DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS
JUHÁSZ ÉVA
KESZTHELY 2009
PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR ÁLLAT- ÉS AGRÁRKÖRNYEZET-TUDOMÁNYI DOKTORI ISKOLA Iskolavezető: DR. habil. Anda Angéla az MTA doktora Tudományág: Állatorvostudományok Témavezető: DR. habil. Várnagy László az MTA doktora
HERBICIDEK (STOMP 330 EC, DIKAMIN D) ÉS NEHÉZFÉMEK (RÉZ, KADMIUM, ÓLOM) EGYEDI ÉS EGYÜTTES MÉREGHATÁSA MADÁREMBRIÓKON DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS Készítette: JUHÁSZ ÉVA KESZTHELY 2009 2
HERBICIDEK (STOMP 330 EC, DIKAMIN D) ÉS NEHÉZFÉMEK (RÉZ, KADMIUM, ÓLOM) EGYEDI ÉS EGYÜTTES MÉREGHATÁSA MADÁREMBRIÓKON Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében Írta: Juhász Éva Készült a Pannon Egyetem Állat- és Agrárkörnyezet-tudományi Doktori Iskolája keretében Témavezető: DR. habil. Várnagy László Elfogadásra javaslom (igen / nem) …........................ aláírás A jelölt a doktori szigorlaton…......... %-ot ért el Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom: Bíráló neve: …........................ …................. igen / nem ………………………. aláírás Bíráló neve: …........................ …................. igen / nem ………………………. aláírás A jelölt az értekezés nyilvános vitáján…..........%-ot ért el Veszprém/Keszthely, …………………………. …………………………. a Bíráló Bizottság elnöke A doktori (PhD) oklevél minősítése…................................. ………………………… az EDT elnöke
3
TARTALOMJEGYZÉK 1. KIVONATOK .................................................................................................................. 9 1.1. MAGYAR NYELVŰ KIVONAT ......................................................................................... 9 1.2. ANGOL NYELVŰ KIVONAT .......................................................................................... 11 1.3. NÉMET NYELVŰ KIVONAT .......................................................................................... 12 2. BEVEZETÉS ................................................................................................................. 13 3. IRODALMI ÁTTEKINTÉS ......................................................................................... 19 3.1. NEHÉZFÉMEK ............................................................................................................. 19 3.1.1. A réz.................................................................................................................... 21 3.1.1.1. A réz általános jellemzése ........................................................................... 21 3.1.1.2. A réz előfordulása........................................................................................ 21 3.1.1.3. A réz előállítása és felhasználása................................................................. 22 3.1.1.4. A réz méreghatása ....................................................................................... 23 3.1.2. A kadmium .......................................................................................................... 25 3.1.2.1. A kadmium általános jellemzése ................................................................. 25 3.1.2.2. A kadmium előfordulása ............................................................................. 26 3.1.2.3. A kadmium előállítása és felhasználása ...................................................... 27 3.1.2.4. A kadmium méreghatása ............................................................................. 28 3.1.3. Az ólom ............................................................................................................... 30 3.1.3.1. Az ólom általános jellemzése ...................................................................... 30 3.1.3.2. Az ólom előfordulása................................................................................... 30 3.1.3.3. Az ólom előállítása és felhasználása ........................................................... 32 3.1.3.4. Az ólom méreghatása .................................................................................. 33 3.2. NÖVÉNYVÉDŐ SZEREK ............................................................................................... 36 3.2.1. Dinitroanilinek ................................................................................................... 38 3.2.1.1. Fizikai tulajdonságok ................................................................................... 38 3.2.1.2. Kémiai szerkezet.......................................................................................... 39 3.2.1.3. Hatásmechanizmus ...................................................................................... 39 3.2.1.4. Külső tünetek ............................................................................................... 39 3.2.1.5. Transzlokáció............................................................................................... 40 3.2.1.6. Szelektivitás ................................................................................................. 40 3.2.1.7. Toxicitás ...................................................................................................... 40 3.2.1.8. Pendimetalin ................................................................................................ 41 3.2.2. Ariloxi-karbonsavak ........................................................................................... 43 3.2.2.1. Fizikai tulajdonságok ................................................................................... 43 3.2.2.2. Kémiai szerkezet.......................................................................................... 43 3.2.2.3. Hatásmechanizmus ...................................................................................... 44 3.2.2.4. Külső tünetek ............................................................................................... 44 4
