ไมโครซิสติน-LR

ชื่อ
ชื่อ IUPAC (5 R ,8 S ,11 R ,12 S ,15 S ,18 S ,19 S ,22 R )-15-[3-(ไดอะมิโนเมทิลิดีนอะมิโน)โพรพิล]-18-[(1 E ,3 E ,5 S ,6 S )-6-เมทอกซี-3,5-ไดเมทิล-7-ฟีนิลเฮปตา-1,3-ไดอีนิล]-1,5,12,19-เตตราเมทิล-2-เมทิลิดีน-8-(2-เมทิลโพรพิล)-3,6,9,13,16,20,25-เฮปตาออกโซ-1,4,7,10,14,17,21-เฮปตาไซโคลเพนตาโคเซน-11,22-ไดคาร์บอกซิลิกแอซิด
ชื่ออื่นๆ 5- L -อาร์จินีน-ไมโครซิสติน LA
ตัวระบุ
หมายเลข CAS	101043-37-2 เอ็น
โมเดล 3 มิติ ( JSmol )	ภาพแบบโต้ตอบ
คำย่อ	เอ็มซี-แอลอาร์, เอ็มซีเอสที-แอลอาร์
ชอีบี	เชบี:6925 วาย
เคมีเอ็มบีแอล	เคมีเอ็มบีแอล444092 วาย
เคมสไปเดอร์	4941647 วาย
บัตรข้อมูล ECHA	100.150.186
หมายเลข EC	621-323-9
ไออูฟาร์/บีพีเอส	4735
เคกก์	C05371
PubChem CID	24896778
มหาวิทยาลัย	อีคิว8332842วาย วาย
แดชบอร์ด CompTox ( EPA )	DTXSID3031654
อินชิ นิ้ว=1S/C49H74N10O12/c1-26(2)23-37-46(66)58-40(48(69)70)30(6)42(62)55-35(17-14-22-52-49(50)51)45(65)54-34(19-18) -27(3)24-28(4)38(71-10)25-33-15-12-11-13-16-33)29(5)41(61)56-36(47(67)68)20-21-39(60)59(9)32(8)44(64)53-31(7)43(6) 3)57-37/h11-13,15-16,18-19,24,26,28-31,34-38,40H,8,14,17,20-23,25H2,1-7,9-10H3,(H,53,64)(H,54,65)(H,55,62)(H,56,61)(H,57,63)(H,58,66)(H,67,68)(H,69,70)(H4,50,51,52)/b19-18+,27-24+/t28-,29-,30-,31+,34-,35-,36+,37+,38-,40+/m0/s1 วาย คีย์: ZYZCGGRZINLQBL-JCGNTXOTSA-N วาย นิ้ว=1S/C49H74N10O12/c1-26(2)23-37-46(66)58-40(48(69)70)30(6)42(62)55-35(17-14-22-52-49(50)51)45(65)54-34(19-18) -27(3)24-28(4)38(71-10)25-33-15-12-11-13-16-33)29(5)41(61)56-36(47(67)68)20-21-39(60)59(9)32(8)44(64)53-31(7)43(6) 3)57-37/h11-13,15-16,18-19,24,26,28-31,34-38,40H,8,14,17,20-23,25H2,1-7,9-10H3,(H,53,64)(H,54,65)(H,55,62)(H,56,61)(H,57,63)(H,58,66)(H,67,68)(H,69,70)(H4,50,51,52)/b19-18+,27-24+/t28-,29-,30-,31+,34-,35-,36+,37-,38-,40+/m0/s1
รอยยิ้ม CC(/C=C/[C@@H]1NC([C@@H](NC([C@H]([C@@H](NC([C@@H](NC([C@H](NC(C(N(C(CC[C@@H](NC([C@H]1C)=O)C(O)=O)=O)C)=C)=O)C)=O)CC(C)C)=O)C(O)=O)C)=O)CCCNC(N)=N)=O)=C\[C@H](C)[C@H](CC2=CC=CC=C2)OC
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C 49 H 74 N 10 O 12
มวลโมลาร์	995.189  กรัม·โมล−1
รูปร่าง	สีขาวล้วน
ความหนาแน่น	1.299 กรัม/ซม³
ความสามารถในการละลายในเอทานอล	1 มก./มล.
บันทึกP	−1.44
เภสัชวิทยา
ช่องทางการบริหาร ยา	การกลืนกิน
อันตราย
ความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงาน (OHS/OSH):
อันตรายหลัก	เป็นพิษร้ายแรงมาก
การติดฉลากGHS :
ภาพสัญลักษณ์
คำสัญญาณ	อันตราย
คำเตือนเกี่ยวกับอันตราย	H300 , H310 , H315 , H317 , H319 , H335
ปริมาณหรือความเข้มข้นที่ทำให้เสียชีวิต (LD, LC):
LD 50 ( ขนาดยาเฉลี่ย )	5 มก./กก.
เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลที่ให้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับวัสดุในสภาวะมาตรฐาน (ที่อุณหภูมิ 25 °C [77 °F] ความดัน 100 kPa) เอ็น ตรวจสอบ  (คืออะไร   ?) วายเอ็น ข้อมูลอ้างอิงในกล่องข้อมูล

