Praca oryginalna Original paper
Metale ciê¿kie, w tym kadm s¹ pierwiastkami natu-ralnymi, które s¹ obecne w przyrodzie i uczestnicz¹ w obiegu materii (6, 9). W wyniku negatywnej dzia-³alnoci cz³owieka dochodzi do zwiêkszonego udzia-³u metali ciê¿kich w tym obiegu i zaburzenia natural-nych procesów zachodz¹cych w rodowisku (9). Me-tale obecne w wodzie wnikaj¹ do organizmu ryb bez-porednio przez skórê i skrzela lub z po¿ywieniem przez przewód pokarmowy (1, 7, 12, 14-16, 21, 24). Negatywny wp³yw cynku, kadmu, rtêci, miedzi, cyny i o³owiu na ryby i inne organizmy wodne opisuj¹ licz-ne dalicz-ne literaturowe (6, 8, 13, 25). Zawartoæ metali ciê¿kich, w tym równie¿ kadmu, w narz¹dach i tkan-kach ryb zale¿y od drogi podania lub wnikania do or-ganizmu. Dane pimiennictwa dotycz¹ g³ównie wp³y-wu metali ciê¿kich rozpuszczonych w wodzie lub po-dawanych z po¿ywieniem, w mniejszym stopniu do-tycz¹ innych form intoksykacji, na organizmy ¿yj¹ce w rodowisku wodnym (3, 8, 13, 21). W dostêpnej li-teraturze stosowano do celów porównawczych ró¿ne drogi wnikania ksenobiotyków, np. iniekcjê dootrzew-now¹ (3, 4) i domiêniow¹ (19). Badania przeprowa-dzone na zwierzêtach wskazuj¹, ¿e istnieje wzajemny antagonizm miêdzy poziomem kadmu a cynku w or-ganizmie zwierz¹t (8, 15, 21). Zatrucie kadmem po-woduje zaburzenie funkcji rozrodczych (niep³odnoæ) i zmiany nowotworowe oraz zaburzenia metabolizmu cynku. Stwierdzono tak¿e antagonistyczne
wspó³dzia-³anie miêdzy kadmem, ¿elazem oraz miedzi¹ (8, 15, 21).
Celem badañ by³o okrelenie wp³ywu subletalnej dawki kadmu, wprowadzonej do organizmu ryb drog¹ dootrzewnow¹ na poziom zawartoci cynku w tkan-kach i narz¹dach karpi w trakcie procesu detoksykacji w ci¹gu pierwszych 60 dni po zatruciu.
Materia³ i metody
Badania przeprowadzono na 80 karpiach. Masa pojedyn-czych ryb wynosi³a 88,3-138,7 g, a d³ugoæ 17,5-20,2 cm. W chwili rozpoczêcia badañ karpie mia³y 3 miesi¹ce, a po zakoñczeniu eksperymentu osi¹gnê³y wiek 5,5 miesi¹ca. Ryby, po przywiezieniu do laboratorium, zosta³y umiesz-czone po 20 sztuk w 4 napowietrzanych akwariach o po-jemnoci 120 dm3, nape³nionych wod¹ wodoci¹gow¹.
Akwaria nape³niono wod¹ wodoci¹gow¹ 10 dni przed roz-poczêciem eksperymentu w celu ogrzania i odstania wody. Ryby przed rozpoczêciem eksperymentu poddano aklima-cji przez okres 14 dni. Karpie w czasie okresu aklimaaklima-cji by³y w dobrej kondycji. Ryby ¿ywiono granulatem paszo-wym Aller Aqua o zawartoci 37% bia³ka i 12% t³uszczu, takim samym, jaki otrzymywa³y w warunkach hodowli w stacji dowiadczalnej. Dawka dzienna podanego granu-latu wynosi³a 3,4 ± 0,2 g/rybê. W czasie trwania ekspery-mentu temperatura wody w akwariach wynosi³a 21 ± 2°C, zawartoæ tlenu utrzymywa³a siê w granicach 8,0-9,0 mg O2·dm3, pH 7,0-7,5, a twardoæ wody wynosi³a 10,71
mval·dm3.
