FOLLOWING THE EFFECT OF SELENIUM ON CADMIUM ELIMINATION FROM THE ORGANISM OF JAPANESE QUAIL
Koréneková, B., Skalická, M., Naď, P., Korének, M.
Univerzita veterinárskeho lekárstva, Košice
Abstract
The effect of Se on Cd elimination from muscles and liver of Japanese quails were investigated. Eighty birds were divided into 3groups. Group 1 was the control group. The animals in group G2, received in water combination of 0.12mg/d Cd and 0.048 mg/d of Se. In group G3, Cd in dose 0.12 mg/d was added. After 110. day of experiment addition of Cd in group G2 (CdSe) was finished. Group G3(Cd) was divided into 2 parts A with addition of Cd and parts B with addition of Se. Cd was determined after 58 and 110d of supplementation by AAS method. The mean content of Cd in liver and muscles were significantly lower (P<0.001) after addition of Se. These results suggest that Cd levels in organs and tissues of Japanese quails can be counteracted by Se supplementation.
Key words: cadmium, selenium, liver, muscle, Japanese quail
Úvod
Problémy znečistenia životného prostredia škodlivými látkami predovšetkým z ťažby surovín, metalurgického priemyslu a z poľnohospodárstva sú dôsledkom doterajšieho prístupu
ľudskej populácie k využívaniu a ovplyvňovaniu prírody (Jacková, 2001; Kožárová a kol, 1997; Kočišová, 2004). Kadmium je významný industriálny a enviromentálny polutant, ktorý je pre organizmus toxický a má tendenciu kumulovať sa v potravovom reťazci a tak predstavujú značné riziko pre populáciu (Massanyi a kol., 2003). Výrazne sa jeho účinok prejavuje v akútnych prípadoch, kedy spôsobuje hepatotoxicitu a v prípade chronickej expoície nephrotoxicitu (Hastad a Klaassen, 2002). Absorpcia a kumulácia Cd v organizme zvierat závisí od širokého množstva faktorov, ako sú vek, výživa, pohlavie (Underwood a kol, 1999), ale tiež od komplexu antagonistických interakcií medzi prvkami (Naginiene a kol, 2002). Preto veľký dôraz sa kladie na predchádzanie poškodzovania životného prostredia a na hľadanie spôsobov eliminácie škodlivých látok z organizmu. Selén ako esenciálny prvok je zložkou glutation peroxidázového systému, jedného z primárnych antioxidantov. Klúčovým význam Se je v schopnosti väzby a tvorby komplexov s niektorými ťažkými kovmi, ktoré tak môžu chrániť a detoxikovať určité vitálne systémy (Bobček, 2002). Japonská prepelica (Coturnix coturnix japonica) je rozšírená takmer v celej Európe. Patrí do radu Galliformes,
čeľade Phasianidae a rodu Coturnix. Svojimi chovnými vlastnosťami je vhodná ako objekt pre
experimentálne účely (Cigánková a kol., 2005). Cieľom práce bolo sledovanie vplyvu prídavku selénu na elimináciu kadmia z organizmu Japonských prepelíc.
Materiál a metodika
Do experimentu boli zahrnuté Japonské prepelice vo veku 40 dní vážiace cca 170g. Experiment bol schválený etickou komisiou pričom podmienky experimentu boli v súlade s etickými a zoohygienickými požiadavkami. Prepelice v počte (80ks) boli držané v klietkách za kontrolovaných klimatických podmienok optimálnych pre ich rast a welfare. Kŕmené boli kompletnou kŕmnou zmesou HYD–10. Kŕmna zmes a voda boli podávané ad libitum.
Prepelice boli rozdelené do 3 skupín: 1. kontrolná skupina (bez prídavkov mikroprvkov), 2. skupina, kde prepeliciam bola denne vo vode podávaná kombinácia CdSe (0.048 mg Se/d a 0,12 mg Cd/d) a 3. skupina len s prídavkom 0,12 mg Cd/d.
