Laguna Sungai Indian di Florida menghadapi peningkatan pertumbuhan fitoplankton, yang menyebabkan kondisi beracun. Sebuah studi yang dilakukan oleh Florida Atlantic University mengungkapkan berbagai tingkat toksisitas dan adanya racun yang diketahui dan berpotensi menjadi racun baru, menekankan hal ini
pentingnya pemantauan terhadap implikasi kesehatan manusia. Alga beracun tumbuh subur di permukaan air. Kredit: Institut Oseanografi Cabang Pelabuhan FAU
Ilmuwan FAU Harbour Branch menemukan pola khas kerusakan sel yang terkait dengan racun di Indian River Lagoon, Florida.
Indian River Lagoon (IRL) di Florida, yang membentang sepanjang 156 mil, dibatasi oleh lima kabupaten dan memiliki lima saluran masuk yang menghubungkannya ke Samudra Atlantik. Baru-baru ini, muara telah menghadapi beberapa peristiwa mekarnya fitoplankton yang dipicu oleh peningkatan suhu musiman dan faktor lingkungan.
Pertumbuhan alga menghasilkan banyak molekul organik kecil, banyak di antaranya dapat menjadi racun bagi manusia dan hewan. Di antara produsen phycotoxin adalah aeruginosa mikrokistik, cyanobacterium air tawar, yang dapat ditemukan di IRL Selatan. Microcystins dalam jumlah yang dapat diukur telah ditemukan pada usapan hidung orang-orang yang tinggal dan bekerja di dekat daerah tersebut, meskipun penemuan microcystins pada selaput lendir mungkin merupakan bukti bahwa tubuh sedang melakukan tugasnya untuk menghilangkannya.
Metodologi Penelitian
Untuk membantu mengungkap potensi bahaya kesehatan manusia yang terkait dengan pertumbuhan alga berbahaya di IRL, para peneliti dari Institut Oseanografi Cabang Pelabuhan Florida Atlantic University mengumpulkan sampel air dari 20 lokasi di laguna selama musim hujan dan kemarau selama periode tiga tahun. Sampel diekstraksi untuk memekatkan molekul organik dan ekstrak ini digunakan dalam pengujian.
Untuk mengidentifikasi keberadaan racun yang diketahui atau yang baru muncul, para peneliti menggunakan panel sel manusia yang diabadikan di hati, ginjal, dan otak untuk mengukur sitotoksisitas. Garis sel manusia yang direkayasa untuk mengekspresikan pengangkut ion, sel darah merah, dan aktivitas melawan enzim protein fosfatase, juga digunakan dalam penelitian ini. Sel-sel dan aktivitas biologis ini dipilih karena diketahui dipengaruhi oleh racun alga dan menunjukkan pola aktivitas unik untuk racun yang diketahui.
Esther Guzmán, Ph.D., penulis koresponden dan profesor riset di FAU Harbour Branch. Kredit: Institut Oseanografi Cabang Pelabuhan FAU
Sampel diuji pada konsentrasi tinggi untuk mendeteksi metabolit sebanyak mungkin, dan sampel yang menunjukkan sitotoksisitas lebih dari 50 persen dianggap aktif. Sampel yang menunjukkan toksisitas tinggi kemudian dilakukan analisis spektrometri massa kromatografi cair resolusi tinggi untuk menilai metabolit yang ada dalam sampel.
Temuan Studi dan Pengamatan
Hasil penelitiannya dipublikasikan di jurnal Racun, menunjukkan bahwa setiap toksin kontrol menginduksi pola sitotoksisitas yang konsisten pada panel garis sel manusia yang diuji. Pada saat mekar, sitotoksisitas akibat salah satu jenis toksin terlihat jelas dari pola ini. Dengan tidak adanya pertumbuhan, sitotoksisitas yang diamati mencerminkan campuran racun atau disebabkan oleh racun yang tidak teridentifikasi.
“Pengamatan paling menarik dari penelitian kami adalah bahwa dengan garis sel yang digunakan, kami dapat mengikuti pola toksisitas yang diketahui,” kata Esther Guzmán, Ph.D., penulis koresponden dan profesor riset di FAU Harbour Branch. “Racun yang diketahui hanya terlihat saat mekar. Karena toksisitas sel terlihat pada tidak adanya pertumbuhan, hal ini menunjukkan bahwa mungkin ada toksin atau kombinasi toksin yang ada pada saat itu. Temuan kami menunjukkan bahwa racun lain yang berpotensi membahayakan kesehatan manusia mungkin ada di laguna.”