ไมโครซิสติน-แอลอาร์ ( MC-LR ) เป็นสารพิษที่ผลิตโดยไซยาโนแบคทีเรียเป็นไมโครซิสตินที่ มีความเป็นพิษสูงที่สุด

ไมโครซิสตินเป็นเฮปตาเปปไทด์ แบบวงแหวน กรดอะมิโนเจ็ดชนิดที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของไมโครซิสติน ได้แก่ กรดอะมิโนเฉพาะADDAและD -β-เมทิลไอโซแอสปาร์ เทต ( D -β-Me-isoAsp) นอกจากนี้ ไมโครซิสตินยังมีกรดอะมิโนที่เปลี่ยนแปลงได้สองชนิด ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างไมโครซิสตินชนิดต่างๆ กรดอะมิโนที่เปลี่ยนแปลงได้ทั้งสองชนิดนี้เป็นกรดอะมิโนโปรตีนิก มาตรฐานเสมอ ในไมโครซิสติน-LR กรดอะมิโนเหล่านี้คือลิวซีนและอาร์จินีน

จนถึงปัจจุบันมีการระบุไมโครซิสตินมากกว่า 250 ชนิด^{[ 1 ]}ซึ่งแสดงถึงความแตกต่างในสารตกค้างที่แปรผันได้สองชนิดและการดัดแปลงบางอย่างในกรดอะมิโนอื่นๆ การดัดแปลงเหล่านี้รวมถึงการกำจัดหมู่เมทิลของ Masp และ Mdha และการเติมหมู่เมทิลเอสเทอร์ของD -Glu ไมโครซิสตินแต่ละชนิดมีโปรไฟล์ความเป็นพิษที่แตกต่างกัน โดยพบว่าไมโครซิสติน-LR มีความเป็นพิษมากที่สุด^{[ 2 ] [ 3 ]}

ไมโครซิสตินเป็นเปปไทด์ขนาดเล็กที่ไม่ใช่ไรโบโซมในMicrocystis aeruginosaไมโครซิสติน-LR ถูกสังเคราะห์โดยโปรตีนที่เข้ารหัสโดยคลัสเตอร์ยีนไมโครซิสตินขนาด 55 กิโลเบส ( mcy ) ซึ่งประกอบด้วยยีนขนาดใหญ่ 6 ยีน (มากกว่า 3 กิโลเบส) ที่เข้ารหัสโปรตีนที่มีกิจกรรมโพลีคีไทด์ซินเทส กิจกรรมซินเทสเปปไทด์ที่ไม่ใช่ไรโบโซม ( mcyA-EและG ) และยีนขนาดเล็กอีก 4 ยีน ( mcyFและHJ ) โปรตีนขนาดใหญ่เหล่านี้ประกอบด้วยโดเมนโปรตีน ที่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่า 'โมดูล' โดยแต่ละโมดูลมีหน้าที่ทางเอนไซม์เฉพาะของตนเอง^{[ 4 ]} แม้ว่าระบบเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไมโครซิสตินจะไม่เหมือนกันในไซยาโนแบคทีเรียทั้งหมด แต่ก็มีความคล้ายคลึงกันมาก และเอนไซม์ที่จำเป็นส่วนใหญ่ก็ได้รับการอนุรักษ์ไว้^{[ 4 ] [ 5 ]}

