Interakce mezi infekcí tasemnicí a zatížení hostitele těžkými kovy

Jan Magdálek

Master's thesis

Interaction between tapeworm infection and heavy metals accumulation in the host

Abstract:

Těžké kovy se v živých organismech vyskytují ve stopovém množství. Zatímco zinek je esenciální prvek, který je nezbytný pro řadu fyziologických procesů, kadmium v těle působí jako buněčný jed, který může způsobovat oxidační stres a přispívat ke vzniku nádorových onemocnění. Výsledky dřívějších studií naznačují, že někteří zástupci třídy tasemnic (Cestoda) a vrtějšů (Acantocephala) jsou schopni ve svých tělech absorbovat vyšší dávky těžkých kovů ve srovnání s jejich hostiteli. V souvislosti se zvýšenou akumulací těžkých kovů ve tkáni tasemnic bylo také pozorováno snížené množství těchto kovů v orgánech hostitele. Cílem této práce bylo zjistit, zda infekce tasemnicí krysí (Hymenolepis diminuta) způsobí snížení koncentrace Cd a Zn v orgánech laboratorních potkanů. Celkem 24 jedinců laboratorního potkana (Rattus norvegicus var. alba) kmene wistar bylo rozděleno do 4 skupin (PT, P0, 0T a 00). Skupinám PT a P0 byly po dobu 6. týdnů podávány zvýšené dávky kadmia (3,0 mg/týden) a zinku (235,7 mg/týden). Těchto zvýšených dávek bylo dosaženo příměsí huseníčku Hallerova, rostliny schopné hyperakumulace kadmia zinku z půdy. Potkani ze skupiny PT byli navíc infikováni cysticerkoidy tasemnice krysí. Potkani ze skupiny 0T byli krmeni standardní směsí ST-1 a též infikováni tasemnicí krysí, zatímco potkani ze skupiny 00 sloužili, jako kontrola bez zvýšených dávek Zn a Cd bez infekce tasemnicí. Po uplynutí šesti týdnů byli potkani usmrceni a v jejich orgánech (kost, svalovina, varlata, slezina, střevo, játra ledviny) bylo analyzováno množství Zn a Cd. Následné statistické testy potvrdily nižší množství Zn a Cd ve většině orgánech potkanů infikovaných tasemnicí krysí v porovnání s potkany bez infekce tasemnicí. Například v ledvinách, játrech a ve tkáni tenkého střeva infikovaných potkanů byla zjištěna 2,9; 2,5 a 1,8 krát nižší průměrná koncentrace kadmia ve srovnání s neinfikovanými jedinci. Tasemnice krysí ve své tkáni absorbovala 1695 krát vyšší koncentraci kadmia ve srovnání se svalovinou. Obsah zinku byl u infikovaných potkanů oproti neinfikovaným nižší ve všech orgánech s výjimkou varlat a sleziny. Infikovaní potkani měli v ledvinách, játrech a ve tkáni tenkého střeva 1,2; 1,25 a 1,4 krát nižší průměrnou koncentraci zinku oproti neinfikovaným. Tasemnice krysí absorbovala vyšší koncentraci zinku v porovnání se všemi orgány hostitele.

Abstract:

Heavy metals in living organisms occur in trace amounts. While zinc is an essential element wich is indispensable for many physiological processes, cadmium in body acts as atissue toxin, that can cause oxidative stress and contribute to cancer development. Recent studies suggest that some species of tapeworms (Cestoda) and Acantocephala are able to absorb in their tissue higher quantity of heavy metals in comparsion with their hosts. Moreover it was observed that In connection with the increased accumulation of heavy metals in the tissue of tapeworm was decreased amounts of these metals in the organs of the host. The aim of this thesis was to investigate whether the rat tapevorm (Hymenolepis diminuta) causes a decrease in the concentration of Cd and Zn in the organs of rats. A total of 24 Wistar rats (Rattus norvegicus) were divided into 4 groups (n=6). Groups PT and 0P take increased doses of kadmium (3,0 mg/week) and zinc (235,7 mg/week) for six weeks. This increased intake was achieved by adding Arabidopis halleri to feed. After six weeks rats were killed and concentrations in their tissues (bone, muscle, testes, spleen, intestine, liver kidney) were analyzed. Subsequent statistical tests confirmed lower levels of Cd and Zn in some organs of rats infected with tapeworm compared to rats without infection. For example in kidney, liver ant intestine of infected rats was detected 2,9; 2,5 and 1,8 times lower concentrations of cadmium and zinc in comparsion with uninfected rats. Tapeworm absorbed 1695 time higher amount of kadmium compared to the host muscle. The zinc content was lower in all organs (except spleen and testes) of infected rats in comparsion to uninfected. In kidney, liver and intestine of infected rats was 1,2; 1,25 and 1,4 times lower average concentration of zinc in comparsion with uninfected rats. The tape worm absorb higher concentration of zinc compared to all organs of the host.

Keywords

potkan, těžké kovy, akumulace, tasemnice

Keywords

rat, heavy metals, accumulation, tapeworm

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Ivana Jankovská, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Special Animal Raising