Toxic effects of single and combined metals at the individual and population level of C. elegans

Datum: 5 februari 2019

Locatie: Campus Middelheim, A.143 - Middelheimlaan 1 - 2020 Antwerpen (route: UAntwerpen, Campus Middelheim)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Sofie Moyson

Promotor: R. Blust, S. Husson & G. Baggerman

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Sofie Moyson - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Door de toenemende menselijke activiteit is de aanwezigheid van metalen in het milieu de laatste decennia sterk toegenomen. Doordat metalen persistent zijn en worden doorgegeven via de voedselketen, kan een blootstelling aan deze verontreinigende stoffen leiden tot ernstige gezondheidseffecten voor verschillende organismen, inclusief de mens. Hoewel metalen in het milieu (voornamelijk) voorkomen als mengsels, worden echter vooral de effecten van enkelvoudige metalen bestudeerd en gebruikt voor het bepalen van normen voor milieubescherming en risicobeoordeling.

In het onderzoek naar de effecten van blootstelling aan enkelvoudige metalen werden reeds verschillende eindpunten bestudeerd van moleculair tot populatieniveau. Het aantal studies dat toxicologische effecten op verschillende organisatieniveaus combineert, is echter nog beperkt. Het hoofddoel van deze thesis was om inzicht te verwerven in de toxiciteit van enkelvoudige metalen (Zn, Cu en Cd) en te onderzoeken hoe deze toxiciteit verandert wanneer de enkelvoudige metalen gecombineerd worden in verschillende metaalmengsels. Hiervoor werden er meerdere eindpunten bestudeerd (mortaliteit, locomotie, ‘chemosensation’, lichaamslengte en populatiegrootte), gaande van het moleculair tot het populatieniveau. Tot slot werden de biobeschikbaarheid en bioaccumulatie van de metalen bepaald om de geobserveerde toxische effecten te verklaren. De bodemnematode Caenorhabditis elegans werd telkens gebruikt als testorganisme.

Onze studie toonde aan dat de meeste metaalmensgels een sterker toxische effect hadden dan de overeenkomstige enkelvoudige metalen, wat resulteerde in additieve of synergistische effecten voor ZnCu, CuCd en ZnCuCd, terwijl het antagonistisch effect van de metalen in het ZnCd mengsel afhankelijk bleek te zijn van de Zn concentratie.

De studie benadrukte tevens het belang van het bestuderen van verschillende eindpunten en organisatieniveaus. Er werd geen effect waargenomen op het moleculair niveau, terwijl de effecten op het individueel en populatieniveau duidelijk waren. Het toxisch effect van de metalen was bv. ook meer uitgesproken voor locomotie dan mortaliteit en ‘chemosensation’ bij korte termijnstudies op individueel niveau en het effect was duidelijker voor populatiegrootte dan lichaamslengte bij lange termijnstudies op populatieniveau.

Tot slot bleek de vrije metaalconcentratie en dus de aquatische opnameroute de beste voorspeller te zijn van de interne metaalconcentraties voor zowel enkelvoudige metalen als hun mengsels en voor de toxiciteit van enkelvoudige metalen.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen