Vztahy mezi zatížením životního prostředí polutanty a napadením drobných savců parazity

Bc. Kateřina Rodková

Master's thesis

Interactions between environmental contaminants and gastrointestinal parasites

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na vliv přítomnosti střevních helmintů, pohlaví a lokalitu života odchycených jedinců na koncentrace cizorodých látek v těle, se zvláštním zaměřením na PFAS látky. V rámci diplomové práce byli jako modelové organismy využiti hlodavci z podčeledi myšovitých (Murinae), specificky myšice lesní (Apodemus flavicollis), a z podčeledi hrabošovitých (Arvicolinae), konkrétně norník rudý (Myodes glareolus) a hraboš mokřadní (Microtus agrestis). Tyto druhy byly odchyceny v oblasti Krušných hor, která je známá rozsáhlou těžbou a přítomností velkého počtu elektráren na hnědé uhlí. Spalování hnědého uhlí v této oblasti vede k významnému uvolňování kontaminantů do životního prostředí. Tato diplomová práce se zaměřuje na vliv přítomnosti střevních helmintů, pohlaví a lokalitu života odchycených jedinců na koncentrace cizorodých látek v těle, se zvláštním zaměřením na PFAS látky. V rámci diplomové práce byli jako modelové organismy využiti hlodavci z podčeledi myšovitých (Murinae), specificky myšice lesní (Apodemus flavicollis), a z podčeledi hrabošovitých (Arvicolinae), konkrétně norník rudý (Myodes glareolus) a hraboš mokřadní (Microtus agrestis). Tyto druhy byly odchyceny v oblasti Krušných hor, která je známá rozsáhlou těžbou a přítomností velkého počtu elektráren na hnědé uhlí. Spalování hnědého uhlí v této oblasti vede k významnému uvolňování kontaminantů do životního prostředí. V první části diplomové práce je shrnuta literární rešerše týkající se per- a polyfluorované látky (PFAS), s důrazem na několik typů perfluorovaných sloučenin jako perfluorooktansulfonát (PFOS), perfluorodekanová kyselina (PFDA), perfluorodekanová kyselina (PFDoDA), perfluornonanová kyselina (PFNA), perfluoroundekanová kyselina (PFUnDa), perfluortridekanová kyselina (PFTrDA). Tyto látky jsou rozšířené v potravinách a mohou se hromadit v organismech, což vyvolává obavy ohledně zdravotních rizik. Dále je diskutován pozitivní vliv parazitů, jako indikátorů ekosystémů a jejich schopnost signalizovat změny v životním prostředí, což je klíčové pro detekci ekologických problémů. Druhá část práce se zabývá provedením experimentu na 72 zvířatech, konkrétně myšicích, nornících a hraboších, z nichž 49 bylo odchyceno v Krušných horách a 23 na jihovýchodě Čech. Experiment zkoumal zatížení těchto zvířat PFAS a střevními helminty a také jejich vzájemné interakce. Nejprve byla provedena helmintologická pitva, následně byly připraveny vzorky pro analýzu. Konečná analýza byla provedena metodou izotopové diluce k přesnému měření koncentrací určitých prvků nebo sloučenin ve zkoumaných vzorcích. Při porovnávání výsledků bylo zjištěno, že všichni jedinci odchycení v Krušných horách mají detekované hodnoty PFOS (od 3,1 ng/g do 424,6 ng/g). U ostatních látek nebylo zatížení v takové míře. Potvrdil se vliv přítomnosti střevních helmintů na koncentraci PFOS a to tak, že jedinci s helminty mají signifikantně vyšší koncentrace. Při porovnání samců a samic nevyšel žádný statisticky významný výsledek. V závěru byly porovnávány korelace, u PFDoDA vyšla signifikantně vyšší koncentrace této látky v jihovýchodních Čechách, což bylo naopak, než bylo předpokládáno. U ostatních látek nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl. Při porovnávání výsledků bylo zjištěno, že všichni jedinci odchycení v Krušných horách mají detekované hodnoty PFOS (od 3,1 ng/g do 424,6 ng/g). U ostatních látek nebylo zatížení v takové míře. Potvrdil se vliv přítomnosti střevních helmintů na koncentraci PFOS, a to tak, že jedinci s helminty mají signifikantně vyšší koncentrace. Při porovnání samců

Abstract:

a samic nevyšel žádný statisticky významný výsledek. V závěru byly porovnávány korelace, u PFDoDA vyšla signifikantně vyšší koncentrace této látky v jihovýchodních Čechách, což bylo naopak, než bylo předpokládáno. U ostatních látek nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl.