Ryby podzielono losowo na dwie grupy po 40 osobni-ków. Pierwsz¹ grupê stanowi³y karpie, które nie zosta³y
Dynamika zmian poziomu cynku w organizmie karpi
po dootrzewnowej intoksykacji kadmem*
)
EWA BRUCKA-JASTRZÊBSKA, MIKO£AJ PROTASOWICKI*
Katedra Fizjologii Wydzia³u Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Szczeciñskiego, al. Piastów 40 B, 71-065 Szczecin *Katedra Toksykologii Wydzia³u Nauk o ¯ywnoci i Rybactwa AR, ul. Papie¿a Paw³a VI 3, 71-424 Szczecin
Brucka-Jastrzêbska E., Protasowicki M.
Influence of cadmium poisoning on zinc level concentration in carp tissues during growth Summary
The aim of the study was to determine the influence of cadmium sub-lethal intoxication doses (10 µg Cd · kg-1
body weight) on zinc levels in freshwater fish tissues, using the common carp as the experimental example. The 60-day experiment was divided into 8 stages during which organs and tissues were collected (liver, kidneys, skin, gills, alimentary tract and muscles). Zinc levels were determined in the collected samples at designated time periods. Statistically important changes in zinc concentrations were obtained. The performed experiment facilitated obtaining images of zinc level changes in cadmium poisoned carps during the detoxifi-cation process.
Keywords: carp, zinc, poisoning
*) Badania realizowano w ramach promotorskiego grantu KBN nr 3 PO4E 030 22.
poddane ¿adnym zabiegom, by³a to grupa kontrolna (fizjo-logiczna) (GFiz.). Drug¹ grupê stanowi³y karpie, które
jed-norazowo drog¹ iniekcji dootrzewnowej otrzyma³y wodny roztwór kadmu (Cd2+) w postaci soli azotanu (V) kadmu
(II) w dawce 10 µg·kg1 masy cia³a (G
Cd). Wybrana droga
podania ksenobiotyku oraz dobór u¿ytej do iniekcji dawki mia³ charakter czysto eksperymentalny, a nie praktyczny. Wczeniej przeprowadzone przez Morsya i Protasowic-kiego (14) badania dowiod³y, ¿e kadm obecny w wodzie w stê¿eniu 10 µg·l1, nie wywo³uje zmian toksycznych
w or-ganizmie karpi. Wybranie dootrzewnowej intoksykacji jako metody wprowadzenia kadmu do organizmu ryb mia³o na celu porównanie wp³ywu subletalnej dawki kadmu poda-nego bezporednio do jamy otrzewnowej z subletaln¹ dawk¹ kadmu rozpuszczonego w wodzie, w której przebywa³y karpie we wczeniej przeprowadzonym eksperymencie. Nale¿y zauwa¿yæ, ¿e o po³owê ni¿sze stê¿enie, tj. 5 µg Cd·l1,
stanowi dopuszczalne stê¿enie kadmu w wodach pitnych wiêkszoci krajów (18), natomiast dopuszczalna zawartoæ kadmu w ciekach odprowadzanych do wód wynosi 100 µg·g1 (17, 18). U¿yta w dowiadczeniu dawka stanowi
zatem dwukrotnoæ dopuszczalnego stê¿enia tego metalu w niezanieczyszczonym rodowisku wodnym.
Po wykonaniu iniekcji dowiadczanie trwa³o 60 dni. Materia³ do badañ by³ pobierany ka¿dorazowo od 5 ryb z ka¿dej grupy, w sposób losowy, wed³ug nastêpuj¹cego schematu: przed wykonaniem iniekcji (godzina 0), a na-stêpnie po 6 godzinach oraz po 1, 3, 7, 14, 30 i 60 dobach. Z ka¿dej ryby do analiz chemicznych pobrano próbki: w¹t-roby, przedniej i rodkowo-koñcowej
czê-ci przewodu pokarmowego, nerek, blaszek skrzelowych, skóry i miêni grzbietowych. Podzia³u przewodu pokarmowego na dwie czêci dokonano ze wzglêdu na jego funk-cje. U ryb karpiowatych pobrany pokarm nie ulega rozdrobnieniu i po³¹czeniu ze li-n¹ w jamie gêbowej, poniewa¿ luzówka jamy gêbowej jej nie wytwarza. Bezmiê-niowy jêzyk ryb nie nadaje siê do przesu-wania pokarmu przez odcinek skrzelowy do prze³yku, który przechodzi w ¿o³¹dek, bêd¹cy rozszerzeniem rury jelitowej u ryb karpiowatych, które nie posiadaj¹ ¿o³¹dka. Nastêpnie nadtrawiony pokarm ju¿ jako papka przemieszcza siê do prostej rury je-lita rodkowego i koñcowego. Odbywa siê tutaj dalsze trawienie pokarmu i ch³oniêcie przez ciany przyswajalnych sk³adników. Pobrany materia³ zamra¿ano i do rozpoczê-cia analiz chemicznych przechowywano w temperaturze 20°C.
