Αναδημοσίευση από LefkasNews φύλλο:174
Γράφει ο Δρ. Δημήτριος Χ. Λάζαρης
Βιολόγος – Ιχθυολόγος
(απόσπασμα διδακτορικής διατριβής του)
Μέρος Α΄
Κατά τη διάρκεια των προηγούμενων τριών δεκαετιών, η απελευθέρωση των σπάνιων μετάλλων στο περιβάλλον έχει αυξηθεί σημαντικά λόγω της χρήσης τους στη βιομηχανία και στην γεωργία. Το ευρώπιο (Eu) είναι ένα στοιχείο των σπάνιων γαιών, της σειράς των λανθανιδών. Το μέταλλο χρησιμοποιείται σε σημαντικό βαθμό στις ράβδους ελέγχου πυρηνικών αντιδραστήρων λόγω της αποτελεσματικότητάς του να απορροφά τα νετρόνια. Έχει χρησιμοποιηθεί ως υλικό για λέιζερ, και το οξείδιο του Eu χρησιμεύει ως φωσφορικός ενεργοποιητής, όπως παραδείγματος χάριν οι κόκκινοι φωσφόροι των έγχρωμων σωλήνων της τηλεόρασης. Πρόσφατα, έχει υπάρξει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για τις διαγνωστικές και θεραπευτικές εφαρμογές στην βιοϊατρική νανοτεχνολογία λόγω των ιδιοτήτων του φθορισμού του.
Ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογηθεί η τοξικότητα του ευρωπίου (EuCl3•6H2Ο) για τα έμβρυα του zebrafish (Brachydanio rerio) κάτω από τους στανταρισμένες εργαστηριακές συνθήκες. Τα έμβρυα εκτέθηκαν σε μια σειρά συγκεντρώσεων του Eu (0,05-500 ppm) για 10 και 72 ώρες. Η εμβρυική ανάπτυξη αξιολογήθηκε για διάφορες βιολογικές και φυσιολογικές παραμέτρους (θνησιμότητα, ποσοστό εκκόλαψης,
σταθερό μήκος κατά την εκκόλαψη, ανάπτυξη του ματιού και της συσταλτικότητας της καρδιάς καθώς επίσης και ποσοστό καρδιών).
Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η συνεχής έκθεση των αυγών του zebrafish στο Eu είχε σημαντικές τοξικές επιδράσεις στην εκκολαψιμότητα και την εμβρυική ανάπτυξη λόγω της απορρόφησης του μετάλλου ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (0,05 ppm). Η απορροφητικότητα του μετάλλου από το έμβρυο πραγματοποιήθηκε από τα πρώτα κιόλας στάδια της ανάπτυξης του. Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνεται από τις συγκεντρώσεις του Eu που ανιχνεύτηκαν στο σώμα των λαρβών μετά από τις πρώτες 10 hpf εκθέσεις των αυγών και κατόπιν της μεταφοράς και ανάπτυξης τους σε περιβάλλοντα ελεύθερα του μετάλλου (καθαρό νερό).
Ο καρδιακός ρυθμός και ο χρόνος εκκόλαψης των εμβρύων μπορούν να αναφέρονται ως οι πιο ευαίσθητοι παράμετροι στην παρουσία του Eu. Σημαντικές μεταβολές των παραμέτρων αυτών παρατηρήθηκαν στη χαμηλότερη συγκέντρωση του Eu που χρησιμοποιήθηκε (0,05 ppm) μετά από 72 ώρες έκθεσης. Η έκθεση στο Eu, επίσης, ως αποτέλεσμα τη σημαντική καθυστέρηση του σχηματισμού της καρδιάς ξεκινώντας από τη συγκέντρωση της τάξης του 0,5 ppm. Από τα 100 ppm και πάνω, παρατηρήθηκε μια σημαντική μείωση στην ανάπτυξη και εμφάνιση της θνησιμότητας. Η έκθεση στο Eu για τις πρώτες 10 ώρες μετά την γονιμοποίηση, δείχνει μικρότερη θνησιμότητα αλλά με ισχυρές αρνητικές λειτουργικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη της καρδιάς και των εμβρύων. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, τα αποτελέσματα ήταν συγκρίσιμα με αυτά της συνεχούς έκθεσης 72 hpf.
Για τις 72 h συνεχούς έκθεσης το LD50 υπολογίστηκε με τη χρήση της probit ανάλυσης και ήταν ισοδύναμο με 277,1 ppm με 95% όρια εμπιστοσύνης από 233,9 έως 323,0 ppm. Ο θάνατος των εμβρύων ήταν σημαντικά μειωμένος (LD50 = 448,6 με 95% όρια εμπιστοσύνης από 366,4 έως 574,9 ppm) όταν αυτά εκτέθηκαν για 10 hpf. Επίσης η αναλογία LD50(72 hpf) / LD50(10 hpf) έδειξε να είναι ισοδύναμη με 0,618 με 95% όρια εμπιστοσύνης και μεταξύ των τιμών 0,397 − 0,821 ppm. Η τιμή του αποτελέσματος είναι στατιστικά σημαντική και διαφορετική της μονάδας γεγονός που σημαίνει ότι απαιτούνται υψηλότερες συγκεντρώσεις του μετάλλου για να εμφανιστούν μεγαλύτερες τιμές θνησιμότητας κατά την διάρκεια της 10ωρης έκθεσης των εμβρύων.