3.2.2.5. Transzlokáció............................................................................................... 44 3.2.2.6. Szelektivitás ................................................................................................. 44 3.2.2.7. Toxicitás ...................................................................................................... 45 3.2.2.8. 2,4-D ............................................................................................................ 47 3.3. A MADARAK EMBRIONÁLIS FEJLŐDÉSE ...................................................................... 49 3.4. A MADÁREMBRIÓ, MINT TESZTSZERVEZET ................................................................. 52 3.5. A MADÁRTERATOLÓGIAI VIZSGÁLATOK SORÁN ALKALMAZOTT KEZELÉSI MÓDOK .... 54 3.6. INTERAKCIÓS VIZSGÁLATOK ...................................................................................... 56 4. ANYAG ÉS MÓDSZER ............................................................................................... 59 4.1. VIZSGÁLATI ANYAGOK .............................................................................................. 59 4.1.1. Nehézfémek ......................................................................................................... 59 4.1.1.1. Réz[II]-szulfát, vízmentes ........................................................................... 59 4.1.1.2. Kadmium-szulfát 8/3-hidrát ........................................................................ 60 4.1.1.3. Ólom[II]-acetát-3-hidrát .............................................................................. 60 4.1.1.4. A nehézfémek kísérletben alkalmazott koncentrációja ............................... 61 4.1.2. Gyomirtó szerek.................................................................................................. 62 4.1.2.1. Stomp 330 EC.............................................................................................. 62 4.1.2.2. Dikamin D ................................................................................................... 62 4.1.2.3. A gyomirtó szerek kísérletben alkalmazott koncentrációja ......................... 63 4.2. VIZSGÁLATI ELRENDEZÉS .......................................................................................... 63 4.3. KÍSÉRLETI ÁLLATOK .................................................................................................. 65 4.4. KELTETÉS .................................................................................................................. 66 4.5. KEZELÉSI IDŐPONTOK ................................................................................................ 66 4.6. KEZELÉSI MÓDOK....................................................................................................... 67 4.6.1. Injektálásos kezelés ............................................................................................ 67 4.6.2. Bemerítéses kezelés ............................................................................................ 68 4.7. FELDOLGOZÁS............................................................................................................ 69 4.7.1. Korai embrionális fejlődés vizsgálata ................................................................ 69 4.7.2. Feldolgozás a keltetés 19. napján ...................................................................... 71 4.7.2.1. Kórbonctani feldolgozás .............................................................................. 72 4.7.2.2. Szövettani feldolgozás ................................................................................. 72 4.7.2.3. Csontvázfestés ............................................................................................. 73 4.8. AZ EREDMÉNYEK STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉSE ............................................................. 74 5. VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK .................................................................................. 75 5.1. KORAI EMBRIONÁLIS FEJLŐDÉS VIZSGÁLATA ............................................................. 75 5.1.1. Embriómortalitás az injektálásos eljárással kezelt csoportokban ..................... 75 5.1.1.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 75 5.1.1.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 76 5.1.2. Embriómortalitás a bemerítéses eljárással kezelt csoportokban ....................... 78 5.1.2.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 78 5.1.2.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 79 5
5.1.3. Fejlődési rendellenességek az injektálásos eljárással kezelt csoportokban ...... 81 5.1.3.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 81 5.1.3.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 82 5.1.4. Fejlődési rendellenességek a bemerítéses eljárással kezelt csoportokban ........ 85 5.1.4.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 85 5.1.4.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 86 5.2. A KÓRBONCTANI FELDOLGOZÁS EREDMÉNYE (19. NAP)............................................. 89 5.2.1. Embriómortalitás az injektálásos kezelés során ................................................ 89 5.2.1.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 89 5.2.1.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 90 5.2.2. Embriómortalitás a bemerítéses kezelés során .................................................. 94 5.2.2.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 94 5.2.2.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 95 5.2.3. Fejlődési rendellenességek az injektálásos kezelés során.................................. 98 5.2.3.1. Egyedileg kezelt csoportok .......................................................................... 98 5.2.3.2. Kombináltan kezelt csoportok ..................................................................... 99 5.2.4. Fejlődési rendellenességek a bemerítéses kezelés során ................................. 103 5.2.4.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 103 5.2.4.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 104 5.2.5. Testtömeg adatok az injektálásos kezelések során ........................................... 108 5.2.5.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 108 5.2.5.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 109 5.2.6. Testtömeg adatok a bemerítéses kezelések során ............................................. 112 5.2.6.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 112 5.2.6.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 113 5.2.7. Csontvázfestéssel történő feldolgozás eredménye az injektálásos kezelésnél .. 116 5.2.7.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 116 5.2.7.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 117 5.2.8. Csontvázfestéssel történő feldolgozás eredménye a bemerítéses kezelésnél .... 122 5.2.8.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 122 5.2.8.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 123 5.2.9. A szövettani feldolgozás eredménye injektálásos és bemerítéses kezelésnél ... 127 5.2.9.1. Egyedileg kezelt csoportok ........................................................................ 127 5.2.9.2. Kombináltan kezelt csoportok ................................................................... 128 6. MEGBESZÉLÉS ÉS JAVASLATOK ....................................................................... 130 6.1. EGYEDILEG KEZELT CSOPORTOK .............................................................................. 130 6.2. KOMBINÁLTAN KEZELT CSOPORTOK ........................................................................ 131 6.3. AZ EGYEDI ÉS AZ EGYÜTTES KEZELÉSEK EREDMÉNYEINEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA ..... 134 6.4. A KÉTFÉLE KEZELÉSI MÓDSZER ÖSSZEHASONLÍTÁSA ............................................... 134 6.5. JAVASLATOK ............................................................................................................ 135 7. ÖSSZEFOGLALÁS .................................................................................................... 137 6