Próbki narz¹dów o masie 1 g minerali-zowano na mokro w 3 cm3 stê¿onego
kwa-su HNO3 w piecu mikrofalowym CEM MDS 2000. Uzyskany roztwór przeniesio-no ilociowo do polietyleprzeniesio-nowych butele-czek i dope³niono wagowo wod¹ dejonizo-wan¹ do masy 30 g. Tak przygotowane próbki poddano analizie na zawartoæ cyn-ku, przy u¿yciu emisyjnej spektrometrii ato-mowej w plazmie indukcyjnie sprzê¿onej
(ICP-AES) w aparacie Jobin Yvon. Zawartoæ cynku zo-sta³a podana w µg·g1 mokrej masy (µg·g1 m.m.).
W czasie trwania eksperymentu, w podanych odstêpach czasu, od ryb pobierano do badañ hematologicznych krew z osierdzia metod¹ punkcji ig³owej przy pomocy ig³y po-krytej heparyn¹. Pobran¹ krew przeniesiono do probówek pokrytych 500 jednostkami litowej heparyny o pojemnoci 1,5 cm3. W pobranej krwi oznaczono parametry
hemato-logiczne: liczbê erytrocytów (RBC) i leukocytów (WBC) w 1 µl krwi oraz stê¿enie hemoglobiny. Erytrocyty (23) i leukocyty (2) zosta³y policzone w komorze Bürkera przy 200-krotnym rozcieñczeniu krwi. Stê¿enie hemoglobiny (Hb) oznaczono fotokolorymetrycznie metod¹ cyjanmethe-moglobinow¹, przy u¿yciu odczynnika Drabkina (2). Roz-mazy krwi wybarwiono metod¹ Pappenheima i ogl¹dano pod powiêkszeniem 1000 przy u¿yciu mikroskopu Nikon--Eclipse E 600 w programie MulitScan v6.08. Wszystkie powy¿sze badania przeprowadzono przy u¿yciu standar-dowych odczynników firmy ANALAB.
Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej przy pomocy programu Statistica 6.0. Wykonano analizê warian-cji (Anova) na poziomie istotnoci p £ 0,05.
Wyniki i omówienie
W badanych tkankach i narz¹dach karpi z grupy kontrolnej redni poziom cynku z 60 dni kszta³towa³ siê w przedziale 4,89÷159,3 µg·g1 m.m. w zale¿noci
od badanej próby (tab. 1). Uzyskane wartoci dla
gru-y n a d a B d ¹ z r a n Grruybpa g g µ ( n Z æ o tr a w a Z 1m.m). -³ ó p s W i k i n n y z c ij c a l e r o k r(2) æ o n t o t s I n a i m z e i s a z c w z rt ¹ n w e w p u r g _ x i n d e r ³ a iz d e z r p i c o tr a w ±Sx min. max. a l e z r k S GFzi. 56,9* 50,6÷ 367, 11,5 38,9 186,9 0,732 GCd 78,2* 45,9÷149,5 38,7 32,1 176,4 + a r ó k S GFzi. 54,0* 49,8÷ 859, 16,1 42,0 66,3 0,651 GCd 64,4* 53,1÷ 677, 12,4 42,0 92,2 + a b o rt ¹ W GFzi. 47,3* 43,6÷ 854, 19,0 35,2 170,2 0,784 GCd 55,7* 12,8÷ 991, 23,9 10,3 110,4 + a k r e N GFzi. 159,3* 141,2÷177,1 17,0 127,6 197,4 GCd 204,2* 72,4÷365,1 86,9 164,9 378,6 + e i n ê i M GFzi. 4,89* 4 ÷ 4,3 5, 0,55 4,01 6,70 GCd 5,85* 4 ÷ 5,4 7, 1,34 4,05 8,49 + 1 P GFzi. 139,2* 132,7÷160,9 13,0 116,9 186,0 GCd 235,9* 133,6÷316,8 54,9 128,5 382,4 + 2 P GFzi. 56,6 44,3÷ 966, 10,9 21,5 177,7 GCd 104,7* 44,4÷260,4 50,6 39,6 240,9 +
Tab. 1. Zawartoæ cynku w narz¹dach karpi po dootrzewnowej intoksykacji kadmem oraz w narz¹dach ryb z grupy kontrolnej w trakcie 60 dni badañ (n = 40)
