Monitoring zatížení řeky Blanice látkami s xenoestrogenním účinkem

Transkript

1 AKTUALITY ŠUMAVSKÉHO VÝZKUMU II str Srní října 24 Monitoring zatížení řeky Blanice látkami s xenoestrogenním účinkem Monitoring of the Blanice River loading with xenoestrogenic chemicals Vladimír Žlábek*, Jitka Kolářová, Tomáš Randák & Zdeňka Svobodová Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Výzkumný ústav rybářský a hydrobiologický ve Vodňanech, Odd. vodní toxikologie a nemocí ryb, Zátiší 728/II, CZ Vodňany, Česká republika *zlabek@vurh.jcu.cz Abstract A variety of anthropogenic pollutants may disrupt reproductive endocrine function by altering hormone pathways that regulate reproductive processes in wildlife. Vitellogenin (VTG), a precursor of egg yolk is synthesized and secreted in the liver in response to natural estrogens in female fish. Therefore, the presence of VTG in male fish is a useful biomarker to identify estrogenic activity of natural or anthropogenic substances in aquatic environment. Vitellogenin (Vtg) concentration was measured in blood plasma of trout males (Salmo trutta m. fario) using ELISA (Rainbow trout Vtg Elisa kit, Biosense Laboratories, Norway). Samples of fish tissues were collected on monitored sites of the Blanice River for chemical analyses of PCB, HCB, DDT and its metabolites, HCH, OCS and 1-hydroxypyrene. Our results are the first warning of the potential risk for reproductive function, and suggest the need for continuous monitoring of the Blanice River pollution. ÚVOD Cílem předkládané práce bylo porovnat kontaminaci tří lokalit řeky Blanice látkami s xenoestrogenním účinkem. Jedním ze základních účinků xenoestrogenních látek na ryby je vazba na estrogenní receptory buněk, aktivizace tohoto komplexu u samců a navození feminizace (TYLER et al. 1998, SUMPTER & JOBLING 1995). Při hodnocení vlivu xenoestrogenních modulátorů na ryby je využito znalosti o jejich mechanismu účinků (ALLNER et al. 1997, KEITH 1997). K hodnocení těchto účinků bylo využito měření koncentrace vitellogeninu (Vtg) v krevní plazmě samců pstruha obecného (Salmo trutta m. fario). V tkáních ryb a sedimentech dna byly zjišťovány koncentrace perzistentních organochlorových polutantů. Dále byl sledován biochemický marker 1-hydroxypyren (1-OHPY) ve žluči pstruha obecného (Salmo trutta m. fario), jako degradační metabolit polycyklických aromatických uhlovodíků (BUCKLEY & LIOY 1992). K problematice environmentálních endokrinních disruptorů (EEDC) se v posledních době obrací zvýšená pozornost také v povodí řeky Labe (HECKER et al. 22). METODIKA Pstruh obecný (Salmo trutta m. fario) byl odloven na třech lokalitách řeky Blanice. Lokalita Husinec byla zvolena jako kontrolní. U lokalit Živný potok a Strunkovice nad Blanicí byl předpoklad znečištění průmyslového, zemědělského a především komunálního původu. 186

2 Tabulka 1. Základní charakteristika samců pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) odlovených na lokalitách řeky Blanice. Table 1. Basic characterization of trout males (Salmo trutta m. fario) sampled on 24 Jul 23 on the localities of Blanice River. Lokalita počet ryb věk hmotnost délka těla (ks) (roky) (g) (mm) Strunkovice nad Blanicí 5 3,2±,84 27±73,6 234±34,5 Živný potok 8 2,5±,53 139±28,6 28±15,6 Husinec 6 2,8±,41 172±48,9 226±22,2 Ryby byly odloveny elektrickým agregátem, změřeny a zváženy. Základní charakteristika odlovených ryb je uvedena v Tab. 1. Dále byla odebrána krev (z vena caudalis), vzorky tkání pro stanovení perzistentních organochlorových polutantů a žluč (u pěti ryb z každé lokality řeky Blanice) pro stanovení 1-hydroxypyrenu. Při odběru krve bylo postupováno dle metodik Metody jednotného hematologického vyšetření ryb (SVOBODOVÁ et al. 1986). Ihned po odběru krve bylo provedeno její odstředění a následné zmrazení krevní plazmy v tekutém dusíku. Krevní plazma a žluč byla skladována v kryotubách při 85 C. Stanovení obsahu vitellogeninu v krevní plazmě pstruha obecného bylo provedeno pomocí Rainbow trout Vtg Elisa kitu (Biosense Laboratories, Norway). V tkáních ryb byl sledován obsah 7 indikátorových kongenerů PCB, DDT a jeho metabolity, izomery HCH, HCB a OCS. Všechny uvedené perzistentní organochlorové polutanty (POPs) byly analyzovány také v sedimentech dna z příslušných odběrových lokalit. Vlastní stanovení 1-hydroxypyrenu bylo po předchozí úpravě vzorku žluči provedeno pomocí reverzní vysokoúčinné kapalinové chromatografie s fluorescenční detekcí (HPLC/ FLD). 1-hydroxypyren byl identifikován a kvantifikován pomocí metody vnějšího standardu. Analýzy obsahu perzistentních organochlorových polutantů a 1-hydroxypyrenu provedla VŠCHT Praha. Statistické vyhodnocení bylo provedeno pomocí programu Statgraphics ANOVA. 25 PCB 28 PCB 52 PCB 11 PCB 118 PCB 138 PCB 153 PCB Obr. 1. Porovnání obsahu 7 indikátorových kongenerů PCB (µg.kg 1 ) v tkáních pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 1. Comparison of the contents of individual indicator PCB congeners (µg kg 1 w.w.) in trout tissues (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River. 187

3 1, 1,,1 HCB OCS, Obr. 2. Porovnání obsahu izomerů HCB a OCS (µg.kg 1 ) v tkáních pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 2. Comparison of the contents of HCB and OCS (µg kg 1 w.w.) in trout tissues (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River.,7,6,5,4,3,2,1 g-hch b-hch a-hch, Obr. 3. Porovnání obsahu izomerů HCH (µg.kg 1 ) v tkáních pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 3. Comparison of the contents of HCH isomers (µg kg 1 w.w.) in trout tissues (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River. VÝSLEDKY A DISKUSE Obr. 1 4 uvádějí přehled hodnot perzistentních organochlorových polutantů v tkáních pstruha obecného z lokalit řeky Blanice. Hodnoty obsahu POPs ve svalovině a játrech pstruha obecného jsou obecně vyšší na lokalitách Strunkovice nad Blanicí a Živný potok oproti kontrolní lokalitě Husinec. Výjimkou je obsah DDT a to hlavně metabolitu p,p-dde, kde je tato tendence opačná. Hodnoty obsahu 7 indikátorových kongenerů PCB, DDT a jeho me- 188

4 p,p-ddt o,p-ddt p,p-ddd o,p-ddd p,p-dde o,p-dde Obr. 4. Porovnání obsahu DDT a jeho metabolitů (µg.kg 1 ) v tkáních pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 4. Comparison of the contents of DDT and its metabolites (µg kg 1 w.w.) in trout tissues (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River. 7 6 g.ml -1 krevní plazmy Obr. 5. Porovnání obsahu vitellogeninu v krevní plazmě pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 5. Comparison of vitellogenin concentrations in blood plasma of trout males (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River. tabolitů, izomerů HCH, HCB a OCS se v sedimentu dna vybraných lokalit pohybovaly až na výjimky (p,p-dde) pod mezí stanovitelnosti použité metody. Porovnání obsahu vitellogeninu v krevní plazmě samců pstruha obecného z lokalit řeky Blanice uvádí Obr. 5. Nejvyšší průměrný obsah Vtg v krevní plazmě pstruha obecného byl zjištěn na lokalitě Živný potok (4923 ng.ml 1 ) následovala lokalita Strunkovice nad Blanicí (123,4 ng.ml 1 ) a Husinec (2,4 ng.ml 1 ). Statisticky významně vyšší hladina obsahu vitello- 189