8. SUMMARY .................................................................................................................. 141 9. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK ...................................................................... 145 10. NEW SCIENTIFIC RESULTS ................................................................................ 146 11. IRODALOMJEGYZÉK ........................................................................................... 147 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS ......................................................................................... 159
7
„A még hatékonyabb megelőzési stratégiák nem csak dollármilliókat menthetnek meg, hanem emberi életek tízezreit is. Azokat a pénzeszközöket, amelyeket napjainkban nemzetközi beavatkozásra és segélyekre költenek, az igazságos és fenntartható fejlődésre lehetne fordítani, amelyek még tovább csökkenthetnék a háborúk és katasztrófák kockázatát. A megelőzés kultúrájának felépítése nem egyszerű dolog. Míg a megelőzés költségei a jelent terhelik, annak előnyei a távoli jövőben realizálódnak. Sőt, az előnyök sokszor nem is kézzelfoghatóak, mert az előnyöket azok a „katasztrófák” jelentik, amelyek nem történnek meg.” Kofi Annan
8
1. Kivonatok 1.1. Magyar nyelvű kivonat
A szerző az általa elvégzett vizsgálatsorozatban nehézfémek (réz, kadmium, ólom) és növényvédő szerek (Stomp 330 EC, Dikamin D) egyedi és együttes méreghatását tanulmányozta fejlődő madárembrióban a teljes embrionális fejlődési szakaszt figyelembe véve. Mivel az ökotoxikológiai vizsgálati módszerek elsősorban egy adott szer méreghatásának vizsgálatára szorítkoznak, ezért a peszticidek interakciós hatásaira vonatkozó adatok a nemzetközi és a hazai szakirodalmak alapján hiánypótlónak tekinthetők. A kísérletekhez felhasznált házityúk tojásokat a szerző kétféle kezelési mód révén, a vizsgálni kívánt anyagok légkamrába történő injektálásával, illetve a tojásoknak a vizsgálati anyagok oldataiba történő bemerítésével kezelte a keltetés megkezdésének napján. A feldolgozás folyamán az embriókat makroszkópos és fénymikroszkópos technika segítségével vizsgálta. A keltetés megkezdésének napján kezelt tojások esetében az embriók egy részéből a csírakorong kimetszésével – a korai fejlődési stádium vizsgálata céljából – tartós preparátumot készített a keltetés második és harmadik napján, míg a vizsgálatsorozat során kezelt többi tojást a kelés előtt két nappal dolgozta fel. Feljegyezte az embriók testtömegét, az elhalásokat és a makroszkópos elváltozásokat, továbbá hisztológiai feldolgozás céljára mintát vett a májból és a nyakizomból. A makroszkópos vizsgálat
részeként
a
csontvázrendszerben
esetlegesen
előforduló
fejlődési
rendellenességek kimutatására a Dawson-féle festési eljárást alkalmazta. A statisztikai feldolgozás során a testtömeg varianciaanalízissel, míg a százalékos adatokat (embriomortalitás, fejlődési rendellenességek) RXC Chi2 teszttel értékelte, majd az együttes, interakciós hatásokat a vizsgálatba vont kémiai anyagok egyedi méreghatásához viszonyította és bírálta el.
9
Az értekezés új adatokat szolgáltat a réz-szulfát, a kadmium-szulfát és az ólomacetát, valamint a Stomp 330 EC (33% pendimetalin) és a Dikamin D (72% 2,4-D) embrionális kori együttes toxicitásáról, bemutatja a komponensek együttes alkalmazásakor tapasztalt elváltozásokat és eredményeket. Megállapítja, hogy: A 0,01%-os réz-szulfáttal és a gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D-vel, illetve Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csoportokban a vegyi anyagok embriótoxikus hatásúak, az embrióra nézve káros együttes alkalmazása embriótoxikus, az embrióra nézve káros hatásaik főként az hatásaik a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési mód alkalmazásakor. Az injektálásos kezelés során az elhalások szignifikáns mértékben növekedtek a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott kadmium-szulfát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D, illetve a Stomp 330 EC herbicid injektálásos kezelés esetében voltak markánsak, itt szignifikáns testtömeg-csökkenés jelentkezett a kontroll csoporthoz viszonyítva, valamint az embrióelhalások száma szignifikáns mértékben megnövekedett a kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva is. A 0,01%-os koncentrációjú ólom-acetát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D, illetve a Stomp 330 EC együttes alkalmazása embriótoxikus, az embrióra nézve káros hatásaik mindkét kezelési módszer esetében a testtömeg adatok kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns csökkenésében nyilvánultak meg. Az injektálás hatásaként szignifikáns mértékben fokozódott a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága és az embrióelhalások gyakorisága a kontroll csoporthoz képest. A kétféle kezelési mód összehasonlításakor a két gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott herbicid (Dikamin D, Stomp 330 EC) és a három 0,01%-os koncentrációban felhasználásra kerülő nehézfém (réz-szulfát, kadmium-szulfát, ólom-acetát) vizsgálata során az injektálásos kezelés toxikusabbnak bizonyult a bemerítéses kezeléshez képest, ami az embrióelhalások számának és a fejlődési rendellenességek előfordulási gyakoriságának nagyobb mértékű növekedésében nyilvánult meg. 10
A kísérleti eredmények alapján a szerző megfogalmazta az általa legfontosabbnak ítélt elméleti és gyakorlati javaslatait, amelyek révén a vizsgálatok során alkalmazott vegyi anyagok egyedi és együttes viselkedése az élő szervezetekben jobban megismerhető, és mindezek eredményeként a vadon élő állatok védelme a lehető legmagasabb szintűvé válhat.