กระบวนการสังเคราะห์ไมโครซิสติน-LR ในMicrocystis aeruginosaเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อฟีนิลอะซิเตตเข้ากับ เอนไซม์ mcyG จากนั้นจึงเกิดเป็นไมโครซิสติน-LR ผ่านปฏิกิริยาหลายขั้นตอนที่เร่งปฏิกิริยาโดยโมดูลเอนไซม์ต่างๆ รวมถึงเอนไซม์อื่นๆ แผนภาพแสดง เส้นทางการสังเคราะห์ไมโครซิสติน-LR ในMicrocystis aeruginosa ทั้งหมด

ขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์เกี่ยวข้องกับการแทรกอะตอมคาร์บอนและออกซิเจนหลายอะตอมระหว่างกลุ่มอะเซทิลและกลุ่มฟีนิลส่วนนี้ของการสังเคราะห์ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยโดเมนเอนไซม์ที่มีกิจกรรม β-ketoacylsynthase, acyltransferase, C-methyltransferase และ ketoacyl reductase ในตอนท้ายของขั้นตอนนี้ นั่นคือหลังจากการควบแน่นครั้งแรกของกลูตาเมต กรดอะมิโน Adda จะเกิดขึ้น^{[ 4 ]} ส่วนที่สองของการสังเคราะห์เกี่ยวข้องกับการควบแน่นของกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นไมโครซิสติน ดังนั้นในกรณีของไมโครซิสติน-LR การควบแน่นต่อเนื่องของกรดอะมิโนกรดกลูตามิก เมทิลดีไฮโดรอะลานีน อะลานีน ลิวซีน เมทิลแอสปาร์ติกแอซิด และอาร์จินีน นำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมต่อกัน การโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกของไนโตรเจนในสารตกค้าง Adda ส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยไมโครซิสติน-LR แบบวงจร^{[ 4 ]}

ไมโครซิสตินชนิดต่างๆ ทั้งหมดถูกสังเคราะห์โดยเอนไซม์เดียวกันกับไมโครซิสติน-LR ^{[ 6 ]}

ไมโครซิสติน-LR ยับยั้งการทำงานของโปรตีนฟอสฟาเทสชนิดที่ 1 และชนิดที่ 2A ( PP1และPP2A ) ในไซโตพลาสมของเซลล์ตับ ส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นของการฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนในเซลล์ตับ ปฏิกิริยาของไมโครซิสติน-LR กับฟอสฟาเทสเกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างหมู่เมทิลีนของไมโครซิสติน-LR กับหมู่ซิสทีนที่หน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยาของฟอสโฟโปรตีนฟอสฟาเทส (PPP) ซึ่งเป็นฟอสฟาเทสเฉพาะซีรีน/ทรีโอนีน เช่น PP1 และ PP2A เมื่อไมโครซิสติน-LR จับกับศูนย์เร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ PPP โดยตรง มันจะปิดกั้นการเข้าถึงของสารตั้งต้นไปยังตำแหน่งออกฤทธิ์อย่างสมบูรณ์ และทำให้เกิดการยับยั้งเอนไซม์ ด้วยวิธีนี้ โปรตีนฟอสฟาเทสจะถูกยับยั้ง และ มีโปรตีน ที่ถูกฟอสโฟรีเลชัน มากขึ้น ในเซลล์ตับ ซึ่งเป็นสาเหตุของความเป็นพิษต่อตับของไมโครซิสติน-LR

