Сочинение на тему Токсическое и генотоксическое действие нитрата свинца в Фейерварье
- Опубликовано: 02.10.2020
- Предмет: Наука, Окружающая обстановка
- Темы: Тяжелый металл
АВТОРЕФЕРАТ
Свинец – это токсичный тяжелый металл, который поражает почти каждый орган в организме и особенно нервную систему. Свинец используется в промышленности и других коммерческих учреждениях регулярно благодаря своим свойствам, таким как мягкость, пластичность, пластичность, плохая проводимость и устойчивость к коррозии. Следовательно, важно понимать состояние токсичности, а также неблагоприятное воздействие на водную фауну, что является основной причиной беспокойства по поводу их постепенного снижения.
Амфибии, способные жить двойной жизнью, более подвержены воздействию этих элементов тяжелых металлов. Настоящее исследование направлено на изучение летального и сублетального действия нитрата свинца [Pb (NO3) 2] на личинок индийской крикетной лягушки (Fejervarya limnocharis). Для исследования было использовано 26-30 стадий головастиков Госнера. Головастиков лечили пятью концентрациями Pb (NO3) 2, а именно 12,5 мкг / л, 25 мкг / л, 50 мкг / л, 100 мкг / л и 200 мкг / л. Выживание и метаморфозы обработанных личинок наблюдались регулярно. Лечение показало значительную смертность. 100% летальность личинок до метаморфоза была зарегистрирована в группах, получавших более высокие концентрации Pb (NO3) 2. Генотоксические тесты проводились с использованием микроядерного теста in vivo. Было обнаружено, что возникновение микроядра является статистически значимым в эритроцитарных клетках с повышением концентраций лечения. Таким образом, можно утверждать, что концентрация Pb (NO3) 2, соответствующая окружающей среде, может оказывать вредное воздействие на популяцию и генетическое разнообразие Fejervarya limnocharis.
Ключевые слова: нитрат свинца, Fejervarya limnocharis, метаморфоза, генотоксичность, микроядра
Введение:
Свинец во всем мире считается одним из ядовитых и повсеместно распространенных токсических веществ в окружающей среде. Из-за не биоразлагаемой природы и высокой стойкости свинца в окружающей среде и постоянного использования его уровень постепенно повышается, создавая серьезную угрозу для человека и животных (Wani, et. Al., 2015). Свинец отрицательно влияет на многие органы, включая мочевую, нервную, сердечно-сосудистую, скелетную, иммунную, желудочно-кишечную и репродуктивную системы (Koh, et. Al., 2015). Он сильно влияет на нервную систему и изменяет функции яичек у людей и в дикой природе (Wani, et. Al., 2015; Assi, et. Al., 2016). Считается вероятным канцерогеном для человека, воздействие свинца было связано с раковыми заболеваниями головного мозга, желудка, почек, легких и мозговых оболочек (Boffetta, et al. 2011; Van Bemmel, et al. 2011; Koh, et. Al., 2015 ;). Следовательно, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять связь между свинцом и раком (Koh, et. Al., 2015).
Постепенное сокращение популяции амфибий является критической проблемой для исследователей во всем мире. Амфибии являются одним из лучших биоиндикаторов здоровья окружающей среды. Будучи как наземными, так и водными, земноводные играют важную роль в поддержании экологии обеих экосистем. Поскольку они ведут двойной образ жизни, они более подвержены изменениям окружающей среды по сравнению с другими организмами. Чрезмерное использование тяжелых металлов в ходе индустриализации и модернизации в значительной степени затронуло население амфибий.
Генетическая токсичность имеет жизненно важное значение, поскольку последствия генетических дефектов могут быть переданы следующему поколению и, следовательно, затронуть целую популяцию. Данные по генотоксичности важны, потому что загрязнители окружающей среды могут привести к сокращению генетического разнообразия в результате сильного отбора по химической устойчивости или сокращения популяции, что приводит к генетическому узкому месту и дрейфу. В таких популяциях вспышки болезней могут быстро принять форму эпидемии, которая может угрожать всему населению возможностью исчезновения. Таким образом, данные генотоксичности важны для идентификации генетического разнообразия (Мердок и Хеберт, 1994), естественного отбора, вызванного загрязнением (Пелес и др., 2003) и увеличения мутаций (Сомерс и др. 2002).
