Vliv chronické expozice chloridazonu a jeho metabolitu chloridazon desphenylu na raka signálního

Bc. Jan MATERNA

Master's thesis

Abstract:

Cílem této diplomové práce bylo posouzení vlivu chloridazonu (Ch) a jeho metabolitu chloridazon desphenylu (Ch-D) v environmentálně relevantních koncentracích 0,45 mikrogramů/l (Ch1; Ch-D1) a 2,7 mikrogramů/l (Ch2; Ch-D2) na adultní jedince raka signálního (Pacifastacus leniusculus). Vlastní experiment probíhal formou chronického testu toxicity s 30ti denní expozicí následovanou 15ti denní depurační fází. Vliv testovaných látek byl hodnocen na základě chování, biochemického profilu hemolymfy, biomarkeru oxidativního stresu a antioxidačních biomarkerů. Testované látky neměly vliv na chování raků. Chloridazon v koncentraci 2,7 mikrogramů/l (Ch2) způsobil u testovaných raků signifikantní (P<0,01) zvýšení hladiny glukózy (GLU), laktátu (LACT) a aktivity alanin aminotransferázy (ALT) a aspartát aminotransferázy (AST) v hemolymfě, včetně změny v hladině katalázy (CAT) v žábrech i hepatopankreatu, ve srovnání s kontrolami. Raci vystaveni působení chloridazonu v obou koncentracích (0,45 mikrogramů/l; 2,7 mikrogramů/l) vykazovali signifikantně (P<0,01) vyšší hladinu redukovaného glutathionu (GSH) v žábrech a hepatopankreatu ve srovnání s kontrolou. Expozice chloridazon desphenylu v koncentraci 0,45 mikrogramů/l i 2,7 mikrogramů/l způsobila významně (P<0,01) vyšší hladinu glukózy, laktátu, amoniaku (NH3), vápníku (Ca) a aktivitu alanin aminotransferázy a aspartát aminotransferázy v hemolymfě ve srovnání s kontrolou. Také u hladiny lipidní peroxidace (LPO) v hepatopankreatu, aktivity katalázy (CAT) a hladiny GSH v žábrech a hepatopankreatu došlo k signifikantním (P<0,01) změnám v obou sledovaných koncentracích chloridazon desphenylu ve srovnání s kontrolní skupinou. U exponovaných skupin nedošlo ani po depuračním období k návratu do fyziologických hodnot parametrů. Výsledky prokázaly, že metabolit chloridazon desphenyl vykazuje výraznější účinky na fyziologii dospělých signálních raků než jeho mateřská látka chloridazon. Lze tedy konstatovat, že chloridazon i jeho metabolit chloridazon desphenyl mají prokazatelně negativní a škodlivé účinky na raky jakožto zástupce necílových vodních organismů.

Abstract:

The aim of this thesis was to evaluate the effect of chloridazon (Ch) and its major metabolite chloridazon desphenyl (Ch-D) at environmentally relevant concentrations 0.45 micrograms/l (Ch1; Ch-D1) and 2.7 micrograms/l (Ch2; Ch-D2) on adult signal crayfish (Pacifastacus leniusculus). The exposure was 30-day and followed by a 15-day depuration period. The effect of the tested substances was evaluated on the basis of behavior, biochemical profile of hemolymph, biomarker of oxidative stress and antioxidants parameters. The tested substances did not effect on the behavior of crayfish. Chloridazone at concentration 2.7 micrograms/l (Ch2) caused a significant (P<0.01) increase of glucose (GLU), lactate (LACT), alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) activity in haemolymph of crayfish and changes in catalase (CAT) levels in the gills and the hepatopancreas, compared to controls. Crayfish exposed to chloridazon in both tested concentrations (0.45 micrograms/l and 2.7 micrograms/l) showed significantly (P<0.01) higher level of reduced glutathione (GSH) in hepatopancreas and gills compared to control. Exposure of chloridazon desphenyl at concentration 0.45 micrograms/l and 2.7 micrograms/l caused significantly (P<0.01) higher levels of glucose, lactate, ammonia (NH3), calcium (Ca), alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase activity in haemolymph of exposed crayfish compared to control. Chloridazon desphenyl in both tested concentrations caused significant (P<0.01) changes in the levels of lipid peroxidation (LPO) in the hepatopancreas and catalase (CAT) and GSH level in the gills and hepatopancreas compared to the control group. Some effects persist after a depuration period. The results showed that the metabolite chloridazon desphenyl has more pronounced effects on the physiology of adult signal crayfish than its parent compound chloridazon. It can be stated, that chloridazon and its metabolite chloridazon desphenyl has the strongly negative and harmful effects of on crayfish as representatives of non-target aquatic organisms.

Keywords

herbicidy, metabolity, korýši, biochemický profil, antioxidační biomarkery

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: dr. hab. Ing. Josef Velíšek, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Fishery and Protection of Waters