Sian siittiötesti

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Värjättyjä siittiösoluja

Sian siittiötesti on vasteperusteinen solutoksikologinen koe, jonka avulla voidaan mitata kemiallisten aineiden biologista myrkyllisyyttä sian siittiöiden avulla. Testiä on sovellettu pääasiassa toksisten ruokamyrkytys- ja hometalomikrobien tutkimiseen. Testi soveltuu erityisen hyvin biologisten myrkkyjen läsnäolon todentamiseen, sillä sian siittiöt reagoivat useisiin toksiineihin. Myrkkyvaikutukset näkyvät usein solun lamaantumisena, mikä voidaan havaita mikroskoopitarkastelussa. Sian siittiön voi odottaa oleva siittiöistä herkin reagoimaan myrkkyaltistuksille, koska sen solukalvo sisältää vain vähän kolesterolia verrattuna muiden tuotantoeläinten siittiöihin.

Sian siittiö liikkuu mitokondrioiden tuottaman energian voimalla. Jos mitokondriot vaurioituvat, siittiö lamaantuu. Tämän vuoksi siittiöt soveltuvat mitokondriovaikutusten tutkimiseen. Siittiösolussa ei tapahdu DNA-, RNA- tai proteiinisynteesiä, joten solu ei reagoi

Siat tuottavat hyödyllisiä testisoluja biologisten myrkkyjen läsnäolon todentamiseen

aineisiin, joiden ensisijainen vaikutus kohdistuu solun makromolekyylisynteeseihin. Siittiöillä on useita signaaliaktivoituvia reaktioita, kuten uintinopeus, -suunta ja -tapa sekä akrosomireaktion ja kapasitaation käynnistyminen. Näitä voidaan tutkia mikroskoopilla. Akrosomin aktivoituminen on tärkeä osa monien elimistön muidenkin solujen kuin siittiöiden toiminnassa. Siittiöillä akrosomin aktivoitumiseen johtavia biokemiallisia viestintäjärjestelmiä on erityisen paljon tutkittu, koska ne ovat merkittäviä ihmisen ja tuotantoeläinten lisääntymisen kannalta. Siittiösolun ATP:n kokonaissisältöä voidaan suoraan mitata, jolloin nähdään glykolyysin ATP-tuotantoaktiivisuus sytoplasmassa ja mitokondrioissa, tai kumpikin erikseen, jos käytetään toista inhiboivia metaboliamyrkkyjä apuna. Sian siittiön plasmamembraanissa eli solukalvossa on asetyylikoliini-reseptoreita, jotka säätelevät siittiön liikkeitä. Asetyylikoliini on parasympaattisen autonomisen hermojärjestelmän impulssien välittäjäaine. Koska siittiöllä on tämä reseptori, se reagoi autonomisen hermoston välittäjäaineiden eli neurotransmitterien toimintaan vaikuttaville myrkyille, kuten esimerkiksi alfa-bungarotoksiinille. Asetyylikoliini vaikuttaa siittiöön edistämällä kalsiumionien kulkua solun ulkopuolelta solun sisään. Siittiöiltä voi näin ollen odottaa reaktioita myös ionikanaviin vaikuttaville biologisille myrkyille.

Sian siittiöitä on saatavilla kaupallisesti keinosiemennystä varten ja ne säilyvät laimennusnesteessä huoneenlämmössä toimintakykyisinä 1-2 viikkoa. Sian siittiöitä myy Suomessa esimerkiksi Faba Sika oy.[1] Sian siittiötestiä käytetään muun muassa kosteusvauriomikrobien tuottamien toksiinien myrkyllisyysmittauksiin.[2] Testi on kehitetty Helsingin yliopistossa.[3]

Testin periaate[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Siittiötestillä mitataan näytteen toksisuutta eli kykyä vaurioittaa solua, tarkemmin sanottuna pitoisuutta, joka lamaannuttaa puolet soluista. Vertailukelpoisuuden varmistamiseksi testimenettelyt on vakioitu. Vaikka solut ovat yksilöllisiä ja reagoivat myrkkyihin eri tavoin, suuri solumäärä takaa sen, että ne reagoivat aina keskimäärin samalla tavalla. Lamaantuvien solujen määrä riippuu siitä, kuinka kauan niitä altistetaan toksiselle aineelle. Vaikutukset eivät välttämättä näy tunnin tai vuorokauden altistuksen jälkeen, vaan aika on vakioitu kolmeen vuorokauteen. Solujen altistus vaatii kantaja-aineen, johon toksinen aines on liuennut. Tämä kantaja-aine voi olla esimerkiksi puhdas etanoli. Useimmat kantaja-aineet ovat hiukan eri tavoin siittiömyrkyllisiä, joten vertailukelpoisuuden takaamiseksi kantaja-aineen täytyy olla aina samanlaista. Kantaja-aineena käytetään usein metanolia tai etanolia, koska useimmat rasvaliukoiset ja vesiliukoiset toksiinit liukenevat näihin liuottimiin, eivätkä liuottimet häiritse juurikaan testituloksia. Altisteliuoksesta valmistetaan laimennossarja, jota annostellaan kuhunkin solunäytteeseen. Se pitoisuus, joka lamaannuttaa puolet soluista, on arvoltaan EC50. Tällaista testiä voidaan kutsua EC50-testiksi, joka sananmukaisesti tarkoittaa half maximal effective concentration (= puolet maksimaalisesti vaikuttavasta pitoisuudesta). Monille toksiineille on määritetty edellä mainittu arvo. EC50-arvon yksikkönä voidaan käyttää μg/ml tai ng/ml, ja aineen myrkyllisyysrajaksi on määritetty 50 000 ng/ml (= nanogrammaa/ml, 50 μg/ml). Jos arvo on alle 50 μg/ml, aine on määritetty siittiötoksiseksi. Jos arvo on yli 50 μg/ml, aine on siittiömyrkytön. Mitä pienempi arvo on, sitä myrkyllisempi aine on kyseessä: mitä pienempi arvo, sitä pienempi toksiinipitoisuus pystyy lamaannuttamaan soluja. Siittiötesti on altis pienimmillekin häiriötekijöille, joten testin suorittaminen vaatii ammattitaitoa.[2]