1.2. Angol nyelvű kivonat
THE INDIVIDUAL AND COMBINED TOXIC EFFECTS OF HERBICIDES (STOMP 330 EC, DIKAMIN D) AND HEAVY METALS (COPPER, CADMIUM AND LEAD) ON BIRD EMBRYOS In the series of examinations the author studied the individual and combined effects of heavy metals (copper, cadmium and lead) and pesticides (Stomp 330 EC and Dikamin D) in developing bird embryos with regard to the whole embryonic phase. As the ecotoxicological examination methods are mainly restricted to the examination of the toxicological effect of one given chemical, the data regarding the interactive effects of pesticides can be considered as suppletory. The thesis provides new data about the combined toxic effects copper-sulphate, cadmium-sulphate, lead-acetate, Stomp 330 EC (33% pendimetalin) and Dikamin D (72% 2.4-D) in the early age of embryos, shows the changes and results when applying the components together.
11
1.3. Német nyelvű kivonat
INDIVIDUELLE UND SIMULTANE GIFTWIRKUNG DER HERBIZIDEN (STOMP 330 EC, DIKAMIN D) UND SCHWERMETALLE (KUPFER, KADMIUM UND BLEI) AN VOGELEMBRIONEN Der Verfasser hat im Laufe seiner Versuche die individuelle und die gemeinsame Giftwirkung der Schwermetalle (Kupfer, Kadmium und Blei) und Pflanzenschutz-mitteln (Stomp 330 EC, Dikamin D) an Hühnerembryonen, mit Rücksicht auf die ganze Embryonalphase, untersucht. Weil das Ökotoxikologische Prüfungsverfahren prüfen zuerst das Giftwirkung zu ein gegeben Mittel, deshalb Daten bezüglich der simultane Effekt zu Pestiziden sind Mangelergänzlich auf international und heimisch Fachliteratur hin. Die Rückschprache liefern neu Daten von der simultane Effekt zu Kupfer, Kadmium und Blei sowie Stomp 330 EC und Dikamin D, vorweisen die Unterschieden und das Resultaten erfahren die gemeinsame Anwendung der Komponenten.
12
2. Bevezetés
Az utóbbi években, évtizedekben elmondhatjuk, hogy nem telik el úgy egy hónap, sőt néha akár egy hét sem, hogy ne hallanánk a médiában környezeti katasztrófákkal kapcsolatos híreket. Mondhatnánk, hogy ennek csupán annyi oka van, hogy ma már sokkal gyorsabban terjednek az információk. Míg régen egy-egy levél hónapokkal a feladása után érkezett meg a szomszédos országból, ma már csupán egy kattintás és az interneten a világ bármely pontján történt eseményekről értesülhetünk. Ez azonban bár igaz, de önmagában nem elég magyarázat arra, hogy ennyi környezetszennyezésről, katasztrófahelyzetről kapunk híreket. Természetesen, ha kémiai anyagokról, azon belül is növényvédő szerekről van szó, akkor nem csak a káros hatásaikról kell említést tennünk, hiszen ha alkalmazásuk nem válna az emberiség előnyére, akkor nem is kellene a felhasználásukkal kapcsolatos témakörökkel foglalkoznunk. Napjainkban már nem elegendő nagy mennyiségben előállítani egy-egy élelmiszer alapanyagot, ahhoz, hogy megoldjuk az emberiség élelmezését, hanem egyre inkább előtérbe kerül a biztonságos, jó minőségű élelmiszerek előállításának kérdése. Mindannyian tudjuk, hogy ehhez kémiai anyagok felhasználására is szükség van, hiszen, ha például egy növény gombabetegségére és az ott megjelenő veszélyes toxinokra gondolunk, akkor tudjuk, hogy a növényállományunk fertőződését eleve elkerülhetjük a mai hatékony gombaölő szerek alkalmazásával. Elgondolkodtató, hogy mi a fontosabb: a környezet szennyeződésének csökkentése vagy az élelmiszerbiztonság? A válasz véleményem szerint – mint általában mindenben – itt is az „aranyközépútban” rejlik! Ismeretes, hogy egyes nehézfémeket évszázadok, sőt évezredek óta használnak gyógyászati vagy növényvédelmi célra. Már az ókorban is próbálkoztak azzal, hogy kémiai anyagok felhasználásával a termesztett növényeket a katasztrofális csapásoktól megvédjék. Így a gabonafélék üszögbetegségei ellen állati vizeletben (trágyalé) vagy borban mosták a vetőmagot, a rovarkártevők okozta károkat pedig egyes anyagok (hamu, mész stb.) használatával próbálták csökkenteni. Ezek a próbálkozások azonban, miután a kórokozókat és a rovarok életmódját nem ismerték, nem sok eredménnyel jártak. A betegségek és a kártevők ellen csak akkor kezdtek határozott eredményeket elérni, mikor a kórokozó 13
gombák és baktériumok, valamint a fontosabb rovarkártevők életmódja ismertté vált. Így a tulajdonképpeni céltudatos vegyi védekezés csak a XIX. század közepe táján kezdődött. A kezdetben növényvédelmi munkák során felhasznált vegyületeket (rézgálic, kénpor, ásványolaj, arzénvegyületek) nem növényvédelmi célra állították elő és hozták forgalomba, hanem más célokra is nagy mennyiségben használták. Az első világháború után a betegségek és állati kártevők leküzdésére mind több, kizárólag növényvédelmi célokat szolgáló készítmény került forgalomba. A második világháborút megelőző években a nagy gyárak kutatólaboratóriumokat és kísérleti gazdaságokat létesítettek, s ennek következményeként a második világháború alatt már megindult a szintetikus szerves hatóanyagú szerek gyártása, és ezek egymásután nagy számban kerültek forgalomba. A második világháború után a műanyag, a gyógyszer, a műtrágya és egyéb vegyipari termékek gyártása nagyarányú és gyors fejlődésnek indult. Ebben a fejlődésben a növényvédőszer-ipar a többi vegyipari ághoz viszonyítva nagy előretörést mutatott, de a vegyi védekezés forradalmi fejlődésének káros következményei is jelentkeztek. A fontosabb
káros
következmények
az
alábbiak:
növényvédő
szer-maradékok
a
terményekben, a perzisztens szerek környezetszennyező hatása, a hasznos élő szervezetek (vadak, méhek, káros rovarok parazitái, stb.) károsodása, a termesztett növények életközösségeinek változása, felborulása, ellenálló gombák, rovarok, rezisztens gyomok kialakulása (TERÉNYI és mtsai, 1967). Néhány példát szeretnék megemlíteni, ami sajnálatos módon az emberi tevékenységnek, a kémiai anyagok ipari és mezőgazdasági felhasználásának köszönhető. Egyes peszticidek fokozott használatának következtében a termények, a termések, sőt
sokszor
az
ezekből
előállított
termékek
is
növényvédő
szer–maradékkal
szennyeződnek. Ezzel a problémakörrel és következményeivel a világszerte talán legelterjedtebben
alkalmazott
DDT-vel
kapcsolatban
találkozhattunk
először.