5 ng.ml Obr. 6. Porovnání obsahu 1-OHPY ve žluči pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) z lokalit řeky Blanice. Fig. 6. Comparison of 1-OHPY concentrations in bile of trout males (Salmo trutta m. fario) from the localities of Blanice River. geninu (p<,1) oproti lokalitám Husinec a Strunkovice nad Blanicí byla zjištěna v lokalitě Živný potok. Statisticky významný rozdíl v obsahu vitellogeninu mezi lokalitami Husinec a Strunkovice nad Blanicí nebyl potvrzen. Pro statistické vyhodnocení výsledků byla vyloučena hodnota zjištěná u ryby č. 6 z lokality Husinec. Koncentrace Vtg je u této ryby mnohanásobně vyšší při porovnání s ostatními hodnotami z této lokality. Ryba č. 6 zřejmě do této lokality migrovala z níže položené zatížené lokality Živný potok. Tento fakt je také podporován výrazně vyšším obsahem 1-hydroxypyrenu ve žluči této ryby oproti ostatním hodnotám. Porovnání obsahu 1-hydroxypyrenu ve žluči pstruha obecného z lokalit řeky Blanice uvádí Obr. 6. Průměrný obsah 1-hydroxypyrenu ve žluči pstruha obecného z lokality Husinec byl 435 ng.ml 1, následovala lokalita Živný potok (1456 ng.ml 1 ) a Strunkovice nad Blanicí (163 ng.ml 1 ). Zvýšené hodnoty byly naměřeny u ryb č. 4, 5 a 6 z lokality Strunkovice nad Blanicí, ryby č. 1, 2 a 4 z lokality Živný potok a č. 6 z lokality Husinec. Statisticky významný rozdíl však mezi lokalitami řeky Blanice v obsahu 1-hydroxypyrenu ve žluči pstruha obecného potvrzen nebyl. ZÁVĚR Na základě uvedených výsledků stanovení vitellogeninu v krevní plazmě pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) je možno hodnotit lokalitu Živný potok jako zatíženou látkami s xenoestrogením účinkem ve srovnání s kontrolní lokalitou Husinec. Lokalita Živný potok je ovlivněna komunálními odpadními vodami z nedalekého města Prachatice a přilehlých obcí (15 obyvatel). Zvýšené hodnoty obsahu vitellogeninu v krevní plazmě samců pstruha obecného byly též zjištěny na lokalitě Strunkovice nad Blanicí. Také zvýšený obsah PCB a 1-hydroxypyrenu, jako indikátoru zátěže PAH, na lokalitách Živný potok a Strunkovice nad Blanicí nasvědčuje vyšší přítomnosti látek s xenoestrogeními účinky oproti kontrolní lokalitě Husinec. 19

6 Poděkování. Výzkum byl proveden za podpory MŠMT ČR (projekt č ) a FRVŠ (projekt č. 1931). LITERATURA ALLNER B., 1997: Toxikokinetik und -dynamik von 3,4-Dichloranilin beim dreistachligen Stichling (Gasterosteus aculeatus) unter besonderer Berücksichtigung der Fortpflanzungsphysiologie. Ms., Disertation, Universität Mainz. BUCKLEY T.J. & LIOY P.J., 1992: An examination of the time course from human dietary PAH exposure to urinary elimination of 1-hydroxypyrene. British Journal of Industrial Medicine, 49: HECKER M., TYLER C.R., HOFFMAN M., MADDIX S. & KARBE L., 22: Plasma biomarkers in fish provide evidence for endocrine modulation in the Elbe river, Germany. Environmental Science & Technology, 36: KEITH L.H., 1997: Environmental endocrine disruptors. John Wiley & Sons, Inc., USA, 1232 pp. SVOBODOVÁ Z., PRAVDA D. & PALÁČKOVÁ J., 1986: Jednotné metody hematologického vyšetřování ryb. Edice metodik, VÚRH, Vodňany, 22, 36 pp. SUMPTER J.P. & JOBLING S., 1995: Vitellogenesis as a biomarker for estrogenic contamination of the aquatic envirenment. Environmental Health Perspect, 13(7): TYLER C.R., JOBLING S. & SUMPTER J.P., 1998: Endocrine disruption in wildlife: A critical review of the evidence. Critical review in toxicology, 28(4): posl 191