Обоснование предельно допустимой концентрации анатоксина-а в воде водоёмов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Введение. Опасность загрязнения воды токсинами синезелёных водорослей (цианотоксинами) связана не только с антропогенным загрязнением водных объектов биогенными веществами (азот, фосфор), но и с климатическими изменениями на планете. Присутствие цианотоксинов зарегистрировано в водоёмах стран Европы, Северной Америки и др. На территории Российской Федерации цианотоксины обнаружены в ряде водных объектов, в том числе в источниках питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.

Материалы и методы. В качестве материала в экспериментальных исследованиях использован сертифицированный эталонный образец анатоксина-а в 1%-м растворе уксусной кислоты (Standart, Certified) производства США, CAS 64285-06-09. На основе данных elibrary.ru, PubMed, Web of Science, Jstor, Open Access Button, Российской государственной библиотеки (РГБ), MedLine выполнен обзор научных исследований по проблеме цианотоксинов. В условиях хронического эксперимента исследовано общетоксическое действие анатоксина-а на организм белых крыс при пероральном поступлении, изучены морфофункциональные изменения внутренних органов животных, эмбриотоксическое действие на организм беременных крыс и тератогенное действие на потомство. Обработку первичных данных осуществляли с помощью программы Microsoft Office Excel 2013. Статистический анализ проводили в программе SPSS Statistics v. 22.0 при α = 0,05. Нормальность распределения данных проверяли по критерию Шапиро – Уилка, равность дисперсий – по критерию Ливиня. Проверку наличия тренда в исследованиях осуществляли методом ранговых корреляций Спирмена.

Результаты. Установлены пороговая доза общетоксического воздействия анатоксина-а на организм животных в условиях хронического эксперимента, недействующая доза по эмбриотоксическому и тератогенному действию.

Ограничение исследования. Исследования ограничены длительностью хронического эксперимента (три месяца).

Заключение. Предельно допустимая концентрация анатоксина-а в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования рекомендована на уровне 4 мкг/л, санитарно-токсикологический показатель вредности, второй класс опасности. Для контроля содержания концентрации в воде разработаны и утверждены МУК 4.1.4055–24 «Количественное определение анатоксина-а в питьевой и природной воде методом иммуноферментного анализа» (нижний предел измерения – 0,05 мкг/л).

Соблюдение этических стандартов. Получено положительное заключение комиссии по биомедицинской этике ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана Роспотребнадзора (протокол № 03/22 от 21.11.2022 г.).

Участие авторов:
Синицына О.О. – концепция и дизайн исследования, редактирование;
Турбинский В.В. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Пушкарева М.В., Масальцев Г.В.  – написание текста, редактирование;
Кузь Н.В. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках реализации государственной программы «Обеспечение химической и биологической безопасности Российской Федерации» на 2021–2027 гг.

Поступила: 04.02.2025 / Принята к печати: 26.03.2025 / Опубликована: 31.07.2025

1. Турбинский В.В., Брагина И.В., Кузь Н.В., Синицына О.О., Пушкарева М.В. Проблема цветения воды источников питьевого водоснабжения населения. Гигиена и санитария. 2024; 103(12): 1466–72. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2024-103-12-1466-1472 https://elibrary.ru/fvwkpd

2. Botana L. Phycotoxins. Chemistry And Biochemistry. Ames: Blackwell Publishing; 2007.

3. WHO. Guidelines for safe recreational water environments – vol. 1: Coastal and fresh waters; 2003. Available at: https://who.int/publications/i/item/9241545801

4. Devlin J.P., Edwards O.E., Gorham P.R., Hunter M.R., Pike R.K., Stavric B. Anatoxin-a, a toxic alkaloid from Anabaena flos-aquae NCR-44h. Can. J. Chem. 1977; 55(8): 1367–71. https://doi.org/10.1139/v77-189

5. Ballot A., Fastner J., Lentz M., Wiedner C. First report of anatoxin-a-producing cyanobacterium Aphanizomenon issatschenkoi in northeastern Germany. Toxicon. 2010; 56(6): 964–71. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2010.06.021

6. Gugger M., Lenoir S., Berger C., Ledreux A., Druart J.C., Humbert J.F., et al. First report in a river in France of the benthic cyanobacterium Phormidium favosum producing anatoxin-a associated with dog neurotoxicosis. Toxicon. 2005; 45(7): 919–28. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2005.02.031

7. Huisman J., Matthijs H.C.P., Visser P.M. Harmful Cyanobacteria. Dordrecht: Springer; 2005.

8. Krienitz L., Ballot A., Kotut K., Wiegand C., Pütz S., Metcalf J.S., et al. Contribution of hot spring cyanobacteria to the mysterious deaths of Lesser Flamingos at Lake Bogoria, Kenya. FEMS Microbiol. Ecol. 2003; 43(2): 141–8. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2003.tb01053.x

9. Chorus I., Welker M. Toxic Cyanobacteria in Water: A Guide to Their Public Health Consequences, Monitoring and Management. Taylor & Francis; 2021.

