Ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng lên sự biến động năng lượng dự trữ và hoạt tính enzyme glutathione S-transferase của cá Chép (Cyprinus carpio) và cá Rô Phi (Oreochromis niloticus) trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (333.01 KB, 8 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng lên sự

biến động năng lượng dự trữ và hoạt tính

enzyme glutathione S-transferase của cá Chép

(Cyprinus carpio) và cá Rô Phi (Oreochromis

niloticus) trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy

Vũ Thị Huyền Trang

Trường Đại học Khoa học Tư nhiên

Luận văn ThS. Chuyên ngành: Sinh thái học; Mã số: 60 42 20

Người hướng dẫn: TS. Ngô Thị Thúy Hường; PGS.TS. Lê Thu Hà

Năm bảo vệ: 2013

Abstract: Đánh giá sự tích tụ KLN (Cu, Pb, Zn và Cd) trong mang, gan, thận của cá chép và cá 
rô phi theo mùa và theo mặt cắt trong khu vực nghiên cứu. Phân tích sự biến động của nồng độ
protein và hoạt tính GST trong cùng mẫu cá phân tích kim loại nặng. Bước đầu xác định tương
quan giữa nồng độ kim loại nặng tích tụ với nồng độ protein và hoạt tính GST trong cùng mẫu cá
phân tích

Keywords: Sinh thái học; Ơ nhiễm kim loại nặng; Hoạt tính enzyme glutathione S-transferase; 
Cá Chép; Cá rô phi; Sông Nhuệ; Sông Đáy

Content

MỞ ĐẦU

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

dài, tích tụ vào các mô sống của sinh vật qua chuỗi thức ăn mà ở đó con người là mắt xích cuối
cùng. Các kim loại Cd, Pb, Cu, Zn đều là các kim loại có độc tính cao đối với sinh vật và con

người nếu vượt quá ngưỡng cho phép. Mặc dù nồng độ các chất độc tích tụ trong cơ thể sinh vật
chưa cao nhưng khi tồn tại và tích tụ lâu dài, chúng có thể làm tổn thương sinh vật ở các mức độ
khác nhau hoặc thậm chí có thể gây chết.

Với số dân lên tới hơn 10 triệu người từ 6 tỉnh, thành phố, đặc biệt có thủ đơ Hà Nội sống trong
lưu vực sông (LVS) Nhuệ - Đáy, nên hoạt động kinh tế xã hội nói chung, nơng nghiệp và thuỷ
sản nói riêng, gắn liền với LVS là rất lớn, thêm vào đó là sự tăng nhanh về nhu cầu ni trồng,
đánh bắt cũng như sử dụng thuỷ sản làm nguồn thực phẩm. Sự ô nhiễm KLN trong nước sông và
bùn đáy có nguồn gốc từ sự rửa trơi trong nông nghiệp, chất thải sinh hoạt, làng nghề và đặc biệt
là từ các nhà máy và các khu công nghiệp. Hiện trạng này có thể dẫn tới sự tích tụ sinh học trong
các loài cá tự nhiên và các lồi cá ni lấy nguồn nước từ sơng. Tùy theo mức độ tích tụ, nó có
thể có tác động xấu tới sức khoẻ sinh lý của cá (ức chế và gây rối loạn miễn dịch, mất cân bằng
nội tiết hoặc bị stress về mặt sinh lý), làm thay đổi các thơng số sinh hố trong các mơ và máu
(Basa và Rani, 2003) hoặc ảnh hưởng đến sức khoẻ sinh sản và sự phát triển bền vững của quần
đàn cá tự nhiên cũng như nghề nuôi trồng thuỷ sản (NTTS). Hơn nữa, vấn đề về vệ sinh an toàn
thực phẩm và sức khoẻ người tiêu dùng không được đảm bảo khi tiêu thụ các sản phẩm nhiễm
độc KLN này.

