Producción de toxinas por microorganismos en ambientes desérticos
Si bien los componentes virales y bacterianos del suelo del desierto se han estudiado ampliamente debido a su presencia en las tormentas de polvo, se sabe poco acerca de los microorganismos productores de toxinas de las cianobacterias. Se han descubierto vastas comunidades de hongos que viven dentro de las costras biológicas del suelo, y es muy probable que estos hongos desempeñen un papel en la descomposición del material vegetal orgánico en una relación simbiótica o mutualista con especies de plantas. Los taxones de especies de hongos en las cortezas de cianobacterias en Utah y Wyoming incluyen Aspergillus spp., Fusarium spp. y Cladosporium spp.. La presencia de estas especies de hongos y sus efectos adversos para la salud en humanos ha sido ampliamente estudiada. Aunque la mayoría de los efectos en la salud implican dificultad respiratoria aguda, sin embargo, la enfermedad crónica sistémica también se ha relacionado con la exposición de las esporas de hongos. Las micotoxinas producidas por estos hongos se han relacionado con complicaciones y enfermedades hepáticas, renales, gastrointestinales, cardíacas, del sistema nervioso central y del sistema inmunológico. El crecimiento y la producción de toxinas en estos hongos están relacionados con la humedad y la disponibilidad de calor, lo que sugiere que estas especies podrían producir estas mismas toxinas en las cortezas de cianobacterias del desierto saturadas de agua. Sin embargo, se ha realizado poca investigación para caracterizar la producción de toxinas fúngicas o los modelos de exposición humana en ambientes desérticos.
Aunque las cianobacterias se producen en una amplia variedad de entornos en todo el mundo, incluidos los terrestres, los polos y los desiertos, se asocian más comúnmente con los ambientes acuáticos. Esta asociación con los ambientes acuáticos se debe en gran medida a su abundancia general y su efecto en la estética y la calidad del agua utilizada para recreación y bebida. Si bien se sabe que la producción de geosmina y metilisoborneol por parte de las cianobacterias afecta el sabor y el olor del agua potable, su producción de compuestos altamente tóxicos es lo que produce efectos adversos en la salud humana y animal, envenenamientos y muertes. La variedad de especies animales que se han visto afectadas por las toxinas cianobacterianas es enorme, desde camellos y ganado vacuno, hasta murciélagos y especies de aves.
Los compuestos tóxicos producidos por las cianobacterias tienen una variedad de estructuras, modos de acción y efectos en los sistemas de los mamíferos. Las toxinas cianobacterianas notificadas con mayor frecuencia son las hepatotoxinas con péptidos cíclicos. En dosis suficientemente grandes, la muerte puede ocurrir por un shock hipovolémico debido a la destrucción del hígado, y en combinación con iniciadores de tumores, las microcistinas pueden actuar como promotores de tumores.
También se ha demostrado que las cianobacterias son capaces de producir saxitoxinas, toxinas comunes de envenenamiento de mariscos asociadas con la proliferación de dinoflagelados marinos y mariscos contaminados. Las saxitoxinas son productos naturales extremadamente potentes, con su principal modo de acción que actúa a través de la inhibición de los canales de sodio. En dosis suficientemente altas, la muerte puede ocurrir en minutos debido a parálisis y paro respiratorio.
