Prijeđite na glavni sadržaj

Biomolekule koje vežu metale i zdravstveni poremećaji kod slatkovodnih organizama izloženih industrijskom otpadu (METABIOM)

Kategorija
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Šifra projekta
IP-2019-04-2636
Iznos financiranja
990738
HRK
Datum početka
1.1.2020.
Datum završetka
31.12.2023.
Status
Aktivan

Biomolekule koje vežu metale i zdravstveni poremećaji kod slatkovodnih organizama izloženih industrijskom otpadu (METABIOM)

Biomolekule koje vežu metale i zdravstveni poremećaji kod slatkovodnih organizama izloženih industrijskom otpadu (METABIOM)

Industrijsko postrojenje na rijeci Mrežnici pored Duge Rese.

A
A
A

Jedan od vodećih problema vodenih sustava u svijetu je neprestani porast njihovog onečišćenja koje potječe od različitih vrsta antropogenih aktivnosti, poput industrijske proizvodnje, iskapanja ruda i  taljenja. Među brojnim vrstama zagađivala u okolišnim istraživanjima značajno mjesto zauzimaju metali/metaloidi. Obveza je europskih zemalja osigurati dobru kakvoću svojih slatkovodnih sustava u skladu s Okvirnom direktivom o vodama Europske Unije (EU WFD; 2000), s ciljem osiguravanja opskrbe pitkom vodom za populaciju, kao i zaštitom slatkovodne biote. Kako bi to bilo ostvareno, uobičajeno je nadzirati onečišćenje slatkih voda metalima, odnosno mjeriti koncentracije otopljenih metala u vodi, kao frakciju koja je u većoj mjeri biološki raspoloživa u usporedbi s ukupnim koncentracijama metala te mjeriti koncentracije metala u sedimentu, kao mogući izvor metala u prehrani akvatičkih organizama. Nadalje, u ekotoksikološkoj se procjeni zagađenja metalima smatra standardnim istraživačkim pristupom odrediti razinu bioakumulacije metala, kao i promjene u razinama i aktivnostima biomarkera izloženosti i učinaka metala (npr. ukupnih citosolskih proteina (TP) za procjenu općeg stresa, metalotioneina (MT) za procjenu izloženosti metalima, ukupnog glutationa (tGSH) i katalaze (CAT) za procjenu antioksidativnog kapaciteta, malondialdehida (MDA) za procjenu oksidativnih oštećenja i acetilkolinesteraze (AChE) za procjenu izloženosti organskim zagađivalima i metalima) u organima akvatičkih organizama, što je najučinkovitiji način procjene potencijalnih učinaka metala na akvatičku biotu. Ribe i školjkaši predstavljaju dobar izbor bioindikatorskih organizama u takvim istraživanjima, ribe zato što se nalaze na vrhu akvatičkog hranidbenog lanca te stoga odražavaju kombinaciju biotičkih i abiotičkih uvjeta pojedinog akvatičkog okoliša, a školjkaši zato što su sedentarni organizmi, poznati po tome što akumuliraju visoke razine metala te unatoč tome preživljavaju. Uz to, riblja jetra i probavne žlijezde školjkaša preporučljivi su ciljni organi za navedene analize, jer predstavljaju metabolička, detoksikacijska i skladišna središta njihovih organizama. No, kako bismo ostvarili potpuniji uvid u učinke onečišćenja metalima i bioakumulaciju metala u akvatičkim organizmima, poput riba i školjkaša, važno je prikupiti informacije o sudbini metala u organima i stanicama bioindikatora nakon njihovog unosa i raspodjele unutar organizama. Mnogi elementi u tragovima imaju značajne biološke uloge kao sastavni dijelovi enzima ili proteinskih struktura. A često se pretpostavlja kako i njihova toksičnost proizlazi iz reakcija u citosolu, putem nespecifičnog vezanja na fiziološki važne molekule te njihove posljedične inaktivacije. Nakon ulaska u organizam, metali se mogu vezati na mnoštvo raznih biomolekula koje sudjeluju u metaboličkim funkcijama, pohranjivanju, detoksikaciji, mehanizmima toksičnosti ili izlučivanju. Za mnoge elemente, biološke funkcije i mehanizmi toksičnosti u akvatičkim organizmima još uvijek nisu dovoljno istraženi, a proteini na koje se vežu tek su djelomično prepoznati i opisani. Stoga je u novije vrijeme razvijeno novo znanstveno područje, pod imenom metalomika, a njegov najvažniji istraživački cilj je razjašnjenje fizioloških uloga i funkcija biomolekula koje vežu metalne ione u biološkim sustavima. Metalomičke analize zahtijevaju složene multidimenzionalne analitičke pristupe, uključujući tehnike razdvajanja, poput različitih tehnika tekućinske kromatografije, detektor visoke osjetljivosti specifičan za elemente, poput HR ICP-MS-a, te detektor specifičan za molekule, koji je zasnovan na spektrometriji masa, za karakterizaciju razdvojenih biomolekula koje vežu metale. Metalomičke pristupe i strategije trebalo bi češće primijenjivati u okolišnim istraživanjima radi razjašnjavanja mnogobrojnih novih metaloproteina u ribama i školjkašima, sa svrhom otkrivanja mehanizama koji se nalaze u pozadini metaboličkih funkcija i toksičnih učinaka metala te naposljetku identificiranja novih biomarkera zagađenja metalima. Nadalje, u literaturi je opisano kako izvjesni metali mogu uzrokovati različite zdravstvene probleme kod riba, poput imunosupresije i povećane osjetljivosti na virusne i bakterijske bolesti, deformacije koštanog sustava, neoplazme, poremećaje osmoregulatornog sustava te patološke promjene na jetrima riba, što je razlog za pobliže izučavanje učinaka zagađenja metalima na zdravlje riba.

