Inleiding.
Palytoxine is een van de sterkste natuurlijke giffen die we op onze aarde kennen. In dit artikel wordt wat verder ingegaan wat palytoxine nu precies is en wat het veroorzaakt. Het is niet een medische verhandeling. Het benoemd een aantal symptomen waaraan palytoxine vergifteging is te herkennem maar dit is geen medisch betoog dan wel een een artikel om een diagnose op te stellen.
Wat is palytoxine.
Palytoxine, het gif dat van nature aanwezig is in de koralen van het genus Palythoa, is de meeste giftige substantie gemaakt door de natuur tot op dit moment bekend. Met uitzondering van een paar natuurlijke proteïnen die sommige bacterieën en planten in zich hebben. Hieronder vallen het botulisme vergif en het tetanus vergif.
De structuur van het palytoxine is in 1981 ontcijferd door twee onafhankelijk van elkaar werkende groeperingen. De ene groep werd geleid door Professor Hirata in Nagoya in Japan, de andere groep werd geleid door Professor Moore in Honolulu in de Verenigde Staten.
Palytoxine lijkt volledig af te wijken van de molecuulstructuur welke chemici gevonden hebben in termen van moleculaire grootte en structuur complexiteit van andere soorten natuurlijke giffen. Het is ook het grootste organische molecuul dat door mensen is nagemaakt. Lange tijd werd door wetenschappers aangegeven dat de moleculaire vorm te complex was om door de chemische wetenschap te kunnen worden begrepen.
In 1989 is de moleculaire structuur definitief vastgesteld door Professor Yoshito Kishi aan de universiteit in Harvard. De molecuulformule4 is C129H223N3O54 |
Figuur 1: Elementaire analyse van Palytoxine3
Bron: Universiteit Harvard, 1989
Werking van het gif.
Palytoxine werkt op de aanmaak van celstructuren. Het verhindert het doorlaten van bepaalde stoffen (Natrium, Kalium en Calcium) naar de cellen en van de cellen. Daarnaast werkt het op het meest gevoelige deel van het hart, het myocardium, oftewel de hartspier. Het directe gevolg is vernauwing van de bloedbanen in het hart en in de longen. Het breekt rode bloedlichaampjes af. Deze 3 effecten zorgen ervoor dat het vergif zorgt voor het onvoldoende toevoeren van zuurstof in het bloed waardoor het slachtoffer stikt5.
Minder dan 5 μg (microgram) is voldoende om een volwassen mens binnen enkele minuten te doden. 2 μg wordt genoemd in de literatuur als voldoende voor onmiddellijke dood.
Ziektebeeld verschijnselen5 .
Diersoorten.
Dit gif vind je vooral terug bij de koralensoorten Zoanthus sp. met als genus Palythoa.
Daarnaast komt dit gif voor bij sponssoorten (Porifera), bepaalde softkoralen (Alcyonaria sp.), gorgoonsoorten (Gorgonaria sp.), enkele mossels en schaaldieren, enkele wormsoorten waaronder de polychaete worm (Hermodice carunculata), een zeester (Acanthaster planci) en een vissoort (Chaetodon sp.)1. Deze dieren bevatten dit gif omdat ze bekend staan om Palythoa kolonies eten.
Het gif wordt aangemaakt door de dinoflagellaten (Ostreopis siamensis) in het koraal.
Figuur 2: Chaetodon sp. Bron: starfish.ch |
Figuur 3: Hermodice carunculata bron: marinebio.org |
Zij verzamelen het gif in bepaalde delen van hun organen. Andere soorten maken het gif zelf aan als verdedigingsmiddel.
Aquarium.
Palytoxine komt voor bij met name de koralen van de Zoanthus sp. soorten.
Figuur 5: Zoanthus sp.
In de volksmond vaak ook korstanemonen genoemd.
Het frustreren van deze korstanemonen zorgt ervoor dat zij kleine hoeveelheden palytoxine vrijlaten in het water. Het gif is zo sterk dat het zelfs in het water negatieve effecten op de mens kan hebben. Hartkloppingen, opgezwollen ogen, moeilijk kunnen ademen zijn allemaal effecten die kunnen ontstaan.
