1 och 0,5 ng/mg. Slutsatsen drogs att microcystin förorenat vattnet som användes till dialys.

 

Att mikrocystin fanns i det vatten som dialyscentret använde för dialys berodde på felaktig hantering av vatten som forslades via tankbil till centret från stadens vattenverk, och även på defekt funktion av dialyscentrets vattenreningssystem.

 

Syndromet har sedan blivit kallat Caruaru-syndromet och kännetecknas av smärtsam grav leverförstoring, gulsot och blödningsrubbningar som manifesteras som blödningar i hud och slemhinnor, näsblödning och vaginalblödning. I laboratoriebilden ingår förhöjda levertransaminaser, variabel hyperbilirubinemi, förlängd pt-blödningstid och grav hypertriglyceridemi. Histopatologiskt ses i ljusmikroskop förstörda leverceller, levercell deformiteter, nekros, apoptos, choleostas, vakuolisering av cytoplasma, leukocyt infiltration och multinukleära hepatocyter. I elektronmikroskop av leverceller ses intracellulärt ödem, förändringar i mitokondrier, skador på endoplasmatiskt retikulum och lipid vakuoler. Överensstämmelse kan ses med skador som uppkommit i leverceller hos djur som utsatts för mikrocystiner i laboratorieförsök.

  

 

Riskbedömning av mikrocystiner och gränsvärden

För mikrocystinvarianten mikrocystin-LR finns ett provisoriskt riktvärde (”provisional guidance value”) fastställt av Världshälsoorganisationen (WHO). Att det är ett så kallat ”provisoriskt” värde beror på att det finns bevis på hälsofara, men bara begränsad information om hälsoeffekter som en följd av exponering av toxinerna. Det provisoriska gränsvärdet är 1 mikrogram mikrocystin-LR/liter vatten. (WHO Drinking water guidelines)

 

Riktvärdet ska ge en säkerhet vid en livslång daglig konsumtion. Det innebär att om dricksvatten för kortare perioder överskrider riktvärdet, så behöver detta inte innebära att det är oacceptabelt för konsumtion. Vid tillfälliga överskridanden av riktvärdet bör ansvariga myndigheter kontaktas för en utvärdering av situationen.

 

Mikrocystin-LR anses vara en av de mest toxiska varianterna av mikrocystiner och det finns därför anledning att anse att WHO:s riktvärde även kan omfatta andra varianter av mikrocystiner. Om detta riktvärde även kan gälla för nodularin, finns idag inte tillräckligt med underlag för ett säkert uttalande.

 

Provisoriskt riktvärde från WHO

För mikrocystinvarianten mikrocystin-LR finns det ett provisoriskt riktvärde (”provisional guidance value”) fastställt av Världshälsoorganisationen (WHO). Att det är ett så kallat ’provisoriskt’ värde beror på att det finns bevis för en hälsofara, men bara begränsad information om hälsoeffekter som en följd av exponering för toxinerna. Det provisoriska riktvärdet är 1 mikrogram mikrocystin-LR/liter vatten. (WHO Drinking water guidelines) 

 

I riktvärdet ingår ett antal säkerhetsfaktorer som kompensation för brist på information. Vid beräkning av riktvärdet har bristen på information och osäkerheten i det toxikologiska underlaget kompenserats genom användning 'osäkerhetsfaktorer', där varje 'osäkerhet' sänker riktvärdet med en faktor mellan 5 och 10. Hänsyn har bland annat tagits till bristen på långtidsstudier och möjligheten av tumörpromotion. (Bilaga – redogörelse för WHOs beräkning)

 

Riktvärdet baseras på antagandet att en person som väger 60 kg konsumerar 2 L vatten per dag, och riktvärdet ska ge säkerhet vid en livslång konsumtion av vatten med toxininnehåll enligt riktvärdet. Detta innebär att om dricksvatten för kortare perioder överskrider riktvärdet så behöver detta inte innebära att det är olämpligt eller oacceptabelt för konsumtion. Vid tillfälliga överskridanden av riktvärdet bör ansvariga myndigheter kontaktas för en utvärdering av situationen.

 

Diskussion kring svenska förhållanden

I den nationella lagstiftningen i Sverige finns inget gränsvärde för mikrocystiner. Bland de länder som har infört nationella gränsvärden finns till exempel Canada. De har vid beräkning av gränsvärde utgått från samma djurstudie som WHO har använt sig av, och av normen att en 70-kg vuxen person konsumerar 1,5 liter dricksvatten per dag. De utgår vidare från att dricksvatten står för 80% av det dagliga intaget av mikrocystiner. Utifrån detta kommer de fram till att den maximalt acceptabla koncentrationen (MAC) i dricksvatten är 1,5 mikrogram/liter av mikrocystin-LR. Denna MAC är beräknad för mikrocystin-LR men antas ge skydd även för exponering för andra mikrocystiner, fria och cellbundna, som kan förekomma i vattnet. (Health Canada, 2002)

 

Mikrocystin-LR anses vara en av de mest toxiska varianterna av mikrocystiner, det finns därför anledning att anse att WHOs riktvärde även kan omfatta andra varianter av mikrocystiner. För mindre toxiska varianter kan riktvärdet innebära att ytterligare säkerhetsmarginaler blir innefattade i gränsvärdet.

 

I Sverige förekommer massförekomst av toxinbildande cyanobakterier sporadiskt under sommarhalvåret, och omfattningen av blomningar är beroende av såväl näringstillgång som väderförhållanden. I södra Sverige kan blomning vara vanlig redan i maj, men blomningsperioder förekommer normalt från andra halvan av juni till slutet av augusti. Vissa arter kan blomma även vid låga temperaturer, och blomningar kan förekomma i november-december.

 

I Sverige sker inte en kontinuerlig daglig exponering för cyanobakterietoxiner via vatten. Det innebär att ytterligare säkerhet byggs in i WHOs riktvärde, om detta används vid bedömning av dricksvattens tjänlighet.

 

Det finns ytterligare en möjlighet att exponeras för cyanobakterietoxiner. Torkade eller färskfrysta cyanobakterier säljs som hälsokost (Spirulina och Aphanizomenon flos-aquae), bland annat sker försäljning via internet. Analyser av sådana produkter har visat att det har förekomma toxiner i dem. Sannolikt beror detta på att toxinbildande arter av cyanobakterier har kommit med vid skörd av de önskade arterna. (Dietrich & Hoeger, 2005; Saker et al, 2005)

Uppdaterad: 2014-09-15