A
takarmány, az istálló és a levegő szennyeződése következtében a tej és tejtermékek DDTvel szennyeződtek, amelynek káros hatásai mutatkoztak a csecsemőknél, majd később a felnőtteknél is (TERÉNYI és mtsai, 1967). Hasonlóképpen számos vadon élő madárfaj kipusztulásáért is a DDT hatóanyag-tartalmú rovarölő szerek széles körű alkalmazása tehető felelőssé. A táplálékláncba bekerülve, ott több százszorosára feldúsulva a tápláléklánc végén lévő faj egyedeinek tojásaiban fejlődő embrióban olyan mennyiségű hatóanyag halmozódott fel, ami letális következményű volt (VÁRNAGY, 1996). Más esetekben azt tapasztalták, hogy a DDT és metabolitjai megzavarják a madarak 14
szervezetében a kalcium–anyagcserét, így a tojások héja elvékonyodik, törékennyé válik, a tojások kiköltése lehetetlen (VIRÁG, 1981). Hazánkban
is
hosszú
évtizedekig
használtak
csávázószerként
szerves
higanyvegyületeket. Ma már toxicitásuk és veszélyességük miatt nem engedélyezettek, de szennyező anyagként előfordulnak a talajban, a felszíni vizekben, a levegőben és az élelmiszerekben egyaránt. A metil-higany okozta humán reprodukciós probléma az ún. Minamata–betegség néven vált ismertté. A szerves higanyvegyület átjutva a placentán a fejlődő magzat idegrendszerének fejlődési rendellenességét idézte elő, így a gyermekek súlyos
idegrendszeri
zavarokkal
vagy
elmebetegen
születtek
(TSUBAKI
és
IRUKAYAMA, 1977). Napjainkban is újra és újra előkerül a dioxin. A legutolsó hír a dioxinnal kapcsolatosan az élelmiszeriparban sűrítő- és stabilizáló–anyagként használatos guargumi szennyeződéséről szólt, ami valószínűsíthetően az ültetvények közelében történő szemétégetés okozta légszennyezésnek tulajdonítható, de akár az is lehetséges, hogy a terület klór-fenoxi-ecetsav típusú herbicidekkel való kezeléséből adódhatott, hiszen ezen gyomirtó szerek előállítása során technikai szennyező anyagként dioxin is keletkezik. Példaként említhetjük még az 1976-ban Seveso városában, Olaszországban történt vegyi üzem–robbanást is, ahol humán reprodukciós veszélyt jelentett a dioxin. A súlyosnak mondható teratogén hatásról és az epidemológiai felmérés eredményéről FARA számolt be 1978-ban az Európai Teratológiai Társaság 6. konferenciáján, Szentendrén. Nem is olyan régen, 2000-ben a Tiszán, illetve vízrendszerének egyes vízfolyásain két jelentős, Romániából érkező szennyezés–hullám vonult végig óriási károkat okozva. Január végén egy cianid-, majd márciusban egy nehézfém–szennyezés történt. A vizek mikroszkopikus élővilága azonnali károsodást mutatott, majd megjelent a több tonna haltetem is a folyókban (1-2. ábra). Ezen az azonnali károsodáson felül sokkal nagyobb veszélyt jelent a környezetre nézve az, hogy számos toxikus, rákkeltő és teratogén nehézfém volt kimutatható és mérhető az érintett folyószakaszok medrében található üledék vizsgálatával, amelyek káros hatásait talán csak évtizedek múlva tudjuk feltérképezni (FLEIT, 2001). Ezeken a példákon keresztül is jól szemléltethető mennyire sokrétűek lehetnek a környezeti katasztrófák forrásai, melyek valljuk be, legtöbbször az emberi felelőtlenségre vezethetők vissza. Ezt csak odafigyeléssel, a dolgozók oktatásával és a munkavédelmi
15
eszközök biztosításával lehet kivédeni, mert a növényvédő szerek és egyéb kémiai anyagok alkalmazását elkerülni nem tudjuk. Fontos megemlítenünk, hogy a növényvédő szerek hatóanyagai, illetve a környezetben megtalálható egyéb kémiai szennyező anyagok nem csak a fenti példákban megemlített extrém dózisokban jelenthetnek problémát, hanem a kisebb koncentrációk együttes hatása is hozhat nem várt eredményeket. Az interakciós lehetőségek száma végtelen, hiszen nagyon sokféle kémiai anyag találkozhat egymással a környezetben, így ezek az együttes hatások kiszámíthatatlanok, előre nem látható következményekkel járhatnak. Fontos tehát az együttes hatások minél szélesebb körű feltérképezése, még az olyan anyagok és koncentrációk esetében is, amelyek önmagukban nem bizonyultak toxikusnak a velük elvégzett vizsgálatok vagy az engedélyezés során. A Föld népessége évről-évre növekszik, a lakosságnak egyre nagyobb mennyiségű és lehetőleg jó minőségű élelmiszerre van szüksége, amit adott nagyságú területen kell megtermelnünk, így csak a hatékonyság növelésével