Als koralen met rust worden gelaten dan heeft dit geen enkele consequenties. Het gevaar treedt pas op als koralen beschadigd worden. Het nadeel van met rust te worden gelaten is dat ze kunnen gaan woekeren in aquaria. De aquariaan begint ze dan meestal te verwijderen. Daar treedt het risico op. Het is lastig om ze weg te halen zonder ze te beschadigen. Afborstelen en wegkrabben zorgen ervoor dat het gif vrijkomt.
Uit verhalen die rond gaan van aquarianen die dit aan den lijve hebben ondervonden lijkt dat we mogen afleiden dat het gif zich ook door de lucht kan verplaatsen. Hiervoor is echter geen wetenschappelijk bewijs gevonden.
Naast de mens heeft ook de aquariumcultuur te lijden onder het vrijkomen van het gif in het water.
Het is altijd aan te raden zeer voorzichtig om te springen met deze koralen.
Lees ook het artikel: Giftige Korstanemonen 2 dat op onze site te vinden is eens door. Hier wordt wat verder op het koraal ingegaan.
Andere gifsoorten.
Uit studies aan Sarcophyton sp. koralen, waarbij stukjes van het koraal onderzocht zijn op de aanwezigheid van gifstoffen, blijkt dat met name de poliepen van deze soort een verhoogde concentratie van het gif ‘ichthyotoxine’ bevatten2. Voorbeelden van dit gif zijn terug te vinden bij Kogel- en doosvissen en zeekomkommers.
Literatuurverantwoording:
Inleiding.
Nitraat (NO3-) is een chemische verbinding die stikstof bevat en goed oplosbaar is in water. In de landbouw wordt nitraat als bemestingsstof gebruikt. In ons zeewateraquarium kan nitraat de oorzaak zijn van een aantal negatieve processen. Eén hiervan is de invloed op de groei van vaak gevoelige steenkoralen. Een kleine hoeveelheid nitraat kan de groei stimuleren, maar te veel kan een tegengesteld effect tot gevolg hebben. Door het positieve effect op de groei van planten kan nitraat leiden tot algenplagen. Als het nitraatgehalte te hoog is moeten we ingrijpen en de oorzaak zien te achterhalen. Daar de processen vaak ingewikkeld zijn, is dit niet altijd even eenvoudig. Vele middelen kwamen al op de markt en ook vele middelen verdwenen weer even snel. Eén product steekt er toch boven uit. In de wandelgangen, forums en clubs hoor je er meer en meer over. Het product nitraatweg! Ikzelf heb dit product al meermaals gebruikt en ben erg tevreden over de werking ervan. Ik heb het aangeschaft in een winkel in Noord-Brabant, nabij de Belgische grens.
Nitraat in de zee.
In de niet-vervuilde tropische zeeën waar allerlei fytoplankton (= plantaardig plankton) en zoöplankton (= dierlijk plankton) leeft wordt nitraat nauwelijks gevormd. De stikstof die vrijkomt uit stikstofbevattende afvalpartikels zoals uitwerpselen, voedselresten, restanten van dode dieren etc., wordt door reducenten omgevormd tot ammonium. Reducenten zijn organismen die ervoor zorgen dat dood materiaal terug wordt afgebroken naar de basis-bouwstoffen, zodat deze weer herbruikt kunnen worden (zie ook schema: De natuurlijke stikstofkringloop). Dit ammonium wordt door de algen in de zee weer als stikstofbron opgenomen. Slechts een klein restant ammonium wordt door verdergaande nitrificatie omgezet tot nitraat, dat vervolgens eveneens door algen wordt opgenomen. Voornamelijk het fytoplankton vormt op deze manier de grootste biomassa, die de primaire stikstofbronnen levert voor alle dierlijke organismen. Hierdoor is er in de niet-vervuilde tropische zee nauwelijks sprake van vrij voorkomend nitraat. Daarnaast levert het fytoplankton een aantal complexe organische verbindingen, die zeer energierijk zijn en door de dierlijke organismen na het voeren als energiebron worden gebruikt bij de omzetting van het voedsel naar lichaamseigen bouwstenen.
Nitraat in het aquarium
In onze zeewateraquaria is de situatie heel anders!. De aanwezigheid van fytoplankton als primaire stikstofdrager en primaire energiedrager is verwaarloosbaar. Hierdoor is er een tekort aan primaire energie. Dit heeft tot gevolg dat de met name aërobe macro-organismen (= met het blote oog zichtbaar) zoals radardiertjes en eenoogkreeftjes een groot gebrek hebben aan organische energiedragers. Hierdoor zijn ze zeer beperkt in hun vermogen om de stikstof uit voedselpartikels die over zijn na het wekelijkse voeren op efficiënte wijze om te vormen tot lichaamseigen bouwstoffen. Dit heeft een groeiremming tot gevolg, waardoor er een beperking optreedt van de maximale voortplantingssnelheid. Kortom, er ontbreekt hierdoor een schakel uit de voedselketen voor onze lagere dieren. Een groot gevolg van het ontbreken van fytoplankton als primaire stikstofdrager is dat nagenoeg alle stikstof die vrijkomt uit het voedsel dat we geven aan onze dieren zich uit in de vorm van nitraat. Opletten met teveel voeden dus! Natuurlijk zijn er meer oorzaken van nitraat. Toch zijn deze vaak weer te leiden naar deze cirkel. Zo is het ophopen van organische afvalstoffen achter de stenen door een gebrek aan stroming ook een groot probleem. Dit geldt ook voor de ophoping van afval in alle biologische filtermaterialen zoals filterwatten, bioballen etc. De enige biologische filtering die we mogen gebruiken is levend steen.
Achtergrond: De natuurlijke stikstofkringloop.
De ideale situatie in ons aquarium zou bereikt zijn als de natuurlijke stikstofkringloop volledig zou plaatsvinden. Deze natuurlijke stikstofkringloop is weergegeven in het bijgaande schema. Kort gezegd is de stikstofkringloop de biochemische omzetting van stikstof uit de lucht naar biomassa en vice versa. Wij, evenals alle andere organismen, hebben stikstof nodig omdat het een belangrijke bouwsteen is voor de vorming van aminozuren, enzymen en DNA. De meeste stikstof is aanwezig in de atmosfeer (78%). Enkele soorten bacteriën zijn in staat om deze stikstof te fixeren (1) in ammoniak en ammonium. Dit vindt in het aquarium plaats in een aantal stappen. Deze worden verricht door bacteriën. Het is dus van belang om zo nu en dan vers levend steen toe te voegen om de bacteriepopulatie goed in stand te houden. Tijdens het stikstoffixatie-proces wordt de moleculaire stikstof uit de lucht omgezet in ammoniak, dat in het aquariumwater oplost en aldus het ammoniumion (NH4+) vormt. Door verdergaande nitrificatie (2) wordt het gevormde ammonium met zuurstof geoxideerd. Er ontstaat nitriet en vervolgens nitraat. Tijdens het assimilatieproces (3) wordt ammonium en nitraat opgenomen. In de zee gebeurt dit voornamelijk door het fytoplankton, in ons aquarium zijn vooral de zoöxanthellen van de lagere dieren hiervoor verantwoordelijk. Wanneer de assimilatie in het aquarium te klein is, zal er nitraatophoping plaatsvinden. Door het assimilatieproces ontstaan er (in zee!) weer plantaardige aminozuren en DNA, waardoor de plantaardige primaire productie een feit is en er stikstofrijk voedsel beschikbaar is voor dierlijke organismen. In ons aquarium blijft deze productie dus achterwege waardoor wij genoodzaakt zijn om zelf voedsel toe te dienen. Wanneer de stikstofrijke voedingsstoffen verbruikt zijn in ons aquarium zullen bepaalde bacteriën het door reductie (4) vrijgekomen ammonium gaan verteren, waardoor stap (2) ook weer zal plaatsvinden. Anaëroob levende bacteriën zetten nitraat om in moleculair stikstof, dat door de gasuitwisseling met het wateroppervlak verdwijnt in de lucht als gas. Dit noemen we het denitrificatieproces (5). Ja, het cirkeltje is rond!
