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Indicazioni per il controllo delle specie alqali tossiche delle acque marine e lacustri italiane

Studio delle coste e di un lago del Lazio: 1994-1995

M. Bruno, R. Congestri e E. Buzzelli

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ISSN 1123-3117 TISAN 97/21 ISTITUTO SUPERIORE Dl SANITA

Indicazioni per il controllo delle specie algali tossiche delle acque marine e lacustri italiane

Studio delle coste e di un lago del Lazio: 1994-1995

Milena Bruno, Roberta Congestri e Elena Buzzelli Laboratorio di Igiene Ambientale

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ISSN 1123-3117 Rapport! ISTISAN 97/21 Istituto Superiore di Sanita Indicazioni per il controllo delle specie algali tossiche delle acque marine e lacnstri italiane. Milena Bruno, Roberta Congestri e Elena Buzzelli 1997,128 p. Rapporti ISTISAN 97/21

La situazione sanitaria delle coste della provincia di Roma e di un grande lago del nord del Lazio 6 stata presa in esame dal panto di vista della sorveglianza sulle alghe tossiche, durante uno studio durato 14 mesi, svolto in collaborazione con la Regione e con i Presidi multizonali di prevenzione del Lazio. Lo studio mostra l'esistenza di uno state di mesotrofia nelle acque del lago di Bolsena, ed un grado di trofia aumentato rispetto agli anni passati lungo le coste di Roma. Lo studio ha messo in evidenza, nelle acque marine, la presenza di alghe appartenenti al genere Dinophysis, ineffettive ai fini della balneazione, ma capaci di contaminare i molluschi eduli con tossine appartenenti al gruppo dell'acido ocadaico. Le esigenze tecniche dello studio hanno mostrato la necessity degli addetti dei Presidi di poter disporre di un atlante unico, che riunisse tutte le specie algali tossiche segnalate nel bacino mediterraneo. Questo rapporto comprende percid una rassegna di immagini delle specie segnalate, corredate di una breve scheda di notizie. Parole chiave: Alghe tossiche, Inquinamento delle acque

Istituto Superiore di Sanita Surveillance guidelines for toxic algal species of Italian sea and lake waters. Milena Bruno, Roberta Congestri and Elena Buzzelli 1997,128 p. Rapporti ISTISAN 97/21 (in Italian)

The health conditions of the coasts of the Rome district and of a large lake in the northern area of the Latium Region were examined to evaluate the toxic algal species, during a 14-month study carried on in cooperation with the Region and the local prevention units of the Region. The study shows the existence of a mesotrophic state in the coastal waters of the lake Bolsena, and a trophic level increased in last years, along the sea coasts of the Rome district. Algal populations of genus Dinophysis, harmless to bathing activities, but able to contaminate the edible molluscs with toxins of the okadaic acid group, have been found. The technical occurrences of this study points out the operators' need of a taxonomic atlas, collecting all the toxic algal species known in the Mediterranean basin. This report includes a number of drawings of all the signalled species, each one followed by a brief schedule with the main taxonomic characteristics. Key words: Toxic algae, Water pollution

Si ringraziano i disegnatori del Servizio per le attivita editorial! dell'Istituto Superiore di Sanita: Giovanni Briancesco per la accurata esecuzione dei disegni tassonomici e Pietro Rossi per la realizzazione dei grafici costieri e lacustri.

© Istituto Superiore di Sanita 1997 DISCLAIMER

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INDICE

Introduzione...... pag. 1

Risultati...... ” 4

Conclusion!...... ” 51

Principali tossine algali...... ” 53

Acido domoico...... ” 55 Brevetossine...... ” 57 Ciguatossine e Maitotossina...... ” 60 Dinofisitossine...... ” 64 Saxitossine...... ” 69 Ittiotossine marine...... ” 73 Microcistine ed Anatossine...... ” 80

Specie algali tossiche present! nelle acque del bacino mediterraneo...... ” 87

Bibliografia generate...... ” 126

Indice analitico...... ” 127 1

INTRODUZIONE

L’eutrofizzazione, Vaumento di concentrazione dei nutrienti nei corpi d ’acqua, e un processo che si verifica naturalmente su lunghi period! di tempo. L’intervento antropico nel corso dell ’ultimo secolo ha dato luogo all’insorgere, in laghi e mari, delPeutroflzzazione "culturale" o artificiale, molto pin rapida del fenomeno naturale ed in massima parte reversibile, anche se spesso con grossi sforzi economici. In considerazione dei negativi effetti ambientali causative dell ’origine umana, essa pud essere a buon diritto considerata nel contesto generate dell ’inquinamento delle acque. Le conseguenze dell ’ eutrofizzazione sugli usi delle risorse acquatiche includono ripercussioni negative sulla salute umana e sugli organism! superior! del sistema trofico interessato. Anche se non e detto che la risposta biologica di un corpo d ’acqua esposto ad aumentato carico di nutrienti sia una notevole crescita algale, per il gran numero di fattori intern! ed esterni che ne influenzano la reazione, questo e considerate un sintomo tipico dell ’eutrofizzazione culturale, insieme ai ben noti aspetti sgradevoli della crescita smodata di piante acquatiche superior!, della formazione di schiume algal! o tappet! di alghe flottanti, emananti cattivi odor! di decomposizione, della diminuita trasparenza delle acque, della deossigenazione degli strati profondi con produzione di acido solfidrico (gas maleodorante e fortemente tossico), e delle massive morie di pesci. In generate il recupero di situazioni simili implica 1’impiego di risorse umane con notevoli investimenti economici, ed a volte manipolazioni ambientali su lunghi tempi di intervento. Oltre a quelli sopra esposti, un ulteriore aspetto dell ’ eutrofizzazione pud interessare ben piu pericolosamente i corpi d ’acqua deputati ad usi ricreazionali, potabili o di allevamento ittico: la proliferazione di alghe che producono metaboliti tossici. Questo genere di tossine a bersaglio biologico variabile, di determinazione relativamente recente, costituisce un rischio sanitario ed ambientale particolarmente insidioso, a causa della rapida diffusione, della necessita di specifici sistemi di depurazione e della attuale assenza di presidi medic! in grado di contrastame l’effetto. L’effetto sugli uomini, a parte l’ingestione diretta, pud essere determinate anche attraverso 1’accumulo per magnificazione biologica lungo la catena che va dal fitoplancton ai prodotti ittici di comune consume alimentare, come i molluschi o i pesci. Recent! acquisizioni scientifiche evidenziano preoccupanti possibility di rischio anche per i pesci d ’acqua dolce prodotti o mantenuti in invasi con livelli trofici troppo alti. In Italia questi aspetti della produzione ittica non sono ancora soggetti a controlli specifici, e se si pensa , ad esempio, che i soli laghetti di pesca sportiva rappresentano il 63 % della disponibilita di pesce d ’acqua dolce, ci si rende conto del peso che potrebbe rappresentare un approccio metodologico portato a trascurare o sottovalutare la valenza ecologica di questi ambienti. 2

I controlli relativi alia qualita delle acque di balneazione sono disciplinati in Italia dal DPR 470/82 e dai successivi DM 17/6/88 e legge 12/6/93, ad attuazione della direttiva CEE 76/160. II DPR 470/82 investe le Region! dell ’obbligo di individuazione delle zone idonee, mediante la pianificazione dei punti di prelievo e delle relative analisi, in carico alle strutture dei Presidi Multizonali di Prevenzione. In base a questo obbligo, le Region! hanno la facolta di ampliare la durata della stagione balneare, di adottare limit! di parametro piu restrittivi, ed anche la facolta di richiedere deroghe per i parametri del pH, della colorazione, della trasparenza, dell ’ossigeno disciolto, e quando le acque si arricchiscano in modo naturale di determinate sostanze, con superamento dei valori limite. L’espletamento di questo obbligo ha comportato in una larga percentuale di Regioni una serie di difficolta tecniche, legate alle carenze strumentali ed al diverse grado di equipaggiamento dei Presidi Multizonali responsabili per territorio. Queste difficolta ora si sono spesso trasferite alle neoistituite Agenzie Regional! per la Protezione dell ’Ambiente. La mancanza di competenze specifiche, strumentazione, in molt! casi anche l'assenza di qualsiasi mezzo nautico, ha determinate sul territorio nazionale una situazione a macchie di leopardo, per cui a tutt’oggi (Rapporto del Ministero della Sanita sulla qualita delle acque di balneazione campionate nel 1995) ancora il 20,3 % delle coste risulta non monitorato, o monitorato in modo insufficiente. V opera di controllo delle coste e delle acque interne ai fini della balneazione si basa ancora in larghissima parte solo su parametri primari, poiche mancano spesso le competenze specifiche che consentono di prendere in esame particolari gruppi di parametri secondari. E’ questo il caso che si presenta per l’ossigeno disciolto. La sua rilevazione oltre la percentuale del 120 % in due campionamenti consecutivi determina l’interdizione della zona per la balneazione. Per evitare il divieto le Regioni hanno la facolta di richiedere una deroga, che sposta il limite superiore del parametro al 170 %, ma devono disporre V esame dei parametri aggiuntivi relativi alle alghe tossiche e questo in molti casi non e possibile per la mancanza di capacita tecnica dei Presidi Multizonali di Prevenzione per queste specifiche analisi. In quest! casi il divieto di balneazione permane, causando l’esclusione di tratti di costa che, se esaminati, potrebbero rivelarsi ancora idonei. Una situazione simile ha interessato nel 1994 anche la Regione Lazio, dove stud! specific! sul rischio per la presenza di alghe tossiche nelle acque di balneazione non venivano svolti da divers! anni. Problem! analoghi presenta la sorveglianza algale a salvaguardia della molluschicoltura, onde evitare Vaccumulo di tossine algal! nei molluschi eduli commercializzati. A questo proposito i limit! fissati dalla legge italiana per le tossine accumulate nei molluschi prevedono non piu di 40 mg di PSP per 100 g di polpa di mollusco, una quantita non determinabile di NSP e interdizione della vendita se nel biosaggio due topi su tre hanno un tempo di soprawivenza inferiore a 5 ore (Allegato II, DL 131 del 27/1/1992) Per dare una risposta a questo problema che non si esaurisse nell ’espletamento di uno studio su campo, ma ponesse anche le premesse per lo sviluppo di una autonomia tecnica dei Presidi Multizonali della Regione, venne elaborata e proposta tra 3

la Regione Lazio e l’ISS (Lab. di Igiene Ambientale) la convenzione "Piano di consulenza e formazione per lo studio delle alghe tossiche", articolata in una attivita di studio e di formazione per i tecnici del settore. In questo modo, e stato possibile realizzare anche un breve corso, nel quale i colleghi hanno appreso nozioni sul riconoscimento algale e sulle metodiche di campionamento relative alia ricerca di alghe tossiche e nello stesso tempo hanno potuto collaborare alia valutazione dei dati conclusivi. I risultati relativi alia attivita tecnico-sperimentale, emersi dallo studio del lago di Bolsena e del litorale della provincia di Roma (v. cartine), svolto da maggio ‘94 a settembre ‘95, sono illustrati nella relazione che segue. Questi dati sono i piu aggiomati sull’argomento specifico e fanno seguito ad uno studio precedente svolto nel 1989. II problema della sorveglianza sulle alghe tossiche, dannose per la balneazione e per la molluschicoltura, non dovrebbe interessare solo un singolo territorio o una singola provincia. Se a livello nazionale la creazione di una retd di rilevazione e controllo permanent rappresenta la sola strategia vincente, come dimostra 1’esperienza francese della rete REPHY, a livello locale gioca sicuramente un ruolo importante anche l’informazione della popolazione utente, percio sarebbe opportuna l’attivazione, da parte delle autorita regional!, di un sistema di diffusione delle nozioni di base relative alle alghe, alia loro ecologia e alle implicazioni di rischio sanitario presso quelle categoric (bagnanti, operator! turistici e del settore ittico) che possono per prime segnalare l’insorgere di situazioni di rischio, o richiedere controlli. A questo punto e opportune rilevare, pero, che l’identificazione delle alghe e una competenza che richiede studi specific!, che va senz ’altro acquisita attraverso una pratica assidua e responsabile, tale atteggiamento dovrebbe essere proprio delle strutture preposte al controllo e alia valutazione critica delle condizioni del territorio. Per owiare almeno in parte alia necessita di uno strumento generate di consultazione operativa, l’attuale rapporto presenta una raccolta di rappresentazioni schematiche di tutte le specie micro e macroalgali tossiche, ognuna corredata di una breve scheda, present! nelle acque marine e dole! dell ’area mediterranea. La raccolta fa riferimento alia lista di alghe tossiche recentemente (1996) elaborata per il Ministero della Sanita. 4

RISULTATI

I dati relativi alle analisi sono stati elaborati in grafici che ne evidenziano le variazioni stagionali. L’andamento dei nutrienti nel lago di Bolsena e risultato senz ’altro pin omogeneo che nella costa della provincia di Roma, ed ha raggiunto una media di valori pin elevata. Mentre il fosforo totale ha mostrato, in genere, una lieve diminuzione nella prima meta di agosto, per poi risalire, i nitrati hanno mostrato i valori pin alti in luglio, per poi diminuire lentamente. Fanno eccezione le stazioni 90, 81 e 87 che mostrano una diminuzione dei nitrati nella prima meta di agosto (v. grafici) e un aumento nella seconda meta del mese, in cui raggiungono il valore massimo, per poi diminuire definitivamente in settembre. Nelle stazioni del lago di Bolsena i valori di fosforo totale si sono rivelati piu o meno costanti per tutto il periodo preso in esame, e questo andamento permette di estrapolare una ipotesi valida per l’intero anno. Generalmente il livello di fosforo totale in un lago raggiunge i valori piu alti all’inizio della primavera; a seguito del consume effettuato dal fitoplancton in aumento, quelli estivi risultano, pertanto, piu bassi. La concentrazione di fosforo totale, notevole secondo le scale general! di valutazione trofrca, presente nel lago di Bolsena in estate, potrebbe spiegarsi con V aumento della popolazione turistica, che potrebbe determinare il mantenimento di livelli alti lungo tutta questa stagione. Sulla base di questa eventualita, considerando che i valori di fosforo totale oscillano tra i 200 e i 300 p.g/1, che la clorofilla a si mantiene in una media presuntiva annuale di 4,7 p.g/1 con singoli picchi che non superano il valore di 17 p.g/1 e che i nitrati oscillano tra i 300 e i 2000 jug/1, si ritiene che la condizione trofica delle acque considerate si collochi nella mesotrofia, in evoluzione verso l’eutrofia. La corrispondenza tra le misure della percentuale di ossigeno disciolto ed i valori di clorofilla a rilevati e, in generale, ottima in queste acque. Le analisi chimiche fanno ritenere notevole la componente dei fosfati derivata dalle concimazioni. Nelle acque del lago di Bolsena, inline, non sono mai state rilevate specie algali tossiche, i gruppi predominant! sono stati: Diatomee e, in sottordine, Cloroficee e Dinoflagellati. A seguire, figurano i grafici biparametrici relativi ai valori di clorofilla a, ossigeno disciolto ed azoto nitrico e fosforo totale durante f estate 1994 delle stazioni del lago di Bolsena, qui elencate. 5

Elenco delle stazioni del lago di Bolsena:

1 Le Naiadi 28 Villa Sciacca 29 400 m a dx del Fosso Spinetto 72 250 m a dx di Punta S. Bernardino 75 Fosso del Rigo 80 Fosso della Piantata 81 Fosso del Pianale 82 Fosso di Barano 84 Fosso del Lavatore 87 Fosso del Carpino 90 Fosso Orto del Piatto 6

Bolsena

L a g o B o l

Isola Bisentina

Capodimonte

Marta M0NTEFIA5C0NE

Figura 1 Caratteristiche geografiche del lago di Bolsena. 7

i-120 0 ,% Bolsena

-110

Ptotmgll 2.0-

0.5-

Figura 2. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno diseiolto, del fosforo tolale e dei nitrati nella stazione 1 (Logo di Bolsena). 8

r 130 0 28 Bolsena

- 120

-110

Ptotmgll 2.0-

1.5-

1 .0-

Figura 3. - Andamento temporale delta clorofilla_a e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e del nitrati nella stazione 28 (Logo di Bolsena). 9

29 Bolsena

-100

P tot mg/I 1.5 - -1.5 NO 3 mg/l

o —

S Med

Figura 4. - Andamento temporale della clorofillaa. e dell'ossigeno discioUo, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 29 (Logo di Bolsena). 10

72 Bolsena -130 o,%

-100

P tot mg// 2.0

Mesi

Figure 5. - Andamento temporale della clorofillajae delVossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 72 (Lago di Bolsena). 11

75 Bolsena

-120

-110

Ptotmg/l 2.0- -2.0 NO] mg/l

S Mesi

Figure 6. - Andamento temporale della clorofillaa. e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e del nitrati netta stazione 75 (Lago di Bolsena). 12

80 Bolsena -130 0

-120

-110

P tot mgll 1.5 - -1.5 NO 3 mg/I

____ _

Mesi

Figura 7. -Andamento temporale della clorofilla_a e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella slazione 80 (Logo di Bolsena). 13

81 Bolsena

-no

-100

Ptotmg/l j 5 _

Figure 8 . - Andamento temporale della clorofillajL e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e del nvtrati nella stazione 81 (Logo di Bolsena). 14

130 0 ,% 82 Bolsena

Ptotmg/l 1.5 -

0.5-

Figura 9. -Andamento temporale della clorofilla_a e dell’ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati rtella stazione 82 (Logo di Bolsena). 15