Trước tình trạng ơ nhiễm ngày càng gia tăng trong LVS, Chính phủ và một số cơ quan hữu quan
đã tiến hành nghiên cứu và đánh giá hiện trạng môi trường trên hệ thống sông Nhuệ - Đáy cũng
như hiện trạng môi trường nước phục vụ NTTS. Tuy nhiên, những nghiên cứu đó chủ yếu chú
trọng vào việc đánh giá mức độ ô nhiễm do tác động của các nhà máy, làng nghề, nước thải sinh
hoạt, dựa vào tiêu chuẩn nước sinh hoạt, nước dùng cho NTTS và nước thải. Trong khi đó,
những nghiên cứu về ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng lên sức khoẻ sinh lý của một số loài
cá nước ngọt có giá trị kinh tế trong lưu vực sông Nhuệ-Đáy hầu như chưa được tiến hành.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu“Ảnh hưởng của ô nhiễm kim loại nặng lên sự biến động năng

lượng dự trữ và hoạt tính enzyme glutathione S-transferase của cá chép (Cyprinus carpio) và cá 
rô phi (Oreochromis niloticus) trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy” là việc làm cần thiết, nhằm góp

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

- Đánh giá sự tích tụ KLN (Cu, Pb, Zn và Cd) trong mang, gan, thận của cá chép và cá rô phi theo
mùa và theo mặt cắt trong khu vực nghiên cứu.

- Phân tích sự biến động của nồng độ protein và hoạt tính GST trong cùng mẫu cá phân tích kim
loại nặng.

- Bước đầu xác định tương quan giữa nồng độ kim loại nặng tích tụ với nồng độ protein và hoạt
tính GST trong cùng mẫu cá phân tích.

REFERENCES 
Tiếng Việt

1. Phạm Minh Anh. So sánh cá rô phi sản xuất bằng lai khác loài và siêu đực Oreochromis

niloticus dòng Egypt-Swansea, 1999.

2. Đỗ Quý Hai (cb), Nguyễn Bá Lộc, Trần Thanh Phong, Cao Đăng Nguyên. Giáo trình hóa

sinh. NXB Đại học Huế, 2008.

3. Nguyễn Văn Hảo và Ngô Sỹ Vân, 2001. Cá nước ngọt Việt Nam (tập 1) Họ cá chép

Cyprinidae. NXBNN, 2001.

4. Dương Đức Tiến và Lê Hồng Anh. Hiện trạng sơng Nhuệ và nguồn lợi thuỷ sản. Tuyển 
tập báo cáo khoa học tại Hội thảo khoa học toàn quốc về NTTS, 2000.

5. Nguyễn Tấn Trịnh, Hà Ký, Bùi Đình Chung, Trần Mai Thiên và ctv. Nguồn lợi thuỷ sản

Việt Nam. NXB Nông Nghiệp, 2006.

6. Phan Thị Vân và ctv. Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Nhuệ, sông Đáy phục vụ nuôi

trồng Thủy sản. Báo cáo nhiệm vụ gửi Bộ NN & PTNT, 2008.

7. Mai Đình Yên. Cá kinh tế nước ngọt Việt Nam. NXB khoa học và kỹ thuật, 1983. 
Tiếng Anh

8. Abdel-Fattah, M. El-Sayed. Tilapia culture. Edited by CABI Publishing, Cambridge, USA, 
2006.

9. Abu Hilal, A.H., Ismail, N. S., Heavy metals in eleven common species of fish from the

Gulf. Journal of Biological Sciences, 1 (1), pp. 13-18, 2008.

10. Action (UNEP/GPA), U.N.E.P.G.P.o., Why the marine environment needs protection from

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

11. Ahmad, I., Pacheco, M., Santos, M. A.Enzymatic and non-enzymatic antioxidants as an

adaptation to phagocyte-induced damage in Anguilla anguilla L. following insitu harbor 
water exposure. Ecotoxicology and Environmental Safety, 57, pp. 290-302, 2004.

12. Andrade, V.M., , Silva, J., Silva, F.R., Heuser, V.D. Dias, J. F., Yoneama, M. L., De
Freitas, T. R. O. Fish as bioindicators to assess the effects of pollution in two southern

Brazilian rivers using the Comet assay and micronucleus test. Environ. Mol. Mutage., 44,

pp. 459-468, 2004.

13. B., M.The isoenzymes of glutathione transferase. Advances in enzymology and related

areas of Molecular biology, 57, pp. 357-417, 1985.

14. Barceloux. D.G. Barceloux. Copper. J. Toxicol. Clin. Toxicol, 37, pp. 217–237, 1999. 
15. Begum. Carbofuran insecticide induced biochemical alterations in the liver and the muscle

tissues of the fish Clarias batrachus (Linn.) and recovery response. Aquat. Toxicol, pp.

83–92, 66 (2004).

16. Board PG, C.M., Chelvanayagam G, Easteal S, Jermiin LS, Schulte GK, Danley DE, Hoth
LR, Griffor MC, Kamath AV, Rosner MH, Chrunyk BA, Perregaux DE, Gabel CA,
Geoghegan KF, Pandit J. Identification, characterization, and crystal structure of the

Omega class glutathione transferases. J Biol Chem, 275 (32), pp. 24798-24806, 2000.

17. S. E. W.Bonga. The stress response in fish. Physiol. Rev, 77, 591-625, 1997.

18. Bruins MR, K.S., Oehme FW. Microbial resistance to metals in the environment. 
Ecotoxicol Environ Safe, 45, pp. 198-207, 2000.

19. Dautremepuits, C., Marcogliese ,D.J., Gendron, A. D., Fournier, M.,. Gill and kidney

antioxidant processes and innate immune system responses of yellow perch (Perca 
ﬂavescens) exposed to different contaminants in the St.Lawrence River Canada. Science of

the Total Environment, 407, pp. 1055–1064, 2009.

20. DH, N. Microbial heavy metal resistance. Appl Microbiol Biotechno, 51, pp. 730-750, 
1999.

21. Diana, J.S.,. An experimental analysis of the metabolic rate and food utilization of northern

pike. Comp. Biochem. Physiol.; 71: 395-398, 1982.

22. Dierickx, P.J,. Hepatic glutathione S-transferases in rainbow-trout and their interaction

with 2,4-dichlorophenoxy-acetic acid and 1,4-benzoquino. Comp. Biochem. Physiol. C.,

82, pp. 495-500, 1985.

23. Dirr, H.W., Reinemer, P. and Huber, R.,. X-ray crystal structures of cytosolic

glutathioneS-transferases. Implications for protein architecture, substrate recognition and catalytic function.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

24. Eaton, D.L., Bammler, T.K. Concise review of the glutathione S-transferases and their

significance to toxicology. Toxicol. Sc, 49, pp. 156-164, 1999.

25. Fernandes, C., Fontaínhas-Fernandes, A., Ferreira, M., Salgado, M.A. Oxidative stress

response in gill and liver of Lizasaliens, from the Esmoriz-Paramos Coastal Lagoon, 
Portugal. Archives o fEnvironmental Contamination and Toxicology, 55 (2), pp. 262–269,

2008.

26. Florence, T.M., Speciation of zinc in natural waters, in Zinc in the environment. J.O. 
Nriagu, Editor., Wiley: New York. p. 199-227, 1980.

27. Florence, T.M.a.G.E.B., Chemical speciatiolis in natural waters. CRC Crit. Rev. Anal. 
Chem. , 9, pp. 219-296, 1980.

28. Fournier, D., Bride, J. M., Poirie, M., Berge, J. B. and Plabb, F. W., Insect glutathione

S-transferases. Biochemical characteristics of the major forms from housefies susceptible 
and resistant to insecticides. J. Biol. Chem., 267, pp. 1840-1845, 1992.

29. Habig, W.H., et al., Glutathione S-transferase. The fist enzymatic step in mercapturic acid

formation. J. Biol. Chem., 249, pp. 7130-7139, 1974.

30. Hayat, S., .Javed, M., Razzao, S., Growth performance of metal stressed. Pakistan 
Veterinary. Journal, 27 (1), pp. 8-12, 2007.

31. Iqbal Ahmad, M.O., Ma ´rio Pacheco, Maria Ana Santos. Anguilla anguilla L. oxidative

stress biomarkers responses to copper exposure with or without b-naphthoﬂavone 
pre-exposure. Chemosphere, 61, pp. 267 – 275, 2005.

32. Jakoby, W.B., The glutathione S-transferases: a group of multifunctional detoxification

proteins. Adv. Enzymol. , 46, pp. 383-414, 1978.

33. Jakovlić, I. and J.-F. Gui. Recent invasion and low level of divergence between diploid and
triploid forms of Carassius auratus complex in Croatia. Genetica, 139(6): p. 789-804, 2011.
34. Jenne, E.A., Chemical Modelling in Aqueous Systems, ed. E.A. Jenne., Washington DC:

American Chemical Society, 1979.

35. Kikuchi T., Furuichi T., Hai H.T., Tanaka S.,. Assessment of heavy metal pollution in river

water of Hanoi, Vietnam using multivariate analyses. Bull Environ. Contam. Toxicol.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

36. Langston, R.W.Toxic effects of metals and the incidence of marine ecosystem. Furness, 
R.W., Rainbow, P.S., Eds. Heavy metals in the marine environment. CRC Press, New
York; 128-142, 1989.

37. Larocque and Rasmussen. A.C.L. Larocque, P.E. Rasmussen. An overview of trace metals

in the environment from mobilization to remediation. Environ. Geol., 33 (1998), pp. 85–90,

1998.

38. Leblanc, G.A. Hepatic vectorial transport of xeno 
39. biotic. Chem. Biol. Inleract., 90, pp. 101-120, 1994.

40. Levine, S.L., Oris, J. T. CYP1A expression in liver and gill of rainbow trout following

waterborne exposure: implications for biomarker determination. Aquatic Toxicology, 46,

pp. 279-287, 1999.

41. Luckey, T.D., Venugopal, B. pT, a new classification system for toxic compounds. J 
Toxicol Environ Health, 2, pp. 633 – 638, 1977.

42. Mantoura, R.F.C.a.J.P.R.The analytical concentration of humic substances from natural

waters. Anal. Chim. Acta, 76, pp. 97-106, 1975.

43. Martin, J.L.,. Thioredoxin-a fold for all reasons. Structure 3,pp. 245-250, 1995.

44. Monteiro, S.M., Rocha, E., Mancera, J. M., Fontaínhas-Fernandes, A., Souza, M. A stereo

logical study of copper toxicity in gills of Oreochromis niloticus. Ecotoxicol. Environ.

Safe., 72, pp. 213-223, 2009.

45. Muratozmen, A., F.Zehrakucukbay And R.Elifguler. Monitoring the Eﬀects of Water

Pollution on Cyprinus carpio in Karakaya Dam Lake, Turkey. Ecotoxicology, 15

(157-169), pp, 2006.

46. Nedelkoska and Doran. T.V. Nedelkoska, P.M. Doran. Characteristics of heavy metal

uptake by plant species with potential for phytoremediation and phytomining. Miner. Eng,

pp. 549–561, 13 (2000).

47. Norman-López, A. and T. Bjørndal.Is tilapia the same product worldwide or are markets

segmented? Aquaculture Economics & Management. 13(2): p. 138-154, 2009.

48. Olsvik, P.A., Gundersen, R., Andersen, R. A., Zachariassen, K. E. Metal accumulation and

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

49. Orbea, A., Ortiz-Zarragoitia, M. , Sole , M., Porte, C., Cajaraville, M. Antioxidant enzymes

and peroxisome proliferation in relation to contaminant body burdens of PAHs and PCBs 
inbivalve molluscs, crabs and ﬁsh from the Urdaibai and Plentzia estuaries (Bay of 
Biscay). Aquat. Toxicol., 58, pp. 75-98, 2005.

50. Organization, F.a.A. Fisheries & Aquaculture: Cultured Aquatic Species Information

Programme – Cyprinus carpio.2

51. Playle, R.C.Modelling metal interactions at ﬁsh gills. Science of the Total Environmental 
Pollution, 219, pp. 147-163, 1998.

52. Reynders, H., Verbotes, L., Gelders, M., De Coen, W. M., Blust, R .Accumulation and

effects of metals in caged carp and resident roach along a metal pollution gradient.