บริเวณออกฤทธิ์ของเอนไซม์ PPP ที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาประกอบด้วยร่องบนพื้นผิว 3 ร่อง ได้แก่ ร่องไฮโดรโฟบิก ร่องกรด และร่องปลาย C ซึ่งมีรูปร่างคล้ายตัว Y โดยมีบริเวณออกฤทธิ์อยู่ที่จุดแยก โซ่ข้าง Adda ของไมโครซิสติน-LR เข้าไปอยู่ในร่องไฮโดรโฟบิก ตำแหน่งคาร์บอกซิลิก D-Glu สร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลน้ำที่จับกับโลหะ และหมู่คาร์บอกซิลของตำแหน่ง Masp สร้างพันธะไฮโดรเจนกับหมู่กรดอะมิโนอาร์จินีนและไทโรซีนที่คงสภาพในเอนไซม์ PPP สุดท้าย หมู่เมทิลีนที่ตำแหน่ง Mdha ของไมโครซิสติน-LR จับกับอะตอม S ของหมู่ซิสเทอีนด้วยพันธะโควาเลนต์ และหมู่ลิวซีนจะอยู่ใกล้กับหมู่ไทโรซีนที่คงสภาพอีกหมู่หนึ่ง^{[ 2 ]}

ไมโครซิสติน-แอลอาร์เป็นพิษต่อทั้งมนุษย์และสัตว์ มีผลการศึกษาทางระบาดวิทยาที่แสดงให้เห็นถึงอาการเป็นพิษที่เกิดจากการมีสารไซยาโนท็อกซินในน้ำดื่ม โดยผลกระทบแบ่งออกเป็นผลกระทบระยะสั้นและระยะยาว

ไม่มีรายงานที่ตรวจสอบได้เกี่ยวกับการเสียชีวิตของมนุษย์ที่ทราบว่าเกิดจากไมโครซิสติน-LR โดยเฉพาะ แม้ว่าจะมีรายงานเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพหลังจากการสัมผัส และมีการเสียชีวิตที่เกิดจากไมโครซิสตินโดยทั่วไป^{[ 7 ]}หนึ่งในรายงานที่โดดเด่นที่สุดคือการระบาดใน เมืองการู อารูประเทศบราซิลในปี 1996 ผู้ป่วย 116 รายประสบกับผลกระทบหลายอย่าง ได้แก่ การมองเห็นผิดปกติ คลื่นไส้ อาเจียน และกล้ามเนื้ออ่อนแรง ผู้ป่วย 100 รายเกิดภาวะตับวายเฉียบพลัน และ 52 รายมีอาการที่ปัจจุบันเรียกว่า "กลุ่มอาการการูอารู" ^{[ 8 ]}กลุ่มอาการนี้เกิดจาก การบำบัด ด้วยการฟอกไตด้วยน้ำที่ไม่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสม^{[ 9 ]}

ผลกระทบระยะสั้นที่เกิดจากการสัมผัสไมโครซิสติน-LR มีน้อย ไมโครซิสตินเป็น สารประกอบ ที่เป็นพิษต่อตับ เป็นหลัก ดังนั้น ผลกระทบที่เป็นพิษที่สังเกตได้จึงไม่เกิดขึ้นในทันที การศึกษาความเป็นพิษส่วนใหญ่ทำในหนูที่ได้รับการฉีดเข้าทางช่องท้อง ผลกระทบที่พบบ่อยที่สุดคือความเสียหายต่อตับ^{[ 10 ]}อาการที่พบได้บ่อยที่สุดสองอย่างคือโรคกระเพาะและ ลำไส้อักเสบ และโรคตับอักเสบจากภาวะคั่งน้ำดี

ในการทดลองกับหนู สัตว์เหล่านั้นตายภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากฉีดไมโคซิสติน-LR ในปริมาณที่ทำให้ถึงแก่ความตาย ความเสียหายของตับสามารถสังเกตได้ภายใน 20 นาที ภายในไม่กี่ชั่วโมงเซลล์ตับก็ตาย^{[ 11 ]}