84 Bolsena

ciapg/i

-140

-130

-120

-110

-100

P tot mgll N03 mg/l

Figure 10. - Andamento temporale della clorofiUaji e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 84 (Logo di Bolsena). 16

87 Bolsena

-140

-no

Ptotmgll

---- -

S Med

Figure 11. -Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e del nitrati netla stazione 87 (Logo di Bolsena). 17

90 Bolsena

.110

-100

Ptotmgll 2.0-1

1.5-

1 .0-

Fignra 12. - Andamento temporale della clorofilla_a e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totals e dei nitrati nella stazione 90 (Logo di Bolsena). 18

Nei campioni marini del prime livello di sorveglianza la corrispondenza tra le curve delle percentuali di ossigeno disciolto e dei valori di clorofilla a e buona solo per le stazioni a sud di Roma (Pomezia e Ardea), a nord la concordanza e minore e in qualche case nulla. I dati chimici relativi alle acque costiere della provincia di Roma mostrano un evidente rilascio di fosfati e nitrati sia nella prima meta di luglio che in quella di agosto. Nella quasi totalita delle stazioni, infatti, l’andamento dei nutrienti presenta un picco nei primi quindici giomi di ogni mese, con un calo in quelli successivi, in diverse stazioni i valori maggiori vengono raggiunti in giugno. Questo andamento e parzialmente indipendente dagli apporti del Tevere, poiche si ritrova anche nelle stazioni di Ardea e Pomezia, poste a sud del pennacchio del flume, che e rivolto a nord. L’andamento dei popolamenti fitoplanctonici nelle acque costiere della provincia di Roma segue generalmente quello dei nutrienti, mostrando le concentrazioni piu alte di clorofilla a tra la fine di luglio e 1’inizio di agosto, per poi declinare in settembre a causa del contemporaneo calo dei nutrienti e della temperatura. I valori di clorofilla a rilevati superano in generale il limite inferiore di mesotrofia (4,7 p.g/1) fissato da Volleweider per le acque lacustri e spesso eccedono anche il limite di eutrofia adottato per gli studi sulle acque costiere toscane (10 pg/1), molto simili alle nostre per le caratteristiche fisiche. Gli apporti nutritivi del Tevere, evident! nelle stazioni di Fiumicino, rappresentano probabilmente una delle cause dell ’elevata trofia delle acque settentrionali, insieme agli scarichi di fosfati nelle zone di S. Marinella (max. nella stazione 304) e Pomezia (max. nella stazione 108). E’ rimarchevole, ad ogni modo, la forte differenza tra i risultati chimici e biologici, riscontrati nell ’attuale studio, e quelli esperiti durante il monitoraggio svolto nei periodo 1989-1990 per conto della Regione Lazio: dal confronto risulta, infatti, che mentre il fosforo totale e mediamente aumentato di un fattore che varia tra 2 e 4, i nitrati sono arrivati a valori da 50 a 100 volte superior! e la clorofilla a e addirittura triplicate I gruppi algal! dominant! nelle acque della provincia di Roma durante il periodo considerate, Diatomee e Dinoflagellati, hanno presentato spesso fioriture, ma durante i controlli non sono mai state evidenziate specie tossiche implicanti rischio per la balneazione. Si e riscontrata invece in molte stazioni, nei mesi di luglio e agosto 1994, la presenza delle specie potenzialmente tossiche Dinophysis caudata e D. sacculus. Nei mesi di giugno e luglio 1995 a quest’ultime si sono aggiunte le specie Dinophysis tripos e D. ovum. II genere Dinophysis conta svariate specie produttrici di acido ocadaico e dinofisitossine, tossine ad effetto gastroenterico per assunzione acuta e promotrici tumoral! per assunzione cronica, concentrabili nei molluschi selvatici e di allevamento che si nutrono di queste specie durante le loro fioriture. 19

Le alghe di questo genere non raggiungono mai in fioritura i valori numerici tipici di altri Dinoflagellati: per esse nella letteratura tecnica intemazionale vengono gia considerati a rischio livelli di 200 cellule/litro. II livello riscontrato lungo le coste laziali era in genere superiore (vedi grafici). In Francia le reti di sorveglianza sui molluschi vengono attivate alia semplice rilevazione della presenza di individui di queste specie. In Italia non esiste attualmente un limite alia presenza delle Dinophysis, oltre il quale attivare la sorveglianza sanitaria- La specie Dinophysis caudata, che ha presentato la densita maggiore per tutto il corso del nostro studio, e stata segnalata anche lungo le coste toscane ed era stata gia osservata durante il monitoraggio 1989-1990. Essa e’ presente con periodicita' stagionale sulle coste adriatiche, dove raggiunge livelli di concentrazione anche molto elevati (qualche migliaio/litro). Nel Golfo del Messico questa specie e risultata responsabile di contaminazioni nei molluschi. I Presidi Multizonali di Prevenzione delle Marche, dopo fioriture di questa specie, riscontrano in genere una contaminazione da dinofisitossine e acido ocadaico nelle cozze d'allevamento, che insorge a circa un mese di distanza dalle fioriture, e perdura per circa uno o due mesi. L’andamento della densita di questa specie riscontrato nel 1994 mostra una presenza diffusa, con valori alti in luglio nelle stazioni di Pomezia e, in agosto, nelle acque delle stazioni di Fiumicino, Ladispoli e S. Marinella, facendo registrare i livelli di concentrazione maggiori. Si ritiene che le popolazioni atlantiche del genere Dinophysis formino fioriture al largo e che gli individui vengano portati sottocosta dalle correnti e dalle maree. Durante le nostre osservazioni abbiamo riscontrato la presenza di Dinophysis caudata anche nelle acque provenienti da una stazione posta a 1000 metri al largo della costa di Tarquinia. Rientrerebbe nell ’atteso, percio, che le popolazioni vengano spostate lungo le coste laziali verso nord, a causa delle correnti prevalenti cost dirette e parallele alia linea di costa. L’aver ritrovato numeri tanto elevati di individui appartenenti al genere Dinophysis alle minime profondita (in media circa 80 cm), richieste per il monitoraggio delle acque destinate alia balneazione, induce a riflettere sulle densita presenti piu a largo, con profondita e condizioni generali piu idonee alio sviluppo di questi popolamenti algali. Non e state possibile svolgere nessuna analisi e nessuna valutazione annuale sulle stazioni costiere e lacustri incluse nel secondo livello di sorveglianza della delibera regionale 4086 del 7/06/1994, comprese nel progetto di convenzione, per il mancato conferimento dei relativi prelievi. Per Pinter a stagione balneare 1995 il solo Presidio Multizonale di Prevenzione di Latina ha svolto regolarmente il monitoraggio, conferendo campioni di acqua, per le analisi, ogni qual volta si sia reso necessario durante i mesi di maggio, giugno, luglio ed agosto. 20

Nel giugno 1995, data la mancata corrispondenza del campioni da parte del Presidio Multizonale di Prevenzione di Roma, che rilevava, perd, in diverse stazioni percentuali di ossigeno disciolto eccedenti il limite stabilito, ed ai fini di verificare il reale stato dei popolamenti algali lungo le coste del Lazio, il Laboratorio di Igiene Ambientale delFIstituto ha proweduto al campionamento di 2 stazioni nel territorio di Viterbo, 17 nel territorio di Roma e 2 in quello di Latina. I risultati hanno evidenziato un anticipo della comparsa di forme appartenenti al genere Dinophysis ed una loro maggiore varieta di specie se confrontate con quelle osservate nello stesso periodo dell ’anno precedente; cid confermerebbe la necessita di un controllo maggiore e possibilmente sistematico del fitoplancton delle nostre acque costiere. II personale delFIstituto impegnato nella convenzione ha eseguito, inoltre, campionamenti di fitobenthos per ricercare la presenza di macroalghe potenzialmente tossiche nelle acque di 143 stazioni costiere nel territorio di Latina, di 27 stazioni nel territorio di Viterbo e di 110 stazioni lungo le coste della provincia di Roma; non sono state evidenziate specie macroalgali imputate di tossicita in nessuna delle stazioni considerate, ne nei loro immediati dintomi. Sebbene i dati a nostra disposizione sulle acque marine del Lazio siano riferibili alia sola stagione estiva, impedendo una precisa quantificazione delle medie annuali relative ai diversi parametri chimico-fisici, emerge piuttosto chiaramente, soprattutto dal confronto con i dati pregressi, la forte tendenza col progredire degli anni verso livelli di trofia sempre piu elevati. E’ nostro parere, pertanto, al fine di evitare la possibility di una evoluzione trofica negativa e, ancora di piu, del rischio sanitario da fioriture tossiche che sia necessario esercitare un controllo piu circoscritto sugli scarichi non autorizzati e sulla efficienza degli impianti di depurazione costieri. In una situazione in evoluzione discretamente rapida, qual e quella delle coste romane, il coste economico e sociale di un danno alia fruibilita del territorio e alFallevamento ittico sarebbe sicuramente superiore a quello rappresentato dalle prevenzione consigliabile per invertire la tendenza verso il degrade attualmente osservata. Quest’ultima valutazione pud essere trasferita anche al complesso del lago di Bolsena, le stazioni esaminate erano poste nei pressi dei centri rivieraschi, la condizione complessiva del lago potrebbe quindi essere migliore di quanto risulta, anche se Funiformita dei valori di fosforo totale registrati fa supporre un livello alto diffuse in tutto il lago. I comuni afferent! al lago non hanno completato l’anello fognario circumlacustre e non hanno un buon livello di efficienza nei singoli depurated, questo date, unite agli scarichi non autorizzati present! nella stagione estiva, noti anche alia popolazione locale, renderebbe ragione del livello trofico medio-alto rilevato per il lago. L’attivita di prevenzione, attraverso l’abbattimento del carieo di fosforo, in questo caso e particolarmente importante: se lo state trofico dovesse peggiorare, il 21

recupero di un lago grande come quello di Bolsena, con un tempo di ricambio delle acque di 120 anni, non sarebbe semplice, ne breve. A seguire, flgurano i grafici biparametrici relativi alia clorofllla a e ossigeno disciolto, ed azoto nitrico e fosforo totale, delle stazioni del litorale romano. Seguono i grafici degli andamenti estivi (1994) relativi alia clorofllla a ed alia distribuzione media complessiva delle cellule appartenenti al genere Dinophysis (ogni valore media di 2 prelievi mensili); i grafici delle 4 stazioni con presenza di individui di Dinophysis durante tutta la stagione estiva (tra queste la stazione 304 con il valore piu alto) ed infine il grafico relative alia presenza del genere Dinophysis durante T estate del 1995. 22

Elenco delle stazioni del litorale romano

Pomezia 95 250 m a sx del Fosso di Pratica 101 Stabilimento Piccolo Porto 103 Stabilimento Corsetti 105 250 m a sx del Fosso Rio Torto

Fiumicino 66 Stabilimento Lido 67 Stabilimento Manila 69 250 m a dx del collettore acque alte e basse 71 Stabilimento Lido 264 500 m a sx del collettore acque alte e basse

Roma 85 250 m a dx del canale dello Stagno

Ladispoli 57 Stabilimento La Vela 262 750 m a sx della Foce Fosso Vaccina

Ardea 108 Stabilimento Sayonara 113 250 m a sx del Fosso del Diavolo 268 250 m a dx del Fosso Moletta 268 250 m a sx del Canale Biffi 299 250 m a dx Rio Torto 319 250 m a dx del Canale Biffi

S.Marinella 302 250 m a dx del Fosso Castel Secco 304 Foce Rio Fiume 306 250 m a dx del Fosso Eri 23

CIVITAVECCHIA S.Severa

Ladispoli{%# Marina diPalidoro Passo Oscuro 'f ® ROMA Fregene \ Focene Fiumicino

Lido di Ostia

Torvaianica^ Tor S.Lorenzo

Lavinio Nettuno

ANZIO

TERRACINA Sperlong, FORM1A

S.Felice Circeo OAETA

Figura 13 - Area del litorale laziale interessata dallo studio sulla distribuzione delle alghe tossiche. 24

108 Ardea

-140

-130

-110

-100

P tot fig/l 200

180-

160-

140- -140

120- -120

100 -

Flgura 14. -Andamento temporale della ctorofilla_a e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 108 (Ardea) 25

f-140 0 113 Ardea

-130

-100

Ptotfigll 160 -

140-

120-

100 -

Mesi

Figura 15. -Andamento temporale della clorofillaa.e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 113 (Ardea) 26

i-140 0 268 Ardea

-100

P tot ligll 180 -

160-

120- -120

-100

Mesi

Figura 16. -Andamento temporale della clorofillaa, e dell'ossigeno disdolto, del fosforo totale e del nitrati tiella stazione 268 (Ardea) 27

rl40 0 2% 269 Ardea

-no

-100

120- -120

100 - -100

Mesi

Figure17. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 269 (Ardea) 28

299 Ardea

-no

-100

P tat pigII 200 -180 NO 3 mil

-160

140-

120-

100 -

Figura 18. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 299 (Ardea) 29

319 Ardea

-120

-110

-100

120- -120

Mesi

Figure 19. -Andamento temporale della clorofilla_a e dell’ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 319 (Ardea) 95 Pomezia

-130

-120

P tot jug// 160 -

140- -140

120- -120

100 -

Flgura 20. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 95 (Pomezia) 31

101 Pomezia

-130

-120

-100

P tot ngU 140-1

-120

100 - -100

Mes

Figura 21. - Andamento temporale della clorofillaa_ e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 101 (Pomezia) 32

r140 0 103 Pomezia

P tot figll 180-1

160 -

140-

120-

100-1

Figura 22. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno cUsciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 103 (Pomezia} 33

1-140 0r% 105 Pomezia

-100

120- -120

100 - >■100

Mesi

Figura 23. -Andamento temporale della clorofillaa_edell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 105 (Pomezia) 34

85Roma -140 0 2%

-130

-110

Ptot figll 160-

-140

120- -120

100 -

Mesi

Figura 24. - Andamento temporale della clorofttlaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e del nitrati nella stazione 85 (Roma) 35

r-140 0 66 Fhimicino

-130

-100

100 - -100

Mesi

Figura 25. - Andamento temporale della clorofilla_a e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 66 (Fiumicino) 36

*140 0 67 Fiumicino

-130

P tot mil 180 -

160- -160

140- -140

120-

100 - -100

Mesi

Figura 26. - Andamento temporale della clorofillajz e dell ’ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 67 (Fiumicino) 37

69 Fiumicino

-100

f tot figH 160 -

140- -140

120-

-100

Figura 27. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 69 (Fiumicino) 38

71 Fiumicino j\^

-100

P tot figll 200 - 1-200 NO 3 fig/I

180- -180

160-

140 -

120- -120

100 - -100

Figura 28. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 71 (Fiumicino) 12- 264 Fiumicino

10-

8 -

6-

4-

2-

t------1------1------1------1------r 140

120

100

80

60

40

20

Mesi

lira 29. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigen ■iolto, del fosforo totale e del nitrati nella stazione 264 (Fiumic 40

cia/jgii 02%

12 140

10 130

8 120

6 110

4 100

2 90

t------1------1------1------1------r mil 240 240 ,

220 220

140 140

120 120

100 100

80 80

60 60

40 40

20 20

Met

gura 30. -Andamento temporale della clorofilla_aedell'ossig %eno sciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 57 (LadiSj 41

12- 262 Ladispoli

10-

8 -

6

4'

2

t------1------1------1------r

160

140

120

100

80

60

40

20

Mesi

;ura 31. -Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossige ciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 262 (Ladisj 42

302 S. Marinella rl40 0 2%

-120

-100

140 " -140

-120

100 -

Mesi

Figura 32. - Andamento temporale della clorofillaji e dell'ossigeno disciolto, del fosforo totale e dei nitrati nella stazione 302 (S. Marinella). 43

12- 304S. Marinella

10-

8 -

6-

4-

2-

260

240

220

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

4 5

Fi! ra 33. - Andamento temporale della clorofillaa, e dell'ossigt olto, delfosforo totale e dei nitrati nella stazione 304 (S. Ma 44

12 306 S. Marinella -140 02%

10 -130

8 -120

6 -110

4 -100

2 -90

160 i-160 N03 ugll

140 -140

120 -120

100 -100

80

60

40

20

Fig I. -Andamento temporale della clorofilla_ae dell'ossigeno del fosforo totale e dei nitrati itella stazione 306 (S. Marinella) 45

D Giugno O Loglio

319 113 299 269 268 108 105 103 101 95 85 66 67 69 71 264 57 262 302 304 306 Ardea Pomezia Roma Fiumicino Ladispoli S. Marinella

Figura 35. -Andamento della clorofilla ajungotutta I'area considerata nei mesi estivi. Dinophysis caudate (cettll) 450- 400- 350- 200 300 250- 150- 100

- - stazioni Figure Data

Stazione 36.

di 113

campionamento

- m

Abbondanza (Ardea)

113 Ardea e

304

di

(S.