Ovaj je projekt, dakle, predložen iz nekoliko razloga: 1) s ekološkog stajališta, jer je važno prepoznati izvore zagađenja slatkovodnih ekosustava i definirati snagu njihovog utjecaja; 2) jer je važno definirati posljedice zagađenja na akvatičke organizme, kako bi se osiguralo očuvanje njihove bioraznolikosti, kao i zdravlja; 3) jer je važno procijeniti rizik za ljudsko zdravlje uslijed konzumacije slatkovodnih organizama, posebice riba; 4) sa stajališta zagađenja metalima, jer je važno definirati promjene i zdravstvene poremećaje koji se javljaju kod akvatičkih organizama na odgovarajućim razinama izloženosti metalima te utvrditi sudbinu metala i njihovo ponašanje u organizmima nakon bioakumulacije; 5) jer je važno proširiti znanje o funkcijama, mehanizmima detoksikacije i toksičnim učincima metala u ribama i školjkašima, kao reprezentativnim bioindikatorima, primjenom modernih metodoloških pristupa; 6) jer je nužno identificirati biomolekule koje vežu metale te ih, kada je moguće, primijeniti kao biomarkere izloženosti i učinaka metala.

Ostali suradnici

Institut Ruđer Bošković, Zavod za istraživanje mora i okoliša, Laboratorij za biološke učinke metala

dr. sc. Dušica Ivanković, viša znanstvena suradnica

dr. sc. Nesrete Krasnići, viša stručna suradnica

dr. sc. Vlatka Filipović Marijić, viša znanstvena suradnica

Tatjana Mijošek, mag. biol. exp., asistentica

Institut Ruđer Bošković, Zavod za istraživanje mora i okoliša, Laboratorij za akvakulturu i patologiju akvatičkih organizama

dr. sc. Damir Valić, znanstveni suradnik

Fran Barac, DVM, stručni suradnik

Zvjezdana Šoštarić Vulić, tehničarka

Veterinarski fakultet, Sveučilište u Zagrebu

dr. sc. Emil Gjurčević, izvanredni profesor

dr. sc. Krešimir Matanović, docent

dr. sc. Snježana Kužir, izvanredna profesorica

Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu

dr. sc. Jasna Lajtner, izvanredna profesorica

Kemijski fakultet, Sveučilište u Oviedu, Oviedo, Španjolska

dr. sc. Maria Montes-Bayón, redovita profesorica

dr. sc. Elisa Blanco González, redovita profesorica

Samostalni vanjski suradnik

mr. sc. Krešimira Trgovčić

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.