Hoe werkt nu nitraatweg?
Nitraatweg bevat natuurlijke energierijke grondstoffen. De aërobe macro-organismen en de microfauna in ons levend steen gebruiken Nitraatweg als primaire energiebron. Dit gebeurt op een wijze die goed vergelijkbaar is als in de tropische niet-vervuilde zee, met de aldaar overvloedig aanwezige energierijke stoffen, die door het fytoplankton worden uitgescheiden. Hierdoor kunnen deze organismen in het aquarium de stikstofrijke voedselpartikels met grote efficiëntie worden ombouwen tot lichaamseigen bouwstoffen, resulterend in een optimale groei en ontwikkeling, gevolgd door voortplanting. De extra energie die door Nitraatweg is verkregen, wordt door de aërobe macro-organismen en de microfauna met name ingezet om grotere organische moleculen zoals eiwitten, koolhydraten, vetten en aminozuren om te zetten naar eigen lichaamsbouwstoffen. De verhoogde voortplanting bewerkstelligt een grotere zwevende biomassa van de in het aquarium aanwezige macrofauna en microfauna, vooral radardiertjes en copopoden worden hierin begunstigt, waardoor het filtratievermogen van het aquariumwater per liter toeneemt. We krijgen dus meer een natuurlijke situatie van “levend water”. Met andere woorden, de waterzuivering wordt minder eenzijdig afhankelijk van het levend steen en het functionerend vermogen van de eiwitafschuimer neemt toe. Doordat voedsel efficiënter wordt gebruikt, blijven voedselrestanten in veel mindere mate aanwezig in het systeem. Kortom, de cirkel wordt verbroken en ontstaat er geen ammoniak meer. Hierdoor zal het nitraatgehalte dalen tot natuurlijke, aanvaardbare concentraties. Ook de fosfaatconcentratie gaat omlaag door toevoeging van Nitraatweg. Dit heeft te maken met de positieve correlatie tussen stikstof en fosfor in dezelfde stikstofrijke voedselpartikels. Wel wordt er meer biomassa gevormd. De grotere biomassa, bestaande uit radardiertjes en copopoden, wordt afgeschuimd door de eiwitafschuimer. Hiermee wordt de bron voor nitraatophoping definitief uit het systeem verwijderd. De werking van Nitraatweg is zeer effectief. Het lijkt in eerste instantie alsof we ingrijpen op een manier die niet hoort. We moeten echter niet vergeten, dat de stikstofkringloop in het aquarium onderbroken is, in vergelijking met de stikstofkringloop in de natuur. Dit heb ik hierboven uiteengezet. Het gebruik van Nitraatweg herstelt de kringloop, op een wijze die vergelijkbaar is met de natuurlijke stikstofkringloop. Zo levert dit product een goede oplossing! Ook zijn er nog andere voordelen. Door het ontstaan van meer zoöplankton, waaronder radardiertjes en eenoogkreeftjes, zien we vaak verbazingwekkende positieve effecten op het leven in ons aquarium. Denk aan onze koralen, sponzen, kokerwormen etc. We moeten wel oppassen met de dosering. Belangrijk is dus om de handleiding goed te volgen. Een te snelle groei van micro-organismen kan zich uiten in een zuurstofgebrek. We moeten de dosering daarom ook langzaam opbouwen. De werking van Nitraatweg neemt daardoor ook toe in de loop van enkele weken. Zorg dus in ieder geval voor een goede eiwitafschuimer die veel betekent in de zuurstofhuishouding.
Nadelige gevolgen van nitraatophoping.
Enkele reacties van aquarianen die nitraatweg gebruikt hebben.
Nog enkele tips die de oorzaak kunnen zijn van nitraatophoping en hoe we ze kunnen voorkomen.