Dinophysis

Marinella) Q 2000-1

450- 400- 350- 200- 300- 250- 150- 100

caudata - Stazione Data

rilevate

304 di

campionamento S. 8/8

in Marinella

3

prelievi

ttelle

47

Stazione 69 Eiumidno

250-1

200-

150-

E. ioo

Data di

Figura 37. - Abbondanza di Dinopkysis caudata rilevate in 3 prelievi nella stazione 69 (Fiumicino) Figure

Dinophysis caudata (cell/l) 300- 350- 880-1 250- 200 150- 100

38. - -

-

Abbondanza di

Dinophysis Stazione Data caudata

<£

campionamento 71

riievate Fiumkino in

10 prelievi nella stazione

71

(Fiumicino). 49

450-1 O Logiio ■ Settembre 400-

350-

300-

250-

51 200-

150-

100 -

319 113 299 269 268 108 105 103 101 95 85 66 67 69 71 264 57 262 302 304 306 Ardea Roma FiumicinoFiumlcino Ladispoli

Figura 39. - Andamento delle abbondanze di Dinophysis caudata nei mesi di Luglio, Agosto e Settembre nell'area considerata. 50

• Giugno 1995 O Luglio 1995

350-

8 300-

200-

o —o

379 238 368 215 376 371 319 113 269 299 105 89 92 71 76 62 309 311 262 48 Sabaudla Ardea Roma Flumidno ladispoli S. Sever* Cerveteri Montalto

Figura 40. - Somma delle abbondanze delle 3 specie Dinophysis caudata, D. sacculus, D. tripos rilevate nei mesi di Giugno e Luglio 1995 lungola fascia costiera compresa tra Sabaudia e Montalto di Castro. 51

CONCLUSION!

Per la situazione attuale della nostra regione, piuttosto che un faticoso coordinamento tra organ! tecnici post! a lived! conoscitivi divers!, e auspicabile, in fase preliminare, il demandare 1’esecuzione dei contrail! alia piu avanzata delle strutture stesse, lasciando alle altre una attivita di collaborazlone e di supporto pratico; questa strategia assicurerebbe 11 compimento delle analisi previste dalla legge e lascerebbe alle strutture meno “esperte” il tempo per affinare la propria perizia pratica al banco dei colleghi gia organizzati. NelPambito del programma di convenzione e Stato anche svolto uno specifico corso teorico-pratico al fine di fomire ai tecnici dei Presidi Multizonali di Prevenzione le informazioni di base necessarie per il riconoscimento delle principal! specie algal! tossiche, per l’attuazione delle metodiche di valutazione della biomassa algale e, in aggiunta, per la valutazione del biosaggio su topo. Durante le fase pratica del corso i tecnici dei Presidi hanno anche preso visione della strumentazione necessaria all’espletamento delle analisi e del suo uso. Durante il suddetto corso e emersa chiaramente un ’altra delle difficolta principal! con cui si confrontano i tecnici dei Presidi Multizonali dell ’intero territorio nazionale, e cioe la mancanza di un atlante descrittivo che riunisca tutte le specie algali tossiche present! nell ’area mediterranea e che metta in grado gli operator! esperti di effettuare il riconoscimento tassonomico senza dover ricorrere ad una cospiCua e complessa letteratura bibliografica. E’ nostro auspicio che l’osservazione e lo studio delle rappresentazioni schematiche composte in questo rapporto possano contribuire alio sviluppo di quella cognizione preliminare della materia, necessaria per supportare la fase analitica di identificazione tassonomica delle diverse specie attraverso la bibliografia specialistica.

PRINCEPALI TOSSINE ALGAL!

55

Acroo DOMOICO

La storia dell ’ASP (Amnesic Shellfish Poisoning) inizia nel novembre del 1987, quando una serie di awelenamenti di engine alimentare si manifesto in Canada. I sintomi, oltre a vomito e diarrea, tipici delle intossicazioni pin comuni, comprendevano spesso confusione, perdita della memoria, disorientamento, atassia e coma. La sindrome neuropatologica si presentava in pazienti con eta superiore a 65 anni. In tutti i soprawissuti i danni alia memoria si rivelarono permanenti [1]. Gli awelenamenti furono attribuiti al consume di mitili (Mytilus edulis) provenienti da allevamenti della baia di Cardigan, nell ’isola del Principe Edoardo. II principio tossico venne identificato come acido domoico, una forma conformazionalmente correlata all’acido cainico (prodotto dalla Rodoficea Digenea simplex) [2] e all’acido glutammico, e come tale un potente agonista neuronale del glutammato. L’acquisizione nei molluschi era dovuta ad una dieta particolarmante ricca di alghe unicellulari produttrici della sostanza. Si sa da tempo che alghe Rodoflcee macrofite come Chondria armata nel Giappone (chiamata domoi, da cui il nome di acido domoico), Chondria baileyana nell ’Atlantico e Alsidium corallinum nel Mediterraneo contengono acido domoico [3]; nello stesso Giappone le alghe che lo contengono sono state studiate per le potent! proprieta insetticide e venivano usate come rimedio popolare contro gli Ascaridi, con un dosaggio complessivo molto basso, circa 20 mg [1]. La sua tossicita verso i topi e stata valutata in una LD50 di 3,6 mg/kg di topo con un tempo di depurazione dei molluschi di diciotto giomi di esposizine ad acqua di mare incontaminata [4], L’organo in cui la tossina si concentra nei molloschi e l’epatopancreas (93,4% del contenuto totale). Divers! sistemi sono stati mess! a punto per determinare la presenza di acido domoico in campion! di molluschi sospetti. Un primo metodo utilizza la cromatografia liquida su fase inversa (RP-LC): I’estrazione dai molluschi viene effettuata mediante bollitura per 5 minuti, secondo il metodo AOAC per la tossina PSP, ma invece dell ’acido cloridrico 0,1 M viene utilizzata 1’acqua, per una maggiore efficienza estrattiva e la refrigerazione a 4° C immediatamente dopo la bollitura e durante la conservazione, che rende stabile per circa tre settimane la quantita di tossina nelPestratto. Il campione, eventualmente diluito e sempre filtrate (filtro 0,45 m) viene iniettato in una normale colonna Cl8 a fase inversa, con fase mobile acqua-acetonitrile (di solito al 12-18%) a pH 2,5 per produrre un tempo di ritenzione ottimale di 6-10 minuti con rilevazione in UV a 242 nm [5], Alio stato attuale si conoscono tre isomeri dell ’acido domoico: gli acidi isodomoici D, E ed F, present! in piccola quantita negli estratti dei molluschi tossici e generati probabilmente lungo i process! digestivi del mollusco. Essi non vengono prodotti, invece, durante la cottura a vapore richiesta dalla preparazione commerciale e neanche durante la cottura in aceto e vino normalmenta praticata dalle popolazioni canadesi; questo dimostra la notevole resistenza dell ’acido domoico alia degradazione con i normal! procedimenti di cottura. 56

Bibliografia

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BREVETOSSINE

La famiglia di tossine prodotta da Gymnodinium breve e detta delle brevetossine (Pbtx-n), ed e composta da eteri policiclici complessi ad alta liposolubilita; a tutt’oggi si conoscono otto composti attivi di questa famiglia. Le tossine comprendono due diverse ossature idrocarburiche, indicate come tipi 1 e 2 (A e B), di struttura nota (un sistema polieterico ad 11 anelli) [1,2]. La LD50 su ratio delle brevetossine varia da 100 mg tossina/kg di peso corporeo per le brevetossine A, a 200 mg Zkg di peso corporeo per le brevetossine B (iniezione intiaperitoneale) [3]. Gli effetti sui vertebrati si dividono in periferici e centrali ed includono convulsion!, spasmi motori incontrollati, paralisi ed insufficienza respiratoria, con depressione grave della respirazione e delle funzioni cardiovascolari. Un altro effetto tossico esplicato dal G. breve riguarda le irritazioni da contatto nella pelle e nei bronchi, a seguito della inalazione di aereosol durante le fioriture. L’aereosol stesso e composto dalle tossine, che sono volatili e causano tosse secca, broncospasmo, lacrimazione, irritazione congiuntivale, rinorrea, stamuti ed inline attacchi asmatici gravi in persone predisposte [4,5] . Le tossine riscontrate nell ’aereosol, maggiormente volatili rispetto agli altri composti della famiglia, sono la Pbtx-2, la Pbtx-3, la Pbtx -6 (o 9), ed in minor misura, la Pbtx-5 e la Pbtx-1, riscontiabili in percentuali superiori a quelle present! nel mezzo di coltura [6]. II sito di azione specifico delle brevetossine nel sistema nervoso centrale e la subunita a del canale del sodio voltaggio-dipendente (VS SC) delle cellule eccitabili. Tutti gli effetti tossici sono ascritti all' ingresso degli ioni sodio attraverso i canali attivati e 1’elevata liposolubilita della tossina ne favorisce la penetrazione attraverso la barriera ematoencefalica, dando origine a tutta una serie di sintomi mediati centralmente. In particolare, si e visto che la brevetossina 3 (Pbtx-3) deprime in vitro la risposta ortodromica e successivamente la risposta antidromica nelle cellule dell ’ippocampo della cavia, influenzando la trasmissione sinaptica [2]. L’azione della tossina sui terminal! dei nervi motori e stata studiata nel muscolo scheletrico di topo, mostrando una azione diretta sulla corrente del sodio, sulla corrente lenta del calcio e su quella del potassio calcio-attivata dei terminal! dei nervi motori [7], Le brevetossine sono composti correlati strutturalmente alia ciguatossina e come questa si legano alio stesso sito unico del canale del sodio voltaggio-dipendente, peculiare per la loro classe [8 ], il sito 5 del dominio IV dell ’subunita a del canale, con identic! picchi di affinita di legame. A questo fomisce un certo contribute di legame anche il sito 6 del dominio I [9], E’ interessante notare, pero, che mentre le brevetossine sono tossiche per i pesci, la ciguatossina non lo e. Il legame con il sito si realizza mediante una flessione della molecola della tossina intomo o dentro al punto di legame, mentre il mantenimento in posizione e assicurato mediante una serie di interazioni idrofobiche e legami idrogeno. Le variazioni conformazionali della tossina inducono P apertura del canale, che viene mantenuto aperto probabilmente da una reazione tra una lisina del sito di attacco ed un sito elettrofilo sulla estremita della tossina. Si e visto che in genere la tossicita e correlata con la flessibilita della molecola tossica 58

considerata: le brevetossine A e la ciguafcssina, capaci di numeri crescent! di torsion! rotazionali rispetto alle brevetossine B, hanno infatti una valenza tossica superiore [10]. La maggiore intensity di azione della Pbtx-3 rispetto alia tetrodotossina, a parte tutto, e dovuta alia lipofilia che le consente di attraversare rapidamente le membrane biologiche e le barriere di diffusione, con particolare riguardo ai nervi coperti di mielina ed ai neuroni del sistema nervoso centrale [11]. Nei pesci le brevetossine vengono escrete principalmente attraverso il legato, a prescindere dalla modalita di somministrazione. Reni e branchie accumulano lino al 5% della tossina somministrata, svolgendo un ruolo secondario nel metabolismo della stessa. Significative quantita di brevetossine o di loro metaboliti sono associate con il tratto gastrointestinale. Nei topi la tossicita orale delle brevetossine e pari ad un quinto della tossicita endovenosa, con ogni probability per il ruolo di detossificazione svolto dagli enterociti dell ’intestine tenue. Al contrario, la tossicita della tossina polieterica correlata, la ciguatossina, e piu alta nella somministrazione orale. Piu del 10% della quantita di tossina immagazzinata nel corpo dei pesci e associata alio stomaco, indipendentemente dalla modalita di somministrazione. L’accumulo di brevetossine nel tessuto muscolare, compreso il muscolo che circonda la vescica natatoria, e di circa il 30%, suggerendo un ruolo di immagazzinamento o di metabolizzazione delle tossine [12]. Queste considerazioni assumono una notevole importanza se si considera il fenomeno dell'accumulo nella catena alimentare. Prede che accumulano brevetossine nei loro organ! rappresentano un rischio notevole sia per il consume ittico umano, che per i grand! mammiferi marini, in passato interessati da morie per awelenamento da brevetossine [13,14], L’escrezione di tossine nel ratio, nel caso della somministrazione endovena, e massima per le vie biliari (circa il 70% della somministrazione ) e piuttosto rapida (entro 96 ore) [15]. La somministrazione endovena della tossina nel ratio determina una via di escrezione diversa da quella propria della somministrazione orale. In questo secondo caso, infatti, che ricalca la norma degli accadimenti nel corso di un ’intossicazione, la tossina ingerita permane nel corpo piu a lungo di quella iniettata endovena. Dopo sei giomi solo il 78% viene eliminato. La clearance urinaria risulta la via primaria di eliminazione ed i reni risultano ugualmente o addirittura piu important! delle vie biliari [16]. Alcuni piccoli compost! organic! come l’urea e la glicina infiuenzano enormemente la crescita cellulare e la produzione totale di Gymnodinium breve. Si e visto che un terreno contenente 0,5 mM di urea causa, dopo 35 giorni, un aumento di crescita cellulare due volte superiore al controllo ed una produzione di brevetossine 2,5 volte superiore al controllo dopo 28 giorni e 6 volte superiore al controllo dopo 35 giorni. Questi notevoli aumenti sono dovuti alio switch metabolico che si produce nell ’organismo verso l’eterotrofia. Sia l’urea che la glicina sono tossiche negli stadi precoci delle colture, ma diventano benefiche dopo il periodo di crescita rapida; d ’altra parte il cambio di via metabolica e confermato dalla contemporanea diminuzione di attivita della nitrato-reduttasi e dalla comparsa di attivita ureasica nelle cellule [17]. Gymnodinium breve incorpora particolari aminoacidi esogeni nella molecola delle tossine, deaminandoli ed utilizzandone il carbonic e l’azoto dopo averli degradati a piccoli acidi organic!, come Vacetato [18]. 59

Bibliografia

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CIGUATOSSINE E MAITOTOSSENA

La ciguatera e un ’intossicazione alimentare circumtropicale causata da una ingestione di prodotti ittici tipici della barriera corallina [1] che accumulano ciguatossine, una classe di tossine prodotte dall ’alga Gambierdiscus toxicus. I diversi modi di cottura del pesce non inattivano le tossine che hanno in genere un periodo di latenza variabile da 4-5 ore a 48 ore prima di manifestare i loro effetti [2], Come incidenza di casi e la piu importante intossicazione di origine naturale conosciuta, con piu di 50.000 casi riportati [3] Le epidemic tossiche di ciguadera sono sporadiche ed imprevedibili, con una distribuzione casuale, riguardante le region! costiere tropical! e sub tropical! (ad esempio, comprende le isole Ryukyu ed Amami) del mondo, ma nella maggior parte dei casi esse sono confmate nelle isole propriamente tropicali della Polinesia e Micronesia, in genere tra 35° lat. nord e 34° lat sud [4], II problema pero pud riguardare anche altri paesi in modo indiretto attraverso il flusso di turisti che accusano i sintomi al ritorno da vacanze in aree tropicali del Pacifico, o tramite il consume di pesci camivori, di grand! dimension!, provenienti da aree a rischio[5]. A parte le diversita local! in entrambi gli oceani Atlantico e Pacifico i pesci piu coinvolti sono il barracuda, la Variola loud, V Epinephelus fuscagneatus, la Seriola dumerili (in Seriola aureovittata e stata segnalata talvolta la presenza di una tossina chimicamente molto simile alia ciguatossina) [6] e le murene. In generate il numero di specie coinvolte e di circa 400-500. Oltre che ai grand! pesci della barriera corallina 1’intossicazione ciguaterica pud essere dovuta comunque anche alia ingestione di tartarughe, granchi in generale o granchi del cocco [7], Nei grandi camivori al vertice della catena alimentare la tossina rimane espressa ad elevati livelli per molti mesi e perfino anni, dopo l’accumulo [4], Sui substrati corallini, in particolari condizioni ecologiche prolifera oltremisura l’alga dinoflagellata identificata come la produttrice delle tossine responsabili dell ’intossicazione, il dinoflagellato Gambierdiscus toxicus [8 ]. L’alga e stata scoperta per la prima volta a conclusione di una ricerca sulla causa di contaminazione del pesce chirurgo Ctenochaetus striatus, un detrivoro responsabile del 65% dei casi di ciguatera a Tahiti. L’indagine sui sediment! dell ’area in cui era endemica la ciguatera mediante la misura della quantita di ciguatossina presente nei vari tagli dei detriti, porto ad identificare come tossico un intervallo di diametro (60-70 m) composto quasi interamente da un grande dinoflagellato, fino ad allora sconosciuto, per il quale fu create un nuovo genere, e che dall ’isola di Gambier, da cui provenivano i sediment!, fu chiamato Gambierdiscus toxicus [8 ]. La produzione di ciguatossina calo pero enormemente nei ceppi di G. toxicus allevato in laboratorio, mentre aumento in misura rilevante quella della maitotossina, suggerendo un correlazione biosintetica tra le due tossine[9] G. toxicus e un dinoflagellato epifita di 42-120 m con un pattern delle placche cellulosiche tipico dei dinoflagellati goniaulacoidi e con un tasso di crescita relativamente lento, di circa 1 divisione/3 gg. Le cellule nuotano se disturbate, ma di 61