Sci.TotalEnviron., 391, pp. 82–95, 2008.

53. Santos, M.A., Pacheco, M., Ahmad, I.,. Anguilla anguilla L. Antioxidants responses to

insitu bleached kraft pulp mill efﬂuent outlet exposure. Environment International, 30, pp.

301–318, 2004.

54. Sastry, K.V., Rao, D.R. Effects of mercuric chloride on some biochemical and

physiological parameters of the freshwater murrel Channa punctatus. Environ. Res., 1984;

34: 343-350, 1984.

55. Skidmore J. Respiration and osmoregulation in rainbow trout with gill damage by zinc

sulphate. 9. exp. Biol. 52, 481, 1970.

56. Slatinskf I, S.M., Havelkovi M, Svobodovi Z,. Biochemical markers of aquatic pollution in

fish – glutathione S-transferase. Folia Vet Lat, 52, pp. 129-134, 2008.

57. Stomiñska, I., Jezierska, B.,. The effect of Heavy metals on post embryonic development of

common carp, Cyprinus carpio L. Archives of Polish Fisheries, 8 (1), pp. 119-128, 2000.

58. Tessier, A.a.P.G.C.C.Partitioning of trace metals in sediments: relationships with

bioavailability. Hydrobiologia, 149, pp. 43-52, 1987.

59. UNEP, Assessment of the present state of pollution by Cadmium, Copper, Zinc and Lead in 
the Mediterrane, 1986.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

61. Vinodhini R, N.M.,. Biochemical changes of antioxidant enzymes in common carp

(Cyprinus carpio L.) after heavy metal exposure. Turk J Veter Sci, 33 (4), pp. 273- 278,

2009.

62. WHO, Inorganic lead. Environmental Health Criteria, 165, pp, 1992. 
63. WHO, Cadmium. Environmental Health Criteria, 1992.

64. Wilce , M.C.J.a.P., M. W.Structure and function of glutathione S-transferases. Biochim. 
Biophys. Acta, 1205, pp. 1-18, 1994.

65. Wilce, M.C.J., Board, P. G., Feil, S. C. and Parker, M. W.,. Crystal structure of a theta - class

glutathione transferase. EMBO J, 14, pp. 2133 – 2143, 1995.

66. Witeska, M., Jezierska, B., Chaber, J. The influence of cadmium on common carp embryos

and larvae. Aquaculture, 1995; 129: 129-132, 1995.

67. Yang, Y., Cheng, J,2., Singhal, S. S., Saini, M., Pandya, U., Awasthi, S. et al,. Role of

glutathion S-transferases in protection against lipid peroxidation: overexpression of 
hgsta2-2 in k562 cells protects against hydrogen peroxide-induced apoptosis and inhibits 
jnk and caspase 3 activation. J. Biol. Chem, 276, pp. 19220-19230, 2011.

68. Yi YJ, Yang ZF, Zhang SH. Ecological risk assessment of heavy metals in sediment and

</div>


<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=%c3%94%20nhi%e1%bb%85m%20kim%20lo%e1%ba%a1i%20n%e1%ba%b7ng&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Ô nhiễm kim loại nặng; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=Ho%e1%ba%a1t%20t%c3%adnh%20enzyme%20glutathione%20S-transferase&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Hoạt tính enzyme glutathione S-transferase; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=C%c3%a1%20Ch%c3%a9p&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Cá Chép; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=C%c3%a1%20r%c3%b4%20phi&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Cá rô phi; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=S%c3%b4ng%20Nhu%e1%bb%87&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Sông Nhuệ; </a>
<a href=':8000/cgi-bin/gw_49_5_4/chameleon?sessionid=2014121510520012957&skin=Citrus&lng=vn&inst=consortium&host=localhost%2b1111%2bDEFAULT&search=SCAN&function=INITREQ&sourcescreen=COPVOLSCR&elementcount=1&t1=S%c3%b4ng%20%c4%90%c3%a1y&u1=21&pos=1&rootsearch=KEYWORD&beginsrch=1'>Sông Đáy </a>