De meeste beginnende aquarianen schaffen zich minstens één of twee boeken aan over de grondbeginselen van het houden van een zeeaquarium. Gelukkig is er nu het internet, een gratis en erg waardevolle bron van informatie om uw referentiecollectie te verruimen. Wanneer het over watertests gaat, herhalen de meeste boeken hetzelfde oude stramien. Daarom vraag ik me af waarom zo weinig hobbyisten hun waterkwaliteit daadwerkelijk regelmatig controleren. Ga maar eens na, wanneer hebt u voor het laatst de watertemperatuur gemeten? En de alkaliteit, een waarde die even belangrijk is als ammonia en nitriet?
Het op peil houden van de waterkwaliteit is een van de geheimen voor een succesvol aquarium.
Water is het medium waar uw levende wezens in verblijven. Beeld u eens in dat uw huis plots is afgesloten van de rest van de wereld. Hoe lang zou u dat comfortabel vinden? Neem eens diep adem. De lucht die u inademt is maanden oud en wordt dag na dag gefilterd en gerecycleerd via dezelfde vuile bruine vulling. Klinkt nogal vies, niet? Beeld u nu een koraalrif in in de vrije natuur: proper, kristalhelder water, dertig meter zichtbaarheid (de duikers onder jullie beginnen te kwijlen bij het lezen hiervan). U hebt niet veel verbeelding nodig om u al wat misselijk te gaan voelen. Neem nu eens een kijkje naar uw aquarium. Dat water is waarschijnlijk al maanden oud, en uw vissen en ongewervelden zijn erin ondergedompeld.
Watertests zijn belangrijk omdat ze ons kunnen vertellen wanneer er iets misloopt. Ze laten ons ook toe om bepaalde trends te volgen, wat nuttig kan zijn om een proactieve aanpak aan te nemen om de waterkwaliteit op peil te houden.
Jammer genoeg zijn deze testsets vaak een dure aangelegenheid en ze zijn bijlange niet zo intrigerend als een leuk uitziende kogelvis of een hamerkoraal. Tests voor ammonia, nitriet, nitraat en pH vormen de basis, en iedere aquariumzaak zou deze in huis moeten hebben. U zult deze tests zeker nodig hebben indien u een aquarium gaat opstarten. Nadat u de tests hebt opgebruikt, kunt u het waarschijnlijk redden zonder een ammonia- of nitriettest. Het is wel altijd handig om er een paar in reserve te hebben voor het geval dat uw aquarium het niet redt en u de biologische filter opnieuw moet enten. Eens uw aquarium draait, zult u moeten investeren in een volledig ander gamma testsetjes. Deze zullen variëren naargelang het soort organismes dat u wilt gaan houden en hoe uitgebreid u alles wilt gaan analyseren. Voor hen die enkel vissen willen houden, is het eenvoudig. U hebt testsetjes nodig om de alkaliteit, pH-, nitraat- en fosfaatwaarde te meten.
Een stabiele pH is een must in elk zoutwateraquarium. Bijna alle levende organismen hebben erg strikte pH-waardes nodig om te kunnen overleven - vissen, weekdieren, zelfs mensen. De pH van uw bloed mag bijvoorbeeld niet ver van 7,4 afwijken om te kunnen blijven leven. Zelfs een kleine val in de pH-waarde van het bloed zou een anders gezonde persoon in shock brengen en zelfs mogelijk de dood veroorzaken. De alkaliteit is een waarde waarmee we de pH-stabiliteit van een systeem kunnen meten, ook wel het buffervermogen genoemd.
In een volgend artikel zal ik de rol die zuren en basen spelen in de aquariumchemie uitleggen, rollen die eigenlijk erg belangrijk zijn voor rifhouders. U zult ook nitraat en fosfaat willen meten, omdat die u een idee geven van hoe "verschaald" uw water is. Sommigen zijn van mening dat nitraten de inwoners van een aquarium geen rechtstreekse schade toebrengen, maar toch is het belangrijk deze test uit te voeren, omdat het een belangrijke indicator is. Net zoals een hoge bloeddruk, kunnen hoge nitraat- of fosfaatwaarden een indicatie zijn dat er iets anders fout zit en dat een oplossing zich opdringt.
Wordt vervolgd.