norma vivono aderenti a determinate macroalghe, specialmente Rodofite (es. Spyridia filamentosa ed Acantophora specifera ), e Feofite ( Sargassum polyphyllum e Turbinaria ornata) [10]. Lo sconvolgimento della barriera corallina per il prelievo di materiale da costruzioni e le esplosioni nucleari stesse provocherebbero danni profondi all’ecosistema marino, che porterebbero alio sviluppo di organism! “di frontiera ” come G. toxicus, o li favorirebbero rispetto ad altre specie [11]. E’ noto comunque che in condizioni di sconvolgimento della barriera corallina con esposizione di nuove superfici, il G. toxicus colonizza immediatamente le nuove aree e vi prolifera [12]. La tossina si accumula lungo la catena alimentare e negli organ! intern! (legato e gonadi, principalmente ) di pesci camivori nutriti con prede contaminate. La ciguatera e imputabile a due diverse famiglie di tossine, una di polieteri liposolubili, le ciguatossine e una di compost! idrosolubili, comprendente le maitotossine. Le ciguatossine hanno un peso molecolare medio di 628,01 dalton, possono essere purificate mediante HPLC e la sostanza purificata appare come un solido incolore. Mediante spettometria di massa ed NMR e stata messa in luce la somiglianza della struttura della ciguatossina con quella della brevetossina e della yessontossina, con 13 anelli eterociclici contigui ed un alcool primario ad una estremita. In generale e stata riscontrata Fesistenza di una ventina di variant! [13]. Questo a causa di una metabolizzazione della tossina tipica dell ’organismo assimilante, come succede anche nel caso delle saxitossine [14]. Evidenze sperimentali sembrano indicare che sia la ciguatossina che la brevetossina negli atrii e nel miocardio, agiscano legandosi ai siti che regolano Finizio di attivazione funzionale del canale del sodio [15]. Nelle terminazioni dei nervi motor! la ciguatossina aumenta il rilascio spontaneo di acetilcolina, causando effetti sia pre- che postsinaptici [16]. Il problema di sanita pubblica che pongono queste tossine e date dalla loro tossicita molto forte, dato che sono present! in quantita dell ’ordine di decine di microgrammi per 100 g. nei visceri piu tossici, e di qualche nanogrammo per 100 g. nei muscoli. I sintomi causati dall ’ingestione di pesci contaminati sono nausea, diarrea, dolori addominali e vomito. A questi sono associati sintomi neurologici come invertita sensibilita al freddo, con sensazioni di bruciore per F esposizione delle man!, dei piedi e della bocca al freddo; parestesie, mialgie, artralgie, prurito, stordimento, dolori alia mascella o ai denti. Di norma i sintomi neuralgic! iniziano dopo quelli gastroenterici, e sono spia di una intossicazione piu grave. Il decorso sintomatologico va da qualche settimana a diversi mesi, nei casi piu gravi nelle donne gravide l’awelenamento ciguaterico pud indurre aborto, travaglio premature e malattie neurologiche nel neonato, che pud contrarre F intossicazione anche attraverso il latte matemo. La natura lipidica della ciguatossina ne causa la metabolizzazione attraverso la via epatica e Fescrezione biliare, ma dei metaboliti attivi o la ciguatossina coniugata possono prendere vie idrofile. Poiche agisce mediante F attivazione dei canali del sodio voltaggio-dipendenti nelle membrane delle cellule eccitabili, la tossina ha un chiaro effetto sui nevi peri fen ci ma pud avere effetto sui muscoli striati, sul miocardo e sul 62

sistema nervoso centrale, come manifestano i sintomi di cefalea, insonnia e stanchezza [2]- La maitotossina (MTX) e stata isolata dai visceri del Ctenochaetus striatns, detto maito a Tabu [17], e dalle cellule di Gambierdiscus toxicus per la prima volta da Yasumoto nel 1979. Prodotta da G. toxicus e accumulata dal necton nella barriera corallina. Causa, se ingerita dall ’uomo attraverso il consume del pesce, disturb! nervosi, sintomi gastrointestinal! e disordini cardiovascolari. Ipertensione e aritmia cardiaca sono stati associati a basse dosi di MTX. La morte interviene sempre per arresto cardiaco prima che per arresto respiratorio. Cio spiega come i sintomi della ciguatera possano essere in parte ricondotti con la presenza negli estratti bruti di MTX [13]. La MTX e idrosolubile ed e la piu potente tossina marina con dose minima letale pari a 0,71 pg/kg topo i.p. La morte per arresto cardiaco, indotta dalla MTX, e conseguente all’aumento dell ’afflusso di ioni calcio dentro le cellule del muscolo cardiaco. Cio crea uno state di sovraccarico e determina effetti cardiotossici [18]. La somministrazione di MTX induce diversi effetti sugli animal! a sangue caldo, tra cui un aumento dose-dipendente di ormoni ovarici, steroid! e non, come progesterone e relazine ed un aumento di afflusso di Ca++ e di rilascio di insulina da isole pancreatiche di ratto perfuse in assenza o presenza di glucosio. La risposta alia somministrazione di MTX e sempre mediata dalla attivazione dei canal! voltaggio- dipendenti del Ca++ [19]. Alcuni di quest! effetti possono essere inibiti dai bloccanti dei canal! del Ca++ voltaggio-sensibili. L’azione della tossina e pH dipendente, ed un pH basso la inattiva.

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DINOFISrrOSSINE

II genere Dinophysis presents una somma di caratteristiche che lo rendono particolarmente insolito. Recent! studi sulla fisiologia [1] hanno proposto l’identificazione di alcune specie di piccola taglia come gameti di specie di taglia maggiore, a seguito di osservazioni al microscopio elettronico su cellule in apparente fusione gametica: cosi Dinophysis dens risulterebbe una forma gametica di D. acuta e D. skagii lo sarebbe per D. sacculus [2], L’ipotesi gametogenica trova conferma nell ’osservazione di placche tecali simili in individui delle due specie durante le fioriture miste [3]. La spiegazione alternativa potrebbe essere un accentuate polimorfismo, peculiare di questo genere. I generi component! le Dinofisiali, Dinophysis, F affine Phalacroma, Ornithocercus, Citharistes e Hystioneis, possono essere disposti su di una lines evolutiva ideale che va dalla eterotrofia alia autotrofia [4], Lungo quests via si collocano specie originariamente eterotrofe che piu o meno precocemente nella loro evoluzione, hanno acquisito degli element! autotrofi simbionti, e questi hanno costituito il corredo di cloroplasti che ha messo le cellule in grade di compiere la fotosintesi. Questo ramo fotosintetico ha sviluppato progressivamente una robusta parete cellulare a placche esagonali. Rami collateral! del genere Phalacroma hanno cloroplasti acquisiti piu recentemente, costituiti da Crisoficee simbionti. II genere Dinophysis costituisce la lines autotrofa filogeneticamente piu antics ma ha ancora al sue intemo specie unicamente eterotrofe, come D. hastata e D. schuettii. Malgrado i numerosi tentativi, non e ancora possibile coltivare le specie di Dinophysis in vitro, e da quanto sta emergendo sulla loro fisiologia, sembra che la chiave per comprendere quests difficolta sia la non completa autotrofia delle specie. Studi in vitro su cellule da fioriture concentrate, tramite assunzione di carbonio inorganico marcato, hanno dimostrato Fattivita fotosintetica di D. acuta, D. acuminata, D. sacculus [5] e D. norvegica [6], ma ripetute osservazioni in natura [7] mostrano in D. acuminata la presenza di vacuoli digest!vi con prede ingerite, e la taglia media delle cellule, insieme al basso numero raggiunto durante le fioriture (entrambe caratteristiche piu di uno zooplanctonte che di un dinoflagellato), si accordano bene con una origine eterotrofa e con abitudini almeno in parte ancora predatorie. A parte Fisolita e parzialmente sconosciuta fisiologia, l’interesse delFuomo per le Dinoficee e determinate dalle tossine che queste alghe producono, che possono essere concentrate lungo la catena trofica. Le contaminazioni di molluschi dovute alle tossine di Dinoficee e i relativi casi di gastroenteriti acute, sono andati aumentando esponenzialmente in Europa e nel resto del mondo. Dal 1960 in poi la fisiologica presenza di alghe Dinophysis e passata a fioriture sempre piu grand! e ricorrenti, prima sulle coste dell ’Atlantico e del Pacifico e poi all’intemo del Mediterraneo, moltiplicando il danno economico e attirando l’attenzione dei govern! e degli esperti sulle ragioni di questo peggioramento progressive. La famiglia di tossine comprende a tutt’oggi una decina di composti polieterici liposolubili (acido ocadaico, dinofisitossine -1 e -3, pectentossine -1, -2, -3, -4, -5 e -6, 65

yessotossina e 45-idrossiyessotossina), presumibilmente tutti capaci di indurre intossicazione. Questi sono prodotti da alcune specie del genere Dinophysis (secondo esperti da tutte le specie, [8 ]) e, fino ad oggi, da almeno tre specie bentoniche epifitiche del genere Prorocentrum. P. lima, P. concavum e P. hoffmannianum, di cui le ultime due tropicali. II rapporto constatato in natura tra i generi Prorocentrum e Dinophysis, e di ordine ecologico: a fioriture spesso imponenti di specie del primo genere fa seguito l’apparizione.di specie del secondo, che spesso vanno a loro volta in fioritura. Perche questo awenga, se per una rara relazione di simbiosi o commensalismo o per rapporti di predazione, non e ancora noto. Fioriture di Dinophysis vengono segnalate abitualmente lungo le coste del Giappone, della Nuova Zelanda e delPAustralia; in Europa nel corso del 1989 e del 1990 sono state segnalate fioriture di Dinophysis acuta lungo le coste della Galizia in Spagna [3], di D. acuta, D. acuminata, D. norvegica in Norvegia[9], e di D. acuta lungo il litorale di Trieste ed Ancona. Per quanto riguarda ITtalia queste presenze hanno causato un trasferimento di tossicita nei molluschi, particolarmente quelli del genere Mytilus. Le dinofisitossine inducono nei consumatori di molluschi tossici disturbi intestinali come diarrea, nausea, vomito, dolori addominali e collassi. II periodo di incubazione talvolta supera le 12 ore, e le sofferenze terminano entro tre giomi [10]. Come nel caso delle aplysiatossine, uno dei meccanismi di azione dell ’acido ocadaico sulle cellule consiste nelViperfosforilazione della fosfoserina in un frammento di una proteina di 60 kDa e con pH isoelettrico inferiore a 7, presente nel nucleolo e nel citosol, di nome nucleolina (N60) [11] con funzione di trasportatore nucleo cellulare [12]. D’altra parte, Tacido ocadaico e capace di indurre l’ornitina decarbossilasi nella pelle del topo in modo simile ai promotori tumorali (“tumor promoter”) TPA simili, ma al contrario di questi non attiva mai la protein chinasi C, ne si lega al recettore dell ’estere del forbolo. Urn ora e trenta minuti di pretrattamento con sarcofitolo A (SA) e sufficiente ad inibire tutti gli effetti dell ’acido ocadaico. Entrambi i meccanismi (antitumorale dell ’SA e promovente i tumori dell ’acido ocadaico) vengono mediati rispettivamente dall ’ipo- e iperfosforilazione della proteina C23, identificata come un frammento della nucleolina [13]. E’ generalmente ritenuto che la nucleolina inibisca la trascrizione finche non viene tagliata durante una specifica reazione proteolitiche, ma prima della proteolisi viene fosforilata dalla caseina chinasi II [14]. Molto probabilmente dopo la proteolisi c’e una defosforilazione dei frammenti della proteina. L’acido ocadaico interferisce negativamente in quest’ultimo passaggio, dando luogo a un accumulo di N60 fosforilata che potrebbe interferire con la nucleolina fosforilata (110 kDa) [15]. La dinofisitossina 1 mostra potenzialita di “tumor promoter” analoghe all’acido ocadaico: attiva anch ’essa 1’ornitina carbossilasi, e topi trattati con 100 mg di dimetilbenzenantracene seguiti da 5 mg di DTX1 o di acido ocadaico 2 volte al giomo per 30 settimane mostrano medie quasi identiche di tumori indotti per topo (4,6 per la DTX1 e 3,9 per l’OA), I “tumor promoters” della classe dell ’acido ocadaico hanno una attivita piu forte di quella di altri tumor promoters non TPA come, ad esempio, la palitossina e la 66

tapsigargina [16; 17]. L’acido ocadaico e la dinofisitossina 1 hanno la possibility di simulare nel cervello del topo l’attivazione, fino al triple del normale, di protein chinasi del gruppo serina/treonina, mediante l’inibizione della fosfatasi PP1 e PP2A, che determinano la mancata fosforilazione delle protein chinasi. L’acido ocadaico stimola il trasporto di glucosio negli adipociti imitando l’azione dell ’insulina mediante la fosforilazione serina/treonina della proteina regolatrice associata al trasportatore di glucosio, oltre a questo 1’acido ocadaico aumenta il flusso del calcio nei miociti isolati, suggerendo che, nelle cellule cardiache, il basso livello all’intemo del canale del calcio sia attivato dalla fosforilazione, e inattivato dalla fosforilazione e inattivato dalla PPI e/o dalla PP2A [18]. La frazione citosolica di cervello di topo e quella che mostra maggiore affinita di legame con l’acido ocadaico rispetto agli altri tessuti, in accordo con la maggior quantity di fosfatasi PPI e PP2A presente in questo tessuto [19]. Poiche la PPI e la PP2A sono con ogni probability gli enzimi principali che invertono le azioni della protein chinasi C, un inibitore delle fosfatasi in grade di penetrare nelle cellule intatte pud diventare un “tumor promoter” potente quanto le sostanze che inattivano la protein chinasi C. L’effetto pud iniziare dall ’aumentata fosforilazione di una o piu proteine che sono substrati per la protein chinasi C e vengono defosforilati da PPI e PP2A. L’acido ocadaico e la DTX1 stimolano la produzione di PGE2 nei macrofagi di ratio, richiedendo pero una fase di latenza (“lag”), la cui durata dipende dalla loro concentrazione. Nello stesso tempo inducono la produzione e il rilascio di acido arachidonico, precursore della PGE2. Questo pud essere il responsabile dell ’irritazione sull’orecchio di topo dopo esposizione all’acido ocadaico, e nello stesso tempo la stimolazione della produzione di PGE2 nel trato gastrointestinale pud essere responsabile delle diarree causate dall ’ingestione di molluschi contaminati [20]. Le fosfatasi delle proteine PPI, PP2A e PP2C sono altamente conservate nella scala evolutiva: si trovano praticamente identiche nei Mammiferi ma anche nel lievito Saccharomices cerevisiae , ed anche in questo organismo le PPI e PP2A, una serie di danni sistemici che possono riguardare anche il DNA, se la sua applicazione segue quella di un cancerogeno come il 7-1 2-dimetilbenza(a)antracene (DMBA). In questo caso l’idrocarburo aromatico causa una mutazione (A-T) nel secondo nucleotide del codone 61 del gene C-Harveyras nei tumori murini della pelle (papillomi multipli) cosi indotti [20]. La mutazione indotta non e tuttavia specifica dell ’acido ocadaico, in quanto anche i “tumor promoters” della classe TPA-simile, accoppiati al DMBA, causano lo stesso effetto sul DNA. Recenti acquisizioni fanno ritenere che il gruppo carbossilico e i quattro gruppi idrosssilici al C2, C7, C24 e C27 dell ’acido ocadaico siano molto importanti nel legame e nell ’inattivazione delle fosfatasi delle proteine PPI e PP2, realizzando, molto probabilmente mediante 1’instaurazione di legami idrogeno tra il primo carbonile e il gruppo carbossilico al C24, una struttura concava e flessibile, che potrebbe fungere da sito di attacco al recettore sulle fosfatasi [21]. 67

Bibliografia

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SAXITOSSINE

Le tossine appartenenti a questa famiglia sono responsabili della sindrome dell ’ awelenamento paralizzante da molluschi (Paralytic Shellfish Poisoning, P.S.P) e del I’ awelenamento da tetrodotossina (Tetrodon Poisoning, TP). Attualmente ne sono state isolate da molluschi e vertebrati tossici circa 12, tutte a carattere guanidinico eterociclico [1] tra cui: saxitossine, neosaxitossina, tetrodotossina, goniautossine 1, 2, 3, e 4, Bl, B2, Cl, C2, C3 e C4; ma gran parte di esse sono prodotti di demolizione della saxitossina e della neosaxitossina [2], Episodi di TP, conosciuto anche come awelenamento da pesce palla (fugu), si verificano principalmente nei paesi che si affacciano sui mari della Cina del Sud e in Giappone. La sindrome PSP, invece, si osserva occasionalmente in tutto il mondo, ed endemicamente lungo le coste a nord-ovest del Pacifico e lungo le coste canadesi. Sia la tetrodotossina che la saxitossina vengono rapidamente assorbite dal tratto gastrointestinale: se il materiale ingerito e fortemente tossico, i sintomi si instaurano in pochi minuti, seguiti da morte. La debolezza muscolare e Teffetto principale, insieme a sensazioni di formicolio alle estremita e nella regione orale. Disturbi della percezione, vomito e ipotensione sono molto spesso present! . Negli uomini la morte incorre probabilmente per arresto respiratorio; negli animali questo pud essere prevenuto dalla respirazione artificiale: se la dose non e stata eccessiva la respirazione spontanea con buona probability si ripristinera. La dose letale umana negli adulti, per questa tossina, e di circa 1-2 mg, per somministrazione orale [3], La struttura molecolare dei principi tossici e nota da tempo; la tetrodotossina in particolare e la piu potente sostanza interferente nella produzione dei potenziali d ’azione di alcuni tipi di cellule eccitabili, agendo di solito mediante il blocco della conduzione degli assoni neuronali [4], La saxitossina ha ingenerato notevole interesse nel campo della neurobiologia per la sua abilita nel bloccare il trasporto dello ione sodio nelle cellule [5], La costante di dissociazione con cui la saxitossina si lega al recettore sul canale del sodio e di circa 5x10 "9 M . Questo sito di legame si trova probabilmente sulla superficie estema della membrana, pittosto che dentro il canale del sodio [6], L’attacco sembra essere associate ad una componente proteica di 260 Kda e ad uno piu polipeptidi piu piccoli [7], La tetrodotossina viene ottenuta dai tessuti della salamandra Taricha torosa e dagli ovari e dalle uova di diverse specie di pesci palla del sottordine Gymnodontes [8,9]. L’areale di quest! pesci e piu ampio di quanto si pens!: nel mare Adriatico: di fronte alle coste di Ortona, nelle Marche, sono stati pescati a piu riprese nel 1986, 1990 e 1991 degli esemplari di Ephippion maculatum, comune nei mari del Giappone. La possibility di resistere alia tossina accumulata attraverso il cibo, da a divers! animali una ulteriore arma per difendersi, mediante l’espulsione della stessa dalla cute se minacciati, come nei granchi Zosimus aeneus e Atergatis floridus, nella salamandra della California Taricha torosa e nel pesce palla [10], 70