Siittiötestattuja yhdisteitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sian siittiötestillä on mitattu useiden toksiinien solumyrkyllisyyttä. Tähän mennessä siittiömyrkyllisimmäksi tutkituksi yhdisteeksi on osoittautunut kereulidi. Sian siittiön liikuntakyvyn halvaannuttamiseen riittää 5400 molekyyliä / siittiö, eli 77 kereulidimolekyyliä / mitokondrio. Kereulidi on tiettävästi ensimmäinen bakteerimyrkky, jonka tuhoisa annos voidaan laskea painoyksiköiden sijasta molekyyleissä. Muita erittäin siittiömyrkyllisiä, hometaloista löytyneitä toksiineja ovat esimerkiksi valinomysiini ja amylosiini.

Siittiömyrkyllisten yhdisteiden rakenteita[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kuvissa esitetyt molekyylit ovat erilaisten homeiden ja bakteerien tuottamia biologisesti aktiivisia yhdisteitä. Esimerkiksi antimysiini A on joidenkin streptomykeettien tuottama, biologisesti aktiivinen yhdiste. Se estää soluhengitystä siten, että elektroninsiirto sytokromista b sytokromille c estyy. Monensiini A taas on Streptomyces cinnamonensin tuottama natriumionofori. Molekyyli asettuu solukalvolle ja kuljettaa natriumioneja solukalvon "väärälle" puolelle, jolloin solukalvon sähkökemiallinen gradientti saattaa järkkyä.

Siittiötestaus tekstiilien turvallisuuden tutkimisessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ulkomaiset tekstiilit ovat joissakin tapauksissa sisältäneet ihoa ärsyttäviä yhdisteitä.

Erityisesti allergiset ja herkistyneet kuluttajat voivat reagoida voimakkaasti tekstiilien sisältämiin kemikaaleihin, mutta tekstiilituotteiden turvallisuudesta on varsin vähän tietoa saatavilla. Tekstiilien käyttöturvallisuudesta saadaan kuitenkin tietoa solukokeiden avulla, joissa on käytetty muun muassa karjun siittiöitä. Solukokeilla saadaan kuitenkin suuntaa antavia tuloksia, eikä täydellistä varmuutta turvallisuudesta voida taata niiden perusteella. Siittiötesti on kuitenkin herkkä menetelmä, joka antaa arvokasta tietoa silloin, kun tutkitaan esimerkiksi täysin tuntemattomia tekstiilimateriaaleja. Siittiötestauksella on tutkittu tekstiilivärien ja värjättyjen kankaiden akuuttia toksisuutta, jolloin lyhytkestoisella analyysillä saadaan tietoa haitattomuudesta tai haitallisuudesta. Tekstiilitoksikologisissa tutkimuksessa on käytetty karjun siittiöiden lisäksi ihmisen ihosoluja (HaCaT-soluja) ja hiiren maksan syöpäsoluja (hepa-1-soluja).

Esimerkiksi useat reaktiiviväreillä värjätyt kankaat on todettu siittiömyrkyttömiksi, mutta toisaalta valkaistu, värjäämätön puuvillakangas voi olla hyvin toksinen soluille. Tekstiilin solutoksisuus johtuu kemikaaleista, joita tekstiilin prosessoinnissa on käytetty. Tämän vuoksi tekstiilin solumyrkyllisyyttä ei voida ennustaa, vaan toksisuus on todettava kokeellisesti. Tämä johtuu siitä, että tekstiilin myrkyllisyyteen vaikuttavat useat tekijät. Esimerkiksi itse kankaan käsittelyprosessi vaikuttaa kemikaalien myrkyllisyyteen: tutkimuksissa jotkut reaktiivivärit ovat osoittautuneet myrkyllisiksi vapaina kemikaaleina, mutta myrkyttömiksi tekstiilin käsittelyn jälkeen. Lisäksi kankaaseen kemiallisesti sitoutuneena aine ei välttämättä aiheuta haittaa.[4]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Mirja Salkinoja-Salonen: Myrkylliset mikrobit sisätiloissa, 1999, Helsingin yliopisto.
  2. a b Inspector Secin myrkyllisyystesti
  3. M.A. Andersson & al.; In vitro Test with Boar Spermatozoa
  4. Kaisa Klemolan väitöskirja, 2008Viitattu 1.5.2009