Objanienia: GCd ryby intoksykowane kadmem; GFiz. ryby z grupy kontrolnej;
x rednia; Sx odchylenie standardowe; n liczebnoæ; P1 przednia czêæ przewodu pokarmowego; P2 rodkowo-koñcowa czêæ przewodu pokarmowego; * ró¿nice istotne miêdzy grupami p £ 0,05; zmiany statystycznie nieistotne w cza-sie; + zmiany istotne w czasie (p £ 0,05)
Skrzela 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1 Skóra 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1
Ryc. 1. Zmiany w poziomie cynku w skrzelach po intoksyka-cji dootrzewnowej kadmem podczas 60-dniowej obserwaintoksyka-cji Objanienia: h godziny, d doba
Ryc. 2. Zmiany w poziomie cynku w skórze po intoksykacji dootrzewnowej kadmem podczas 60-dniowej obserwacji
W¹troba 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1
Ryc. 3. Zmiany w poziomie cynku w w¹trobie po intoksykacji dootrzewnowej kadmem podczas 60-dniowej obserwacji
Nerki 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1
Ryc. 4. Zmiany w poziomie cynku w nerkach po intoksykacji dootrzewnowej kadmem podczas 60-dniowej obserwacji
P2 0 40 80 120 160 200 240 280 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
Czas trwania eksperymentu
RBC GCd WBC GFiz. RBC GFiz. WBC GCd RBC [T •I ] –1 WBC [G •I ] –1
Ryc. 7. Zmiany w poziomie cynku w rodkowo-koñcowej czê-ci przewodu pokarmowego (P2) po intoksykacji dootrzewno-wej kadmem podczas 60-dniodootrzewno-wej obserwacji
Ryc. 8. Dynamika zmian erytrocytów (RBC) i leukocytów (WBC) po intoksykacji dootrzewnowej kadmem podczas 60--dniowej obserwacji Miêœnie 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1
Ryc. 5. Zmiany w poziomie cynku w miêniach po intoksyka-cji dootrzewnowej kadmem podczas 60-dniowej obserwaintoksyka-cji
P1 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 0 h 6 h 1 d 3 d 7 d 14 d 30 d 60 d Czas trwania eksperymentu
G Fiz. G Cd Zn [µg •g m.m.] –1
Ryc. 6. Zmiany w poziomie cynku w przedniej czêci przewo-du pokarmowego (P1) po intoksykacji dootrzewnowej kad-mem podczas 60-dniowej obserwacji
y n a d a B rt e m a r a p Grruybpa h c y n z c i g o l o t a m e h w ó rt e m a r a p m o iz o P _ x i n d e r ³ a iz d e z r p i c o tr a w ±Sx min. max. n a i m z æ o n t o t s i z rt ¹ n w e w e i s a z c w p u r g C B R l T ( 1) GFzi. 1,54 1,21÷ 11,6 0,20 1,22 1,67 GCd 1,48 0,66÷ 12,3 0,29 0,74 2,07 + C B W l g ( 1) GFzi. 7,86 6,21÷ 88,7 1,50 6,54 18,30 GCd 9,96 4,01÷13,03 3,06 4,02 12,99 + b H l g ( 1) GFzi. 63,28 45,7÷ 669, 9,28 47,31 68,52 GCd 63,25 42,7÷ 490, 10,061 44,42 84,23 +
Tab. 2. Dynamika zmian parametrów hematologicznych we krwi karpi po do-otrzewnowej intoksykacji kadmem i we krwi ryb z grupy kontrolnej w trakcie 60 dni badañ (n = 40)
Objanienia: jak w tab. 1
py kontrolnej mieci³y siê w granicach poziomu fizjologicznego dla ryb karpio-watych, co potwierdzaj¹ badania innych autorów (1, 8, 12, 15, 25).