Durante fioriture di specie tossiche di Alexandrium, livelli anche alti di saxitossina sono stati riscontrati, negli USA, in componenti della fauna bentonica come vari tipi di granchi, tubificidi, balani, stelle marine e naturalmente molluschi [11]. Molti pesci marini sono sensibili peraltro, a basse dosi di saxitosina, il che spiega le morie che si verifieano in concomitanza con le maree rosse [12]. Non e perfettamente chiaro il sistema di accumulazione delle saxitossine nell ’ambiente, durante o dopo una fioritura tossica: in un recente studio compiuto in un allevamento di telline purpuree (Soletellina diphos) a Tungshih (Taiwan), la distribuzione di GTX 1-4 causata da una fioritura di Alexandrium tamarense interessava, oltre ai vari organi intemi dei molluschi e naturalmente al fitoplancton, anche i sediment! [13]. La saxitossina viene di solito ritrovata accumulata nell ’ epatopancreas di molluschi bivalvi, come nel nostro Mytilus galloprovincialis, ma pud anche accumularsi nei visceri e nel muscolo adduttore [14] come nei molluschi Saxidomus giganteus, Mytilus californianus e nelle ostriche Crassodoma gigantea delle coste del Nord America [15], Patinopecten yessoensis del Giappone [16]. Contrariamente a quanto si pud pensare, l’assunzione di dinofiagellati produttori di PSP da parte dei molluschi bivalvi produce effetti di intossicazione anche in quest! ultimi. Gli effetti specie-specific!, si esplicano come alterata attivita delle valve, tassi di consume di ossigeno diminuiti o accresciuti, battito cardiaco erratico, ridotta produzione di bisso, tassi di filtrazione diminuiti o inalterati, tassi di nutrizione diminuiti o inalterati [17]. Inoltre alcuni molluschi sono in grade di assumere direttamente dall ’acqua le tossine PSP provenienti da cellule degradate di “blooms” in decadimento , o gia decaduti [18]. Tossine della famiglia PSP (GTX1, GTX2, GTX3 e neosaxitossina) sono state identificate anche in molluschi bivalvi d ’acqua dolce come Corbicula sandai del lago Biwa (Giappone), ma i fenomeni di accumulo che le riguardano sono in quest! casi dovuti all’ingestione della cianoficea Aphanizomenon flos-aquae, produttrice di saxitossina e neosaxitossina [19]. La facilita di decontaminazione nei molluschi stabulati e dovuta alia rapida diminuzione di GTX3 e GTX8 , mentre la GTX2 e di piu difficile e lento rilascio probabilmente a causa della sua minore metabolizzazione o del suo aumento per epimerizzazione della GTX3 [20], infatti nei molluschi contaminati i compost! maggiormente rinvenuti, responsabili della sindrome PSP, sono le goniautossine, piu che la saxitossina [21], Negli ultimi anni si e delineata l’ipotesi che la produzione di compost! della famiglia delle saxitossine possa essere ascritta anche a batter! marini probabili endosimbionti del genere Gonyaulax come Moraxella sp. [22]. Coltivato in un mezzo povero di nutrient! o, direttamente in acqua di mare, questo batterio da luogo dopo alcuni giomi ad una sostenuta produzione di gonyautossine (da GTX1 a GTX4) nel pattern tipico del dinoflagellato da cui e stato isolate. I picchi di produzione delle saxitossine legati a stati di stress o a fasi di rapida crescita cellulare mimano gli accumuli di poliammine collegati alle variazioni delle funzioni di acid! nucleici, in condizioni ambientali particolari i due gruppi guanidinici delle saxitossine caricati positivamente, si legherebbero come le poliammine e gli ioni metallici divalent! a siti carichi negativamente sul DNA e sull’RNA. Questo trova 71

conferma nel rilascio di grosse quantita di tossine da molluschi contaminati trattatai con RNAsi [23],

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ITTIOTOSSINE MARINE

Molti fenomeni di fioriture algali possono risultare nocivi per la fauna ittica ma non essere tossici per l’uomo. Varie specie di microalghe (fish-killers) sono state responsabili di ingenti morie di pesci, invertebrati ed altri organismi acquatici nei mari del Giappone, Canada, Nuova Zelanda, Stati Uniti e Nord Europa, con gravi conseguenze economiche soprattutto nelle aree costiere interessate dalle attivita di acquacoltura [1], L’attivita ittiotossica delle microalghe si manifesta, generalmente, nella produzione di danni istochimici ed istologici alia fauna ittica, colpendo, particolarmente, i tessuti branchiali e quelli epatici con alterazioni della permeabilita di membrana e dell ’equilibrio ionico, distruzione dei globuli rossi, necrosi, edemi ed ulcerazioni. Alcune microalghe, inline, possono risultare dannose per gli epiteli branchiali a causa della presenza sulla loro superficie di spine (Diatomee, Chaetoceros spp. ecc.) che danneggiando meccanicamente questi tessuti, in occasione dei loro blooms, ne compromettono la funzionalita [1], Nel genere Chattonella si inseriscono due specie tra le pin frequenti responsabili di blooms ittiotossici in Giappone: Chattonella antiqua (Hada) Ono e Chattonella marina (Subrahmanian) Hara & Chihara. Entrambe le specie hanno provocato gravi morie in allevamenti del carangide Seriola quinqueradiata [2] [3], Nei pesci esposti a Chattonella antiqua si sono osservate alterazioni dell ’equilibrio osmotico ed edema branchiate imputabili alia produzione di sostanze lipidiche ad attivita emolitica [2], Recenti studi tossicologici approfonditi hanno rilevato la produzione da parte di colture monospecifiche di Chattonella antiqua di sosTANZEneurotossiche, liposolubili, chimicamente simili alle brevetossine. Tra i fattori che influenzano le quantita di neurotossine prodotte sono risultate determinant l’eta e la fase di crescita della coltura stessa, essendo il rapporto tossicita/numero di cellule piu alto durante la fase logaritmica iniziale e intermedia, quando le cellule appaiono mobili e fusiform! e in diminuzione nella fase stazionaria, con le cellule tendenzialmente ovali o sferiche ed immobili [4], Studi sulla tossicita in coltura di Chattonella marina hanno rilevato anche per quest’alga la produzione di neurotossine liposolubili simili alle brevetossine (Pbtx-2 e Pbtx-3)[5] a cui si affianca la sintesi di compost! emolitici ed emoagglutinanti [4], Saggi di tossicita sugli stadi giovanili di Pagrus mayor hanno rilevato che anche T attivita tossica delle colture di questa rafidoficea varia con la fase di crescita, risultando piu alta nella fase logaritmica avanzata e in diminuzione nella successiva fase stazionaria, segnata dal passaggio dalla morfologia cellulare fusiforme a quella sferoidale. Nel caso di Chattonella marina, analisi tossicologiche dei filtrati colturali mostrano invece una bassa tossicita fino alia fase logaritmica intermedia, con un picco all’inizio della fase stazionaria, per cui e state ipotizzato il rilascio della tossina all’esterno da parte delle cellule durante la fase tardo logaritmica, che inibirebbe la loro stessa crescita. [5], La produzione di sostanze emoagglutinanti, 74

evidenziata durante la purificazione delle tossine sintetizzate da Chattonella marina, ha rivelato le loro caratteristiche di acidi lipoteicoici, ad effetto inibitorio sulla crescita di altre alghe [6], Entrambe le specie del genere Chattonella producono inoltre anione superossido, perossido di idrogeno e radicali idrossilici che, secondo alcuni autori, potrebbero essere responsabili della loro tossicita e del prime sintomo fisiologico mostrato da pesci posti in loro presenza: una ridotta tensione d ’ossigeno nel circolo arterioso . In Chattonella marina il ferro risulta necessario per la produzione di tali forme attivate dell ’ossigeno [3], Neurotossine sono state isolate anche da Fibrocapsa japonica Toriumi & Takano ed Heterosigma akashiwo (Hada) Hada, altre due specie di rafidoficee responsabili di morie della fauna ittica [4], Blooms tossici di Heterosigma akashiwo hanno colpito salmoni e carangidi di allevamento in Giappone, Canada, Cile e Nuova Zelanda. Non e ancora del tutto chiaro il meccanismo dell ’azione tossica di quest’alga: provocherebbe la morte per danni fisici alle branchie o per danni da produzione di sostanze emolitiche [1], Blooms tossici di Prymnesium parvum Carter e Prymnesium patelliferum Green, Hibberd & Pienaar entrambi osservati nelle nostre acque, rappresentano ormai eventi regolari nelle acque salmastre dei fiordi norvegesi, causando morie massicce di salmoni e trote arcobaleno d ’allevamento [7], Queste due specie sono morfologicamente molto simili e distinguibili solo attraverso Fanalisi delle scaglie al microscopio elettronico. Prymnesium parvum, tipico di acque salmastre, ma rinvenibile anche in laghetti di pesca sportiva e responsabile, inoltre, di gravi morie di pesci in Israele [8] e Cina [9] sintetizza una serie di composti chimici simili, ma con effetti tossici diversi. Il principio attivo, noto come “primnesina ” , risulta composto da proteolipidi polar! che vengono secret! nell ’acqua circostante dove formano micelle. Quest’alga sintetizza anche due tipi di glicolipidi, ad attivita emolitica.Vari tests di laboratorio hanno confermato 1’attivita emolitica, citotossica e ittiotossica della primnesina, che ha come bersaglio gli epiteli branchiali della fauna ittica [10]. Stud! sull’azione tossica degli estratti lipidici isolati da Prymnesium parvum mostrano come l’ittiotossicita risulti influenzata da fattori chimico-fisici quali pH, luce, temperatura e presenza di vari cationi bivalent! [7], Stud! tossicologici analoghi sugli estratti lipidici di Prymnesium patelliferum in relazione ai diversi parametri chimico-fisici hanno condotto a risultati simili [7], Una ulteriore specie del genere Prymnesium, P. calathiferum Chang & Ryan, osservata nei nostri mari, e stata rinvenuta in concomitanza di morie di pesci e molluschi in Nuova Zelanda [11], studi sulla sua ittiotossicita hanno mostrato un ’azione simile a quella di Prymnesium parvum [12] Nel genere Chrysochromulina, che annovera piu di cinquanta specie marine e d ’acqua dolce, due sono note per per aver provocato morie di pesci ed altri organismi durante blooms nelle acque marine costiere norvegesi e svedesi (Kattegat-Skarregat, Norvegia del Nord): Chrysochromulina polylepis Manton & Parke e Chrysochromulina leadbeateri Estep, Davis, Hargraves & Sieburth [7], Chrysochromulina polylepis, presente anche nei nostri mari, produce composti glicolipidici ad effetto emolitico e la primnesina. La produzione tossica di questa specie, promossa da condizioni di carenza di fosforo nell ’acqua [1], e stata confermata 75

in Iaboratorio, mentre cloni isolati da fioriture tossiche di Chrysochromulina leadbeateri non hanno rivelato tossicita [7], Nel genere Gymnodinium si inseriscono varie specie ittotossiche. Gymnodinium breve Davis, noto per la produzione di composti polieterici neurotossici (episodi di NSP nel Golfo del Messico) e di un aerosol in grade di provocare irritazioni alle mucose respiratorie umane, ha causato gravi morie di pesci, invertebrati ed uccelli marini nelle acque della Florida. Gymnodinium mikimotoi Miyake & Kominami ex Oda, presente in Mediterraneo, da considerarsi sinonimo delle specie Gyrodinium aureolum Hulburt, a cui sono stati attribuiti bloom tossici estivi nelle acque marine nord europee , e Gymnodinium nagasakiense Takayama & Adachi, responsabile di fioriture tossiche in Giappone, produce tossine emolitiche ed ittiotossiche (gimnodinina) in grado di colpire pesci ed invertebrati marini. Dal 1966 Gyrodinium aureolum da luogo a fioriture (brown discoloration) tardo-estive ormai periodiche negli ecosistemi naturali e negli allevamenti norvegesi, scozzesi ed irlandesi . Questo organismo, dotato di ampia tollerabilita alle variazioni di temperatura e salinita dell ’acqua e in grado, in concentrazioni che superano i dieci milioni di cellule/litro, di causare danni alle lamelle branchiali e alle cellule del cloro di salmoni e trote arcobaleno [13]. Nel 1993, in una laguna costiera corsa, si e osservata una grave moria di Boops boops e Dicentrarchus labrax in concomitanza di alte densita nell ’acqua di una forma indicata presuntivamente come Gymnodinium cf. nagasakiense. Esami istologici sulla fauna ittica hanno mostrato congestione, edema ed emorragia a livello branchiale; l’analisi degli estratti cellulari e dell ’acqua filtrata hanno rilevato un ’ alta percentuale dell ’acido grasso poliinsaturo octodecapentenoico [14]. Piu recentemente, nell ’estate del 1995, lungo una vasta area della costa atlantica francese si sono verificati blooms di Gymnodinium cf. nagasakiense che hanno provocato gravi morie di vari organismi marini: gasteropodi, bivalvi, ricci di mare, vermi e pesci. In questo caso studi sulla presenza di attivita emolitica nell ’acqua ne hanno riscontrato livelli signiflcativi, ma non sempre correlabili con la presenza del dinoflagellato [15]. La specie Gymnodinium pulchellum Larsen, presente nei nostri marl e indicate in precedenza come Gymnodinium type 84 k [16] e responsabile di blooms ittiotossici negli allevamenti giapponesi e, probabilmente, nelle acque australiane [17]. Tre frazioni tossiche sono state estratte dal Gymnodinium type 84 k, rispettivamente ad azione emolitica, neurotossica ed emoagglutinante. I composti emoagglutinanti sono riconducibili, come quelli sintetizzati da Chattonella marina, ad acidi lipoteicoici, inibitori della crescita di altre alghe e di Gymnodinium pulchellum stesso [6], Alle specie Gymnodinium veneficum Ballantine, sinonimo di Gymnodinium vitiligo Ballantine, e Gymnodinium galatheanum Braruud, sinonimo di Woloszynskia micro Leadbeater & Dodge e di Gymnodinium micrum (Leadbeater & Dodge) Loeblich III, e attribuita un ’azione tossica su pesci ed invertebrati [18; 19; 20]. Quest’ultimo ha mostrato in Iaboratorio effetti tossici su mitili in coltura e su stadi giovanili di Gadus morhua [19]. Gymnodinuim sanguineum Hirasaka, sinonimo di Gymnodinium splendens Lebour, presente in Mediterraneo, ha provocato morie di pesci ed invertebrati [19]. 76

