Rozklad nových kontaminantů životního prostředí (endokrinně disruptivních látek) pomocí hub a jeho případné využití

Endokrinní disruptory (ED) patří do široké skupiny environmentálních polutantů. Jedná se biologicky aktivní látky, které mají schopnost vyvolat negativní efekt již při velmi malých koncentracích, a tak výskyt těchto látek v životním prostředí představuje hrozbu nejen pro citlivé vodní organismy, ale následně i pro volně žijící zvěř, člověka i celý ekosystém. Tyto cizorodé látky brání syntéze, sekreci, transportu, vazbě, činnosti nebo eliminaci přirozených hormonů v těle odpovědných za udržování homeostázy, reprodukční vývoj a/nebo chování.

 

Tato široká skupina zahrnuje látky antropogenního i přírodního původu, jako jsou přírodní hormony, syntetické hormony obsažené v antikoncepčních přípravcích, farmaka, chlorované pesticidy, perzistentní organické polutanty (polychlorované bifenyly, dioxiny, DDT, bromované zpomalovače hoření), složky detergentů (alkylfenoly), antimikrobiální sloučeniny v osobních přípravcích (triclosan) a změkčovadla plastů (bisfenol A). V literatuře jsou nejvíce popsány látky ovlivňující ženské pohlavní tedy estrogenní hormony, ale existují i druhy látek napodobující či blokující působení mužských pohlavních hormonů, hormonů štítné žlázy a další. Některé látky mohou zároveň ovlivňovat více hormonálních drah. Správná funkce hormonálního (endokrinního) systému v organismu je značně velmi citlivá vůči rušivým vlivům, tedy případům endokrinních disruptorů, které některé hormony napodobují. Negativní vlivy se nejvíce projeví u zárodků či mladých organismů, kde je schopnost regulovat změny velmi omezená. ED se v životním prostředí vyskytují ve velmi nízkých koncentracích pohybujících se od ng po µg na litr vody či gram pevné matrice, avšak i tyto množství jsou dostatečná pro narušení hormonální rovnováhy. Narušení hormonální rovnováhy v oblasti estrogenních hormonů (zejména zvýšení estrogenní aktivity) lze potom dát do souvislosti s předčasným dospíváním, zvyšujícím se výskytem rakoviny prostaty a prsu, nesprávným vývojem pohlavních orgánů a obecně se zvyšujícími se problémy v oblasti rozmnožování, a to i lidské populace. Závažným problémem endokrinních disruptorů je často jejich obtížná odbouratelnost (např. antikoncepční látka 17α-ethynylestradiol v čistírnách odpadních vod), nebo jejich nadměrné používání (např. bisfenol A je jedna z nejvíce vyráběných látek na světě vyskytující se ve mnoha plastických materiálech).

 

V rámci výzkumu v Laboratoři environmentální biotechnologie v Mikrobiologickém ústavu AV ČR, v.v.i. studujeme jiné, efektivnější způsoby rozkladu a odstraňování těchto látek ze životního prostředí. Zejména se zabýváme studiem tzv. ligninolytických hub označovaných rovněž jako houby bílé hniloby, které mají unikátní sadu enzymů (biologických katalyzátorů), které jsou schopny rozkládat i velmi stálé organické kontaminanty, jako jsou polychlorované bifenyly, některá farmaka, či antikoncepční přípravky. Mezi jednu z nejúčinnějších hub z této skupiny patří hlíva ústřičná (Pleurotus ostreatus), která se pěstuje ve velkém pro kulinářské účely a po sklizení plodnic se s velkým množstvím slámy prorostlé houbovým myceliem (tzv. podhoubím) nakládá jako s odpadem. Tento materiál je však vhodný, coby náplň houbových bioreaktorů pro dekontaminace industriálních odpadních vod (např. z výroby léčiv a plastů), či pro aplikaci do půdy kontaminované např. polychlorovanými bifenyly. V rámci výzkumu se nám podařilo vytipovat účinné kmeny hlívy ústřičné a částečně objasnit mechanismy jakými tyto kmeny rozkládají zmíněné kontaminanty (antikoncepční přípravek 17α-ethynylestradiol, polychlorované bifenyly, antibiotika). Tento výzkum ve spolupráci s několika dekontaminačními firmami z ČR dále probíhá a kromě tohoto základního výzkumu se pokoušíme vyvinout i původní biotechnologie pro dekontaminace odpadních vod a znečištěných půd.

 

Doc. RNDr. Tomas Cajthaml, Ph.D.

 

Laboratoř environmentální biotechnologie

Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Vídeňská 1083

142 20 Praha 4 - Krč