Abstract:

This thesis focuses on the effect of the presence of intestinal helminths, sex and location of life of captured individuals on the concentrations of foreign substances in the body, with a particular focus on PFAS substances. Rodents from the subfamily Murinae, specifically the wood mouse (Apodemus flavicollis), and from the subfamily Arvicolinae, specifically the red burrowing vole (Myodes glareolus) and the wetland vole (Microtus agrestis), were used as model organisms in this thesis. These species were caught in the Erzgebirge region, which is known for its extensive mining and the presence of a large number of lignite-fired power plants. The burning of lignite in this area leads to a significant release of contaminants into the environment. This thesis focuses on the effect of the presence of intestinal helminths, sex and location of life of captured individuals on the concentrations of foreign substances in the body, with a particular focus on PFAS substances. Rodents from the subfamily Murinae, specifically the wood mouse (Apodemus flavicollis), and from the subfamily Arvicolinae, specifically the red burrowing vole (Myodes glareolus) and the wetland vole (Microtus agrestis), were used as model organisms in this thesis. These species were caught in the Erzgebirge region, which is known for its extensive mining and the presence of many lignite-fired power plants. The burning of lignite in this area leads to a significant release of contaminants into the environment. In the first part of the thesis, a literature search on per- and polyfluoroacrylic substances (PFAS) is summarized, with emphasis on several types of perfluorinated compounds such as perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorodecanoic acid (PFDA), perfluorododecanoic acid (PFDoDA), perfluorononanoic acid (PFNA), perfluoroundecanoic acid (PFUnDA), and perfluorotridecanoic acid (PFTrDA). These substances are widespread in food and can accumulate in organisms, raising concerns about health risks. The positive impact of parasites as indicators of ecosystems and their ability to signal changes in the environment, which is crucial for detecting environmental problems, is also discussed. The second part of the thesis deals with conducting an experiment on 72 animals, namely mice and voles, 49 of which were captured in the Krušné mountains and 23 in southeastern Bohemia. The experiment investigated PFAS and intestinal helminth burden on these animals, as well as their mutual interactions. First, a helminthological autopsy was performed, then samples were prepared for analysis. The final analysis was carried out using the isotope dilution method to accurately measure the concentrations of certain elements or compounds in the samples. When comparing the results, it was found that all individuals captured in the Krušné mountains had detectable levels of PFOS (from 3.1 ng/g to 424.6 ng/g). For the other substances, the loading was not to such an extent. The effect of the presence of intestinal helminths on PFOS concentrations was confirmed, with individuals with helminths having significantly higher concentrations. When comparing males and females, no statistically significant result emerged. Finally, the correlations were compared, and PFDoDA came out significantly higher concentrations of this substance in SE Bohemia, which was the opposite of what was expected. No statistically significant difference was found for the other substances. When comparing the results, it was found that all individuals captured in the Ore Mountains had detectable levels of PFOS (from 3.1 ng/g to 424.6 ng/g). For the other substances, the loading was not to such an extent. The effect of the presence of intestinal helminths on PFOS concentrations was confirmed, with individuals with helminths having significantly higher concentrations. When comparing males and females, no statistically significant result emerged. Finally, the correlations were compared, and PFDoDA came out significantly

Abstract:

higher concentrations of this substance in SE Bohemia, which was the opposite of what was expected. No statistically significant difference was found for the other substances.

Keywords

myšice, hraboš, tasemcice, hlístice, PFAS

Keywords

mice, voles, tapeworms, nematodes, PFAS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2024
• Supervisor: prof. Ing. Ivana Jankovská, Ph.D.
• Reader: Ivana Knížková, Ing., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Animal Health and Welfare Management