Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Ekotoxikologické biotesty s ptáky a savci
Ptáci a savci
• Sekundární a terciární
konzumenti
• Druhy z řádu dravců a
sov, šelmy – konečný
článek potravní pyramidy
• Delší doba života –
potenciál bioakumulace
• ? zakoncentrování/
metabolizace látek v
potravních řetězcích
kontaminant
Ptáci
- terestrické i vodní prostředí
Ptáci - skupina necílových organismů pro pesticidy
• Primární intoxikace
• Sekundární intoxikace
• Údaje o toxicitě látek pro ptáky jsou
nenahraditelné
– akutní toxicita
– chronická toxicita
Riziko pro poškození ptačích populací
Druhy citlivé na pesticidy, těžké
kovy, POPs, sinicové toxiny
Především rybožravé druhy –
vrchol potravního řetězce
• Vliv na centrální nervový
systém
• Změny chování
• Poruchy smyslů
• Endokrinní účinky
• Poruchy reprodukce
• Mortalita embryí
• Malformace embryí
Divocí ptáci v prostředí
Forster’s Tern Nest
Snížení reprodukční kondice populací
Testy toxicity na volně žijících ptácích
Cíl: hodnocení vlivu antropogenních kontaminantů (pesticidy, odpady
atd.)
podpora registrace takových nových látek a přípravků, které:
• mohou představovat chronickou expozici ptáků
• jsou persistentní
• se mohou kumulovat v rostlinách a zvířatech
• vykázaly vliv na reprodukci laboratorních savců.
2 základní typy studií:
"screening field studies" - +/- toxicita? Mortalita, pohybová aktivita
„definitive field studies" - ? rozsah poškození? Biodiverzita,
abundance, biochemie krve, orgánů, hnízdní a pohybová aktivita,
aktivita páření, počet vajec, síla skořápky, líhnivost
Testy toxicity na ptácích
OECD guidelines
Section 2: Effects on Biotic Systems
• OECD GUIDELINES FOR TESTING OF
CHEMICALS
205, 1984: Avian dietary toxicity test
206, 1984: Avian reproduction test
223, 2010: Avian Acute Oral Toxicity Test
EPA Series 850
Ecological Effects Test Guidelines
850.2100 Avian acute oral toxicity test
850.2200 Avian dietary toxicity test
850.2300 Avian reproduction test
850.2400 Wild mammal acute toxicity
OECD 205 Avian dietary toxicity test
Test akutní perorální toxicity u ptáků
Testovací organismy: křepelka japonská (Coturnix coturnix japonica),
bažant obecný (Phasianus colchicus),
(případně: koroptev, vrána, kavka, špaček, racek, vlaštovka, kos,
drozd, pěnice, holub, káně, poštolka, volavka, kormorán).
Design:
ptáci ze stejné populace, 10-17 dní staří, známý původ
Před testem min.7 dní aklimatizace, na začátku zvážení jedinců,
(U volně žijících ptáků: večerní odlov, jedinec dostane při svítání jednorázově
dávku v kapsuli).