érhetünk el eredményeket, mert a termőföldek mennyisége nem végtelen, nem növelhető tetszőlegesen. A hatékonyság növelése azt is jelenti, hogy minél jobban meg kell tudnunk védeni terményeinket a károsító szervezetektől, ez pedig egyet jelent azzal, hogy továbbra is alkalmaznunk kell peszticideket a mezőgazdaságban, illetve továbbra is újabb vegyületeket kell alkotnunk, megbizonyosodnunk hatékonyságukról, majd feltérképeznünk az esetleges káros hatásaikat is az engedélyeztetési eljárás során, illetve azon felül. A korábbi években Magyarországon - a nemzetközi gyakorlatnak megfelelően egy–egy peszticid mérgezési veszélyességét az állatkísérleti toxikológiai vizsgálatok heveny LD50 értékei alapján állapították meg. Az 1970-es években új, veszélyességet elbíráló rendszer született, amelyben három kategóriában (munka-, élelmezés- és környezethigiénia),
hat-hat
tényező
figyelembe
vételével
sorolják
veszélyességi
kategóriákba a növényvédő szereket. Így a korábbi egy adat helyett 18 szempont alapján értékelik az egyes higiéniai területeken szóba jöhető veszélyességet, hiszen nem elegendő egyetlen adatot figyelembe venni az esetleges károsító hatás megítélésekor, hanem egyszerre kell értékelni az adott szerforma toxicitási adatait, kumulációs tulajdonságait, az alkalmazás körülményeit és a mérgezés megelőzésének, illetve gyógyításának lehetőségeit (VÁRNAGY és BUDAI, 1995).
16
Az igazi áttörés a növényvédő szerek engedélyezésében a 26/1982. (XII: 13.) MÉM sz. rendelet volt, amely 2. számú mellékletében tartalmazta és részletesen meg is nevezte azokat a toxikológiai adatokat, amelyeknek az engedélykérelemben szerepelniük kellett a hatóanyagra és a szerformára vonatkozóan (VÁRNAGY, 1984). A 2008. évi XLVI. törvény az élelmiszerláncról és hatósági felügyeletéről 2008. szeptember 1-én lépett hatályba, ezzel egy időben hatályát vesztette a 2000. évi XXXV. törvény, de a fentebb említett rendeletek továbbra is meghatározóak az engedélyezési eljárások során. A növényvédő szerek engedélyezéséhez szükséges toxikológiai vizsgálatok között a teratogén hatás vizsgálata az 1960-as évek végén és az 1970-es évek elején vált általánossá. Az USA-ban 1973-ban, az egykori Szovjetunióban pedig 1974-ben már szükséges volt elvégezni a reprodukciós, teratológiai vagy embriótoxicitási vizsgálatokat (VÁRNAGY, 1991). Magyarországon már az 5/1988-as MÉM rendelet - figyelembe véve az OECD-nek a szerek engedélyezésére vonatkozó irányelveit - a vadtoxikológiai vizsgálatok sorában előírta a házityúkon és/vagy fácánon elvégzendő madárteratológiai vizsgálatokat. Bár a jelenleg érvényben lévő szabályozás nem írja elő a madárembriókon elvégzett teratológiai vizsgálatokat az engedélyezési eljárásban, ennek ellenére ezek a kísérletek lehetőséget adhatnak arra, hogy a gyógyszereket előzetesen tesztelhessük a teratogén veszély becslésére, valamint egyéb vegyületek ökotoxikológiai vizsgálataiban, főként a növényvédő szerek engedélyezési eljárásában vagy az alapkutatásban alkalmazhassák azokat (VÁRNAGY, 2005). Jelen tanulmányban az általam elvégzett vizsgálatok célja az volt, hogy két féle kezelési módszer segítségével feltárjam a környezetünkben nagyobb mennyiségben előforduló, illetve az élő szervezetekre nézve fokozottan veszélyesnek minősülő nehézfémek (réz, kadmium, ólom) és két széles körben alkalmazott herbicid (a 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC és a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D) egyedi és együttes embriókárosító hatását. A vizsgálat alkalmas annak megfigyelésére, hogy a környezeti nehézfém-terhelés mellett miként érvényesül az adott peszticidek méreghatása a fejlődő madárembrióban, figyelembe véve az egész embrionális fejlődési szakaszt. Mivel az ökotoxikológiai vizsgálati módszerek elsősorban csak egy 17
adott szer méreghatásának vizsgálatára szorítkoznak, ezért a növényvédő szerek interakciós hatásaira vonatkozó adatok – különösen fejlődő madár szervezetben – hiánypótlónak tekinthetők. Ez a tény pedig különösen azért fontos, mert az élő szervezetek és a környezet közötti kölcsönhatások és összefüggések feltárásának, illetve értékelésének elengedhetetlen és elsődleges feltétele a vizsgálati eredményeket alátámasztó pontos adatok és adatbázisok kialakítása.