Nel genere Amphidinium sono present! due specie tossiche, Amphidinium carterae Hulburt, osservato nei nostri mari, note per la produzione di tossine emolitiche [21] e Amphidinium klebsii Kofoid & Swezy, sinonimo di A. operculatum Claparede & Lachmann sensu Klebs, produttrici di amfidinolidi, macrolidi ad azione antifungina ed antineoplastica [22]. Cochlodinium polykrikoides Margalef, sinonimo di C. heterotabulatum Silva, presente nei nostri mari, produce tossine emolitiche ed ittiotossiche causando episodi di mode in Giappone e altre aree del mondo. In laboratorio si e dimostrata la sua azione tossica su stadi giovanili di Leiognatus nuchalis [23]. Nel genere Alexandrium, che annovera molte specie produttrici di tossine PSP, troviamo i due fish-killers Alexandrium monilatum (Howell) Taylor ed Alexandrium pseudogonyaulax Horiguchi, quest’ultimo presente in Mediterraneo. Alexandrium monilatum e stato associate a fioriture algali ittiotossiche fin dal 1951, lungo le coste oriental! del Texas e della Florida . La sua tossicita e attribuibile a composti idrofobici ad effetto emolitico . Tests di laboratorio hanno rilevato che la tossicita delle colture aumenta dopo il picco di densita cellulare, facendo pensare al rilascio in acqua del principio attivo in seguito a process! autolitici o di senescenza delle cellule [24]. Alexandrium pseudogonyaulax sintetizza un macrolide polietereo, detto goniodomina, ad attivita epatotossica ed immunotossica, inducente necrosi del timo e marcata riduzione dei linfociti circolanti nel topo. A questo macrolide e stata attribuita anche una proprieta antifungina [25]. Nel genere Prorocentrum la specie Prorocentrum minimum (Pavillard) Schiller, sinonimo di Exuviella minima Pavillard, osservata frequentemente nelle acque costiere scandinave, mediterranee, nel Mar Caspio, in Giappone, nel Golfo del Messico e lungo le coste occidentali degli Stati Uniti, e stata piu volte associata, ad episodi di intossicazione umana per consume di molluschi (ostriche ecc.) contaminate da una tossina, detta venerupina, inducente degenerazione del fegato e anomalie nella coagulazione [26]. L’effetto emolitico sarebbe riscontrabile anche in popolazioni ittiche che durante le fioriture di questa specie hanno subito morie [27]. Pfiesteria piscicida Steidinger, unica specie rappresentante di un nuovo genere e di una nuova famiglia di dinofiagellati, descritta recentemente [28], si e aggiunta alia lista di circa 40 specie di dinoficee tossiche. Ad essa sono state attribuite ingenti morie ittiche negli ecosistemi estuarini e costieri di tutta la costa orientale degli Stati Uniti. Pfiesteria piscicida presenta un ciclo vitale complesso, multifasico e polimorfico, comprendente almeno diciannove stadi morfologicamente divers! tra loro (flagellati, ameboid! e sottoforma di cisti) ed e da considerarsi, dal punto di vista strutturale, un organismo eterotrofo . In alcuni casi, comunque, la presenza di cleptocloroplasti nei vacuoli digestivi, consente un metabolismo mixotrofo . Definita “ambush predator ”, Pfiesteria piscicida rilascia nella ’acqua una neurotossina fatale per i pesci che in fin di vita vengono fagocitati dall ’alga stessa [29]. Aureococcusanophagefferens Hargraves & Sieburth , una crisoficea di coccoide di dimension! minute, ha raggiunto in passato lungo le coste del Rhode Island e del New Jersey (USA) densita di circa un miliardo di cellule/litro . A quest! episodi di blooms estivi sono state associate ingenti morie di invertebrati marini, in particolare di bivalvi (Mytilus edulis ed Argopecten irradians) che manifestavano riduzione 77

dell ’appetito e incapacity di riprodursi, a cui seguiva la morte per inedia [30]. Studi sulle branchie isolate di questi bivalvi, al fine di testare l’effetto tossico dell ’alga sul loro meccanismo alimentare (attivita delle eiglia lateral!) hanno condotto ad ipotizzare un ’azione sul sistema nervoso da parte di Aureococcus anophagefferens [31]. Nodularia spumigena Mertens, specie filamentosa non ramificata, da luogo a blooms in ambienti salmastri (Mar Baltico, acque estuarine australiane). Nel mar Baltico, caratterizzato da una bassa salinita, queste fioriture rappresentano un fenomeno tardo-estivo, ormai regolarmente ricorrente. Nodularia spumigena e stata la prima specie di cianobatteri ad essere descritta come responsabile di fioriture dannose per gli animali e per l’uomo in Australia [32]. La sua tossicita e dovuta ad un pentapeptide ciclico, la nodularina, ad efFetto epatotossico e carcinogenico [33] Hormothamnion enteromorphoides Grunow. tipico di acque tropicali, presenta alcuni ceppi tossigenici in grado di produrre un complesso di peptidi ad azione ittiotossica, che renderebbero conto della scarsa predazione da parte di pesci erbivori su questo organismo [33]. Analisi di laboratorio condotte su ceppi portoricani di Hormothamnion enteromorphoides hanno rivelato la struttura del peptide maggiore, detto ormotamnina a, un undecapeptide ciclico, ad attivita antimicrobica e tossica per le cellule cancerose [34]. Un gruppo di cianobatteri marini, coccoidi e bastoncellari, isolati in occasione di morie ittiche in Florida e indicati come Synechococcus sp. Nageli, presenta ceppi tossigenici producenti potent! emolisine. L’analisi chimica di uno di questi compost! ne ha rivelato la natura di galattopiranosil lipide (Fig.2) [33]. La produzione tossica di Synechococcus sp. in coltura risulta influenzata dai parametri ambientali e raggiunge il massimo all’inizio della fase stazionaria di crescita [35]. Trichodesmium erythraeum Ehrenberg, cianobatterio planctonico filamentoso tipico di acque tropicali dove spesso da luogo a blooms a largo, e noto per aver provocato morie di animali marini, come pesci [36] e coralli [37]. Uno recente studio comparato su estratti tossici idrosolubili di Trichodesmium erythraeum e di Scomberomorus commersoni, pesce pelagico frequentemente implicato in casi di ciguatera, ha rivelato effetti simili dei due estratti sul topo e una loro indistinguibilita dal punto di vista cromatografico. Questi risultati hanno condotto gli autori a postulare che Trichodesmium erythraeum sia il progenitore di alcuni dei principi tossici presenti in Scomberomorus commersoni [7], 78

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MICROCISTINE E ANATOSSINE

Le microcistine costituiscono una famiglia di piu di 40 eptapeptidi ciclici tossici [1; 2] prodotti dalle Cianoficee d ’acqua dolce del generi Mycrocystis [3], Oscillatoria [4; 5], Anabaena [6; 7], e Nostoc [7; 8], Le microcistine sono composti idrofili e presentano la struttura generale ciclo (D-Ala-L-X-eritro b-metilisoAsp-L-Y Adda-D-isoGlu-N-metildeidroAla) dove X ed Y sono L-aminoacidi variabili (cioe leucina-arginina nella microcistina -LR, leucina- alanina nella microcistina -LA) e Adda e un singolare b-aminoacido: (2S, 3S, 8S, 9S)-3- amino-9-metossi-2,6,8-trimetil-10-fenil-4(E),6(E)decadienoico. Si rileva peraltro, l’esistenza di un piccolo gruppo di sette microcistine con caratteristiche idrofobiche scoperte recentemente in una riserva d ’acqua potabile, il lago Beaves nell ’ Alberta (Canada) [8], La Cianoficea Nodularia spumigena tipica di ambienti salmastri, come i laghi costieri o i fiordi e le bale del mari del Nord, produce un pentapeptide ciclico, la nodularina, che presenta la struttura ciclo (D-b metiliso-Asp-L-Arg-Adda D-iso-Glu-N- metil-deidrobutirrina), strettamente correlate alle microcistine [9], Sia queste ultime che la nodularina esplicano sui mammiferi una tossicita epatica acuta [10], responsabile di morie nel bestiame e nei cani che si abbeverino anche occasionalmente in stagni o piccoli laghi eutrofizzati con fioriture algali in corso in Le microcistine -LA ed -LR e la nodularina sono potenti inibitori delle proteinfosfatasi PP1 e PP2A PP3 e presentano tutte un profile di inibizione simile con potenza relativa di inibizione sulle proteinfosfatasi nell ’ordine PP2A> PP3>PP1 [11]. L’azione delle microcistine e della nodularina si manifesta quindi a livello intracellulare nell ’aumento del livello di fosforilazione proteica; i loro bersagli metabolic! sono sovrapponibili a quelli dell ’acido ocadaico ed influenzano processi intracellular! divers!, come il metabolismo, la contrattilita, i processi trascrizionali, il mantenimento della struttura citoscheletrica, il trasporto ionico, la divisione cellulare e i meccanismi di trasduzione del segnale. In particolare risulta notevole l’effetto nella trasduzione dei segnali di crescita, proliferazione e differenziamento cellular! non potendo le proteinfosfatasi su menzionate regolare piu Vazione delle serin-treonin-protein chinas!, con promozione tumorale [12; 13]; o ad esempio a livello embriologico con sviluppo anormale del preimpianto di embioni di topo [14]. L’inibizione delle proteinfosfatasi scatena, inoltre, una disaggregazione-depolimerizzazione delle reti di filament! mtermed! e di microfilamenti del citoscheletro negli epatociti, come si riteneva da studi di immunofluorescenza; anche in questo caso si rileva un effetto di aumentata fosforilazione a livello delle proteine costituenti 1’impalcatura citoscheletrica o delle proteine regolative associate alia medesima struttura [15; 16]. A livello istologico, sui fegati di ratio perfusi con microcistine, si osservano notevoli danni all’arch! tetiura dei cordoni epatici in maniera dose-dipendente, con dissociazione epatocellulare e modifiche a livello ultrastrutturale del complesso del reticolo endoplasmico rugoso, proliferazione del R.E. liscio, rigonfiamento dei 81

mitocondri, formazione di larghi vacuoli, canalicoli biliari anormali, effetti a carico dei nuclei come picnosi, cariocinesi e cariolisi, nonche danni alia membrana cellulare [17]. Le microcistine isolate generalmente differiscono tra loro per due dei sette aminoacidi che le compongono; le 40 e pin diverse varianti finora isolate, pero, non si autoescludono a vicenda: uno stesso ceppo algale pud produrre, infatti piu tossine in quantita variabile, inoltre all’intemo della stessa specie possono sussistere ceppi con diversi livelli di tossicita [18]. Accanto alle microcistine-LR ed -RR si separano per LC varianti minori (probabilmente isomeri ed epimeri) con una tossicita considerevolmente inferiore [19] rispetto alle loro component! maggiori. Per il mantenimento del grado di tossicita delle microcistine si e messa in luce, in diversi studi, 1’importanza della presenza delle porzioni aminoacidiche Adda con le insaturazioni inalterate [19] e del D-glutammato; in particolare quest’ultimo D- aminoacido modificato nella microcistina -LR, tramite esterificazione con un gruppo propan-diolico nell ’alfa-carbossile, presenta un tossicita notevolmente ridotta [20]. Poiche l’eutrofizzazione dei corpi d ’acqua dolce e diventata un problema di crescente incidenza nel mondo, anche la rilevazione delle fioriture di Cianoficee tossiche ha subito negli ultimi anni una brusca ma prevedibile impennata numerica. In Italia sono state segnalate fioriture di Cianoficee tossiche negli invasi del Campidano (Cagliari), nel lago del Liscione (Campobasso), nei laghi: S. Puoto e Lungo (Latina), nel lago di Idro (Lombardia) ed in vari laghetti artificial! adibiti ad allevamento ittico o a pesca sportiva. Mentre l’effetto acuto diretto, sui mammiferi, e ormai acclarato, manifestandosi con un collassamento del sistema citoscheletrico delle cellule endoteliali del circolo sinusoidale epatico ed emorragie interne, poco si sa sulle conseguenze della presenza di tossine e sui danni alia fauna ittica. A1 contrario e stata studiata estensivamente [21] la tossicita delle fioriture di Microcystis sullo zooplancton. Gli effetti piu comuni sullo zooplancton, tendenti ad inibire la predazione, comprendono una diminuzione dell ’efficienza dell ’apparato filtratorio, una diminuzione del tasso generale di riproduzione ed una tossicita diretta sugli organismi [22; 23; 24]. La prima conseguenza visibile e un diretto impoverimento della biomassa zooplanctonica, con conseguente diminuito potenziale nutritive per gli anelli successivi della catena alimentare. II sodio e assunto attraverso le branchie grazie all’attivita congiunta della Na+/K+ATPasi e della Na+/H+, -NH4+ ATPasi delle cellule. La prima ATPasi pompa il sodio dalFintemo della cellula alio spazio extracellulare; la seconda mantiene la neutrality elettrica interna emettendo una quantita equivalente di cariche positive (H+ ed NH4+) [25]. Il calcio penetra nelle cellule per diffusione dal mezzo esterno, e viene pompato nel fluido extracellulare da una pompa del calcio posta nella membrana plasmatica baso-laterale [26]. Anche Tassorbimento di ioni cloro nelle branchie awiene contemporaneamente alTemissione di ioni bicarbonate, grazie all’energia fomita dall ’HC037CV ATPasi [27]. La microcistina -LR inibisce le prime due ATPasi qui elencate in modo dose- dipendente, assieme alia HC03-/C1- ATPasi con un massimo livello di inibizione sovrapponibile a quello determinate dagli inibitori specifici propri delle singole ATPasi, 82

mentre sussiste ancora il dubbio sull’attivita inibitrice a livello della pompa del calcio [28]. Anabaena flos-aquae ha attirato per la prima volta l’attenzione, come Cianoficea produttrice di tossine, in un episodic di awelenamento di bestiame [29]. Dopo questo molti altri casi di awelenamento di vertebrati da ingestione di acqua con fioriture di Anabaena sono stati segnalati. Nel 1985 nella provincia di Edmonton (Canada) pin di 1500 anatidi morirono presumibilmente in un sol giomo per aver bevuto acqua contenente A. flos-aquae. Nello stesso anno nell ’Alberta (Canada) e stata rilevata una gran moria di pipistrelli [30]. La prima tossina isolata da un ceppo coltivato di A. flos-aquae fu identificato con la anatossina -a, la prima tossina del gruppo delle anatossine (ANTXs), di cui, nel 1976, e stata defmita la formula chimica. L’ANTX-a (anatossina-a) sembra esercitare un potere teratogeno [31], Se tra l’ottavo e il quindicesimo giomo di gestazione si somministrano in cavie dosi di tossina, molti dei feti hanno pesi piu bassi dei controlli e spesso morfologia anomala, ma cio awiene solo se il trattamento coincide con il periodo di organogenesi. Nessuna tossicita si e rilevata a livello delle madri trattate anche con dosi piu elevate. L’ANTX-a risulta essere un alcaloide biciclico, nicotinico colinergico: il 2 acetil-9-azabiciclo (4, 2, 1) non-2-ene, peso molecolare 166 dalton, con attivita bloccante neuromuscolare e depolarizzante post-sinaptico, con una DL minima di 0,25 mg/kg i.p. in topo. L’ANTX-a e un potente agonista della funzione neuromuscolare dei vertebrati e del sistema nervoso centrale; per azione somiglia da vicino alTeffetto dell ’acetilcolina nelle sue proprieta di attivatore dei canali. Nel 1985 un altro prodotto tossico sintetizzato da A. flos-aquae, V anatossina a (s), e stato indicate responsabile dei decessi di cani e vitelli al lago di Richmond (sud Dakota, USA). Si tratta di una neurotossina, la cui azione e probabilmente dovuta all’accumulo di acetilcolina attraverso un meccanismo di inibizione della colinesterasi [32]. L’estrazione delle tossine prodotte da A. flos-aquae si attua a partire da materiale liofilizzato sospeso in 20 ml di soluzione fisiologica alio 0,9% con un trattamento di agitazione magnetica della durata di 30 minuti seguito da centrifugazione a 4000 giri per 10 minuti. Il sopranatante si pub conservare a 20°C fino al momento del saggio. Metodi per il rilevamento delle ANTXs sono il saggio sull’animale (dose letale 50%), l’HPLC, la gas cromatografia associata alia spettrometria di massa (GC/MS), la fluorometria, I’assorbimento UV e i test in vitro su culture cellular! [33]. Di questi metodi i piu sensibili per la identificazione della ANTX-a sono essenzialmente 2: HPLC e GC/MS [34]. L’HPLC con rilevamento nell ’UV, necessita di un campione di 100 ml ed ha una soglia di sensibilita di circa 1 mg [31]. Il rilevamento su topo si esegue iniettando, dopo la lisi delle cellule algali, fino a un ml, del campione acquoso. Ha un limite di rilevamento di 5 mg/20 g peso corporeo topo. Le tossine prodotte da Anabaena comprendono, accanto ad alcaloidi, anche peptidi [33]. Quattro delle sei tossine distinte di A. flos-aquae sono state riconosciute e dette ANTX a, b, c, d. Due altre tossine simili alle gia citate ANTX-a e -b, inducono anche salivazione e sono quindi chiamate ANTX-a(s) e ANTX-b(s). 83

A parte la ANTX-a, studiata estesamente sotto il profile chimico, farmacologico e tossicologico con effetti pre- e post-sinaptici sul recettore nicotinico, le ANTX-b e -d hanno una potente attivita neuromuscolare, ma la loro struttura e il loro effetto farmacologico non sono stati ancora studiati. Le ANTX-c e un peptide o un grappo di tossine peptidiche simili a quelle prodotte da ceppi di M. aeruginosa [35]. Due altre tossine somigliano, per effetti, ai tipi a e b, ma in aggiunta causano salivazione negli animali testati [36]. Questo effetto muscarinico si associa ad una azione agonistica sull’ileo di cavia. L’ANTX-a(s) e stata osservata per la prima volta come produzione del clone di A. flos-aquae NRC527-17. La purificazione di ANTX-a(s) da cellule liofilizzate, prevede l’estrazione con acido acetico 1,0 M, etanolo (80:20), cromatografia su colonna (Sephadex G-15 e CM Sephadex C-25) e HPLC [37]. La tossina purificata ha una DL50 di 50m g/kg i.p. in topo. L’ANTX-a(s) aumenta la risposta all’acetilcolina e antagonizza le azioni della d-turbocurarina [38]. Questa tossina agirebbe da stimolante del sistema nervoso a livello dei recettori muscarinic! oltre che come anticolinesterasico [33]. L’attivita anticolinesterasica dell ’ANTX-A(s) e stata successivamente confermata con studi sull’acetilcolinesterasi del ratio, della torpedine e del siero di cavallo [38]. L’ANTX-a(s) e stabile agli acidi, instabile in condizioni basiche, ha un assorbimento agli UV tra 200 e 250 nm, reagisce come un alcaloide ed ha un peso molecolare stimato inferiore a 500 dalton. Il solfato di atropina previene i sintomi della sua intossicazione.

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SPECIE ALGAL! TOSSICHE PRESENTI NELLE ACQUE DEL BACINO MEDITERRANEO 88

Anadyomene stellata (Wulfen) C. Agardh Ordine: Cladophorales Famiglia: Anadyomenaceae Tallo foliaceo, brevemente peduncolato, a margine ondulato, alto da 2 a 8 cm. Colore verde chiaro, struttura caratteristica: grandi cellule claviformi circondate da piccole cellule disposte radialmente. Presente tutto l’anno nei biotopi fotofili dalla superilcie a -5m.

