Parametri antioksidacionog sistema u tkivima žaba Pelophylax esculentus kompleksa kao biomarkeri izlaganja metalima
Parameters of antioxidative defense system in tissues of the frogs from the Pelophylax esculentus complex exposure to metals
Аутори:
Prokić, Marko D.Остала ауторства
Borković Mitić, SlavicaJasnić, Nebojša
Saičić, Zorica
Pavlović, Slađan
Krizmanić, Imre
Тип документа:
Докторска теза (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт:
Organizmi su u životnoj sredini izloženi različitim zagađivačima i sredinskim faktorima. Metali su obeleženi kao rastući problem zbog svoje postojanosti i toksičnosti. Oksidacioni stres je jedan od glavnih načina delovanja metala na organizme. Redoks aktivni (Cu, Co, Cr, Fe, Ni i Zn) metali izazivaju direktno oksidacioni stres kroz Fentonovu i Haber-Vajsovu reakciju, dok redoks neaktivni metali (As, Cd, Hg i Pb) indirektno dovode do oksidacionog stresa kroz promenu aktivnosti antioksidacionog sistema (AOS).
Pelophylax esculentus hibridni kompleks se sastoji od tri vrste semiakvatičnih žaba (od roditeljskih vrsta Pelophylax ridibundus i Pelophylax lessonae i njihovog hibrida Pelophylax kl. esculentus) koje koegzistiraju i mogu da stupaju u reproduktivne odnose. Žabe su zbog svojih životnih karakteristika (složen životni ciklus, polupropustljiva koža, prisutnost u vodenoj i terestričnoj sredini) podložne akumulaciji metala preko vode i kroz lanac ishrane i zato predstavljaju potencijalno dobre bioindikatore.
Ciljevi ove doktorske disertacije su bili utvrđivanje razlika u bioakumulaciji metala, aktivnosti i koncentracijama parametara antioksidacionog sistema i aktivnosti holinesteraze u tkivima jetre, kože i mišića vrsta P. esculentus kompleksa sa četiri različita lokaliteta, zatim promene parametara antioksidacionog sistema pod uticajem različitih koncentracija akumuliranih metala, i na kraju potencijalna upotreba ovih parametara kao biomarkera efekata metala. Lokaliteti sa kojih su žabe izlovljavane su: jezero Popovica u okviru Nacionalnog parka “Fruška gora”, Specijalni rezervat prirode “Obedska Bara”, Park prirode “Ponjavica” i Veliki Bački kanal kao deo kanala Dunav-Tisa-Dunav. Parametri antioksidacionog sistema koji su analizirani u okviru enzimskih komponenti su: superoksid-dismutaza (SOD), katalaza (CAT), glutation-peroksidaza (GSH-Px), glutation-reduktaza (GR), enzim faze II biotransformacije glutation-S-transferaza (GST), a od neenzimskih komponenti: ukupni glutation (GSH) i slobodne
sulfhidrilne grupe (SH). Određivana je i koncentracija metala (As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn) u tkivima i vodi.
Rezultati bioakumulacije metala u tkivu jetre, kože i mišića vrste Pelophylax esculentus kompleksa pokazali su da je vrsta P. ridibundus akumulirala najveće količine metala, a zatim slede P. esculentus i P. lessonae. Razlike u bioakumulaciji metala mogu se povezati sa životnim navikama, hibernacijom, izborom plena i veličinom tela ovih vrsta. P. ridibundus je najkrupnija i uvek hibernira u vodi, dok ostale dve vrste imaju sitnije telo, drugačiji diverzitet plena i/ili hiberniraju na kopnu.
Od svih ispitivanih parametara antioksidacionog sistema, enzimi SOD, GSH-Px i koncentracija SH grupa pokazali su najveću varijabilnost kod vrsta Pelophylax esculentus kompleksa. Dok je odnos enzima CAT i GSH-Px u jetri odvojio P. esculentus od roditeljskih vrsta. P. esculentus je imala veću aktivnost CAT i značajno manju aktivnost GSH-Px u odnosu na P. ridibundus i P. lessonae. Dobijeni rezultati ukazuju na to da se pored različitih interakcija sa spoljašnom sredinom (razlike u akumulaciji metala) i fizioloških razlika (u bazalnom metabolizmu) vrste ovog kompleksa razlikuju i u parametrima antioksidacionog sistema.
Ispitivanje međutkivnih razlika u parametrima AOS, aktivnosti holinesteraze i akumulaciji metala između jetre, kože i mišića vrsta P. esculentus kompleksa pokazalo je da jetra ima najveće vrednosti ispitivanih parametara, kao i da akumulira najveći broj i najveće koncentracije metala (posebno izraženo u koncentracijama Fe, Cu, Al, Cd, Hg, i Ni). Zatim sledi koža, dok su najniže vrednosti AOS parametara i koncentracije metala zabeležene u mišićima.
