本文是一项关于埃及农田灌溉水及蔬菜中β-甲基氨基-L-丙氨酸（BMAA）毒素的研究，旨在评估其对人类健康的潜在风险。该研究由Zakaria A. Mohamed、Rehab O. Elnour、Saad Alamri、Mohamed Hashem、Ali M. Alshehri、Alexandre Campos、Vitor Vasconcelos和Hanan Badawye等作者共同完成，并于2024年1月9日在线发表在《Water, Air, & Soil Pollution》期刊上。

研究背景

近年来，由于气候变化和人为营养物质的增加，蓝藻水华的发生频率和强度显著上升。蓝藻能够产生多种有害的生物活性物质，称为蓝藻毒素（cyanotoxins），包括神经毒素、肝毒素和皮肤毒素等。其中，BMAA是一种非蛋白质氨基酸，已被证明与神经退行性疾病（如肌萎缩侧索硬化症/帕金森痴呆复合症）的发生有关。BMAA的神经毒性源于其能够替代神经元蛋白质合成中的丝氨酸，导致蛋白质错误折叠和聚集，这是阿尔茨海默病的典型特征。

尽管BMAA在水生环境中的来源主要是蓝藻，但少数海洋硅藻和甲藻也被证明能够产生这种毒素。BMAA可能通过灌溉水或蓝藻水华作为生物肥料的方式从水生环境转移到陆地环境，进而通过食物链对人类健康构成威胁。然而，关于BMAA在灌溉水和农作物中的积累及其对人类健康的影响的研究仍然有限，尤其是在自然农田环境中的研究更为稀缺。

研究目的

本研究首次调查了埃及农田灌溉水中BMAA及其蓝藻生产者的存在，并评估了其在九种常见蔬菜中的积累情况。研究还评估了通过食用受污染的蔬菜对人类健康的潜在风险。

研究方法

研究分为以下几个步骤：

1. 采样：从埃及Sohag省的22个灌溉渠中采集水样，并在夏季和冬季分别进行采样。同时，从这些灌溉渠附近的农田中采集了九种蔬菜的可食用部分（叶或果实）。

2. 环境与浮游植物分析：使用多参数探针测量灌溉水的物理化学性质（如温度、pH、电导率、总溶解盐等），并通过显微镜计数和形态学鉴定浮游植物种类。

3. BMAA提取：从浮游植物和蔬菜样品中提取游离和蛋白质结合的BMAA，使用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行分析。

4. 数据分析：使用SPSS软件进行统计分析，评估蓝藻丰度、环境变量和BMAA浓度之间的关系。

研究结果

1. 环境因素与蓝藻丰度：研究发现，灌溉水中的营养物质（如硝酸盐、磷酸盐）和温度是蓝藻水华的主要驱动因素。夏季蓝藻在浮游植物中占据主导地位，而冬季则以绿藻和硅藻为主。

2. BMAA浓度：在浮游植物样品中，游离BMAA的浓度（0.6–11.4 μg/L）高于蛋白质结合形式的BMAA（0.01–3.3 μg/L）。细胞外溶解的BMAA在灌溉水中也被检测到，但浓度较低（0.1–0.2 μg/L）。BMAA浓度与蓝藻丰度呈显著正相关。

3. 蔬菜中的BMAA积累：BMAA以蛋白质结合形式在大多数蔬菜中检测到，浓度范围为0.05–7.7 μg/g鲜重。其中，西葫芦果实中的BMAA浓度最高，其次是水芹、番茄、青椒、萝卜叶和豌豆果实。BMAA在蔬菜中的积累与灌溉水中的BMAA浓度呈正相关。

讨论

研究表明，BMAA在灌溉水中的浓度与蓝藻的丰度密切相关。蓝藻是BMAA的主要生产者，尽管少数硅藻和甲藻也被证明能够产生这种毒素。BMAA在蔬菜中的积累表明，通过食用受污染的蔬菜可能对人类健康构成风险。特别是水芹、番茄和西葫芦中的BMAA浓度超过了研究中提出的健康风险阈值。

结论

本研究首次在埃及的灌溉水中检测到BMAA及其蓝藻生产者，并证明了BMAA通过灌溉水转移到蔬菜中的可能性。研究建议对灌溉水和农作物中的蓝藻毒素进行持续监测，以保护公众免受这些有害毒素的暴露。

研究亮点

1. 首次在埃及灌溉水中检测到BMAA：这是首次在埃及的灌溉水中检测到BMAA及其蓝藻生产者，填补了该地区相关研究的空白。
2. BMAA在蔬菜中的积累：研究首次在自然农田环境中证明了BMAA在蔬菜中的积累，特别是水芹、番茄和西葫芦中的BMAA浓度较高。
3. 健康风险评估：研究提出了基于埃及国家食品消费条件的BMAA健康风险阈值，并发现部分蔬菜中的BMAA浓度超过了这一阈值，提示长期食用这些蔬菜可能对人类健康构成威胁。

研究意义

该研究为理解BMAA在灌溉水和农作物中的分布及其对人类健康的潜在风险提供了重要数据。研究结果强调了保护灌溉水源免受蓝藻污染的重要性，并建议对农作物中的蓝藻毒素进行定期监测，以确保食品安全。