การได้รับสารไมโครซิสติน-LR ในปริมาณมากเฉียบพลันอาจส่งผลให้เกิดอันตรายในระยะยาว ในขณะที่การได้รับสารในปริมาณน้อยเรื้อรังอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพ จากการศึกษาในสัตว์ทดลอง พบว่าการได้รับสารไมโครซิสติน-LR ทางปากจะทำให้เกิดความเสียหายต่อตับเรื้อรัง และอาจเป็นสารก่อมะเร็งได้มีการพบมะเร็งในสัตว์ทดลองหลายราย ไมโครซิสติน-LR เองไม่ได้ก่อให้เกิดมะเร็งโดยตรง แต่สารนี้อาจกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งได้

ไมโครซิสติน-LR มีผลต่อสัตว์ทุกชนิด ไม่ใช่เฉพาะสัตว์เลี้ยงเท่านั้น จากการว่ายน้ำในแม่น้ำที่มีน้ำดื่มปนเปื้อนไซยาโนแบคทีเรีย อาการของสัตว์เลี้ยงที่ได้รับพิษ ได้แก่ ท้องเสีย อาเจียน อ่อนแรง นอนซม และมักถึงแก่ชีวิตในกรณีส่วนใหญ่^{[ 12 ] [ 13 ]}

ไมโครซิสติน-แอลอาร์เป็นพิษต่อสัตว์ทุกชนิด รวมถึงสัตว์ที่มนุษย์บริโภค ปลาและนกก็มีความเสี่ยงต่อการได้รับพิษจากไมโครซิสติน-แอลอาร์เช่นกัน

ไซยาโนแบคทีเรียชอบอาศัยอยู่ในแหล่งน้ำ เช่น ทะเลสาบ บ่อ สระน้ำ อ่างเก็บน้ำ และลำธารที่ไหลช้า เมื่อน้ำอุ่นจะมีสารอาหารเพียงพอสำหรับแบคทีเรียในการดำรงชีวิต ไซยาโนแบคทีเรียส่วนใหญ่ผลิตสารพิษ ซึ่งไมโครซิสตินเป็นเพียงกลุ่มหนึ่ง เมื่อไซยาโนแบคทีเรียตาย ผนังเซลล์ของมันจะสลายตัวในขณะที่สารพิษถูกปล่อยออกมาในน้ำ ไมโครซิสตินมีความเสถียรในน้ำสูงและทนต่อการสลายตัวทางเคมี เช่น การไฮโดรไลซิสหรือการออกซิเดชันครึ่งชีวิตของสารพิษนี้คือ 3 สัปดาห์ที่ pH 1 และ 40 °C อย่างไรก็ตาม ในสภาวะปกติในสิ่งแวดล้อม ครึ่งชีวิตจะอยู่ที่ 10 สัปดาห์^{[ 10 ]}การปนเปื้อนของน้ำด้วยไมโครซิสติน-LR ทนต่อการต้มและการบำบัดด้วยไมโครเวฟ^{[ 14 ]}

หลังจากปล่อยลงสู่ในน้ำ ไมโครซิสตินจะถูกดูดซึมโดยปลาและนกจากน้ำที่มีสารพิษ และเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารมนุษย์ก็ได้รับสารไมโครซิสตินจากการทำกิจกรรมในน้ำที่มีสารพิษเช่นกัน^{[ 15 ]}

ไมโครซิสติน-LR ถูกขับออกจากพลาสมาในเลือดอย่างรวดเร็ว ครึ่งชีวิตของพลาสมาสำหรับระยะ α และ β ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายตัวและการกำจัด คือ 0.8 และ 6.9 นาที ตามลำดับ^{[ 16 ] [ 17 ]}การกำจัดสารประกอบทั้งหมดออกจากพลาสมาอยู่ที่ประมาณ 0.9 มล./นาที การขับถ่ายสารประกอบส่วนใหญ่เกิดขึ้นทางอุจจาระและปัสสาวะ หลังจาก 6 วัน ประมาณ 24% ของปริมาณที่รับประทานเข้าไปจะถูกขับออกจากร่างกาย โดยประมาณ 9% ถูกขับออกทางอุจจาระและ 14.5% ทางปัสสาวะ^{[ 17 ]}

