Primena Micro-Oxymax respirometra za procenu toksičnosti bakra na model organizmu Daphnia magna

Abstract

Vodeni organizmi su izloženi brojnim hemijskim supstancama različitih mehanizama toksičnosti i da bi se okarakterisali međusobni efekti važna je uporedna analiza hemijskih podataka i odgovarajućeg biološkog odgovora (biomarkeri) [1]. Slatkovodni, planktonski beskičmenjak Daphnia magna je dobro poznat model u ekotoksikologiji, zbog svoje visoke osetljivosti na toksične supstance i relativno lake kultivacije u laboratorijskim uslovima. Većina istraživanja o proceni toksičnosti različitih hemijskih supstanci bazira se na ispitivanju akutne toksičosti i letalne ili efektivne koncentracije supstance koje dovode do neželjenog efekta u 50 % slučajeva (LC50/EC50), međutim neophodne su i detaljnije informacije o toksičnosti, koje bi uključile subletalne efekte i senzitivnije biomerkere [2]. Pošto bakar i njegova jedinjenja spadaju u vodeće zagađujuće supstance vode, sprovedene su i evaluirane brojne procene njegovih opasnosti i/ili negativnih efekata (US EPA 2007;EU 2007) [3]. Homeostaza bakra u akvatičnim organizmima uključuje regulisan unos,transport i ekskreciju koja je slična kao kod sisara. Studije na D. magna, koje su bile izložene subletalnim koncentracijama bakra, pokazuju pojačan oksidativni stres u jedinkama [4]. U ovoj studiji praćena je potrošnja O2 i produkcija CO2 kod jedinki D. magna tokom 48 h izlaganja Cu2+ jonima. Respiracija D. magna (MicroBioTests Inc.) neonata praćena je 48 h pomoću dvanaestokanalnog Micro-Oxymax respirometra (Columbus Instruments, SAD). U intervalima od 4 h merena je koncentracija O2, paramagnetnim senzorom, a CO2 infracrvenim senzorom, pri čemu je tokom celokupnog trajanja eksprerimenta sistem bio zatvoren. Uzorci su pripremani u providnim Micro-Oxymax bocama zapremine 500 mL u kojima je bilo po 100 mL tečne podloge i 20 neonata. Korišćen je AdaM medijum (Aachener Daphnien Medium) [5]. Koncentracija Cu2+ jona bila je 50 μg/mL i odabrana je prema literaturno određenoj EC50 vrednosti za CuSO4 [6]. Jedinke nisu hranjene tokom eksperimenta i izlagane su na temperaturi od 20±2 ºC i fotoperiodu 16 h dan/8 h noć. Dobijeni podaci su evaluirani Micro-Oxymax softverom i određena je kumulativna potrošnja/proizvodnja gasova (μL). Nakon izlaganja praćena je imobilizacija neonata, a rezultati su izraženi kao procenat mortaliteta. Dva dana nakon izlaganja D. magna sa Cu2+ jonima, zabeležen je mortalitet jedinki od 75 %. Test je bio validan, jer nije zabeležen mortalitet u kontrolnoj grupi. Kod organizama koji su bili izloženi jonima bakra kumulativna potrošnja O2 je znatno manja tokom celog eksperimenta, dok je kumulativna produkcija CO2 u prvih 24 h manja, a dalje razlike nisu uočene, što se može pripisati dekompoziciji imobilisanih jedinki. Na osnovu dobijenih rezultata zaključeno je da se test na MicroOxymax respirometru može koristiti kao dodatni parametar za procenu akutnih efekata toksičnih susptanci na organizam D. magna.