Vliv pyrethroidových pesticidů na ryby

MVDr. Zuzana RICHTEROVÁ

Disertační práce

The effect of pyrethroid based pesticides on fish

Anotace:

Pyrethroidy patří mezi celosvětově nejčastěji používané pesticidy. Jejich široké použití a poměrně vysoká stabilita dávají předpoklad pro jejich výskyt v životním prostředí. Jako polutanty se následně mohou dostat až do vodního ekosystému. Vyskytují se nejen ve vodách a sedimentech, ale i v tkáních ryb. V prvním testu jsme sledovali vliv přípravku Nexide s účinnou látkou gamma-cyhalothrin v koncentraci 60 g.l-1. Testovaným koncentracím Nexide 5, 25, 50, 100 a 250 µg.l-1 byly vystaveny oplozené jikry a raná vývojová stadia kapra obecného (Cyprinus carpio) po dobu 35 dní. V průběhu testu došlo ve všech koncentracích s výjimkou nejnižší k výraznému úhynu pokusných organismů. Mortalita embryí a larev v nejnižší testované koncentraci byla zvýšená minimálně. Nejnižší testovaná koncentrace 5 µg.l-1 výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst a vyvolala zpomalení ontogenetického vývoje a ztmavnutí povrchu těla. U přeživších jedinců bylo provedeno histologické vyšetření, při kterém byly v játrech zaznamenány změny dystrofického charakteru. Histologické vyšetření vzorků ledvin, střev a žaber neprokázalo patologické změny. Vyšetřením vybraných parametrů oxidativního stresu byla prokázána statisticky významně vyšší aktivita detoxifikačního enzymu glutathion-S-transferásy (GST) a nižší aktivita obranného enzymu glutathionperoxidásy (GPx) ve srovnání s kontrolní skupinou. Další sledované parametry oxidativního stresu, katalása (CAT), glutathionreduktása (GR) a oxidace lipidů vyjádřená thiobarbiturovým číslem (TBARS), byly beze změn. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Nexide může v dané koncentraci vést k dysbalanci obranných enzymů. V testu s přípravkem Cyperkill 25 EC s účinnou látkou alpha-cypermethrin v koncentraci 250 g.l-1 bylo postupováno stejným způsobem jako v předešlém testu. Testované koncentrace byly 7,2; 36; 72; 144 a 360 µg.l-1. S výjimkou nejnižší testované koncentrace došlo ke 100 % úhynu embryí a larev ve všech ostatních koncentracích. V nejnižší testované koncentraci 7,2 µg.l-1 dosáhlo přežití v závěru testu 90 %. Nejnižší testovaná koncentrace však výrazně negativně ovlivnila délkový i hmotnostní růst jedinců ve srovnání s kontrolou a vedla ke zpomalení ontogenetického vývoje. Žádný jedinec z této koncentrace nedosáhl v den ukončení studie juvenilního stadia. U 68 % embryí z této koncentrace byla patrná výraznější pigmentace, která byla pozorována i u jedinců z vyšších koncentrací krátce před jejich úhynem. Výsledky histologického vyšetření jater, střeva, ledvin a žaber neprokázalo žádné výrazné změny oproti kontrolním jedincům. Při vyšetření vybraných parametrů oxidativního stresu bylo prokázáno statisticky významné snížení katalytických koncentrací GST, GR a GPx ve srovnání s kontrolou. Aktivita CAT a TBARS byly srovnatelné s kontrolou. Změny parametrů oxidativního stresu naznačují, že expozice organismu přípravku Cyperkill 250 EC může v dané koncentraci indukovat oxidativní stres a zasahovat do aktivit antioxidačních enzymů. Předložená disertační práce shrnuje aktuální údaje o vlivu pyrethroidů na ryby. Zjištěné účinky potvrzují vysokou vnímavost ryb v období raného vývoje k testovaným pesticidům. Při interpretaci výsledků je nutné vzít v úvahu, že pro testování byly použity jednosložkové přípravky, které již samy toto riziko představují. V reálném prostředí jsou však vodní organismy vystaveny celé škále látek a přípravků v potenciálně toxických koncentracích. Tyto spolu mohou reagovat a jejich kombinací se mohou škodlivé účinky ještě zesilovat. Provedené testy také jednoznačně ukazují významn

Anotace:

é rozdíly v citlivosti embryonálních a embryolarválních testů.