Efekti različitih lokaliteta na vrste P. esculentus kompleksa pokazuju da se koncentracije akumuliranih metala u tkivima razlikuju od koncetracija metala izmerenih u vodi, što ukazuje da postoji povremeno zagađenje, ili su metali u tkiva dospeli na neki drugi način (npr., ishranom preko plena, ili su u nekom trenutku u toku svog životnog ciklusa bile izložene povećanim koncentracijama metala). Opšti trend je da povećanje zagađenja prati i veća akumulacija metala u tkivima žaba, dok se kod parametara AOS ne uočava jasan obrazac promene.
Odnos koncentracija metala i parametara AOS pokazuje da vrsta P. esculentus ima najveći broj Pirsonovih korelacija, zatim sledi P. ridibundus, dok je najmanji broj korelacija zabeležen kod P. lessonae. Redoks aktivni metali koji pokazuju najveći
efekat na ispitivane parametre kod žaba su: Cr, As, Ni, Fe i Cu, a redoks neaktivni: Hg i Cd. Među parametrima AOS najveći broj korelacija sa metalima pokazuju SH grupe, zatim SOD i GR. Od svih parametara antioksidacionog sistema koji se koriste kao biomarkeri, tri navedena (SH grupe, SOD i GR) se izdvajaju kao vrlo efikasni u biomonitoringu efekta različitih metala na tkiva žaba P. esculentus kompleksa.
Aktivnost holinesteraze kao parametar neurotoksičnosti pokazao je promene koje su u direktnoj vezi sa promenama koncetracija akumuliranih metala, i to pozitivne sa Al, Zn i Cu i negativne sa As i Hg. Ovo ukazuje da se i ChE može koristiti kao biomarker u studijama koje prate prisustvo i efekte metala kod žaba.
Istraživanja sprovedena u ovoj doktorskoj disertaciji pokazala su da se vrste P. esculentus kompleksa razlikuju u akumulaciji metala i parametrima antioksidacinog sistema, kao i da se ispitivani parametri mogu koristiti kao biomarkeri izlaganja i efekata metala. Na osnovu svega što je zabeleženo može se zaključiti da su vrste P. esculentus kompleksa pogodni bioindikatori prisustva i efekta metala u životnoj sredini.
Кључне речи:
Antioksidacioni sistem; Oksidacioni stres; Holinesteraza; Metali; Žabe; Pelophylax esculetus kompleks; Pelophylax ridibundus; Pelophylax lessonae; Biomarker; BiomonitoringИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2016, 1-199Финансирање / пројекти:
- Молекуларно физиолошки биомониторинг аеробних организама заснован на одређивању биохемијских биомаркера оксидационог стреса (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-173041)
URI
http://uvidok.rcub.bg.ac.rs/handle/123456789/1653https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2516
Колекције
Институција/група
IBISSAPA:
Prokić, M. (2016). Parametri antioksidacionog sistema u tkivima žaba Pelophylax esculentus kompleksa kao biomarkeri izlaganja metalima. University of Belgrade, Faculty of Biology.Vancouver:
Prokić M. Parametri antioksidacionog sistema u tkivima žaba Pelophylax esculentus kompleksa kao biomarkeri izlaganja metalima [dissertation]. Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Belgrade; 2016.199 p.Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
New records and updated distribution of the Balkan endemic and threatened water frog Pelophylax shqipericus in Montenegro / Нови подаци и ажурирана дистрибуција балканске ендемичне и угрожене зелене жабе Pelophylax shqipericus у Црној Гори
Ljubisavljević, Katarina; Urošević, Aleksandar; Vukov, Tanja (Belgrade: Natural History Museum, 2023) -
Biochemical parameters in skin and muscle of Pelophylax kl. esculentus frogs: Influence of a cyanobacterial bloom in situ
Gavrilović, Branka; Prokić, Marko; Petrović, Tamara; Despotović, Svetlana; Radovanović, Tijana; Krizmanić, Imre; Ćirić, Miloš; Gavrić, Jelena (Elsevier B.V., 2020) -
Heavy metals, oxidative stress and their relationship in Pelophylax ridibundus frogs during pre- and posthibernation period
Prokić, Marko; Gavrilović, Branka; Krizmanić, Imre; Gavrić, Jelena; Nasia, Mohammed; Borković Mitić, Slavica; Pavlović, Slađan; Despotović, Svetlana; Radovanović, Tijana; Saičić, Zorica (Association of Naturalists Students of the Jagiellonian University, 2017)