18
3. Irodalmi áttekintés 3.1. Nehézfémek
A nehézfémeket azért nevezzük így, mivel fajsúlyuk nehezebb (sűrűségük 4,5 g/cm3-nél nagyobb), mint más fémeké. Ide soroljuk például a higanyt, az ólmot, az aranyat, az ezüstöt, a kadmiumot, a kobaltot, a cint, a cinket, a vasat, a nikkelt és a rezet is. A fémek, ezen belül pedig a nehézfémek némelyike természetes módon is előfordul szervezetünkben, például a vas és a réz megtalálható a vörösvértestekben és az enzimekben. Pajzsmirigyünknek szüksége van szelénre, az immunrendszernek cinkre, a magnéziumot pedig a fehérvérsejtekben és sok enzimben is megtalálhatjuk. Más a helyzet, ha a nehézfémek a szükségesnél nagyobb mennyiségben kerülnek be a szervezetbe, ott felhalmozódnak és később komoly megbetegedéseket, mérgezéseket okozhatnak. A nehézfémekkel való közvetlen érintkezés napjainkban jócskán túllépte már a „természetes határt” úgy a levegőben, földben, vízben, mint az élelmiszerekben és használati tárgyainkban egyaránt. A növényvédő szerekben, az üzemanyagokban, a technikai eszközökben, a játékokban, de még az egészségügyben is felhasználnak magas koncentrációban már mérgező tulajdonsággal bíró elemeket. A nehézfémek feleződési ideje és ürülése a szervezetből hosszadalmas folyamat, miközben kumuláció jön létre a különböző szervekben (csont, máj, vese, agy, haj, bőr stb.), gyengítve és károsítva az immunrendszert, a szervezet enzimatikus rendszerét és az idegrendszert, egyben csökkentik az ember stressz-tűrőképességét és a betegségekkel szemben való ellenállóképességét, sokszor allergia és gyakori gyulladásos tünetek megjelenésének formájában. A nehézfémek a következő módon kerülhetnek szervezetünkbe: Tápanyagainkból és ivóvizünkből Ipari tevékenységek során (nehézipar, fémfeldolgozás, festékek előállítása, stb.) Kipufogógázokból és hulladékok égetésével 19
Dohányzás által (kadmium) Oltásokkal Fogtömésekből (első sorban az amalgámból) A nehézfémeket elsősorban a táplálékból vesszük föl. Például régóta ismert tény, hogy szinte minden hal húsában kimutathatók a vizekben található nehézfém-szennyezés hatásra felhalmozódó nehézfém-mennyiségek. A rovarirtó szerek nagy többsége is tartalmaz néhány nehézfémet, amelyek szennyezhetik a környezetet, a táplálékainkat. Az oltóanyagokban is található nehézfém, többnyire higany, például a tetanusz elleni, sőt a manapság egyre elterjedtebben használt influenza elleni oltásokban is. Sok gyógyszerben is van higany, például a vérnyomáscsökkentők szinte mindegyikében. Nehézfémeket a bőrön át is fölvehetünk, például ha eltörik a lázmérő, és bőrünk érintkezik a higannyal, de ha a higany elpárolog, akkor légzés útján is a szervezetbe juthat belőle
valamennyi.
A
fémfeldolgozással,
festéssel,
lakkozással
kapcsolatos
foglalkozásokban is találkozhatunk a bőrön, illetve a légzőszerveken keresztüli felvétellel is. A nehézfémek csak kis mértékben és igen lassan ürülnek ki, ezért elraktározódnak a szervezetben. Ha a vérben volnának, a szervezet megmérgezné önmagát, mivel megváltoznának a fehérvérsejtek. Ezért a vérből nem is lehet őket (valódi koncentrációjukban) kimutatni, csak amikor mobilizált állapotban vannak. Egy majomkísérlet
során
Dániában,
1990-ben
radioaktívan
megjelölt
nehézfémeket
alkalmaztak, és a legnagyobb kumulációt az emésztőszervekben, az állcsontban és a vesékben találták, de előfordultak maradványok a tüdőben, a májban és az agyban is. Egyre inkább fokozódik a különböző kutatási területek aktivitása ezekkel a mérgező elemekkel és kimutatási módszereikkel kapcsolatban, vizsgálják a candida gomba betegség (a candida gombák megkötik a nehézfémeket), a refluxbetegség, az autizmus (autista gyermekek esetében pl. megemelkedett higany szintet mutattak ki) és néhány tüdőbetegség vonatkozásában a nehézfémek károsító hatását és ezek összefüggéseit az adott betegségekkel.