Abstract:

Pyrethroids are ones of the most used pesticides worldwides. The widespread use and high stability of pyrethroids lead to the assumption of that their occurrence in the environment could be quite frequent. They can reach water ecosystem as pollutants. Residues of pyrethroids are not only detected in the water column, but also in sediments and in fish tissues. The first study was devoted to the product Nexide containing 60 g.l-1 of active substance gamma-cyhalothrin. Tested Nexide concentrations were 5, 25, 50, 100, and 250 µg.l-1. Early life stage test was used.Common carp (Cyprinus carpio) was tested. There were significant mortalities in all concentrations except the lowest concentration during the trial. The lowest concentration tested 5 µg.l-1 only caused a slightly increased mortality. This lowest concentration influenced the growth in length and weight negatively, decelerated ontogenetic development, and made the body surface of the individuals darker. Histopathology of individuals from this concentration revealed dystrophy in liver. Examination of kidney, intestine and gills did not show significant histopathological differences compared with control. The evaluation of selected parameters of oxidative stress demonstrated a significantly higher activity of detoxification enzyme glutathione-S.transferase (GST) and a significantly lower activity of defensive enzyme glutathione peroxidase (GPx) compared with the control group. The other examined parameters of oxidative stress such as catalase (CAT), glutation reductase (GR), and lipid peroxidation determined by using the thiobarbituric acid-reactive substances (TBARs) were comparable to the control group. Changes in oxidative stress parameters suggest that exposure of the organism to the product Nexide in the given concentration leads to dysbalance of defensive enzymes. The second study was devoted to the product Cyperkill 25 EC containing 250 g.l-1. Tested Cyperkill 25 EC concentrations were 7.2, 36, 72, 144, and 360 µg.l-1. The procedure of the trial was the same as the preceded one. There were 100% mortalities in all concentrations except the lowest concentration during the trial. The lowest tested concentration 7.2 µg.l-1 allowed 90% of individuals to stay alive till the end of experiment. The lowest concentration influenced the growth in length and weight negatively and decelerated ontogenetic development compared with the control. Any individual exposed to this concentration did not reach juvenile stage until the end of the trial. Dark pigmentation was visible in 68% of these exposed individuals on the last day. Similar darkening was visible in individuals from higher concentrations shortly before death too. Histological examination did not revealed significant changes in intestine, liver, kidney, and gills compared with the control group. Evaluation of selected parameters of oxidative stress demonstrated significantly lower activities of GST, GR, and GPx. Activities of CAT and TBARS were comparable with the control group. Changes in oxidative stress parameters suggest that exposure of the organism to the product Cyperkill 25 EC in the given concentration could induce oxidative stress and interfere with the activities of antioxidant enzymes. The presented thesis summarises actual data about pyrethroids and their influence on fish. The demonstrated effects confirm high susceptibility of early developmental stages of fish to tested pesticides. When interpreting the results, we have to take into account the fact that studies showed this risk even on single pyrethroid substances. But water organisms are exposed to many other more or less toxic products and substances in a real environment. These xenobiotics could react with each other and their mixture could even potentiate negative effects. The performed studies also clearly show the significant differences in the sensitivity of embryonic and embryolarval tests.

Klíčová slova

pyrethroidy, ryby, neurotoxicita, citlivost, fyziologické změny, embryolarvální testy toxicity, Cyperkill 25 EC, Nexide, mortalita, ontogenetický vývoj, oxidativní stress

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 8. 9. 2016

Obhajoba závěrečné práce

JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Fakulta rybářství a ochrany vod

Doktorský studijní program / obor:
Zootechnika / Rybářství