Vliv helmintů a těžkých kovů na produkci antioxidačních enzymů in vitro

Adéla Soukupová

Bachelor's thesis

Effect of helminths and heavy metals to the production of antioxidant enzymes in vitro

Abstract:

Při výzkumu střevních helmintů bylo sledováno jejich vyrovnané soužití s hostitelským organismem navzdory faktu, že parazité obecně indukují oxidační stres hostitele. Možné vysvětlení způsobu, jakým se parazité vypořádávají s oxidačním stresem vyvolaným volnými radikály, které produkuje hostitelský organismus, se skrývá v antioxidačním systému parazitů. Ten zahrnuje především enzymy (superoxid dismutáza, kataláza a další), které se podílejí na inhibici kovem zprostředkované tvorby volných radikálů. Někteří parazitičtí helminti mají tedy schopnost usměrňovat antioxidační obranu svého hostitele ve svůj prospěch. Pokud se helminti nachází v prostředí s vyšší koncentrací těžkých kovů, produkuje jejich imunitní systém mediátory, jejichž aktivita může podporovat obranyschopnost hostitelského organismu a chránit jej tak před škodlivými účinky různých toxických prvků za účelem zvýšení šance na přežití v kontaminovaném prostředí. Prakticky všechny těžké kovy jsou totiž ve vyšších koncentracích pro organismus toxické, protože tvoří se sloučeninami obsahujícími síru, kyslík, nebo dusík komplexy, které svými účinky vedou k buněčným disfunkcím až buněčné smrti. Kromě toho bylo také prokázáno, že některé druhy helmintů jsou ve srovnání se svými hostitely schopny bioakumulace vyšších koncentrací toxických prvků, čímž mohou být užiteční i jako bioindikátory znečištění prostředí. S ohledem na akumulaci kovů se jako nejslibnější skupiny organismů ukázaly tasemnice a vrtejši. Příkladem je zástupce Macracanthorhynchus hirudinaceu, neboli Vrtejš velký, u kterého bylo zjištěno, že v porovnání s tkáněmi hostitele akumuluje ve svém těle až 160 krát větší koncentrace těžkých kovů. Cílem práce bylo zpracovat přehledné review, zaměřené na produkci antioxidačních enzymů helminty a vliv těchto enzymů na oxidační stres a imunitní systém hostitelského organismu.

Abstract:

Intestinal helminth research revealed their balanced coexistence with the host organism, despite the fact that parasites in general induce oxidative stress of the host. A possible explanation of how parasites deal with oxidative stress caused by free radicals that produce the host organism is hidden in the antioxidant system of parasites. This includes enzymes (superoxide dismutase, catalase and others) involved in the inhibition of metal-mediated free radical formation. Some parasitic helminths have the ability to direct their host's antioxidant defense to their advantage. If helminths are found in an environment with higher concentrations of heavy metals, their immune system produces mediators whose activity can support the host's immune system and thus protect it from the harmful effects of various toxic elements in order to increase the chance of survival in a contaminated environment. Virtually all heavy metals are in higher concentrations toxic for the organism, because they form complexes containing sulfur, oxygen or nitrogen complexes, which by their effects lead to cellular dysfunctions up to cell death. In addition, some types of helminths have been shown to be able to bioaccumulate higher concentrations of toxic elements compared to their hosts, which may also be useful in bioindication of environmental pollution. With regard to the accumulation of metals, tapeworms and whippers were shown as the most promising groups of organisms. An example is a Macracanthorhynchus hirudinate, that has been found to accumulate up to 160 times higher heavy metal concentration in its body compared to host tissue. The aim of this bachelor thesis was to prepare a comprehensive review focused on the helminth production of antioxidant enzymes and the effect of these enzymes on the oxidative stress and immune system of the host organism.

Keywords

tasemnice, antioxidanty, oxidační stres, volné radikály, imunita, kovy

Keywords

tapeworm, antioxidants, metals, oxidative stress, free radikals, immunity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivo Doskočil, Ph.D.
• Reader: Veronika Jarošová, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs