Specifické mechanismy toxicity u různých typů vzorků vodního prostředí

Bc. Petra Macíková, Ph.D.

Master's thesis

Specific mechanisms of toxicity for different types of aquatic samples

Abstract:

Chemické látky se v životním prostředí vyskytují ve složitých směsích, jež mohou v organismech působit specifickými mechanismy účinku. V environmentálních vzorcích lze specifické biologické aktivity úspěšně sledovat s využitím in vitro biotestů. V této studii byly testovány vzorky říčních sedimentů z modelové oblasti Zlínsko (ČR) na buněčných liniích H4IIE.luc, MVLN a MDA pro zjištění aktivity zprostředkované arylhydrokarbonovým, estrogenním a androgenním receptorem. Odběry sedimentů probíhaly po dobu jednoho roku, byla sledována sezónní variabilita znečištění říčního systému. Dioxinová aktivita byla stanovena také v extraktech silikonových membrán exponovaných v říční vodě. V extraktech říčních sedimentů byla prokázána významná přítomnost estrogenních i antiandrogenních látek a látek s aktivitou dioxinového typu. Ekvivalenty estrogenní aktivity vztažené k referenční látce 17-estradiolu se u většiny vzorků pohybovaly v rozmezí 20 – 260 pg EEQ/g sedimentu, zatímco ekvivalenty dioxinové toxicity přibližně v rozmezí 1 – 19 ng BIOTEQ/g sedimentu. Srovnáním dioxinových ekvivalentů stanovených biotesty (BIOTEQ) a vypočtených z chemických analýz (TEQ) bylo zjištěno, že průměrně 13 – 18 % dioxinové aktivity sedimentů způsobují polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Byla prokázána významná korelace hodnot BIOTEQ a TEQ, BIOTEQ a koncentrace PAH a také kladná korelace koncentrace PAH a obsahu organického uhlíku (TOC) v sedimentech. Nejvyšší hodnoty BIOTEQ byly zjištěny ve vzorcích ze zimních měsíců, což může být způsobeno vyšším přísunem kontaminantů např. ze spalování a také pomalejší degradací látek.

Abstract:

Chemical compounds occur in the environment as complex mixtures that can act through specific modes of action in organisms. Specific biological activities of environmental samples can be successfully examined with a variety of in vitro bioassays. In this study we used cell lines H4IIE.luc, MVLN and MDA to assess arylhydrocarbon receptor, estrogen receptor and androgen receptor mediated activity of pollutants in riverine sediments from a model region Zlínsko (Czech Republic). Samples of sediments were taken during the period of one year to examine the seasonal variability in contamination of river system. Dioxin-like activity was also determined in extracts of silicone rubber (passive sampler) that was exposed in river surface water. Especially compounds with dioxin-like, estrogenic and antiandrogenic activities occured in extracts of riverine sediments. Most of the sediments showed estrogenic activity in the range of 20 – 260 pg EEQ/g dry weight, while dioxin-like activity ranged from 1 to 19 ng BIOTEQ/g d. w. Comparison of the equivalents of dioxin-like toxicity calculated from bioassays (BIOTEQ) and chemical analyses (TEQ) has documented, that polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are responsible for about 13 – 18 % of the observed dioxin-like activity. In addition, we found a positive correlation between BIOTEQ and TEQ, BIOTEQ and concentration of PAHs and also a positive correlation between concentration of PAHs and total organic carbon (TOC) amount in riverine sediments. The highest values of BIOTEQ were observed in samples from winter season. This can be due to higher input of contaminants e. g. from burning processes and also slower degradation of chemicals in winter.

Keywords

říční sedimenty, silikonová membrána, in vitro biotesty, dioxinová aktivita, estrogenní aktivita, antiandrogenní aktivita, sezónní variabilita river sediments, silicone rubber, in vitro bioassays, dioxin-like activity, estrogenic activity, antiandrogenic activity, seasonal variability

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2009
• Supervisor: doc. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / General Biology