Uticaj mikotoksina zearalenona na aktivnost enzima antioksidativne zaštite i ponašanje larvi Tenebrio molitor (L.)

Abstract

Tenebrio molitor L. (Coleoptera, Tenebrionidae) (brašneni crv) je holometabolni insekt, koji se smatra jednim od glavnih štetočina silosa i žitarica. Sa druge strane, on se može smatrati i korisnom vrstom, obzirom da je izvor visoko kvalitetnih nutrienata u ishrani životinja, sa perspektivom korišćenja i u ljudskoj ishrani. Takođe je veoma važno istaći da su larve T. molitor osetljive na prisustvo mikotoksina u okruženju. Larve menjaju ponašanje u njihovom prisustvu, događaju se brze biohemijske i fiziološke promene koje ga prate, tako da vrsta T. molitor može imati potencijal za detektovanje mikotoksina u hrani. Za ovu studiju, izabran je mikotoksin zearalenon (ZEA), koji predstavlja sekundarni metabolit gljiva iz roda Fusarium, najčešće F. culmorum i F. graminearum. ZEA je pronañen u uzorcima pšenice i kukuruza širom Evrope u koncentracijama u rasponu od 15 µg/kg do 5700 µg/kg, pa čak i do 14,58 mg/kg (Fruhauf i sar., 2019). Cilj ovog istraživanja je bio da se ispita uticaj mikotoksina dodatog u pšenične mekinje, koje predstavljaju optimalan supstrat za gajenje larvi T. molitor, na aktivnost enzima antioksidativne zaštite, superoksid dismutaze (SOD) i katalaze (CAT), detoksifikacionog enzima glutation-S-transferaze (GST) kao i motornog ponašanje larvi (pređeni put, vreme provedeno u kretanju i prosečna brzina tokom kretanja). Primenjene doze mikotoksina su bile sledeće: 100 µg/kg (što odgovara maksimalno dozvoljenoj vrednosti u kukuruzu namenjenom za neposrednu ishranu ljudi), 2 mg/kg (žitarice i proizvodi od žitarica osim kukuruza namenjeni za ishranu životinja; Preporuka Evropske komisije 2006/576/EC) i 10 mg/kg hrane (što odgovara maksimalnim vrednostima koje se mogu naći u uzorcima žitarica). Koristili smo larve iz populacije gajene u Institutu za biološka istraživanja „Siniša Stanković“, koje su na početku eksperimenta bile prosečne starosti 2 meseca i prosečne težine 106,2 ± 0,8 mg. Uočeno je da prisustvo mikotoksina u hrani značajno utiče na aktivnost enzima SOD (F(3, 50)=11,738, P<0,001) i GST (F(3,50)=7,889, P<0,001), dok ne dovodi do promene u aktivnosti enzima CAT (F(3, 50)=0,775, P=0,513). Aktivnosti enzima SOD i GST su bile značajno više u grupama larvi gajenih na supstratu sa najnižom (100 µg/kg) i najvišom (10 mg/kg) dozom mikotoksina u odnosu na kontrolne larve gajene na supstratu bez mikotoksina. U grupi larvi gajenih na supstratu sa 2 mg/kg mikotoksina, aktivnost ovih enzima je bila na kontrolnom nivou. Mikotoksin prisutan u hrani utiče i na motorno ponašanje jedinki značajno menjajući pređeni put (H(3,33)=8,739, P<0,05) i vreme provedeno u kretanju (H(3,33)=7,866, P<0,05), dok nema uticaja na prosečnu brzinu tokom kretanja (H(3,33)=5,525, P=0,137). Pređeni put i vreme provedeno u kretanju su bili značajno niži u grupama larvi gajenih na supstratu sa najnižom (100 µg/kg) i najvišom (10 mg/kg) dozom mikotoksina, i nepromenjeni u grupi larvi gajenih na supstratu sa 2 mg/kg mikotoksina, u odnosu na kontrolne larve. Naši rezultati ukazuju da prisustvo mikotoksina ZEA u hrani u dozama od 100 µg/kg i 10 mg/kg dovodi do promena u fiziologiji i ponašanju larvi T. molitor, i to povećanja aktivnosti antioksidativnog i detoksifikacionog enzima praćenog smanjenom motornom aktivnošću. Stoga, analiza ovih lako merljivih i osetljivih parametara može biti važna u ispitivanju i ranom otkrivanju kontaminacije hrane ovim veoma opasnim mikotoksinom.