Akiclium helminthochorton (La Tourette) Kutzing Ordine: Ceramiales Famiglia: Rhodomelaceae Le fronde sono alte 2-5 cm e spesse 0.5-1 mm, sono semplici o dicotome, talora munite di rami unilateral! o irregolarmente disposti, grandi 150-800 p. Gli apici del rami fertili terminano con un breve perinellino di filamenti. Le cellule pericentral! sono generalmente 8, quelle cortical! sono spigolose in superilcie. Il colore e purpureo-violaceo. Anadyomene stellata

Anadyomene stellata 90

Caulerpa taxifolia (Vahl) C. Agardh Ordine: Caulerpales Famiglia: Caulerpaceae Tallo sifonale, le fronde, erette, si originano da uno stolone strisciante, di diametro pari a 1-2 mm, fisso al substrate per mezzo di rizoidi. Le fronde, alte da 2 a 15 cm e larghe 6-12 cm, sono pennate, semplici o ramificate. Pinnule appiattite, ristrette alia base. Presente tutto l’anno nei biotopi fotofili dalla superficie a 40 metri di profondita.

Cystoseira sp. C. Agardh Ordine: Fucales Famiglia: Cystoseiracea Tutte le specie posseggono lo stesso tipo di organizzazione, una base, uno o piu assi eretti, un sistema di rami di piu ordini ed organi riproduttivi (ricettacoli) in posizione intercalare o terminale sui rami. Perennanti, stagionalmente la ramificazione viene rinnovata. I principal! caratteri distintivi delle specie comprendono la forma della base del tallo, 1’aspetto cespitoso (con piu assi) o non cespitoso (con un solo asse) di quest’ultimo, la forma dei rami ecc.

Flabellia petiolata (Turra) Nizamuddin Ordine: Caulerpales Famiglia: Udoteaceae Tallo sifonale foliaceo, flabelliforme a margin! lobati, alto da 1 a 10 cm. Presente tutto Fanno nei biotopi sciafili dalla superficie a 60-70 metri di profondita. Segnalata anche alia profondita di -120 m.

Halimeda tuna (Ellis et Solander) Lamouroux Ordine: Caulerpales Famiglia: Halimedaceae Tallo sifonale, alto fmo a 15 cm, debolmente (leggermente) calcificato formato da articoli discoidali di colore biancastro o verde, mascherato dagli organism! epifiti; Vaspetto ricorda quello di alcuni cactus. Presente tutto fanno nei biotopi sciafili dalla superficie fino a 75 metri di profondita. 91

Flabelia petiolata Halimeda tuna

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Asse apicale VISTA VALVARE

Asse transapicale Asse pervalvare

VISTA CONNETTIVALE

Rappresentazione schematica del frustulo di una diatomea. 94

Amphora coffeaefornds (Agardh) Kutzing Ordine: Pennales Famiglia: Cymbellaceae Valve con margine dorsale arcuato e margine ventrale dritto o leggermente concavo. Frustuli ellittici o lanceolati, misurano 30-50 p, con estremita rostrate o capitate. Bande intercalari con serie lineari di punti, circa 32-36 in 10 p.

Pseudonitzschia delicatissima (Cleve) Heiden Ordine: Pennales Famiglia: Bacillariaceae I frustuli in vista connettivale appaiono lineari, leggermente sigmoidi, stretti e troncati. In vista valvare le cellule sono fusiform! con apici leggermente arrotondati. Lunghezza del frustulo (asse apicale) 40-76 p, larghezza (asse transapicale) 2p. I frustuli si sovrappongono a formare brevi catene per circa 1/9 della loro lunghezza.

Pseudonitzschia pseudodelicatissima (Hasle) Hasle Ordine: Pennales Famiglia: Bacillariaceae I frustuli in vista connettivale appaiono lineari, con le estremita appuntite. In vista valvare sono lineari o sublineari, affusolati e con apici arrotondati. Asse apicale 59-140 p, asse transapicale 1.5-2.5 p. 1

1 Pseudonitzschia pseudodelicatissima e P. delicatissima si distinguono facilmente al microscopic elettronico in base alia struttura delle stria . Comunque le estremita piu appuntite e affusolate in vista connettivale e il profilo pin lineare delle valve di Ppseudodelicatissima possono contribute ad accertare l’identificazione delle due specie. 95

Amphora coffeaeformis

Pseudo-nitzschia delicatissima Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima 96

Genere Alexandrium Halim

Cellule tipicamente sferiche, emisferiche, ovali o leggermente biconiche, prive di coma o spine superficial!. Cingolo generalmente ben incavato, discendente. Placca P0 connessa alia l1. Caratteri diagnostic! per la differenziazione a livello di specie: forma e dimension! delle cellule, forma e posizione della placca P0, forma e posizione dei pori nelle placche P0 e sp (del solco posteriore), forma della placca sa (del solco anteriore), presenza e dimension! del poro ventrale, posizione della placca l1, formazione di catene di cellule, forma e dimension! placca 611. Due subgeneri: Alexandrium e Gessnerium, il secondo non presenta la connessione l1 - Py caratteristica del subgenere Alexandrium. 97

vista ventrale vista dorsale

vista apicate vista antiapicale Po

Gen ere Alexandrium 98

Alexandrium minutum Halim Ordine: Gonyaulacales Famiglia: Goniodomataceae Cellule piccole ovali o ellittiche in vista ventrale, di dimensioni pari a 15,5-29 u. Ipoteca emiellittica. Placca l1, poro ventrale e connessione l1 - P0 (ovale) tipica.

Alexandrium pseudogonyaulax (Biecheler) Horiguchi, ex Yuki & Fukuyo Ordine: Gonyaulacales Famiglia. Goniodomataceae Cellule di medie-grandi dimensioni, circa 40-60 p di forma irregolarmente pentagonale. I1 non connessa P0, epiteca corta, convessa, a cupola, ipoteca piu lunga, con lieve concavita antapicale. In acque salmastre.

Alexandrium tamarense (Lebour) Halim Ordine: Gonyaulacales Famiglia: Goniodomataceae Cellule di piccola-media taglia, vagamente isodiametriche, di forma e dimensioni variabili, circa 22-50 p. In vista ventrale risultano pentagonal! e convesse. P0 grande. Epiteca conica, ipoteca irregolarmente trapezioidale, posteriormente concava. Spesso il lato sinistra e piu lungo del destro e il profile e asimmetrico. P0 presenta callus ben sviluppato e 1* e dotata di un piccolo poro.

Coolia monotis Meunier Ordine: Gonyaulacales Famiglia: Ostreopsidaceae Cellule piccole (25-40 p), leggermente compresse antero-posteriormente, ovali in vista ventrale. In vista apicale Fepiteca piu piccola dell'ipoteca. Apice dislocate dorsalmente e a destra, assi della cellula obliqui. Planctonica, bentonica ed epifitica. Cosmopolita, acque salmastre, temperate e tropical! 99

Alexandrium minuturn Alexandrium pseudogonyaulax

Alexandrium tamarenpe Coolia monotis 100

Amphidinium carterae Hulburt Ordine: Gymnodiniales Famiglia: Gymnodiniaceae Cellule atecate, piccole (lunghezza 15-20 p), ellittiche, compresse dorsoventralmente o tondeggianti. Cingolo incompleto. Epiteca asimmetrica, linguiforme in vista dorsale. Specie bentonica in grade di compiere migrazioni giomaliere nella colonna d'acqua. Cosmopolita in acque temperate e tropicali.

Cochlodinium polykrikoides Margalef Ordine: Gymnodiniales Famiglia: Gymnodiniaceae

Cellule atecate, gyrodinioidi (lunghezza circa 30 lx). Epiteca conica, ipoteca bilobata. Cellule compresse riunite in catene, cellule isolate piccole ed ellissoidali. Cosmopolita, acque temperato-calde e tropicali.

Gymnodinium mikimotoi Miyake & Kominami ex Oda Ordine: Gymnodiniales Famiglia: Gymnodiniaceae Cellule atecate, di piccole dimension! (circa 30 p) ovali, compresse dorso-ventralmente. Ipoteca piu grande deir epiteca. Epiteca arrotondata, ipoteca incavata e leggermente bilobata. D solco invade leggermente F epiteca. Cosmopolita, acque temperate e tropicali.

Gymnodinium sanguinem Hirasaka Ordine: Gymnodiniales Famiglia: Gymnodiniaceae Cellule atecate, pleomorfiche di piccole e medie dimensioni (lunghezza 40-75 p) a morfologia pentagonale. Epiteca largamente conica, ipoteca generalmente bilobata. II solco non si estende all’epiteca, ma intaglia profondamente l’ipoteca. Variability fenotipica evidente in coltura. Cosmopolita, acque estuarine e costiere, temperate e tropicali.

Ostreopsis ovata Fukuyo Ordine: Gonyaulacales Famiglia: Ostreopsidaceae Cellule di piccole-medie dimensioni, compresse antero-posteriormente, ovali in vista dorso-ventrale. Apice dislocate sulla superficie dorsale. Superficie con pori sparsi. Ticoplanctonica, bentonica ed epifitica. Acque tropicali. 101

Amphidinium carterae Cochlodinium polykrikoides

Gymnodinium mikimotoi Gymrtodinium sanguineum

Ostreopsis ovata

103

Epiteca

Margine /ventrale Ipoteca Lists sulcale Margine sinistra dorsale

Antapice

Rappresentazione schematica della teca di Dinophysis sp. 104

Dinophysis acuminata Claparede & Lachmann Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule di piccole-medie dimensioni (lunghe 40-50 p, larghe 20-30 p), ovali o ellittiche, profilo posteriore arrotondato. Lista sulcale sinistra ben sviluppata che si estende oltre il centre della cellula. Superficie caratterizzata da areole, ognuna con un poro '. Neritica, cosmopolita, acque temperate calde e fredde.

Dinophysis acuta Ehrenberg Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule grand! (lunghe 70-80 p, larghe 40-50 p), robuste, con nervatura dorsale arrotondata e profile laterale posteriore a V. La lista sulcale sinistra si estende per circa 2/3 della lunghezza della cellula e termina al livello, od oltre, la parte piu profonda della cellula, sotto il punto di mezzo. Superficie areolata. Cosmopolita, acque neritiche ed oceaniche, temperato-fredde.

Dinophysis caudata Saville-Kent Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule di medie dimensioni (lunghe 50-60 p, larghe 30-40 p), con un caratteristico processo posteriore pressoche conico e tozzo, di lunghezza variabile. Convessita dorsale accentuata, il margine ventrale invece e generalmente dritto. La lista sulcale sinistra si estende per l’intera lunghezza della cellula. Superficie areolata. Frequentemente si osservano coppie di cellule unite dorsalmente. Cosmopolita, in acque neritiche ed estuarine temperato-calde e tropical!. Raramente in acque fredde.

Dinophysis fortii Pavillard Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule di medie dimensioni (lunghe 50-60 p, larghe 35-45 p), ovoidali, con margine dorsale curvo e margine ventrale pressoche dritto. Lista sulcale sinistra che si estende anche oltre i 4/5 della cellula. Lista sulcale destra sviluppata. Superficie con poroidi profondi, ognuno dotato di un poro. Cosmopolita, acque neritiche ed oceaniche, da temperato-fredde a tropical!.

Dinophysis sacculus Stein Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule asimmetriche, di medie dimensioni (lunghe 50-60 p, larghe 20-30 p). Ipoteca ovale o eliittica. Superficie ricoperta da piccoli e fitti poroidi.

Dinophysis tripos Gourret Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule di grandi dimensioni (lunghe 70-90 p, larghe 40-50p), con due processi posteriori a V, uno lungo come il corpo principale, l’altro corto e dorsale. Lista sulcale sinistra piu larga posteriormente, con margin! dritti. Acque neritiche, estuarine ed oceaniche, da temperato-calde a tropicali.

1 E’ in corso una ridefmizione di questa specie o complesso di specie. Dinophysis acuminata Dinophysis acuta Dinophysis caudata

Dinophysis fortii Dinophysis sacculus Dinophysis tripos 106

Phalacroma mitra Schtitt Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae II genere Phalacroma comprende forme ovoidali o arrotondate di medie-grandi dimension!, per lo piu non fotosintetiche ed oceaniche. Epiteca visibile, in vista laterale, sopra alia lista cingolare anteriore. Liste cingolari tipicamente strette e dirette orizzontalmente. In Phalacroma mitra (cellule lunghe 50-60 u, larghe 40-45 p) la porzione posteriore delle placche ipotecali e concava. Cosmopolita, acque neritiche ed oceaniche, temperato-calde e tropicali.

Phalacroma rotundatum (Claparede & Lachmann) Kofoid & Michener Ordine: Dinophysiales Famiglia: Dinophysiaceae Cellule di piccole-medie dimension! (35-45 p), tondeggianti in vista laterale, con margin! dorsale e ventrale concavi. La lista sulcale sinistra si estende oltre 1/2 fino a 3/4 della lunghezza dell ’ipoteca. Cosmopolita, acque calde e fredde.

Prorocentrum lima (Ehrenberg) Dodge Ordine: Prorocentrales Famiglia: Prorocentraceae Cellule di piccole-medie dimension! (lunghe 30-40 p, larghe 25 p) ovoidali, piu larghe nella regione post- mediana. Entrambe le valve presentano anteriormente un incavo, ognuna con 50-80 pori marginal! e 60- 100 pori spars! sulla superficie. Area periflagellare con otto placche. Bentonica, epifitica e ticoplanctonica; cosmopolita, acque neritiche ed estuarine.

Prorocentrum minimum (Pavillard) Schiller Ordine: Prorocentrales Famiglia: Prorocentraceae Cellule piccole (lunghe 10-15 p, larghe 8-10 p), oval! o triangular! in vista valvare, appiattite in vista laterale. Valve con spine corte, a volte a base larga, che possono apparire come papille arrotondate a seconda dell ’angolo di osservazione. Pori di due dimension!: piccoli e spars! o grandi alia base di alcune spine periferiche. Planctonico, cosmopolita, acque estuarine e neritiche, temperate e tropicali. Phalacroma mitra Phalacroma rotundatum

Prorocentrum lima Prorocentrum minimum 108

Chrysochromulina polylepis Manton & Parke Ordine: Prymnesiales Famiglia: Prymnesiaceae Cellule di piccole dimension! lunghe 6-16 p, tipicamente asimmetriche con una protrusione anteriore. Dotate di due flagelli, lunghi il doppio o il triple della cellula stessa, ed un aptonema di lunghezza simile alia cellula. In acque costiere ed oceaniche.

Prymnesium chalathiferum Chang & Ryan Ordine: Prymnesiales Famiglia: Prymnesiaceae Cellule lunghe 6-10 p, larghe 4-7 p, subsferiche o cilindriche, con estremita anteriore troncata o assottigliata. Due flagelli subeguali, eterodinamici, con estremita sottili, lunghi 11-18 p. Aptonema non spiralato, lungo 2,2-2,8 p.

Prymnesium parvum N. Carter Ordine: Prymnesiales Famiglia: Prymnesiaceae Cellule di piccole dimension! lunghe 8-10 p. Dotate di due flagelli, lunghi fmo al doppio della cellula stessa e un aptonema lungo 1/3 della cellula. Presentano due cloroplasti di colore giallo oro e granulazioni posteriori. Distinguibile solo al Microscopic Elettronico da Prymnesium patelliferum (Analisi delle scagliepresent) sulla superficie delle cellule). In acque salmastre e marine costiere.

Prymnesium patelliferum Green, Hibberd & Pienaar Ordine: Prymnesiales Famiglia: Prymnesiaceae Cellule lunghe 6-12 p. Aptonema corto di lunghezza pari a 3-5 p. Due flagelli eterodinamici lunghi da 10 a 14,5 p. Cloroplasti giallo-verdi e verde oliva. Granulazioni nella parte posteriore della cellula. Acque costiere.

Heterosigma akaskiwo (Hada) Hada Ordine: Chattoneliales FamigliaChattonellaceae cellule leggermente compresse lunghe 12-18 p, due flagelli nel solco obliquo, uno con funzione propulsiva. Molti cloroplasti marrone-verdastro. Acque costiere, salmastre. 109

Chrisoch romulina Prymnesium calathiferum polylepis

Prymnesium parvum Prymnesium patelliferum

Heterosigma akashiwo 110

Anabaena circinalis Rabenhorst ex Bornet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo shiumoso, flottante. Tricomi circinati, a volte dritti, per lo piu privi di guaina, larghi 8-14 p. Cellule a barile o sferiche, con gas-vacuoli. Eterocisti subsferiche, larghe 8-10 p. Arineti cilindrici, lunghi oltre i 34 p e larghi 8-10 p, distant! dalle eterocisti. Nel plancton di acque stagnant!.

Anabaenaflos-aquae (Lyngbye) Brebisson ex Bornet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo schiumoso, gelatinoso, flottante, bluastro. Tricomi irregolarmente ehcati o awitati, privi di guaina. Cellule sferiche, diametro pari a 3,5-5 p, spesso con gas-vacuoli. Acineti reniformi, lunghi 20-40 p, in file, distanti dalle eterocisti. Eterocisti ellissoidali, intercalari, lunghe 6-10 p, larghe 4-9 p. Planctonica.

Anabaena kassallii (Kutzing) Wittrock Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi riuniti in ammassi gelatinosi, curvi, con o senza guaina. Cellule sferiche o leggermente compresse lunghe 4-14 p, con pseudovacuoli. Eterocisti quasi sferiche, lunghe 8-20 p. Acineti in genere lontani dalle eterocisti, leggermente curvi, cilindrici o arrotondati, larghi 16-18 p e lunghi 25-36 p. Nel plancton di acque stagnant! .