Di antara temuan penelitian, lokasi laguna paling utara menunjukkan tingkat toksisitas yang lebih rendah dibandingkan lokasi selatan. Perkembangan sitotoksik terlihat di wilayah selatan (Mikrokistik) dan utara (pirodinium) dari laguna. Jika tidak ada bunga yang mekar, Garpu Selatan, Garpu Selatan 2, Garpu Utara dan Muara Tengah (lokasi satu sampai empat) di IRL Selatan dan Sungai Pisang, serta Sungai Pisang Utara (NASA) (situs 14 dan 15) di IRL Utara tampaknya memiliki sitotoksisitas tertinggi selama penilaian.
Situs yang Lebih Sehat dan Racun yang Tidak Diketahui
Sebaliknya, Jensen, Fort Pierce Inlet, Harbour Branch Link Port Canal, Vero Beach Land/Ocean Biogeochemical Observatory, dan Vero Beach Barber Bridge (lokasi enam hingga 10) tampak lebih sehat karena hanya terdapat sedikit sampel dengan sitotoksisitas di atas 50 persen di lokasi-lokasi tersebut. lokasi itu. meskipun terdapat variasi yang signifikan secara statistik antar lokasi.
“Pertanyaan utama yang ingin kami jawab dalam penelitian ini adalah apakah ada racun yang tidak diketahui atau molekul pemberi sinyal lain yang terkait dengan pertumbuhan alga berbahaya di laguna,” kata Amy Wright, Ph.D., rekan penulis dan profesor riset, FAU Cabang Pelabuhan. “Data yang dikumpulkan hingga saat ini menunjukkan bahwa memang demikian adanya. Yang terpenting, penggunaan panel pengujian untuk menilai keberadaan zat beracun dapat memungkinkan pemantauan yang lebih baik terhadap dampak kesehatan manusia, khususnya racun yang terdapat dalam sistem.”
Para peneliti mencatat bahwa mikrosistin merupakan ancaman besar bagi kesehatan manusia di laguna selama mekarnya bunga, dan karena kebutuhan akan transportasi aktif, racun tersebut perlu ditelan atau dihirup untuk menimbulkan ancaman bagi manusia.
“Penelanan dapat dihindari dengan menyaring air melalui arang aktif,” kata Guzmán. “Demikian pula, efek inhalasi secara efektif diblokir oleh selaput lendir, yang memerangkap racun yang kemudian dikeluarkan melalui batuk. Namun paparan terhadap hewan peliharaan dan satwa liar masih bisa terjadi.”
Referensi: “Penilaian Potensi Ancaman terhadap Kesehatan Manusia dari Pertumbuhan Alga di Indian River Lagoon (AS) 2018–2021: Pola Unik Sitotoksisitas Terkait Racun” oleh Esther A. Guzmán, Tara A. Peterson, Priscilla L. Winder, Kirstie T.Francis , Malcolm McFarland, Jill C. Roberts, Jennifer Sandle dan Amy E. Wright, 16 November 2023, Racun.
DOI: 10.3390/toksin15110664
Rekan penulis studi Tara A. Peterson, koordinator, biologi sel kanker, FAU Harbour Branch; Priscilla Winder, Ph.D., rekan peneliti kimia, FAU Harbour Branch; Kirstie T. Francis, Ph.D., lulusan FAU dan rekan pascadoktoral saat ini di bidang mikrobiologi molekuler, Laboratorium Kelautan Mote; Malcolm McFarland, Ph.D., asisten profesor peneliti di bidang ekologi fitoplankton, FAU Harbour Branch; Jill C. Roberts, seorang ilmuwan kimia, FAU Harbour Branch; dan Jennifer Sandle, seorang ilmuwan kimia, FAU Harbour Branch.
Penelitian ini didanai oleh hibah kepada Pusat Kesehatan Pesisir dan Manusia Florida dari Harbour Branch Oceanographic Institute Foundation.
NewsRoom.id