Согласно первой глобальной оценке состояния видов амфибий, более 40% видов амфибий в мире в последнее время сокращаются, что намного хуже, чем сообщалось для млекопитающих или птиц (Stuart et al., 2004). Снижение видов и популяций амфибий, вероятно, является результатом множества причин, включая разрушение среды обитания, инфекционные заболевания, вспышки, изменение взаимодействия паразитов-хозяев, интродукцию чужеродных видов и воздействие ксенобиотиков (Davidson и Knapp, 2007; Relyea and Diecks, 2008; Relyea, 2009). Растущее число лабораторий по всему миру оценивает экологическое воздействие ксенобиотиков и наночастиц тяжелых металлов на земноводных на уровне видов и сообществ. Один из лучших способов оценки риска соединений тяжелых металлов на амфибиях – это использование биологических тестов in vivo. Настоящее исследование было предпринято для изучения влияния Pb (NO3) 2 на личинок индийской крикетной лягушки (Fejerverya limnocharis).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ:
Коллекция личинок:
Головастики F. limnocharis были собраны из многолетних прудов рядом со станцией исследования, не загрязненных каким-либо источником пестицидов и другим антропогенным воздействием. Головастиков затем акклиматизировали в лабораторных условиях в выдержанной колодезной воде в полипропиленовых контейнерах. Впоследствии они были проверены на выявление и разделение головастиков, принадлежащих к стадиям Госнера 26-30 (Госнер, 1960). Этот период соответствует интенсивному кроветворению с активным делением клеток в циркулирующей крови. Оставшиеся личинки были выпущены на месте отбора. Эксперименты проводились при 26 ± 1ºC и 12 ч циклах света и темноты. Головастиков кормили дробленым кормом для рыб (Amrit Feeds, Калькутта, Индия) ad libitum. Во всех экспериментах уход за животными соответствовал установленным этическим нормам учреждениям.
Выращивание личинок и тест на токсичность:
Выращивание личинок и тестирование на токсичность проводились в соответствии со стандартными протоколами токсикологии, как описано в другом месте (Relyea & Mills, 2001; Reylea, 2004). Головастики выращивались в выдержанной колодезной воде. Стадии 26 (Госнер, 1960) личинки помещали в отдельные экспериментальные ванны с использованием рандомизированных блочных конструкций. Через определенные промежутки времени определяли рост и смертность личинок. Кроме того, время до метаморфоза и характер активности регистрировались на регулярной основе. `
Исследование выживания:
Эксперименты по выживанию личинок проводили в полипропиленовых ваннах (43 см × 27 см × 15 см), содержащих 2 литра выдержанной колодезной воды. Каждая ванна содержала 10 личинок. Химическая обработка состояла из отрицательного контроля (без какой-либо обработки), пяти различных концентраций Pb (NO3) 2, а именно (12,5 мкг / л, 25 мкг / л, 50 мкг / л, 100 мкг / л и 200 мкг / л). .
Вода в ванне менялась через день, и дозировки снова наносились на соответствующие ванны. Каждый день подсчитывали количество выживших головастиков и любые мертвые головастики, если мы их обнаружили, затем очень осторожно вынимали из ванны. Затем метаморфоз контролировали каждый день, и любого метаморфизованного головастика удаляли из ванны. Эксперимент продолжался в течение 35-40 дней, пока все головастики в контрольных ваннах не были полностью метаморфизованы.