U ryb dowiadczalnych, poddanych intoksykacji kadmem obserwowano zmiany stê¿enia cynku we wszystkich badanych narz¹dach i tkankach. Anali-za statystyczna potwierdzi³a, ¿e otrzy-mane ró¿nice w zawartoci cynku by³y statystycznie istotne wzglêdem poziomu cynku w grupie kontrolnej (tab. 1). Wy-kazano równie¿ statystycznie istotn¹ zale¿noæ wewn¹trz badanych grup miê-dzy poziomem cynku u ryb a czasem trwania obserwacji po intoksykacji kad-mem (tab. 1). W zale¿noci od
materia-³u badanego w grupie ryb intoksykowanych kadmem redni poziom cynku z 60 dni badañ mieci³ siê w gra-nicach 5,85÷235,9 µg·g1 m.m., najni¿szy by³ w
miê-niach, a najwy¿szy w przedniej czêci przewodu po-karmowego i nerkach (tab. 1).
Zmiany zawartoci cynku w narz¹dach i tkankach ryb z grupy kontrolnej i intoksykowanej kadmem pod-czas 60-dniowej obserwacji zosta³y przedstawione na ryc. 1-7.
Najwiêkszy wzrost zawartoci cynku obserwowa-no po 24 godzinach od intoksykacji w nerce (ryc. 4), miêniach (ryc. 5) oraz przedniej (ryc. 6) i rodkowo--koñcowej (ryc. 7) czêci przewodu pokarmowego. W nastêpnych dniach badañ stwierdzono stopniowy spadek poziomu cynku w badanych próbach, który jed-nak po up³ywie 60 dni nie powróci³ do normy. Na tej podstawie mo¿na wnioskowaæ, ¿e eliminacja kadmu i towarzysz¹ce temu zmiany w poziomie cynku w ner-ce, miêniach i przewodzie pokarmowym, jest proce-sem powolnym. W skrzelach (ryc. 1) pocz¹tkowo (do 6 godz.) stwierdzono spadek poziomu cynku, a nastêp-nie, od 1. do 30. dnia trwania eksperymentu, obserwo-wano wzrost jego zawartoci, który utrzymywa³ siê do koñca dowiadczenia. Podobne zmiany mia³y równie¿ miejsce w w¹trobie (ryc. 3). Prawdopodobnie by³o to wynikiem wyst¹pienia procesu redystrybucji kadmu w trakcie procesu eliminacji przez nerki i ponownego w³¹czenia tego zwi¹zku do dystrybucji w organizmie ryb.
Morsy i Protasowicki (14) oraz inni autorzy (1, 14, 15, 24, 25) wykazali, ¿e kadm powoduje zaburzenia w poziomie cynku, miedzi, ¿elaza i magnezu w tkan-kach i narz¹dach ryb. Uzyskane zmiany w poziomie cynku w przeprowadzonym eksperymencie potwier-dzaj¹ powy¿sze dane. Wzrost zawartoci cynku w ner-kach jest prawdopodobnie zwi¹zany z wzrastaj¹cym rozpadem erytrocytów, w których cynk jest zmagazy-nowany jako sk³adnik anhydrazy wêglanowej (8). red-nia liczba erytrocytów w grupie intoksykowanej kad-mem waha³a siê w przedziale 1,48 ± 0,89 T·l1, a w
grupie kontrolnej 1,54 ± 0,20 T·l1(tab. 2). Na skutek
dzia³ania substancji toksycznej, któr¹ by³ podany do-otrzewnowo kadm, dosz³o do zaburzenia osmozy ery-trocytów. W nastêpstwie tego procesu erytrocyty pêcz-nia³y i ulega³y hemolizie, co zosta³o zaobserwowane w wykonanych rozmazach hematologicznych krwi ryb (ryc. 9a, b, c, d). Rozpad erytrocytów powoduje wzrost stê¿enia cynku w silniej ukrwionych narz¹dach.