Po 50. dni experimentu sme ukončili aplikáciu Cd v 2. skupine a prepeliciam sme podávali len Se do 110. dňa (CdSe →Se). Súčasne sme prepelice v 3. skupine rozdelili na dve časti,
podskupinu A, kde sa pokračovalo s podávaním Cd do 110. dňa experimentu (Cd→Cd) a na
podskupinu B len s prídavkom Se (Cd→Se). Vzorky prsnej, stehennej svaloviny a pečene boli odobraté na 50. a 110. deň experimentu, a spracované mikrovlnným rozkladom. Kadmium bolo analyzované na AAS podľa metodiky, ktorú uvádza Kocourek, (1992). Výsledky boli štatisticky spracované použitím Studentového t – testu (Microsoft Excel 7,0) na hladine významnosti P ≤ 0,05; P ≤ 0,01 a P ≤ 0,001.
Výsledky a diskusia
Hladiny Cd v kontrolnej skupine v prsnej, stehennej svlovine a v pečeni (0,021; 0,016; 0,026 mg.kg-1) neprevýšili limity pre svalovinu a vnútorné orgány 0,05; 0,5 mg.kg-1 udávané v Potravinovom kódexe SR (2004).
Prepelice v 2. skupine (Cd) mali po 50. dni experimentu štatisticky významne zvýšené hladiny Cd v stehennej svalovine (P ≤ 0,01), v prsnej svalovine a v pečeni (P ≤ 0,001) oproti kontrole (Graf. 1). Tieto výsledky sú v súlade s prácou Bokoriho a kol., (1995) a Kottferovej (2004), ktorí zistili po dlhodobej aplikácii Cd jeho zvýšenú kumuláciu Cd hlavne v pečeni hydiny.
V 3. skupine (CdSe) sme zaznamenali v priebehu experimentu taktiež signifikantný vzostup hladín Cd v svalovinách (P≤0,05) a v pečeni (P≤0,001) oproti kontrole, avšak menej výrazný. Vzájomných porovnaním výsledkov Cd experimentálnych skupín 2. (Cd) a 3. (CdSe) sme zistili štatisticky významné zníženie hladín Cd v svalovinách (P≤0,05) a v pečeni (P≤0,001) z 0,060; 0,056; 0,231 mg.kg-1 (2.sk, prídavok Cd) na 0,037; 0,025; 0,175 mg.kg-1(3.sk.-CdSe). Predpokladáme, že atómy Se kombinované s atómami Cd boli eskortované z pečene cestou žlčového systému a tak prispeli k eliminácii Cd z tela. Zabránilo sa tak ku poškodzovaniu tkanív Cd. Tento jav môže naznačovať, že ochranný účinok Se voči Cd bol spôsobený tvorbou vzájomných komplexov.
Na 110. deň experimentu sme 2. skupine (CdSe →Se) pozorovali vplyvom podávania Se
štatistické zvýšené hladiny Cd len v pečeni (P≤0,01). V 3. skupine v oboch podskupinách sme pozorovali signifikantne zvýšenie hladín Cd (P≤0,001) oproti kontrole.
Mierny vzostup hladín Cd v prsnej svalovine (P≤0,05) sme pozorovali pri porovnaní vzoriek 3. skupiny navzájom, podskupiny A(Cd) ku B podskupine (Cd→Se). Pri porovnaní hladín
kadmia v 3A skupine (Cd) ku 2.sk (CdSe →Se) sme pozorovali štatisticky významný pokles
hladín Cd v prsnej svalovine, pečeni (p≤0,01) a v stehennej svalovine (P≤0,05). Signifikantne výraznejší pokles hladín Cd v svalovine (P≤0,001) a v pečeni (p≤0,01) sme pozorovali pri porovnaní skupiny 3B (Cd→Se) ku 2.skupine (CdSe →Se). Potvrdil sa tak vplyv dlhodobého podávania Se na pokles hladín Cd a na účinnosť jeho eliminácie z organizmu preplíc v prsnej svalovine, stehennej svalovine a v pečeni z 0,026; 0,028; 0,272 mg.kg-1 (Cd→Se) na 0,012; 0,009; 0,109 mg.kg-1(CdSe →Se).
