Stanovení biomarkerů oxidativního stresu u kapra obecného (Cyprinus carpio L.) po dlouhodobém působení simazinu Hlavní řešitel Ing.

Transkript

1 Stanovení biomarkerů oxidativního stresu u kapra obecného (Cyprinus carpio L.) po dlouhodobém působení simazinu Hlavní řešitel Ing. Alžběta Stará Vedoucí projektu dr. hab. Ing. Josef Velíšek, Ph.D. 1

2 Úvod Triaziny Herbicidní vlastnosti objeveny v roce Do rostlin se vstřebávají přes listy a kořeny inhybují fotosyntézu, (primárním místem účinku je inhibice Hillovy reakce fotosyntetického elektronového přenosu v izolovaných chloroplastech). Vážné riziko nebezpečí: velmi nízká biologická rozložitelnost, dlouhodobá vytrvalost ve vodním prostředí (podzemní vody). Poločas rozkladu je - 5 dní ve vodě, - 3 roky v půdě. V členských státech Evropského společenství jsou identifikovány jako prioritní látky nebezpečné pro vodní prostředí. Toxicitu pro ryby: - 96 hlc5 v rozmezí od 1 do 1 mg/l. 2

3 Úvod Triaziny Charakteristické patologickomorfologické příznaky otravy: tvorba transudátu v dutině tělní a v trávicím ústrojí, zvětšení tělní dutiny. Akutní test toxicity 96 hlc5 na kapru obecném. A: Kontrolní kapr obecný, B: pokusný kapr obecný po akutní expozici triazinu. Klinické příznaky otravy: útlumové fáze, tmavé zbarvení. Otrava ryb je doprovázena: poklesem koncentrace hemoglobinu, výrazným snížením koncentrace plazmatických bílkovin. 3

4 Simazin Bílá krystalická látka, málo rozpustná ve vodě (5 mg/l při C), dobře rozpustná v organických rozpouštědlech (chloroform 9 mg/l, methanol 4 mg/l). Selektivní triazinový herbicid Použití: pre- a postemergentní kontrola plevelů, ničení ponořené vodní vegetace a řas v rybníkách a pomalu tekoucích vodách, neselektivní použití proti plevelům v průmyslových oblastech. Kontaminace ŽP: při aplikaci, veškerá manipulace s herbicidními přípravky s jeho obsahem, splachem z ošetřených prostor se dostává do vod. 4

5 Simazin Akutní toxicita: Testovaný organismus 96 h LC5 [mg/l] Kapr obecný (Cyprinus carpio L.) 4, Pstruh duhový (Oncorhynchus mykiss) 5, Slunečnice velkoploutvá (Lepomis macrochirus) 5, Karas stříbřitý (Carassius auratus auratus) 4, Nejvyšší koncentrace zaznamenaná v českých řekách,6 μg/l. Jeden z nejpoužívanějších pesticidů v USA a Australii. V současnosti považován za nebezpečný pro životní prostředí zahrnut na listině prioritních látek pro testování v EU a USA. 5

6 Oxidační stres & antioxidanty Vznik oxidačního stresu v organismu ryb je ovlivněn produkty biologického rozkladu polutantů (pesticidů). polutanty ovlivňují reaktivní formy kyslíku a z měny v antioxidačních systémech. Oxidativní stres je výsledkem nerovnováhy produkce a eliminace volných radikálů ve prospěch jejich produkce. Reaktivní kyslíkové radikály vznikají v buňkách přirozeně množství je regulováno antioxidačním systémem, skládajícím se z: - enzymatické - neenzymatické části.

7 Cíl Posouzení dlouhodobého vlivu simazinu na vybrané tkáně kapra obecného (Cyprinus carpio L.) pomocí biomarkerů oxidativního stresu a antioxidačních parametrů. 7

8 Material a metody kapr obecný (Cyprinus carpio) - délky těla 21,31 ± 2,5 cm - hmotnosti 282,5 ± 38,8 g osm l akvárií po 16 kusech ryb teploty vody (19,1 ± 1,3 C), ph (7,5 ±,4), nasycení vody kyslíkem (9 95 %). experimentální koncentrace simazinu:,6 µg/l 2 mg/l 4 mg/l Testy subchronické toxicity prováděny podle ČSN ISO 1229 a OCED Guideline for Testing of Chemicals

9 Materiál a metody Odběr vzorků tkání: 14, 28 a 6 den mozek, žábra, sval, játra, střevo Měřené biomarkery: oxidačního stresu reaktivní kyslíkové radikály (ROS) antioxidační superoxid dismutáza (SOD), kataláza (CAT), glutathion peroxidáza (GPx), glutathion reduktáza (GR), redukovaný glutathion (GSH).

10 ROS (%) ROS (%) ROS (%) Výsledky Biomarkery oxidačního stresu - Reaktivní kyslíkové radikály: Mozek simazin.6 μg/l simazin 4 mg/l Sval simazin.6 μg/l simazin 4 mg/l Játra simazin.6 μg/l simazin 4 mg/l Data are means ± S.D., N=8. Significant differences compared with control value, <.1.

11 SOD (U/mg protein) Výsledky Antioxidační biomarkery - Aktivita superoxid dismutázy: Sval simazin,6 μg/l simazin 4 mg/l Data are means ± S.D., N=8. Significant differences compared with control value, <.1.

12 CAT (U/mg protein) CAT (U/mg protein) CAT (U/mg protein) Výsledky - Aktivita katalázy: Mozek Antioxidační biomarkery simazin,6 μg/l simazin 4 mg/l Sval simazin,6 μg/l simazin 4 mg/l Játra simazin,6 μg/l simazin 4 mg/l Data are means ± S.D., N=8. Significant differences compared with control value, <.1.

13 GPx (mu/mg protein) Výsledky Antioxidační biomarkery - Aktivita glutathion peroxidázy Játra simazin,6 μg/l simazin 4 mg/l Data are means ± S.D., N=8. Significant differences compared with control value, <.1.

14 GSH (μg/mg protein) GSH (μg/mg protein) Výsledky Antioxidační biomarkery - Hladina redukovaného glutathionu: Mozek simazin,6 μg/l simazin 4mg/L Játra simazin,6 μg/l simazin 4mg/L Data are means ± S.D., N=8. Significant differences compared with control value, <.1.

15 Závěr Dlouhodobé působení simazinu ovlivňuje rovnováhu mezi oxidačním stresem (ROS) a antioxidanty (SOD, CAT, GPx a GSH) v tkáních kapra obecného. Neprokázal se nám vliv dlouhodobého působení simazinu v tkáních kapra obecného na enzymatickou aktivitu GR. V žaberní a střevní tkáni nebyly zjištěny žádné změny měřených parametrů mezi testovanými skupinami. Výsledky potvrzují předpoklad, že triaziny způsobují oxidativní stres v tkáních ryb.

16 Děkuji za pozornost 16