Wzrost zawartoci cynku w w¹trobie i nerkach mo¿-na t³umaczyæ równie¿ tym, ¿e cynk jest wi¹zany przez proteiny osocza, a nastêpnie transportowany do w¹t-roby i nerki, gdzie jest wi¹zany z tionein¹ (ryc. 3 i 4). Zmniejszenie siê iloci cynku w w¹trobie po 6 godzi-nach od intoksykacji znajduje wyt³umaczenie tym, ¿e w tym czasie spada liczba erytrocytów we krwi (ryc. 8). Jest to prawdopodobnie zwi¹zane z upoledzeniem zdolnoci produkcyjnej erytrocytów w zwi¹zku z bra-kiem cynku w tym okresie.
Po zatruciu kadmem obserwowano statystycznie istotne ró¿nice w poziomie leukocytów w trakcie trwa-nia eksperymentu w porównaniu do grupy kontrolnej (tab. 2). rednia zawartoæ leukocytów w grupie in-toksykowanej kadmem waha³a siê w przedziale 9,96 ± 3,03 G·l1, a w grupie kontrolnej 7,86 ± 1,50 G·l1
(tab. 2, ryc. 8). wiadczyæ to mo¿e o reakcji na zatru-cie kadmem i towarzysz¹cy temu stres spowodowany zatruciem i codzienn¹ wymian¹ wody, przy czym na-le¿y podkreliæ, ¿e codzienna wymiana wody nie mia-³a odzwierciedlenia w statystycznej istotnoci wyni-ków w grupie kontrolnej (tab. 2) (4).
Wzrost stê¿enia cynku w skórze i miêniach po in-toksykacji kadmem jest prawdopodobnie zwi¹zany z wypieraniem tego mikroelementu z innych narz¹dów przez wprowadzony kadm. Stanowi to przyk³ad dzia-³ania antagonistycznego pomiêdzy cynkiem a kadmem. Wzrost zawartoci cynku w przedniej (ryc. 6) i rod-kowo-koñcowej czêci przewodu pokarmowego (ryc. 7) wiadczy o przechodzeniu cynku przez ten na-rz¹d. Jelito bierze udzia³ we wch³anianiu cynku, a w sytuacji, kiedy jest jego nadmiar w organizmie, uczest-niczy w jego wydalaniu. W przeprowadzonych bada-niach wch³anianie nie mo¿e byæ brane pod uwagê, ze
wzglêdu na spadek ³aknienia u karpi po intoksykacji kadmem (3). Nale¿y raczej przyj¹æ, ¿e to dowód na wy-pieranie cynku z organizmu ryby przez wprowadzony drog¹ iniekcji kadm.
Badanie poziomu zwi¹zków tok-sycznych oraz biopierwiastków po-zwala szybko zaobserwowaæ zmiany powstaj¹ce w organizmie ryb. Zabu-rzenia w poziomie bioelementów i obecnoæ metali ciê¿kich pojawiaj¹ siê najszybciej, nawet zanim pojawi¹ siê zmiany w zachowaniu siê ryb oraz widoczne uszkodzenia. Kadm jest pierwiastkiem silnie toksycznym dla ryb, a tak¿e cz³owieka, poniewa¿ jest bardzo ³atwo wch³aniany przez orga-nizm.