10. Stevens D.K., Krieger R.I. Stability studies on the cyanobacterial nicotinic alkaloid anatoxin-A. Toxicon. 1991; 29(2): 167–79. https://doi.org/10.1016/0041-0101(91)90101-v

11. Carrière A., Prévost M., Zamyadi A., Chevalier P., Barbeau B. Vulnerability of Quebec drinking-water treatment plants to cyanotoxins in a climate change context. J. Water Health. 2010; 8(3): 455–65. https://doi.org/10.2166/wh.2009.207

12. Colas S., Marie B., Lance E., Quiblier C., Tricoire-Leignel H., Mattei C. Anatoxin-a: Overview on a harmful cyanobacterial neurotoxin from the environmental scale to the molecular target. Environ. Res. 2021; 193: 110590. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110590

13. Puddick J., van Ginkel R., Page C.D., Murray J.S., Greenhough H.E., Bowater J., et al. Acute toxicity of dihydroanatoxin-a from Microcoleus autumnalis in comparison to anatoxin-a. Chemosphere. 2021; 263: 127937. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127937

14. Astrachan N.B., Archer B.G., Hilbelink D.R. Evaluation of the subacute toxicity and teratogenicity of anatoxin-a. Toxicon. 1980; 18(5–6): 684–8. https://doi.org/10.1016/0041-0101(80)90100-2

15. Fawell J.K., Mitchell R.E., Hill R.E., Everett D.J. The toxicity of cyanobacterial toxins in the mouse: II anatoxin-a. Hum. Exp. Toxicol. 1999; 18(3): 168–73. https://doi.org/10.1177/096032719901800306

16. Fawell J.K., Mitchell R.E., Everett D.J., Hill R.E. The toxicity of cyanobacterial toxins in the mouse: I microcystin-LR. Hum. Exp. Toxicol. 1999; 18(3): 162–7. https://doi.org/10.1177/096032719901800305

17. Rogers R., Malancharuvil-Berkes E., Mosley M., Hui D., O’Garro Joseph G. Critical discourse analysis in education: A review of the literature. Rev. Educ. Res. 2005; 75(3): 365–416. https://doi.org/10.3102/00346543075003365

18. Sieroslawska A. Assessment of the mutagenic potential of cyanobacterial extracts and pure cyanotoxins. Toxicon. 2013; 74: 76–82. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2013.07.029

19. Butler N., Carlisle J., Linville R. Toxicological Summary and Suggested Action Levels to Reduce Potential Adverse Health Effects of Six Cyanotoxins. Sacramento; 2012: 119.

20. Anatoxin-a and Drinking Water. Minnesota Department of Health Health Risk Assessment Unit, 2016. Available at: https://health.state.mn.us/communities/environment/risk/docs/guidance/gw/anatoxininfo.pdf

21. Павленко С.М. Применение суммационно-порогового показателя в токсикологическом эксперименте на белых крысах. В кн.: Методики санитарно-токсикологического эксперимента: сборник научных трудов МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана. М.; 1975: 5–7.

22. Беляева Н.Н., Ракитский В.Н., Николаева Н.И., Вострикова М.В., Вещемова Т.Е. Количественная структурно-функциональная оценка различных систем организма лабораторных животных в гигиенических исследованиях. Гигиена и санитария. 2020; 99(12): 1438–45. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-12-1438-1445 https://elibrary.ru/hclbnb

23. Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных. М.: БИНОМ; 2007.

24. Abdi H. Bonferroni and Šidák Corrections for Multiple Comparisons. Encyclopedia of Measurement and Statistics, vol. 3. Sage Publication; 2007: 103–7.

25. Corder G.W., Foreman D.I. Nonparametric Statistics: A Step-by-Step Approach. John Wiley & Sons; 2014.

26. Agresti A. Categorical Data Analysis. John Wiley & Sons; 2003.

27. Малашенко А.М., Егоров И.Е. Доминантные летали у инбредных мышей под действием этиленимина. Генетика. 1967; (3): 59–68.

28. Дыбан А.П., Баранов В.С., Акимова И.М. Основные методические подходы к тестированию тератогенной активности химических веществ. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1970; 59(10): 89–100.