Selén je účinný antioxidant, ktorý je navrhnutý ako možný faktor Cd tolerancie. Prebieha ešte stále rozsiahla diskusia o tomto mechanizme. Exaktný mechanizmus Se indukovanej tolerancie ku Cd je nejasný. Se má vďaka vysokej afinite voči ťažkým kovom pomerne silnú tendenciu vytvárať s nimi chemické väzby a komplexy. Vznikajú tak nerozpustné, neaktívne formy biologicky inertných zlúčenín, ktoré zabraňujú poškodzovaniu tkanív kadmiom.
Graf.1.
Distribúcia Cd v svalovine a v pečeni Japonských prepelíc na 50. deň experimentu
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 svalovina svalovina prsná stehenná pečeň mg.kg-1 kontrola Cd CdSe Graf.2.
Eliminácia Cd vplyvom Se v svalovine a v pečeni Japonských prepelíc na 110. deň experimentu 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 svalovina svalovina prsná stehenná pečeň mg.kg-1 kontrola Cd Se z Cd Se z CdSe Literatúra:
1. Bokori J., Fekete S., Kadar I., Koncz J., Vetesi F., Albert M., 1995: Complex study of the physiological role of Cd. 3. Cd loading trials on broiler chickens, Acta Vet Hung. 43, 2-3, 195-228.
2. Bobček R 2002 The role of Se in nutrition of poultry, Slovenský chov 5, 32-33
3. Cigánková, V., Zibrín M., Boďa K., Holovská K.: Effect of long- term experimental hypodynamy on the adrenal glands of Japanese quails: An ultrastructural study, Bull Vet Inst Pulawy, 49, 2005, 449-453.
4. Jacková, A.: Vplyv emisií oceliarní na hovädzí dobytok. Vedecká konferencia:
environmentálneho a ekonomického, Michalovce, September 2001. Zborník ISBN 80-968630-6-1, 99-102
5. Kottferová,J.: Vybrané minerálne látky, ich význam, interakcie a eliminácie z organizmu. Habilitačná práca, 2004, pp. 127.
6. Kočišová, A., Petrovský, M., Toporčák, J., Nosál, P.: The potential of some insect growth regulators in housefly control., Biológia, 2004, 5, 661-668.
7. Kožárová, I., Máté, D., Turek, P., Nagy, J.: Antikokcidiká z pohľadu hygieny potravín. Slov. vet. čas., 22, 4, 1997, 205–208.
8. Harstad, E.B., Klaasen, C.D.: iNOS-null mice are not resistant to Cd chloride-induced hepatotoxicity, Toxicology, 175, 2002, 83-90.
9. Massanyi, P., Jančová, A., Uhrín, V.: Morphometric study of male reproductive organs in the rodent Apodemus sylvaticus and Apodemus flavicollis, Bull Vet Inst Pulawy, 47,1,2003,133-138.
10.Underwood, E.J., N.F. Suttle: The mineral nutrition of livestock, CABI International Publishing, 1999, 585.
11.Naginiene R., Abdrachmanovas O., Kregzdyte R., Ryselis S., 2002: Investigation of heavy metals in people with alopecia. Trace Elements and Electrolytes, 19, 2, 87–90.
12.VÝNOS MP SR a MZ SR z 15. marca 2004 č. 608/3/2004 - 100, ktorým sa vydáva hlava Potravinového kódexu Slovenskej republiky upravujúca kontaminanty v potravinách, 2.časť všeobecné požiadavky, 10. hlava kontaminanty v potravinách
Spracovanie príspevku bolo podporené projektmi: VEGA 1/0564/03, VEGA 1/1336/04, VEGA 1/1353/04
Kontaktná adresa:
MVDr. Beáta Koréneková, PhD., Katedra hygieny a technológie potravín, Univerzita
RIZIKÁ POUŽITIA POPOL–POPOLČEKOVEJ ZMESI PRI PESTOVANÍ