ไมโครซิสติน-LR มีความเข้มข้นส่วนใหญ่ในตับ เนื้อเยื่ออื่นๆ จะได้รับในระดับที่ต่ำกว่ามาก^{[ 17 ]}

ข้อมูลเกี่ยวกับการเผาผลาญไมโครซิสติน-LR ในมนุษย์มีน้อยมาก ข้อมูลเกี่ยวกับการเผาผลาญและการกำจัดสารพิษในหนูและหนูแรตมีอยู่ทั่วไปมากกว่า ในสัตว์เหล่านี้ ไมโครซิสติน-LR จะถูกสะสมในตับอย่างรวดเร็ว^{[ 18 ]}การได้รับสารพิษไมโครซิสติน-LR ในหนูทำให้ระดับของไซโตโครม P450และไซโตโครม b5 ลดลง และระดับของไซโตโครม P420 ซึ่ง CYP450 ถูกแปลงเพิ่มขึ้น เมื่อรวมกับข้อเท็จจริงที่ว่าหนูที่มีความเข้มข้นของ CYP450 สูงขึ้นจะได้รับผลกระทบจากสารพิษน้อยลง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า CYP450 มีบทบาทสำคัญในการล้างพิษของสารประกอบนี้

ในระยะที่ 2 ของการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ สารประกอบจะถูกจับคู่กับสารภายในร่างกายหลายชนิด ไมโครซิสติน-LR เป็นที่ทราบกันว่าถูกขับออกมาในรูปของสารประกอบกลูตาไธโอน สารประกอบซิสเทอีน และสารประกอบไดอีน ADDA ที่ถูกออกซิไดซ์ กลูตาไธโอนและซิสเทอีนจะจับคู่กับหมู่ Mda ส่วน ADDA ที่ถูกออกซิไดซ์จะจับคู่ที่ พันธะ จับคู่^{[ 19 ]}

ผลกระทบที่เป็นพิษ ของ ไซยาโนท็อกซินมีความหลากหลายมาก รวมถึงพิษต่อ ระบบประสาท พิษ ต่อตับและพิษต่อเซลล์ที่ทำให้เกิดแผลไหม้จากสารเคมีโดยทั่วไปไมโครซิสตินมักเกี่ยวข้องกับพิษต่อตับ ผลกระทบที่เป็นพิษของไมโครซิสตินเกิดจากการยับยั้งโปรตีนฟอสฟาเตส^{[ 20 ]}

มีการศึกษาวิจัยหลายชิ้นที่ดำเนินการโดยการให้ยาทางช่องท้องเนื่องจากความแตกต่างในคุณสมบัติการละลายในไขมันและขั้วระหว่างไมโครซิสตินชนิดต่างๆ จึงไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่า LD50 ทางช่องท้อง  _จะสามารถทำนายความเป็นพิษหลังจากการให้ยาทางปากได้^{[ 10 ]}

ไมโครซิสตินเป็นสารพิษต่อตับ หลังจากการสัมผัสเฉียบพลัน จะสังเกตเห็นความเสียหายร้ายแรงต่อตับโดยการทำลายโครงสร้างเซลล์ตับ น้ำหนักตับจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเลือดออก ในตับ ภาวะช็อกจากการไหลเวียนโลหิต หัวใจล้มเหลว และเสียชีวิต^{[ 10 ]}

หลังจากให้ไมโครซิสติน-LR ทางจมูก พบว่าเยื่อบุผิวของโพรง จมูก ทั้งบริเวณรับกลิ่นและบริเวณหายใจเกิดภาวะเนื้อตาย นอกจากนี้ยังพบรอยโรคที่ตับหลังจากให้ทางปากด้วย ค่า LD50 _{สำหรับ}การให้ทางจมูกเท่ากับค่า LD50 สำหรับการให้ทางช่องท้อง

สำหรับการประเมินผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ในระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นได้ การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการให้ไมโครซิสตินบริสุทธิ์ทางปากซ้ำๆ ในระดับปริมาณต่างๆ เป็นสิ่งที่พึงปรารถนาที่สุด ในการศึกษาในหนู ไมโครซิสติน-LR บริสุทธิ์ถูกให้ทางปากในปริมาณ 0, 40, 200 หรือ 1000 ไมโครกรัม/กิโลกรัมน้ำหนักตัว ในปริมาณสูงสุด หนูเกือบทั้งหมดแสดงการเปลี่ยนแปลงของตับและการอักเสบเรื้อรังและอาการอื่นๆ อีกเล็กน้อย ในหนูเพศเมีย พบการเปลี่ยนแปลงของทรานส์อะมิเนสเท่านั้นในปริมาณสูงสุด^{[ 10 ]}

หนูทดลองพบก้อนเนื้องอกในตับหลังจากได้รับยาทางปาก 100 ครั้ง ในปริมาณ 20 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว โดยก้อนเนื้องอกที่พบมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 5 มิลลิเมตร อย่างไรก็ตาม ไม่พบก้อนเนื้องอกในตับในหนูทดลองหลังจากได้รับยา 100 ครั้ง ในปริมาณ 80 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว

คณะกรรมการ IARC สรุปว่าไมโครซิสติน-LR อาจเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์ ดังนั้น ไมโครซิสติน-LR เองไม่ใช่สารก่อมะเร็ง แต่เป็นตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตของเนื้องอก หนูที่ได้รับการรักษาด้วยสารก่อมะเร็งไดเมทิลเบนซาทราซีนแสดงให้เห็นจำนวนและน้ำหนักของเนื้องอกที่ผิวหนังเพิ่มขึ้น^{[ 7 ]}

ข้อมูลเกี่ยวกับความเป็นพิษเฉียบพลันในมนุษย์ยังมีน้อยมาก แต่มีการศึกษาในสัตว์ทดลองซึ่งแสดงผลลัพธ์ดังต่อไปนี้

เมื่อฉีดไมโครซิสตินเข้าทางหลอดเลือดดำหรือช่องท้อง ไมโครซิสติน จะไปสะสมอยู่ในตับ ซึ่งดูเหมือนจะเป็นผลมาจากการดูดซึมโดยเซลล์ตับ รายงานขององค์การอนามัยโลกระบุว่าไมโครซิสตินเป็นอันตรายถึงชีวิตต่อหนูเมื่อได้รับทางช่องท้องในปริมาณ 25 ถึง 150 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว^{[ 10 ]}อาจเนื่องมาจากการดูดซึมที่ไม่ดีหลังจากได้รับสาร ไมโครซิสตินที่ให้ทางปากจึงมีความเป็นพิษน้อยกว่า โดยปริมาณที่ทำให้หนูตายอยู่ที่ประมาณ 5 ถึง 10 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว ความเป็นพิษต่อตับในรูปแบบของเนื้อเยื่อตับตายเกิดขึ้นภายใน 60 นาทีหลังจากได้รับยาทางหลอดเลือดดำ^{[ 20 ]} การแพร่กระจายของMicrocystis aeruginosaไม่ได้ทำให้เกิดอัตราการเกิดเนื้องอกเพิ่มขึ้นในกลุ่มหนูที่ได้รับการรักษานานถึงหนึ่งปี พบว่าหนูที่ได้รับ 20 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว 4 ครั้งต่อสัปดาห์ในช่วงระยะเวลา 28 สัปดาห์เกิดเนื้องอกในตับ^{[ 20 ]}อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์เหล่านี้มีความคลุมเครือ ไมโครซิสติน-LR แสดงความเป็นพิษเฉียบพลันในสัตว์ฟันแทะเมื่อให้ทางปาก เห็นได้ชัดว่าปริมาณยาที่ให้ทางปากจำนวนมากผ่านอุปสรรคของลำไส้