Anabaena lemmermanni P. Richter Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi riuniti in ammassi gelatinosi rotondeggianti, lunghi fino a 150 p, intrecciandosi formano ampi archi intorno ad un punto centrale. Cellule quasi sferiche, piu lunghe che larghe, lunghe 5-8 p, larghe 5-7 p, con pseudovacuoli. Eterocisti sferiche, lunghe 6-7 p. Acineti cilindrici, curvi e con estremita arrotondate, larghi 8-1 Ip, lunghi 19-33 p, spesso in file vicino alle eterocisti. alia fine del periodo vegetative, tutte le cellule, escluse le piu esteme, si trasformano in acineti ed assumono una colorazione marrone scuro. Planctonica.

Anabaena spiroides var. contractu Klebhan Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi awolti a spirale, larghi 6-8 p, volute delle spire 45-54 p, distanza tra le spire 40-50 p. Cellule ed eterocisti, intercalari, steroidal!. Planctonica.

Anabaena variabilis Kutzing ex Bornet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo gelatinoso, verde scuro. Tricomi privi di guaina, flessuosi, larghi 4-6 p, piu spesso 4,2-5 p, con lievi costrizioni ai setti e cellule terminal! coniche. Cellule lunghe 3-6 p, a barile, a volte con gas-vacuoli. Eterocisti sferiche od ovali, larghe 6 p, lunghe 8 p. Acineti, a barile, in serie, formate in modo centrifugo, non contigue alle eterocisti. Ill

Anabaena circinalis

Anabaena hassallii Anabaena flos-aquae

Anabaena lemmermanni

Anabaena spiroides van. contracta

Anabaena variabitis 112

Anabaenopsis milleri Woronichin Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricoma singolo, regolarmente awitato. Cellule ovali o a barile, larghe 6-7 p e lunghe 8 p, con gas- vacuoli. Eterocisti terminali, sferiche, lunghe 7-8 p, larghe 4,8-8 u. Acineti generalmente sferici larghi 11 p, singole o a gruppi di due, lontani dalle eterocisti. Laghi salati.

Aphanizomenon flos-aquae (Linnaeus) Ralfs ex Bomet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi a volte singoli, dritti o curvi. Cellule larghe 5-6 p, lunghe 5-15 p; nella parte terminale del tricoma anche dieci volte pin lunghe che larghe, con gas-vacuoli. Eterocisti cilindriche, intercalari, larghe 5-7 p, lunghe 7-20 jj.. Acineti cilindrici con estremita arrotondate, larghi 6-8 jj, lunghi 60-80 jj.

Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya & Subba Rao Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi corti, dritti o a spirale, leggermente appuntiti alle estremita, presentano sempre una eterocisti terminale. Cellule cilindriche, larghe 2,5-4 p, lunghe 2,5-4 p o 2-4 volte piu lunghe, senza gas-vacuoli. eterocisti larghe 2-2,5 jj e lunghe 5-7 p. Acineti intercalari, in serie.

Cylindropermum sp. Kutzing Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi semplici, non ramificati, di forma cilindrica con una eterocisti ad ogni estremita. Quelli adulti presentano degli acineti terminali adiacenti alle eterocisti. Spesso quindi si osserva una sola eterocisti seguita da uno o piu acineti, subterminali, prima della porzione vegetativa. II genere comprende circa 25 specie acquatiche o subaeree. 113

Anabaenopsis milterf Aphanizomenon flos-aquae

Cytindrospermopsis raciborskii

Cylindrospermum s.p. 114

Coelosphaerium kiltzingianum Naegeli Ordine: Chroococcales Famiglia Chroococcaceae Colonie gelatinose in forma di sfere cave, 40-100 p, dal colore verde azzurro intenso o incolori. Cellule sferiche di diametro pari a 2-5 p, uniformemente distribuite su uno strato oppure strettamente addensate nella guiana gelatinosa. Planctonica.

Gloeotrichia echinulata (J.E. Smith) P. Richter Ordine: Hormogonales Famiglia: Rivulariaceae Tallo compatto di diametro pari a 0,5-7 p, liberamente flottante, sferico, successivamente lenticolare o cilindrico. Tricomi lassamente riuniti, quelli piu superficiali emettono esternamente prolungamenti gelatinosi, conferendo al tallo un aspetto villoso. Guaina delicata, piu o meno distinta, incolore. Tricomi larghi 8-10 p alia base e 1-2 p a livello dell ’estremita piu sottile emergente. Cellule cilindriche con gas- vacuoli. Eterocisti sferiche od ellissoidali, larghe 7-10 p. Acineti cilindrici con estremita arrotondate, larghi 6-18 p, lunghi 44-50 p. Acque stagnant!.

Gomphosphaeria lacustris Chodat Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Colonie sferiche o ellissoidali, di diametro superiore ai 30-40 p. Cellule ellissoidali, sferiche od ovoidali, larghe 1,5-2,5 p, lunghe 2-4 p, con involucro gelatinoso individuate distinto e lassamente riunite. Peduncoli gelatinosi delle cellule corti o sottili si dipartono dal centra della colonia. Planctonica.

Gomphosphaeria naegeliana (Unger) Lemmermann Ordine Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Colonie a forma di sfera cava, di dimensioni comprese tra i 50 ed i 200 p. Cellule ovali, lunghe 3 .5-8 p, larghe 1.5-5 p, di colore verde-blu scuro, con vacuoli gassosi, tendono a disporsi alia periferia dell'involucro gelatinoso della colonia. Acque stagnanti. 115

Coelosphaerium kutzingianum Gloeotrichia echinulata

Gomphosphaeria lacustris Gomphosphaeria naegeliana 116

Fischerella epiphytica Ghose Ordine: Hormogonales Famiglia: Stigonemataceae Tallo crostoso, simile al feltro, di colore bruno. Filament! primari striscianti, intrecciati, spessi 15-20 p, generalmente biseriati. Cellule sferiche o compresse. Guaina aderente ai tricomi. Rami dritti, cilindrici, di diametro pari a 11-14 p, unilaterali. Cellule globose, separate da eterocisti intercalari rare.

Hapalosiphon fontinalis (Agardh) Bomet Ordine: Hormogonales Famiglia: Stigonemataceae Tallo lanoso, cespitoso, verde-azzurro o bruno, alto 1-3 mm. Tricomi principal intrecciati, striscianti, dritti o curvi, molto ramificati, larghi 12-24 p, uniseriati o, occasionalmente, con 2-3 file di cellule. Cellule quadrate o sferiche, generalmente isodiametriche. Guaina piu o meno spessa, incolore o giallastra. Rami lateral! eretti piu sottili, larghi 9-12 p, con guaina anch ’essa piu sottile. Acque stagnant!.

Hornwthamnion enteromorphoides Grunow ex Bornet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Microchaetaceae Tallo dapprima mucillaginoso, confiuente, blu-verde, a maturita cespitoso, fascicolato, eretto, con base prostrata, ramificata, lunga 2 cm. Rami con estremita assottigliate. Filamenti larghi 7-9 p. Guaina sottile, ialina. Cellule a barile, eterocisti larghe 6-7 p, lunghe 7-10 p. 117

Fischerella epiphytica

Hapalosiphon fontinalfs

■m ... t.M.iTI 111,1 -LX-l—

Hormothamnion enteromorphoides 118

Microcystis aeruginosa Ktitzing Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Colonie giovani sferiche od oblunghe, a maturita perforate, con mucillagine distinta. Cellule sferiche, 3-7 p di diametro, con gas-vacuoli. Planctonica.

Microcystis botrys Telling Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Cellule riunite strettamente a formare colonie quasi sferiche, non lobate. Diametro delle cellule 5-6 p. Tipica e la particolare struttura radiale della guaina mucillaginosa, che forma un ampio strato mucoso intorno alia colonia.

Microcystis viridis (A.Br.) Lemmermann Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Colonie sferiche o rettangolari, formate daun numero alto di colonie figlie, circondate da una guaina gelatinosa comune. Contomi della mucillagine ben definiti e rifrangenti. Cellule sferiche, diametro pari a 3- 7 p, con gas-vacuoli. Planctonica, acque stagnant!

Microcystis wesembergii Komarek Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Colonie lobate o perforate, mucillagine ben distinguibile ai margini della colonia. Cellule sferoidali, diametro 2-7 p, al centra della colonia, separate una dall ’altra. 119

A#

Microcystis aeruginosa Microcystis botrys

Microcystis viridis Microcystis wesembergii 120

Nostoc linekia (Roth) Bomet ex Bomet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo di dimension] variabili, a volte puntiforme, tubercolato, dapprima globoso poi irregolarmante espanso, perforate, blu-verde, nerastro, bruno. Tricomi fittamente intrecciati, flessuosi o spiralati, larghi 3,5-4 p. Cellule a barile. Eterocisti, intercalari, subsferiche- Acineti, subsferici, lunghi 7-8 p, larghi 6-7 p.

Nostoc paludosum Kutzing Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tricomi intrecciati lassamente, awolti da una guaina incolore o giallognola. Cellule a barile, lunghe 3-4 p, debolmente colorate blu-verde. Eterocisti piu grandi delle cellule vegetative. Acineti ovali, larghi 4,5 p e lunghi 6-8 p. In acque stagnant!.

Nostoc rivulare Kutzing ex Bomet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo dapprima globoso di dimension! variabili, oltre 2-3 mm di diametro, poi tubercolato, cavo, irregolarmente perforate, dapprima verde chiaro poi giallastro o variamente colorato. Filament! lassamente intrecciati, guaina distinta alia periferia del tallo. Tricomi larghi 4-4,2 p, cellule sferiche od oblunghe. Eterocisti oblunghe, larghe 5-6 p. Acineti oblunghi o a barile, larghi 6-8 p, lunghi 7-10 p.

Nostoc zetterstedtii Areshoug Ordine: Hormogonales Famiglia: Nostocaceae Tallo sferico, gelatinoso, strato estemo consistente. Tricomi disposti radialmente, intrecciati in periferia, guaine assent! al centre, evident! in periferia. Cellule allungate, a barile o sferiche, larghe 4 p. Eterocisti sferoidali, larghe 8-15 p. 121

Nostoc linckia Nostoc paludosum

Nostoc rivulare Nostoc zetterstedtii 122

Oscittatoria acutissima Kufferrath Ordine: Hormogonales Famiglia: Oscillatoriceae Tricomi liberamente flottanti o formanti un tallo gelatinoso o cuoioso, blu-verde. Tricomi larghi 1,5-2 p, curvi ed assottigliati alle estremita. Cellule lunghe 3-7 ll leggermente costrette ai setti.

Oscillatoria agardhii rubescens Gomont Ordine: Hormogonales Famiglia: Oscillatoriaceae Tricomi dritti o vagamente curvi, non costretti ai setti, gradualmente assottigliati alle estremita, larghi 4-6 p, liberamente flottanti, formanti a volte ammassi cuoiosi. Cellule generalmente pin corte che lunghe, quadrate, lunghe 2,5-4 p, con granulazioni ai setti e gas-vacuoli. Cellule terminal! convesse, capitate, con una caliptra convessa.

Phormidium formosum (Bory) Anagnostidis & Komarek Ordine: Hormogonales Famiglia: Oscillatoriaceae Tallo blu-verde, tricomi dritti, leggermente costretti ai setti, larghi 4-6 p, assottigliati alle estremita e ricurvi. Cellule pressoche quadrate, lunghe 2,5-5 p, setti a volte leggermente granulati. Cellule terminal! ottuse, a tronco di cono, mai capitate e prive di caliptra.

Pseudoanabaena catenata Lauterborn Ordine: Hormogonales Famiglia: Oscillatoriaceae Tricomi soiitari, mobili, privi di guaina. Cellule cilindriche, con estremita troncate, blu- verde, a volte brunastre, larghe 2 p, lunghe 3 p, distanziate le une dalle altre. 123

Oscillatoria acutissima Oscillatoria agardhii rubescens

Phormidium formosum Pseudoanabaena catenata 124

Scytonema ocellatum Lyngbye ex Bomet & Flahault Ordine: Hormogonales Famiglia: Scytonemataceae Tallo a cuscinetto, di colore nerastro o grigio-blu. Filament! larghi 10-18 u e lunghi fino a 3 mm, intrecciati, con false, brevi ramificazioni. Guaina spessa, brunastra, spesso stratificata. callule pin corte che larghe o quadrate. Eterocisti subquadrate, giallastre.

Scytonema pseudohofmanni Bharadwaya Ordine: Hormogonales Famiglia: Scytonemataceae Tallo brunastro-verde, espanso, con corti ciufFetti. filamenti larghi 8-12 p, irregolarmente curvi e fittamente intrecciati. poche ramificazioni false. Guaina solida, spessa 1,5-2,6 u, pigmentata, con stratificazione poco evidente.Tricomi larghi 5,2-7,3 p, setti distinti. cellule cilindriche, a volte quadrate o a barile. Eterocisti singole o a coppie, solitamente piu larghe dei tricomi quadrate o ellissoidali.

Schizothrix calcicola (Agardh) Gomont Ordine: Hormogonales Famiglia: Oscillatoriaceae Tallo gelatinoso, inizialmente verde-blu vivace, poi ceroso, cuoioso, piu scuro, quasi nerastro. Filamenti fittamente intrecciati con poche ramificazioni. Guaina spessa, incolore, aderente, con estremita appuntite o a sacchetto, contenente spesso un solo tricoma, raramente due o piu. Cellule non strettamente connesse, talvolta granulate, larghe 1-1,7 p e lunghe 2-6 p. Su rocce o sui muri umidi.

Synechococcus sp. Naegeli Ordine: Chroococcales Famiglia: Chroococcaceae Cellule solitarie, liberamente flottanti nell'acqua, di forma sferica, allungata, cilindrica o ellissoidale. Cellule cilindriche con estremita arrotondate. Dopo la divisione trasversale, le cellule restano unite in gruppi di due o piu raramente di 4 cellule formando brevi filamenti rettilinei o curvi lunghi da 1 a 5 p. Guaina gelatinosa non abbondante, o assente.

Tolypotkrix byssoidea (Berk.) Kirchner Ordine. Hormogonales Famiglia: Scytonemataceae Tallo dapprima mucillaginoso, confluente, blu-verde, a maturita cespitoso, fascicolato, eretto, con base prostrata e ramificata, lunga 2 cm. Rami con estremita assottigliate. Filamenti larghi 7-9 p. Guaina sottile, ialina. Tricomi larghi 6-7 p. Cellule a barile. Eterocisti larghe 6-7 p, lunghe 7-10 p. 125

Tolypothrix byssoidea 126

Bibliografia generate

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INDICE ANALITICO

Alexandrium minutum...... pag. 98 Alexandrium pseudogonyaulax...... 98 Alexandrium tamarense...... 98 Alsidium helminthochorton...... 88 Amphidinium carterae ...... 100 Amphora coffeaeformis...... 94 Anabaena circinalis...... 110 Anabaena flos-aquae...... 110 Anabaena hassallii ...... 110 Anabaena lemmermanni...... 110 Anabaena spiroides var. contracta... no Anabaena variabilis ...... 110 Anabaenopsis milleri...... 112 Anadyomene stellata ...... 88 Aphanizomenon flos-aquae...... 112 Caulerpa taxifolia...... 90 Chrysochromulina polylepis...... 108 Cylindrospermopsis raciborskii...... 112 Cylindrospermum sp...... 112 Cystoseira sp...... 90 Cochlodinium polykrikoides...... 100 Coelosphaerium kutzingianum...... 114 Coolia monotis...... 98 Dinophysis acuminata...... 104 Dinophysis acuta...... 104 Dinophysis caudata...... 104 Dinophysis fortii...... 104 Dinophysis sacculus...... 104 Dinophysis tripos...... 104 Fischerella epiphytica...... 116 Flabellia petiolata...... 90 Gymnodinium mikimotoi...... 100 Gymnodinium sanguineum...... 100 Gloeotrichia echinulata...... 114 Gomphosphaeria lacustris...... 114 Gomphosphaeria naegeliana...... 114 Halimeda tuna...... 90 Hapalosiphon fontinalis...... 116 Heterosigma akashiwo...... 108 Hormothamnion enteromorphoides.. 116 Microcystis aeruginosa...... 118 Microcystis botrys...... 118 Microcystis viridis...... 118 Microcystis wesembergii ...... 118 Nostoc linckia...... 120 Nostoc paludosum...... 120 Nostoc rivulare...... 120 128

Nostoc zetterstedtii...... ” 120 Oscillatoria acutissima...... ” 122 Oscillatoria agardhii rubescens...... ” 122 Ostreopsis ovata...... ” 100 Phatacroma mitra...... ” 106 Phalacroma rotundatum...... ” 106 Phormidiumformosum...... ” 122 Prymnesium chalathiferum ...... ” 108 Prymnesium parvum...... ” 108 Prymnesium patelliferum...... ” 108 Prorocentrum lima ...... ” 106 Prorocentrum minimum...... ” 106 Pseudoanabaena catenata...... ” 122 Pseudo-nitzschia delicatissima ...... ” 94 Pseudo-nitzschia pseudodelicatissima...... ” 94 Schizothrix calcicola...... ” 124 Scytonema ocellatum...... ” 124 Scytonema pseudohofmanni...... ” 124 Synechococcus sp...... ” 124 Tolypothrix byssoidea...... ” 124