Тест на генотоксичность:
Тесты на генотоксичность проводили с использованием микроядерного теста in vivo (Jaylet Test), как описано Jaylet (1986) и описано в другом месте. Вкратце, после соответствующего времени лечения головастиков анестезировали, и образцы крови получали путем пункции сердца. Три мазка крови для каждого животного немедленно готовили на чистых предметных стеклах, фиксировали в абсолютном метаноле в течение 3 минут и сушили на воздухе. На следующий день предметные стекла окрашивали раствором Гимзы. Частоту микроядер определяли в 1000 эритроцитов от каждого головастика, используя увеличение в 1000 раз. Закодированные и рандомизированные слайды оценивались вслепую одним наблюдателем. Частота микроядерных клеток была выражена на 2000 клеток.
Статистический анализ:
Время выживания головастиков, подвергшихся воздействию различных концентраций Pb (NO3) 2, сравнивали с использованием оценки предела продукта Каплана-Мейера. Определение значений LC50 было выполнено с использованием пробит-анализа. ANOVA использовали для анализа всех данных, связанных со временем до метаморфоза, изменения массы тела и частоты микроядер при разных уровнях концентрации. Анализы были выполнены с использованием статистического программного обеспечения SPSS 18.0 с 95% доверительным интервалом (Cl). Отклонения считались значимыми при значении р менее 0,05.
Результаты:
Обработка Pb (NO3) 2 на головастиках F. limnocharis с повышением концентрации вызывала повышенную смертность, которая зависела как от концентрации, так и от времени (рис. 1). Была изучена картина выживаемости головастиков до 13-го дня (день, когда наблюдались первые метаморфозы при концентрации лечения 12,5 мкг / л). Более высокие концентрации лечения 50 мкг / л, 100 мкг / л и 200 мкг / л вызывали 100% смертность на 4, 8 и 13 день соответственно. На следующем линейном графике можно легко наблюдать, что более высокая концентрация Pb (NO3) 2 вызывает высокую смертность. Более низкие концентрации лечения 12,5 мкг / л и 25 мкг / л показали выживаемость 96,6% и 86,6% на 13-й день воздействия Pb (NO3) 2.
Значения LC50 для Pb (NO3) 2 определяли между 24 и 96 часами. Воздействие 12,5 мкг / л и 25 мкг / л Pb (NO3) 2 не вызывало какой-либо летальности у головастиков до 96 ч лечения. Таким образом, значения LC50 для 24 ч, 48 ч, 72 ч и 96 ч воздействия были 812,34 мкг / л, 300,82 мкг / л, 178,8 мкг / л и 104,38 мкг / л соответственно. Значения LC50 уменьшались в зависимости от времени (r = 0,986, р <0,05).
Головастики, подвергшиеся воздействию Pb (NO3) 2, привели к ускоренному метаморфозу. Головастики, подвергшиеся воздействию более высоких концентраций Pb (NO3) 2 (50 мкг / л, 100 мкг / л и 200 мкг / л), не доживали до метаморфоза. Тем не менее, те, кто подвергается воздействию более низких концентраций, рано метаморфизируются в зависимости от концентрации. Среднее время метаморфоза в группах, получавших 12,5 мкг / л и 25 мкг / л концентрации Pb (NO3) 2 для лечения, было определено как высоко значимое (р <0,01) по сравнению с контрольной группой (рис. 2). Головастики в контрольной группе заняли в среднем 20,03 ± 2,82 дня для метаморфоза. Процент выживаемости до метаморфоза составил 48,27%, 34,48% и 0% для групп, подвергшихся воздействию 12,5 мкг / л, 25 мкг / л и других более высоких концентраций Pb (NO3) 2 соответственно. Средняя масса тела метаморфизованных индивидуумов была значительно снижена (р <0,05) и (р <0,01) в группах, подвергшихся воздействию 12,5 мкг / л и 25 мкг / л Pb (NO3) 2 соответственно. При визуальном осмотре, по-видимому, не было никаких серьезных отклонений в развитии конечностей у метаморфизированных индивидуумов ни в одной из групп воздействия.