ไมโครซิสตินดูเหมือนจะไม่แสดงความเป็นพิษต่อพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

องค์การอนามัยโลก (WHO) ระบุว่าไมโครซิสติน-LR ไม่มีผลก่อกลายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม มีการสังเกตพบการเหนี่ยวนำให้เกิดการแตกของสายดีเอ็นเอในลิมโฟไซต์ในหนูหลังจากรับประทานเพียงครั้งเดียว ผลกระทบขึ้นอยู่กับเวลาและปริมาณ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนที่เลือกซึ่งเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของเซลล์ต่อความเสียหายของดีเอ็นเอหลังจากได้รับสารเป็นเวลา 4 ชั่วโมง หลังจาก 24 ชั่วโมง ยีนที่ตอบสนองต่อความเสียหายของดีเอ็นเอมีการแสดงออกเพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าไมโครซิสติน-LR เป็นสารก่อกลายพันธุ์ทางอ้อม^{[ 22 ]} ในประเทศจีน อุบัติการณ์ของมะเร็งตับสูงสุดเกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีไซยาโนแบคทีเรียจำนวนมากในน้ำผิวดิน การพัฒนาของเนื้องอกเกี่ยวข้องกับการได้รับสารในความเข้มข้นต่ำเป็นเวลานาน^{[ 20 ]}

การศึกษา ในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าไมโครซิสติน-LR เป็นสารยับยั้งที่มีประสิทธิภาพของโปรตีนฟอสฟาเทส 1 (PP-1) และPP2Aแต่ไม่มีผลต่อโปรตีนไคเนส Cหรือไคเนสที่ขึ้นอยู่กับไซคลิก AMPการกลายพันธุ์ไม่ปรากฏให้เห็นในสารพิษที่บริสุทธิ์ซึ่งได้มาจากMicrocystisแม้ว่าสารพิษจะทำให้เกิดการแตกหักของโครโมโซมในลิมโฟไซต์ของมนุษย์ ก็ตาม ^{[ 20 ]}

เอนไซม์เมทัลโลโปรตีเอสที่แยกได้จากแบคทีเรียที่ทะเลสาบโรโตรัวรวมถึงสถานที่อื่นๆ เรียกว่าไมโครซิสทิเนสเอนไซม์ชนิดนี้จะเปลี่ยนไมโครซิสตินให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นพิษลดลง 160 เท่า^{[ 23 ]}

นายพลจูเกอเหลียงของจีนเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นพิษจากไซยาโนแบคทีเรียเมื่อประมาณ 1,000 ปีก่อน เขาได้รายงานการเสียชีวิตของทหารที่ดื่มน้ำสีเขียวจากแม่น้ำในภาคใต้ของจีน รายงานฉบับแรกที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับการเกิดพิษจากไซยาโนแบคทีเรียมีขึ้นในปี 1878 ซึ่งเป็นปีที่มีการปนเปื้อนในทะเลสาบของออสเตรเลีย^{[ 24 ]}นอกจากนี้ ในประเทศจีนและบราซิล ผู้คนก็เสียชีวิตหลังจากดื่มน้ำจากทะเลสาบ เหตุการณ์ทั้งหมดนี้ถูกระบุว่าเป็นผลมาจากไซยาโนแบคทีเรียและสารพิษไมโครซิสติน-LR นั่นเป็นเหตุผลที่องค์การอนามัยโลก (WHO) ออกแนวทางสำหรับไมโครซิสตินในน้ำดื่ม แนวทางของ WHO สำหรับไมโครซิสตินในน้ำดื่ม โดยอิงจากไมโครซิสติน-LR คือ 1 μg/L ^{[ 16 ]}ด้วยระดับยูโทรฟิเคชัน ที่สูง ในแอฟริกาใต้ การสัมผัสโดยทั่วไปอาจสูงถึง 10 μg/L ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับMicrocystin-LRใน Wikimedia Commons