Osvětlení 12 až 16 hodin denně
Expozice v potravě 5 dní (120 hodin), pak 3 dny krmná směs bez testované látky
Min. 5 koncentrací látky v krmivu (limitní test 5000 ppm) – příprava rovnoměrným
rozmísením testované látky se základní krmnou směsí
Pokud dochází k úmrtí 7 a 8 den, prodloužení testu, až když 2 dny po sobě bez
mortality, max. 21 dnů
10 jedinců na 1 klec
Vážení křepelek
Hmotnost těla je
zjišťována:
1. 0.den
2. 5.den
3. 8.den
4. na konci testu, je-li
prodloužen
Váhy GX-400-EC
Akutní test toxicity u ptáků
Během testování se sleduje:
Příznaky intoxikace a abnormality v chování
Mortalita
Hmotnost těla
v OECD 205: 0.- 5., 8. den a na konci testu, je-li prodloužen
Spotřeba krmiva
v OECD 205: 0.-5., 5.-8. den, 8.-poslední den testu, je-li prodloužen
Vyhodnocení:
doba od aplikace k prvním příznakům toxicity
mortalita – LC50 (V OECD 205: 24hLC50, 48hLC50, 78hLC50, 96hLC50,
120hLC50)
doba potřebná pro detoxikaci a obnovení fyziologických funkcí
Validita testu:
Mortalita kontrolních jedinců nepřekročila 10%
Koncentrace látky v krmivu neklesla pod 80%
OECD 223 (2010): Avian Acute Oral Toxicity Test
Sekvenční testování – dle účelu:
• (1) test limitní dávky – pokud očekávaná nízká toxicita, dávka
obvykle 2000 mg/kg, 5 či 10 ptáků – porovnání s kontrolou
• (2) LD50-slope test – pokud je třeba znát LD50 i sklon křivky
a/nebo konfidenční interval, 3-4 stupně, 24-34 ptáků +
kontrola
• (3) LD50 test – pouze LD50, 2 stupně, 14 ptáků + kontrola
expozice gaváží - do volete nebo do žláznatého žaludku
(proventriculus)
po dávkování ptáci pozorováni 14 dní
Estimate LD50 based on
prior knowledge
(e.g., other studies or
limit dose test results)
Stage 1
4 doses; 1bird/dose
Calculate working LD50
from Stage 1
LD50-only test complete,
stop after Stage 2 and
calculate LD50
Stage 2
10 doses; 1 bird/dose
(study may start at Stage 2, depending
on results from limit dose test)
If 2 or more reversals,
calculate working LD50
and slope from Stages 1+2
If 0 or 1 reversals,
calculate working LD50
from Stages 1+2
Stage 3a
2 doses; 5 birds/dose
Stage 3b
5 doses; 2 birds/dose
If 2 or more
reversals, or 2 or
more partial kills
If 0 or 1 reversals and 0 or 1
partial kills, calculate working
LD50 from Stages 1+2+3b
LD50-slope test complete; using all
available data, calculate final LD50,
slope, and confidence intervals
Stage 4
5 doses; 2 birds/dose
Sekvenční
testování
• (2)
• (3)
EPA 850.2100: Avian Acute Oral Toxicity Test
min.14 dní aklimatizace, expozice kapsulí nebo gaváží
Mladí dospělci, min.16 týdnů
Min. 14 dní expozice
Není-li známo rozmezí koncentrací
– předběžný test – doporučeno 2, 20, 200, 2000 mg/kg b.w.
(pokud očekávána nízká toxicita stačí limitní test 2000 mg/kg
b.w. )
Definitivní test:
5 koncentrací, 10 jedinců na koncentraci – dávkování na
tělesnou hmotnost
Single-Dose Avian Embryotoxicity and Teratogenicity Test
Cíl: stanovení toxicity látky při přímé aplikaci na
skořápku
Organismus - kachna divoká
Princip - přímá aplikace na skořápku (ropa, pesticidy,
DDT, PCB)
Vyhodnocení:
• líhnivost
• nekrozy jater
• biochemické markery
• morfologické abnormality
• poruchy pohybu a metabolismu
Chick Embryotoxicity Screening Test (CHEST)– podobné, aplikace do vajíčka
OECD 206 Avian reproduction test
(US EPA Avian chronic toxicity test.)
Cíl: stanovení reprodukční toxicity látky podávané rodičovským jedincům. Testy
zahrnují účinky na reprodukci, fertilitu a teratogenitu
podpora registrace takových nových látek a přípravků, které:
• mohou představovat chronickou expozici ptáků
• jsou persistentní
• se mohou kumulovat v rostlinách a zvířatech
• vykázaly vliv na reprodukci laboratorních savců.
Testovací organismus :
kachna divoká, koroptev polní, křepelka
14 dní adaptace
Test reprodukční toxicity (OECD 206)
Design:
• minimálně 3 koncentrace látky v potravě, dle předběžných laboratorních testů
(ryba, krysa), nebo takové, které jdou 5x vyšší, než aktuální koncentrace dle
analýz
• Nejlépe dle výsledků akutního perorálního testu toxicity (OECD 205) – nejvyšší
koncentrace cca ½ LC10
Expozice připravena rovnoměrným rozmísením testované látky se základní krmnou
směsí
Ptáci v klecích v párech
Na každou koncentraci aspoň 12 párů
• - expozice začíná 10 týdnů před hnízděním a pokračuje 1-3 měsíce ve
snáškové sezóně, indukce snášky prodloužením fotoperiody
• - vejce jsou denně odebírány a uskladněny, kontrola prosvícením proti
prasklinám
• každý týden či 14 dní dány na inkubaci v líhni
• V 6.-14. dni kontrola prosvícením
• Přemístění z inkubátoru do líhně (např. u křepelky 16.den)
• Vylíhlá mláďata se chovají14 dní na adekvátní dietě
Test reprodukční toxicity (OECD 206)
V průběhu testu se sleduje:
 mortalita dospělců
 příznaky intoxikace
 hmotnost těla dospělců
 produkce vajec
 výskyt křapek
 tloušťka skořápky
 oplozenost vajec
 líhnivost kuřat
 hmotnost těla mláďat
 spotřeba potravy dospělci, mláďaty
 Makroskopické patologické vyšetření - dospělci
Vyhodnocení:
• Mortalita, počet vajec, sila skořápky, % oplodněných
• líhnivost, % živých mláďat po 3 a 14 dnech
• malformace, deformace očí, mozku, nohou a křídel,
• biochemické márkery (bilirubin, AP, AST, GST, DNA adukty..)
VETERINÁRNÍ A FARMACEUTICKÁ UNIVERZITA BRNO
ŠKOLNÍ ZEMĚDĚLSKÝ PODNIK
NOVÝ JIČÍN
JINAČOVICE
Aviární testy
Testy jsou prováděny na základě:
 akreditačního osvědčení a schváleného
Projektu pokusu podle § 12 vyhlášky č.
311/97 Sb., o chovu a využití pokusných
zvířat
 pověření podle § 40 zákona 147/96 Sb. k
ověřování vlastností přípravků na ochranu
rostlin
•Plastové skruže
průměr spodní 90 cm
průměr horní 100 cm
výška 40 cm
•Výhřevné zařízení
klobouková kvočna
závěsná BIOS
Pokusná Místnost
Regulace teploty
– optimum dle druhu
a stáří organismu
Vlhkosti (50-75%)
Světelného režimu
(12-16 hod světla)
Dobrá ventilace
Test atraktivnosti různých rodenticidů pro ptáky (BBA – metodika)
(Biologische Bundesanstalt für Land und Forstwirtschaft (BBA) in
Braunschweig, Germany)
- zjistit, zda je testovaná látka přijímána v množství,
které způsobuje příznaky otravy nebo mortalitu
- prognoza rizika akutních otrav ptáků v reálných
podmínkách
- venkovní voliery
- bažanti, křepelky, holub domácí
- adaptace 1 týden
- 16 hod. hladovění, 8 hodin
expozice – 3x po sobě
Pak 14 dní pozorovací doba
Pozorování
• 1. hod expoziční fáze
se ptáci pozorují
trvale
• Následujících 7 hod.
1x za hod.
• Cyklus se opakuje 3
dny po sobě
• Na poslední expoziční
fázi navazuje 14
denní pozorování
Vyhodnocení testů
• Test akutní perorální toxicity (OECD 205)
probitová analýza (graficky n. PC)
LC50
• Test na atraktivitu (BBA-metodika)
pokusná zvířata (druh, původ, věk)
popis voliér a podmínky testu vč. údajů o počasí
poznatky z pozorování - jak byla přijímána testovaná
substance
změny v chování, příznaky otravy
tělesná hmotnost testovacích jedinců
mortalita a makroskopický patologický nález
Testování toxicity na savcích
Celá řada normovaných testů na laboratorních savcích
Využití: medicína, farmacie, chemický výzkum, humánní
toxikologie….
• ČSN ISO
• EC directive
• EPA
• OECD
In vivo, in vitro testy, specifické účinky – neurotoxicita,
teratogenita, genotoxicita, karcinogenita
Akutní, subakutní, chronická toxicita
Typy expozice
Orální - podání ústy (orálně, per os, p.o.)
Dermální - aplikace na kůži
Inhalační - podání vdechováním
Injekční podání – do svalu (intramuscular i.m.)
- do břišní dutiny (intraperitoneální i.p.)
- do pohrudniční dutiny (intrapleurální i.p.l.).
- nitrožilní aplikace - injekce do žíly
(intravenozní i.v.)
- podkožní injekce (subkutánní s.c.)
• dle toho se stanovuje orální, dermální, inhalační… toxicita
• u výsledků testů toxicity nutné vždy uvádět expoziční cestu
Expoziční dávka se zpravidla uvádí v přepočtu na kg hmotnosti
organismu, případně na kg potravy
Vyhodnocované parametry
Široké spektrum – nejčastější :
• mortalita, biochemické parametry krve, tělesná
hmotnost
• reprodukce, počet a přežití mladých
• hmotnost orgánů
• histopatologické hodnocení
• spermatogram, reprodukční schopnost a aktivita
• sterilita
• mutace, mikrojádra, nádory,
VYHLÁŠKA 443 / 2004,
kterou se stanoví základní metody pro zkoušení toxicity chemických
látek a chemických přípravků
B.1 bis Akutní toxicita orální (per os) - metoda fixní
dávky
B.1 tris Akutní toxicita orální (per os) - metoda
stanovení třídy akutní toxicity
B.2 Akutní toxicita inhalační
B.3 Akutní toxicita dermální
B.4 Kožní dráždivost
B.5 Oční dráždivost
B.6 Senzibilizace kůže
B.7 Subakutní toxicita orální (per os) (28 denní
opakovaná aplikace)
B.8 Subakutní toxicita inhalační (28 denní
opakovaná aplikace)
B.9 Subakutní toxicita dermální (28 denní
opakovaná aplikace)
B.10 Mutagenita - test chromozómových aberací u
savčích buněk in vitro
B.11 Mutagenita - test chromozómových aberací v
kostní dřeni savců in vivo
B. 12 Mutagenita - in vivo mikronukleus test v
savčích erytrocytech
B. 17 Mutagenita - test genových mutací v savčích
buňkách in vitro
B.18 Poškození DNA reparace - neplánovaná syntéza
DNA - savčí buňka in vitro
B. 19 SCE - výměna sesterských chromatid in vitro
B.21 Test transformace savčích buněk in vitro
B.22 Dominantní letální test u hlodavců
B.23 Analýza chromozómových aberací u savčích
spermatogonií
B.24 Spot test u myší
B.25 Přenosné translokace u myší
B.26 Test subchronické orální toxicity (90 denní studie
orální toxicity s opakovanou aplikací hlodavcům
B.27 Test subchronické orální toxicity (90 denní studie
orální toxicity s opakovanou aplikací hlodavcům
B.28 Subchronická toxicita dermální (90 denní
opakovaná aplikace, studie na hlodavcích)
B.29 Subchronická toxicita inhalační (90 denní
opakovaná aplikace, studie na hlodavcích)
B.30 Testování chronické toxicity
B.31 Studie teratogenity
B.32 Test karcinogenity
EC directives (směrnice) - Methods for the Determination of Toxicity
92/69/EEC B.1 Acute Toxicity (Oral)
92/69/EEC B.1bis Acute Toxicity (Oral) Fixed Dose
Method
96/54/EC B.1tris Acute Toxicity (Oral) – Acute Toxic Class
Method
92/69/EEC, 93/21/EEC B.2 Acute Toxicity (Inhalation)
92/69/EEC B.3 Acute Toxicity (Dermal)
92/69/EEC B.4 Acute Toxicity (Skin Irritation)
92/69/EEC B.5 Acute Toxicity (Eye Irritation)
96/54/EC B.6 Skin Sensitisation
96/54/EC B.7 Repeated Dose (28 Days) Toxicity (Oral)
92/69/EEC B.8 Repeated Dose (28 Days) Toxicity
(Inhalation)
92/69/EEC B.9 Repeated Dose (28 Days) Toxicity
(Dermal)
2000/32/EC B.10 Mutagenicity - In vitro Mammalian
Chromosome Aberration Test
2000/32/EC B.11 Mutagenicity - In vivo Mammalian
Bone-Marrow Chromosome Aberration Test
2000/32/EC B.12 Mutagenicity Mammalian Erythrocyte
Micronucleus Test
2000/32/EC B.13/14 Mutagenicity – Reverse Mutation
Test using Bacteria
88/302/EEC B.15 Gene Mutation – Saccharomyces
cerevisiae
88/302/EEC B.16 Mitotic Recombination Saccharomyces
cerevisiae
2000/32/EC B.17 Mutagenicity - In vitro Mammalian Cell
Gene Mutation Test
88/302/EEC B.18 DNA Damage and Repair –
Unscheduled DNA Synthesis – Mammalian Cells in
vitro
88/302/EEC B.19 Sister Chromatid Exchange Assay in
vitro
88/302/EEC B.20 Sex-Linked Recessive Lethal Test in
Drosophila melanogaster
88/302/EEC B.21 In vitro Mammalian Cell Transformation
Test
88/302/EEC B.22 Rodent Dominant Lethal Test
2000/32/EC B.23 Mammalian Spermatogonial
Chromosome Aberration Test
88/302/EEC B.24 Mouse Spot Test
88/302/EEC B.25 Mouse Heritable Translocation
88/302/EEC B.26 Sub-Chronic Oral Toxicity Test:
Repeated Dose 90-Day Toxicity Study in Rodents
88/302/EEC B.27 Sub-Chronic Oral Toxicity Test:
Repeated Dose 90-Day Toxicity Study in Non-Rodents
88/302/EEC B.28 Sub-Chronic Dermal Toxicity Test: 90Day
Repeated Dermal Dose Study using Rodent Species
88/302/EEC B.29 Sub-Chronic Inhalation Toxicity Test: 90Day
Repeated Inhalation Dose Study using Rodent
Species
88/302/EEC B.30 Chronic Toxicity Test
88/302/EEC B.31 Teratogenicity Test – Rodent And Non-
Rodent
88/302/EEC B.32 Carcinogenicity Test
88/302/EEC B.33 Combined Chronic
Toxicity/Carcinogenicity Test
88/302/EEC B.34 One-Generation Reproduction Toxicity
Test
88/302/EEC B.35 Two-Generation Reproduction Toxicity
Test
88/302/EEC B.36 Toxicokinetics
2000/32/EC B.39 Unscheduled DNA Synthesis (UDS) Test
with Mammalian Liver Cells In vivo
2000/33/EC B.40 Skin CorrosionEC Directive 2000/33/EC
B.41 Phototoxicity - In vitro 3T3 NRU Phototoxicity Test
870.1000 Acute toxicity testing--background
870.1100 Acute oral toxicity
870.1200 Acute dermal toxicity
870.1300 Acute inhalation toxicity
870.2400 Acute eye irritation
870.2500 Acute dermal irritation
870.2600 Skin sensitization
870.3050 Repeated dose 28-day oral toxicity study
in rodents
870.3100 90-Day oral toxicity in rodents
870.3150 90-Day oral toxicity in nonrodents
870.3200 21/28-Day dermal toxicity
870.3250 90-Day dermal toxicity
870.3465 90-Day inhalation toxicity
870.3550 Reproduction/developmental toxicity
screening test
870.3650 Combined repeated dose toxicity study
with the reproduction/developmental toxicity
screening test
870.3700 Prenatal developmental toxicity study
870.3800 Reproduction and fertility effects
870.4100 Chronic toxicity
870.4200 Carcinogenicity
870.4300 Combined chronic toxicity/carcinogenicity
870.5195 Mouse biochemical specific locus test
870.5200 Mouse visible specific locus test
870.5300 In vitro mammalian cell gene mutation test
870.5375 In vitro mammalian chromosome aberration test
870.5380 Mammalian spermatogonial chromosomal aberration
test
870.5385 Mammalian bone marrow chromosomal aberraton test
870.5395 Mammalian erythrocyte micronucleus test
870.5450 Rodent dominant lethal assay
870.5460 Rodent heritable translocation assays
870.5550 Unscheduled DNA synthesis in mammalian cells in
culture
870.5575 Mitotic gene conversion in Saccharomyces cerevisiae
870.5900 In vitro sister chromatid exchange assay
870.5915 In vivo sister chromatid exchange assay
870.6100 Acute and 28-day delayed neurotoxicity of
organophosphorus substances
870.6200 Neurotoxicity screening battery
870.6300 Developmental neurotoxicity study
870.6500 Schedule-controlled operant behavior
870.6850 Peripheral nerve function
870.6855 Neurophysiology Sensory evoked potentials 870.7200
Companion animal safety
870.7485 Metabolism and pharmacokinetics
870.7600 Dermal penetration
870.7800 Immunotoxicity
870.8355 Combined Chronic Toxicity/Carcinogenicity
EPA Office of Prevention, Pesticides and Toxic Substances
(OPPTS) - guidelines organizovány do 10 serií:
850 - Ecological Effects Test Guidelines
870 - Health Effects Test Guidelines
OECD guidelines
- Section 4: Health Effects
430 In Vitro Skin Corrosion: Transcutaneous Electrical Resistance
Test (TER)
431 In Vitro Skin Corrosion: Human Skin Model Test
432 In Vitro 3T3 NRU Phototoxicity Test
435 In Vitro Membrane Barrier Test Method for Skin Corrosion
440 Uterotrophic Bioassay in Rodents: a short-term screening test
for oestrogenic properties
451 Carcinogenicity Studies (Original Guideline,
452 Chronic Toxicity Studies (Original Guideline, 453 Combined
Chronic Toxicity/Carcinogenicity Studies
471 Bacterial Reverse Mutation Test (Updated Guideline, adopted
473 In vitro Mammalian Chromosomal Aberration Test (Updated
Guideline,
474 Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test
475 Mammalian Bone Marrow Chromosomal Aberration Test
476 In vitro Mammalian Cell Gene Mutation Test
478 Genetic Toxicology: Rodent Dominant Lethal Test
479 Genetic Toxicology: In vitro Sister Chromatid Exchange Assay
in Mammalian Cells
480 Genetic Toxicology: Saccharomyces cerevisiae, Gene Mutation
Assay
482 Genetic Toxicology: DNA Damage and Repair, Unscheduled
DNA Synthesis in Mammalian Cells in vitro
483 Mammalian Spermatogonial Chromosome Aberration Test
484 Genetic Toxicology: Mouse Spot Test
485 Genetic Toxicology: Mouse Heritable Translocation Assay
486 Unscheduled DNA Synthesis (UDS) Test with Mammalian Liver
Cells in vivo
402 Acute Dermal Toxicity 403 Acute Inhalation Toxicity
404 Acute Dermal Irritation/Corrosion
405 Acute Eye Irritation/Corrosion
406 Skin Sensitisation
407 Repeated Dose 28-day Oral Toxicity Study in Rodents
408 Repeated Dose 90-Day Oral Toxicity Study in Rodents
409 Repeated Dose 90-Day Oral Toxicity Study in Non-Rodents
410 Repeated Dose Dermal Toxicity: 21/28-day Study
411 Subchronic Dermal Toxicity: 90-day Study
412 Repeated Dose Inhalation Toxicity: 28-day or 14-day Study
413 Subchronic Inhalation Toxicity: 90-day Study
414 Prenatal Developmental Toxicity Study
415 One-Generation Reproduction Toxicity Study
416 Two-Generation Reproduction Toxicity Study
417 Toxicokinetics
418 Delayed Neurotoxicity of Organophosphorus Substances
Following Acute Exposure
419 Delayed Neurotoxicity of Organophosphorus Substances: 28-day
Repeated Dose Study
420 Acute Oral Toxicity - Fixed Dose Method
421 Reproduction/Developmental Toxicity Screening Test
422 Combined Repeated Dose Toxicity Study with the
Reproduction/Developmental Toxicity
423 Acute Oral toxicity - Acute Toxic Class Method
424 Neurotoxicity Study in Rodents
425 Acute Oral Toxicity: Up-and-Down Procedure
426 Developmental Neurotoxicity Study
427 Skin Absorption: In Vivo Method
428 Skin Absorption: In Vitro Method
429 Skin Sensitisation: Local Lymph Node Assay
Standardní testy toxicity
prováděné na laboratorních
zvířatech
Go a Fraizer (1989)
Testy akutní, subakutní, subchronické a
chronické toxicity
určení vlivu dané látky na zdraví a úmrtnost zvířat při
různých délkách a úrovních expozice
Testy reprodukční toxicity
sledování vlivu dané látky na plodnost a porodnost
Testy vývojové toxicity
sledování schopnosti dané látky vyvolávat
abnormality ve vývoji plodu a novorozence
Testy akutní a chronické oční a kožní dráždivosti
sledování schopnosti dané látky dráždit a leptat kůži
nebo oko
Test hypersenzibilace
pro zjištění schopnosti dané látky vyvolávat vyrážky
a další alergické reakce
Test fototoxicity
pro zjištění zda vystavení dané látky slunečnímu
záření vede ke zvýšení její toxicity
Toxikokinetické studie
sledování absorpce, distribuce, biotransformace,
depozice a exkrece dané látky
Behaviorální testy
sledování vlivu chemikálií na kognitivní funkce (učení)
organismu během vývoje a v dospělosti
Testy toxicity na volně žijících savcích
(EPA 850.2400 Wild mammal acute toxicity)
Cíl: ověřit v přírodních podmínkách výsledky laboratorních testů na
hlodavcích
V případě látek, které jsou přímo vnášeny do přirozeného prostředí druhu
Testovací organismy: volně žijící hlodavci - myš, hraboš, zajíc, králík,
dále fretka, liška, lovná zvěř, (US - norek, skunk, bobr) – vybrat dle
relevantnosti pro danou látku a prostředí aplikace
Design: 28 dnů expozice v klecích, přírodní podmínky, dávkování do
vody a potravy
Vyhodnocení: mortalita, ovogeneze, spermatogram, reprodukční
aktivita, vývoj embryí, biochemie krve a orgánů (slezina, játra).
Volně žijící savci jako model v biomonitoringu
Studovaná oblast - severozápadní Čechy
30°42' N 13°36‘
Krušné hory, Mostecká pánev
Metody
testy mutagenních vlivů vnějšího prostředí
aberace chromosomů v somatických a pohlavních
buňkách
výskyt mikrojader v somatických buňkách
(mikronucleus test)
abnormality spermií
rezidua těžkých kovů
základní údaje z populační ekologie
Modely
rejsek malý (Sorex minutus)
rejsek obecný (Sorex araneus)
hraboš polní (Microtus arvalis)
norník rudý (Clethrionomys glareolus)
myšice lesní (Apodemus flavicollis)
Numerické anomálie pohlavních chromosomů
hraboš polní
Česká republika
2N=46, XY
2N=47, XYY
2N=45, X0
2N=47, XXY
Zima J et al., Hereditas 117: 203-207 (1999)
Výskyt abnormálních spermií
myšice lesní a norník rudý
Krušné hory vs. Labské pískovce
průměrné frekvence abnormálních spermií na 1500 buněk
DRUH
N
(jedinci) průměr SD
Apodemus
flavicollis
vzorek
kontrola
28
27
14,00 *
8,45 *
4,56
8,37
Clethrionomy
s glareolus
vzorek
kontrola
30
32
5,75
5,18
5,28
3,86
Ieradi LA et al., Folia Zool. 52: 57-66 (2003)
Rezidua těžkých kovů
průměr SD min max
vzorek
Cd
Pb
3,3
836,2
3,7
415,9
0
282,0
9.7
1614.4
kontrola
Cd
Pb
4,7
29,5
4,7
13,2
0
11,9
34,9
63,4
rejsek malý - Sorex minutus – játra [ppm, dry weight]
Tomášková L et al., Carnegie Museum Special Publications
Rezidua těžkých kovů
průměr SD min max
vzorek
Cd
Pb
23,3
321,4
43,1
295,7
0
0
149,9
1187,7
kontrola
Cd
Pb
5,4
193,2
9,0
299,0
0
0
38,5
779,8
rejsek obecný - Sorex araneus - ledviny [ppm, dry weight]
Tomášková L et al., Carnegie Museum Special Publications
Populační ekologie
• žádný detekovatelný vliv na
- poměr pohlaví
- populační strukturu
- reprodukci
- denzitu a produktivitu
• sestupný trend abundance
- snižování kvality stanoviště
v důsledku znečištění
- sukcese rostlinných společenstev
Závěry
úroveň kontaminace těžkými kovy indikuje
vážné poškození zdravotního stavu
základní demografické parametry populace
nevykazují známky narušení
vlivy znečištění a narušování stanovišť se
projevují na úrovni jedince, ale nejsou
zřetelné na úrovni populace
Další zdroje informací z monitoringu/bioindikací
• analýzy kostí a tuku dlouho žijících zvířat (více než 4 roky jelen,
prase divoké, spárkatá zvěř, vrány, kavky hnízdící na urč.
teritoriu)
• koloniálně hnízdící ptáci - rackové, kormoráni a populace –
analýza vajec
• vnitřnosti lovné zvěře (monitoring)
• odlov hrabošů z přírody ­ struktura populací, vývoj mláďat –
mortalita, teratogenita
• bioakumulace PAU, PCB, DDT, TK....
• biochemie+ genetika krve
3 R PRINCIPLE
1959: Russel & Burch: “3Rs principle”
Replacement - nahrazení in vivo experimentů alternativami
Reduction - snížení počtu zvířat pro zjištění požadovaných informací
Refinement - snížení bolesti a utrpení
Ochrana zvířat a etika práce s laboratorními zvířaty
• Zákon č. 246/1992 Sb. na ochranu zvířat proti týrání
§ 3 pro účely zákona se rozumí zvířetem každý živý obratlovec, kromě člověka,
nikoliv však plod nebo embryo
• Vyhláška č. 207/2004 Sb., o ochraně, chovu a využití pokusných zvířat, ve
znění pozdějších předpisů
státní orgány ochrany zvířat v České republice:
ministerstvo zemědělství (www.eAGRI.cz)
- Ústřední komise pro ochranu zvířat (ÚKOZ)
orgány veterinární správy
Inovace tohoto předmětu je spolufinancována
Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem
České republiky