Těžké kovy v moči potkanů napadených tasemnicí

Bc. Šárka Jarošová

Master's thesis

How tapeworm infection affects heavy metal excretion through host urine

Abstract:

Jak dříve bylo prokázáno, koncentrace těžkých kovů v životním prostředí, a jejichnárůst, představují hrozbu pro veškeré ekosystémy. Nejvíce tyto kovy ohrožují živočichyprostřednictvím kontaminované vody, potravy i vzduchu a následně se akumulují v tkáníchkonzumentů vyšších trofických úrovní. Tato diplomová práce byla zaměřenana charakteristiku a význam pro živý organismus vybraných těžkých kovů a jejichbiologickou dostupnost. Dále byla práce zaměřena na rostlinné hyperakumulátory,prostřednictvím kterých se kontaminanty dostávají do těla konzumentů.Pro experiment, který trval 39 dní, bylo zapotřebí 24 jedinců laboratorních potkanů(Rattus norvegicus var. alba) rozdělených do 4 skupin s různými podmínkami. Potkaniv kontrolní skupině (00) byli krmeni kompletní krmnou směsí ST-1, skupinu (0T) tvořilipotkani, kteří byli infikováni tasemnicí krysí (Hymenolepis diminuta) a měli rovněž krmivoST-1, třetí skupině potkanů (P0) bylo podáváno krmivo ST-1 s příměsí rostlinnéhohyperakumulátoru huseníčku Hallerova (Arabidopsis halleri) v poměru 60:40a poslední skupina potkanů (PT) byla infikována tasemnicí a zároveň jim byla podávánakrmná směs ST-1 s příměsí huseníčku Hallerova ve stejném poměru jako skupině P0.Potkani z kontrolní skupiny (00) přijali za celou dobu pokusu 61,07 mg Zn, průměrněkaždý jedinec zkonzumoval denně 0,26 mg Zn. Průměrně potkani z kontrolní skupiny (00)vyloučili za den 0,67 mg/l Zn, tedy průměrně 0,43 % přijatého zinku za den.Potkani (P0), přijali celkem, za celou dobu experimentu, 522,3 mg Zn a 10,5 kadmia.Průměrně potkani (P0) vyloučili 6,61 mg/l Zn za den a 0,03 mg/l Cd za den, což je v případěZn 0,93 % a 0,26 % Cd.Skupina potkanů (0T) celkem přijala v potravě 58,5 mg Zn v potravě ST-1. Průměrnánaměřená hodnota vyloučeného Zn byla 0,44 mg/l v každém měření, což odpovídá 0,38 %přijatého Zn za den.Potkani experimentální skupiny (PT) přijali v potravě celkem 704,1 mg Zn a 14,1 mgCd. Průměrně vyloučili 1,99 mg/l Zn a 0,004 mg/l Cd, což je v případě Zn 0,16 % přijatéhozinku a 0,01% přijatého kadmia.V této práci bylo prokázáno, že potravou přijatý zinek a kadmium se metabolizovaly,a byly vyloučeny močí. Jak ukázaly výsledky, je možné, že přítomnost tasemnice krysí mělavliv na vylučování kovů z těl jednotlivých potkanů z pozorovaných skupin, protože tasemnicemohou akumulovat některé prvky, vč. těžkých kovů, z těla hostitele do svého těla. Souhrnnělze říct, že potkani, kteří byli infikováni tasemnicí, vylučovali méně metabolizovanýchtěžkých kovů (zinek a kadmium) i vybraných makro prvků.

Abstract:

As previously shown, an increased concentration of heavy metals in the environmentpose a threat to all ecosystems. The greatest threat is brought forward to animals throughcontaminated water, food and air where these heavy metals are subsequently accumulated inconsumers tissues of higher trophic levels. This thesis is focused on selected heavy metals andtheir bioavailability in characteristics and significance for the living organisms. Furthermore,the work is focused on plant hyperaccumulators, through contaminants entering the body ofconsumers.A feeding experiment of 39 days duration was conducted using 24 rats (Rattusnorvegicus var. Alba) divided into 4 groups with different conditions. Rats in control group(00) were fed ST-1 feed mixture. Rats in group (0T) were infected with tapeworm(Hymenolepis diminuta) and also fed ST-1 feed mixture. Rats in group (P0) were fed ST -1with an admixture of Arabidopsis halleri in a ratio of 60:40 and the last group of rats (PT) wasinfected with tapeworm and was fed a ST-1 and Arabidopsis halleri admixture with the sameratio as group P0.Rats from control group (00) received 61.07 mg Zn throughout the experiment, anaverage daily intake was 0.26 mg of Zn. Rats from the control group (00) also excreted, onaverage, 0.67 mg/l Zn per day, i.e. an average of 0.43% of zinc ingested per day.Rats in group (P0) received a total of 522.3 mg of Zn and 10.5 mg of cadmiumthroughout the experiment. On average, rats (P0) excreted 6.61 mg/l Zn per day and 0.03 mg/lCd per day, which is 0.93% of Zn and 0.26% of Cd.A group of rats (0T) received in total 58.5 mg of Zn in the ST-1 diet. The averagelevel of excreted Zn was 0.44 mg/l in each measurement, which corresponds to 0.38% of Znreceived per day.Experimental rat group (PT) received a total of 704.1 mg Zn and 14.1 mg Cd in thediet. On average, they excreted 1.99 mg/l Zn and 0.004 mg / l Cd, which in this caserepresents 0.16% of received zinc and 0.01% of received cadmium.This work shows that dietary zinc and cadmium were metabolized and excreted in theurine. As the results showed, it is possible that the presence of rat tapeworm had an impact onthe excretion of metals from the bodies of individual rats in the observed groups, becausetapeworms can accumulate some elements, includinf heavy metals, from the body of the hostto its own body. In summary, rats infected with tapeworms excreted less metabolized heavymetals (zinc and cadmium) as well as selected macro elements.

Keywords

tasemnice, potkan, akumulace, extrakce, moč, zinek, kadmium

Keywords

tapeworm, rat, accumulation, excretion, urine, zinc, cadmium

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 7. 2020

Thesis defence

• 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 / field:
Rural Development and Agriculture / Development of Rural Areas