Λόγω της σημαντικής θνησιμότητας που αρχίζει από τα 100 ppm, το ποσοστό εκκόλαψης εξετάστηκε μόνο για τους ζωντανά και επιτυχώς εκκολάψιμα έμβρυα. Η έκθεση στο Eu αύξησε σημαντικά τον μέσο χρόνος εκκόλαψης καθώς και την συνολική διάρκεια της εκκόλαψης (Mantel-Cox, p<0,001). Σε συνθήκες των 10 και 72 hpf έκθεσης, ο μέσος χρόνος εκκόλαψης αυξήθηκε περίπου μέχρι και 83 hpf, όπου μετά παρατηρήθηκε εκτεταμένη θνησιμότητα των εμβρύων.
Δεν παρατηρήθηκαν δυσπλασίες σώματος, ματιών και λεκιθικού σάκου σε νεκρά ή ζωντανά έμβρυα, εκτός από την απλασία της καρδιάς
στα περισσότερα νεκρά έμβρυα.
Όταν συσχετίστηκαν τα μεγέθη
του σώματος, οι μορφομετρικές μετρήσεις δεν ήταν στατιστικά σημαντικά διαφορετικές, ακόμη και σε υψηλότερες συγκεντρώσεις του Eu που χρησιμοποιήθηκαν. Η πολύ μικρή διάκριση (32% των περιπτώσεων) επιτεύχθηκε επίσης
με τη βοήθεια της διακρίνουσας ανάλυσης. H έκθεση στο Eu δεν έχει τερατογόνο δράση και δεν επιδρά σημαντικά στην μεταβολή του σχηματισμού του σώματος. Το StL των πρόσφατα εκκολαπτόμενων λαρβών επηρεάστηκε σημαντικά σε υψηλές συγκεντρώσεις του Eu (p<0,001). Μετά από συνεχή έκθεση 72 hpf, παρατηρήθηκε μια μικρή αλλά σημαντική μείωση της μέσης τιμής του StL σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου σε 100 ppm Eu (p<0,01) και έγινε πιο έντονη στα 320 ppm (p<0,001). Πάνω απ 'αυτή τη συγκέντρωση, οι διαφορές στο StL δεν εκτιμήθηκαν λόγω της εκτεταμένης θνησιμότητας των εμβρύων. Μια δοσοεξαρτώμενη μείωση του StL παρατηρήθηκε επίσης μετά από 10 hpf έκθεσης. Επιπλέον, δεν υπήρχε σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ του παράγοντα έκθεσης και της συγκέντρωση του Eu ως συμμεταβλητής (p<0,001), υποδεικνύοντας ότι η υψηλή συγκέντρωση του μετάλλου, είτε για 10 είτε για 72 hpf έκθεσης, έχει την τάση να παράγει περισσότερη παρόμοια αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη των εμβρύων.
(α) Θηλυκό άτομο του είδους με διασταλμένη την γαστρική του χώρα λόγω των αυγών,
(β) αρσενικό άτομο του είδους Danio rerio με πιο λεπτό και «τορπιλοειδές» σώμα (Canny Sol Gomez de la Torre et al., 2009).
Λάρβα Danio rerio στις 72 h ανάπτυξης. 1. κερατουοειδής χόνδρος, 2. τετράγωνο, 3. επιθήλιο αμφιβληστροειδή χιτώνα, 4. φακός, 5. αμφιβληστροειδής χιτώνας, 6. οσφρητική κοιλότητα, 7. τελεγκέφαλος, 8. μεσεγκεφαλικό κάλυμμα, 9. παρεγκεφαλίδα, 10. μετεγκέφαλος,11. ρομβοεγκέφαλος, 12. ωτική κάψα, 13. ωτόλιθος, 14. νευρόκοιλο, 15. βασική πλάκα, 16. νωτοχορδή, 17. ραχιαίο πτερύγιο, 18. οριζόντιο μυοδιάφραγμα, 19. ραχιαία αορτή, 20. ουραίο πτερύγιο, 21. ουραία φλέβα, 22. προνεφρικός αγωγός, 23. ουρογενετική οπή (έδρα), 24. έντερο, 25. κοιλιακά πτερύγια, 26. λεκιθικός σάκος, 27. κόλπος καρδιάς, 28. κοιλία καρδιάς, 29. βραγχιακά τόξα. (Canny Sol Gomez de la Torre et al., 2009).
Αναρτήσεις
.jpg)