Dostêpne informacje w pimiennic-twie sugeruj¹, ¿e objawem zatrucia metalami u ryb (4, 9), w tym równie¿ kadmem (7, 20, 24, 25), jest pojawie-nie siê w krwiobiegu form m³odocia-nych erytrocytów (ryc. 10 a, b). M³o-dociane formy erytrocytów charakte-ryzuj¹ siê okr¹g³ym kszta³tem i du-¿ym, okr¹g³ym, centralnie po³o¿onym j¹drem o lunej chromatynie (ryc. 10 a, b). rednie stê¿enie hemoglobiny w grupie intoksykowanej kadmem waha³o siê w przedziale 63,25 ± 10,6 g·l1 (6,3 ± 1,1 g%) i by³o zbli¿one do
redniej wartoci stê¿enia hemoglo-biny otrzymanej dla grupy kontrolnej 63,28 ± 9,28 g·l1 (6,3 ± 0,9 g%)
(tab. 2) (4). wiadczy to o niewielkim dzia³aniu toksycznym subletalnej dawki kadmu podanego w formie in-iekcji dootrzewnowej. Statystycznie istotne ró¿nice w stê¿eniu hemoglo-biny pojawi³y siê w grupie karpi in-toksykowanych kadmem w trakcie procesu detoksykacji w 14. dobie od zatrucia. Wiêkszoæ autorów (11, 22) t³umaczy ten proces uruchomieniem w uk³adzie krwiotwórczym mecha-nizmów kompensacyjnych, dziêki którym organizm stara siê utrzymaæ prawid³owy poziom
transportowane-go tlenu, zaburzony w wyniku hemolizy erytrocytów (ryc. 9 a, b, c, d). Ponadto wzrost uwalniania form m³odocianych erytrocytów do krwi kr¹¿¹cej (ryc. 10) mo¿e byæ spowodowany zwiêkszeniem zapotrzebowa-nia na energiê, która jest niezbêdna do przebiegu pro-cesu detoksykacji lub wzrostu aktywnoci lokomo-torycznej bêd¹cej wynikiem dzia³ania stresu (25). Towarzyszy temu równie¿ pojawienie siê we krwi
obwodowej nieprawid³owo dziel¹cych siê erytrocytów podzia³y amitotyczne (ryc. 11).
Uzyskane wyniki dotycz¹ce poziomu cynku w wy-branych narz¹dach i tkankach karpi na tle wyników uzyskanych przez innych autorów (8, 15, 24, 25) mo¿na traktowaæ jako wartoci prawid³owe dla ryb badanego gatunku. Zaburzenia w gospodarce cynkiem, powsta-³e na skutek dootrzewnowej intoksykacji kadmem, by³y
Ryc. 9. Erytrocyty karpi po zatruciu kadmem: a, b, c, d; 1 erytrocyty prawid³o-we, 2 erytrocyty w stadium hemolizy cienie po erytrocytach, 3 erytrocyty, w których rozpoczyna siê proces pêcznienia i rozluniania chromatyny
3 1 a) 2 3 2 b) 1 3 c) 1 3 2 d)
Ryc. 10. Erytrocyty m³odociane (1)
1
a)
1
b)
Ryc. 11. Ró¿ne stadia amitozy erytrocytów (1)
1
a)
1
procesem odwracalnym i nie doprowadzi³y do zatrzy-mania funkcji ¿yciowych u ryby. Poziom zawartoci cynku, jako mikroelementu niezbêdnego do prawid³o-wego funkcjonowania organizmu karpi, po 60 dniach, poza kilkoma wyj¹tkami (skrzela, w¹troba i skóra), wróci³ do poziomu fizjologicznego. G³ównym czyn-nikiem wp³ywaj¹cym na zmianê poziomu cynku po zatruciu kadmem w tkankach i narz¹dach karpi jest czas, który up³yn¹³ od iniekcji dootrzewnowej. W ci¹-gu 60 dni zachodzi³ w organizmach ryb proces detok-sykacji po zatruciu, o czym wiadcz¹ zmiany w po-ziomie cynku w badanych narz¹dach.
Pimiennictwo
1.Ashby S. L., King I. J., Parker D. W.: The effect of cadmium administration on these biliary excretions of Cu and Zn and tissue distribution of these metals. Environ. Res. 1981, 26, 95-104.
2.Begeman H.: Hematologia praktyczna. PZWL, Warszawa 1985.
3.Brucka-Jastrzêbska E., Protasowicki M.: Effects of cadmium and nickel expo-sure on haematological parameters of common carp Cyprinus carpio L. Acta Ichthyolog. Piscat. 35, 176-186.
4.Brucka-Jastrzêbska E., Protasowicki M.: Elimination dynamics of cadmium, administered by a single intraperitoneal injection in common carp Cyprinus carpio L. Acta Ichthyolog. Piscat. 2004, 34, 167-180.
5.Dethloff G. M., Schlenk D., Khan S, Bailey H. C.: The effects of cooper on blood and biochemical parameters of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1999, 36, 415-423.
6.Dobrzañski Z., Ko³acz R., Bodak E.: Metale ciê¿kie w rodowisku zwierz¹t. Medycyna Wet. 1996, 52, 570-574.