Лечение нитратами свинца, вызванное микроядрами в эритроцитах головастиков F. limnocharis. Исследование генотоксичности проводилось в течение 48 часов. Оценка Micronucleus через 48 ч (r = 0,927; p <0,05) показала значительную индукцию микроядра при 25 мкг / л и выше по сравнению с необработанным контролем. В последующем анализе 12,5 мкг / л Pb (NO3) 2 не показали какого-либо статистически значимого образования микроядер по сравнению с контрольными группами. Положительный контроль циклофосфамид (2 мг / л) был изучен для справки. Общее влияние времени на индукцию микроядра (ANOVA) было статистически значимым (F5, 90,430, р <0,01). Наибольшая частота микроядер наблюдалась в группах с более высоким уровнем лечения. Было обнаружено, что индукция MN значительно увеличивается при увеличении концентрации лечения.
ОБСУЖДЕНИЕ:
EPA регулирует содержание свинца в соответствии с Законом о чистом воздухе (CAA) и назначает свинец в качестве опасного загрязнителя воздуха (HAP). Свинец используется в различных областях, а именно. в водораспределительных системах, красках, топливных присадках и электронных товарах (Grant., 2010). Использование свинца продолжало расти, и в последнее время оно возросло с пяти миллионов тонн в год в 1970 году до примерно 11,5 миллионов тонн в 2017 году (ILZSG, 2018). Свинец и соединения свинца, как правило, являются токсичными загрязнителями, представляющими большой риск для окружающей среды, человека и других позвоночных (Chiesa, et. Al., 2006). Соли свинца и органические соединения свинца наиболее вредны для экотоксикологии. EPA и Международное агентство по исследованию рака определили ведущую классификацию канцерогенных веществ В2, вероятного канцерогена для человека, на основе недостаточной информации о людях и достаточных данных о животных. Биохимические и молекулярные механизмы действия свинца остаются неясными, есть некоторые исследования, которые указывают на косвенные механизмы генотоксичности, такие как ингибирование репарации ДНК или продукции свободных радикалов (García-Lestón, et. Al., 2010). В настоящем исследовании значение LC50 для Pb (NO3) 2 в течение 24 часов, 48 часов, 72 часов и 96 часов было рассчитано как 812,34 мкг / л / л, 300,82 мкг / л / л, 178,80 мкг / л и 104,38 мкг / л соответственно. Значение LC50 рассчитывали с использованием пробит-анализа в SPSS 18.0 ®. Значение LC50, оцененное для F. limnocharis, может быть полезным в исследованиях, связанных с оценкой воздействия свинца на окружающую среду в контексте сокращения популяции амфибий. Свинец может привести к уменьшению этих популяций из-за его летальных и сублетальных последствий. Об этом сообщалось в исследовании in-situ, проведенном на водно-болотных угодьях, расположенных вдоль коридора Мерри-Крик в штате Виктория, юго-восточная Австралия, загрязнение тяжелыми металлами меди, никеля, свинца, цинка, кадмия и ртути отрицательно коррелировало с богатством видов ануранов. (Фикен и Бирн, 2012). Настоящее исследование выживаемости проводилось до тех пор, пока первые метаморфозы не наблюдались на 13-й день продолжительности воздействия. В исследовании выживаемости 100% смертность наблюдалась при более высоких концентрациях лечения 100 мкг / л и 200 мкг / л соответственно и выживаемость 3,33%, 80% и 86,6% наблюдалась при 50 мкг / л, 25 мкг / л и 12,5 мкг. / Л соответственно на 13-й день воздействия Pb (NO3) 2. Таким образом, было установлено, что выживаемость ануранов отрицательно коррелирует с увеличением концентрации Pb (NO3) 2 в препарате, что аналогично отчету Ficken and Byrne, 2012. Согласно World Heal …
Аннотация Это исследование было разработано для выявления содержания тяжелых металлов в пробах воды, взятых из трубчатых колодцев и из разных районов района Пишин. Анализ различных
Преимущества хэви-метал музыки С тех пор, как она была впервые представлена публике в 1970-х годах, хэви-метал ассоциировался с аморальной активностью. Эти противоречия связаны с этикой,
Концентрация почвенных ионов тяжелых металлов в разных регионах озера Мичиган Тяжелые металлы оказывают множество негативных воздействий на окружающую среду, от канцерогенности до широко распространенной гибели