7.Gill T. S., Epple A.: Stress-related changes in hematological profile of the American eel (Anguilla rostrada). Ecotoxicol. Environ. Saf. 1993, 25, 227--235.
8.Jezierska B., Witeska M.: Metal toxicity to fish. Wyd. Akademii Podlaskiej, Siedlce 2001.
9.Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków ladowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999.
10.Kazlauskiene N., Vosyliene M. Z.: Peculiarities of the physiological respon-ses of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) to cooper. Acta Zool. Lituanni-ca 1999, 9, 56-70.
11.Keen J. E., Calarco Steele A. M., Hauston A. H.: The circulating erythrocy-tes of rainbow trout (Salmo gairdneri). Comp. Biochem. Physiol. 1989, 94, 699-711.
12.Ko³acz R., Dobrzañski Z., Bodak E.: Bioakumulacja Cd, Pb i Hg w tkankach zwierz¹t. Medycyna Wet. 1996, 52, 686-692.
13.Moore J., Ramamoothy S.: Heavy metals in natural water. SpringerVerlag, Berlin 1984.
14.Morsy G., Protasowicki M.: Cadmium bioaccumulation and its effects on some haematological and histological aspects in carp Cyprinus carpio L., at selected temperature. Acta Ichtiolog. Piscat. 1990, 20, 105-116.
15.Protasowicki M., Chodyniecki A.: Bioakumulacja Cd, Pb, Cu i Zn w karpiu Cyprinus carpio L. w zale¿noci od stê¿enia w wodzie i czasu ekspozycji. Zesz. Nauk. AR Szczecin 1988, 133, 69-84.
16.Protasowicki M.: Bioakumulacja kadmu w wybranych narz¹dach karpia Cyprinus carpio L. przy ró¿nych sposobach intoksykacji. Mat. Symp. Bio-chemia stosowana w naukach rolniczych, Szczecin 1989, s. 80.
17.Rozporz¹dzenie Ministra rodowiska z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie warunków, jakie nale¿y spe³niaæ przy wprowadzaniu cieków do wód lub ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla rodowiska wodnego (Dz. U. z 2002 r. Nr 212, poz. 1799), wydane na podstawie ustawy Prawo Wodne.
18.Rozporz¹dzenie Ministra rodowiska z dnia 4 padziernika 2002 roku w spra-wie warunków, jakim powinny odpowiadaæ wody ródl¹dowe bêd¹ce rodo-wiskiem ¿ycia ryb w warunkach naturalnych. Dz. U. 2002, 176.
19.Sangalang G. B., Freeman H. C.: Tissue uptake of cadmium in brook trout during chronic sublethal exposure. Arch. Evniron. Contam. Toxicol. 1979, 8, 77-84.
20.Saravanan T. S., Hairkrishnan R.: Effects of sublethal concentrations of copper and endosulfan on haematological parameters of the freshwater fish, Sarotherodon mossambicus (Trewaves). J. Ecobiol. 1999, 11, 13-18. 21.Sobecka E., ProtasowickiM.: Changes in contents of zinc and copper in
organs and blood of nickel-exposed European catfish, Silurus glanis L. Acta Ichthyolog. Piscat. 2002, 32, 23-34.
22.Speckner W., Schindler J. F., Albers C.: Age-dependent changes in volume and haematological content of erythrocytes in the carp (Cyprinus carpio L.). J. Exp. Biol. 1989, 141, 133-149.
23.Svobodova Z., Pravda D., Palackova J.: Jednotne metody hematologickeho vysetrovani ryb (Uniform methods of haematological studies on fish.). Vyz-kumny Ustav Rybarsky a Hydrobiologicky. Vodnany 1986.
24.Witeska M., Jezierska B.: The effect of cadmium and lead on selected blood parametres of common carp. Arch. Pol. Fish. 1994, 2, 123-132.
25.Witeska M.: Wp³yw metali (Pb, Cu, Cd i Zn) na parametry hematologiczne i morfologiê komórek krwi karpia. Rozprawa naukowa nr 72. Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce 2003.
Adres autora: dr Ewa Brucka-Jastrzêbska, al. Piastów 40b, 71-065 Szcze-cin; e-mail: ewabrucka@poczta.onet.pl