20
Jelen tanulmányomban a három talán legelterjedtebb nehézfémet választottam vizsgálati anyagként: a rezet, a kadmiumot és az ólmot. A továbbiakban ezen kémiai anyagokat és hatásaikat ismertetem.
3.1.1. A réz
3.1.1.1. A réz általános jellemzése A réz latin neve (cuprum) Ciprus szigetének (cyprium) nevéből ered, ahol feljegyzések szerint már az ókorban is találtak rézércet. A periódusos rendszer 29. eleme, relatív atomtömege 65,34. Elemi állapotban, valamint ötvözetei révén már évezredek óta ismeri és használja az emberiség. Más vegyületekkel való viselkedésére alapvetően jellemző, hogy hajlamos komplex vegyületek képzésére. Nehézfém jellegéből adódóan olvadáspontja viszonylag alacsony, oxidjai vízben kevésbé oldódnak. Az elektromos áramot kiemelkedően jól vezeti, vegyületei színesek. Vegyületeiben egy vegyértékkel is szerepel, azonban általánosabb a két vegyértékű forma. A külső elektronhéjak felépítése: a legkülső héjon egy, a beljebb lévőn tizennyolc elektront tartalmaz (LENGYEL és mtsai, 1971).
3.1.1.2. A réz előfordulása A réz a természetben kis mennyiségben, több színváltozatban is előfordul, ásványaiban elsősorban kénhez kötve található. Ipari szempontból legfontosabb és egyben legismertebb változata a kalkopirit, a kalkozin, az enargit, a bornit, valamint a ritkábban előforduló fakóércek. Felhasználása szempontjából kevésbé jelentősek az úgynevezett oxigéntartalmú rézércek, amelyek legismertebb képviselője a vörösréz (kuprit), valamint a bázisos rézkarbonátok: malachit, azurit. Bolygónk legfontosabb réz lelőhelyei Kanadában, Chilében, Németországban, Olaszországban, Peruban, USA-ban és Zambiában találhatók. Magyarországon a Mátrában, elsősorban Recsk környékén lelhetők fel réztartalmú ásványok (LENGYEL és mtsai, 1971). 21
3.1.1.3. A réz előállítása és felhasználása A rezet és különféle ötvözeteit több ezer éve ismeri és használja az emberiség, napjainkban pedig az egyik leggyakrabban és legnagyobb mennyiségben alkalmazott fémnek tekinthető a vas és az alumínium mellett. Jelenlegi ismereteink szerint az első rézből készült vízvezeték több mint 4900 évvel ezelőtt az ókori Egyiptomban működött. A nemesfémek sorában, valamint az elektrokémiai feszültségsorban is a negyedik helyen áll a fémek között, így azok a fémek, amelyek nála alacsonyabb feszültségi sorba tartoznak, mind tönkremennek réz hatására (CSÉKI, 2000). Széles körben alkalmazott ötvözetei közül legfontosabbak az alumíniummal, cinkkel, nikkellel, valamint az ónnal alkotott vegyületei, míg a tiszta rezet az elektrotechnikai ipar használja fel elsősorban. Emellett jó hővezető képessége miatt felhasználják fűtőcsövek, hűtőkészülékek és kazánok készítésére, valamint alkalmazzák autóradiátorként, bojlerekben, gőzvezetékként, konyhaedényként és vízvezetékekben egyaránt (LENGYEL és mtsai, 1971). Fontosabb ötvözetei: a sárgaréz, amely 20-45% cinket tartalmaz, csapok, kilincsek, csavarok stb. készítésére használják, a bronz 14%-ig terjedő mennyiségű ónt tartalmaz, jól önthető, kovácsolható, sajtolható, minimális foszforral dezoxidált bronz készíthető, az alpakka (újezüst) 5-30% nikkelt és 13-35% cinket tartalmaz, evőeszközöket stb. készítenek belőle, a "monelfém" réz-nikkel ötvözet, amely tengervíz-álló, az ólombronz csapágybélésként használt rézötvözet (15-25-35% ólommal), a tombak (hamisarany) műtárgyak készítésére használt rézötvözet, maximum 9% cinket, ónt, esetleg kevés ólmot tartalmaz, a konstantán elektromos ellenállások, hőelemek alapanyaga, nagyjából 60% réz és 40% nikkel alkotja, a deltafém hajóalkatrészek készítésére alkalmas ötvözet, jól ellenáll a tengervíz korrodáló hatásának, 57-58% réz, 40% cink, 0,2-2,0% vas, ólom, nikkel, mangán alkotja. 22
A gyógyászatban évezredek óta használnak rezet. Az egyik legkorábbi feljegyzés i. e. 2600 és 2200 közötti időszakból származik és leírja, hogyan alkalmazták a rezet mellkasi sebesülésnél és az ivóvíz tisztítására. A későbbiekben a réztartalmú gyógyszerek számtalan más felhasználási területét is leírták. A mezőgazdaságban a növénytermesztésen belül egyrészt tápanyagként, másrészt például peronoszpóra ellen hatásos - gombaölő szerként alkalmazzák, permetező, csávázó, fa sebkezelő szerek hatóanyagaiként (SEPRŐS, 2002). Az egyik legrégebb óta alkalmazott növényvédő szer a "rézgálic" néven ismert réz-szulfát (CuSO4), amelyet a mai napig előszeretettel alkalmaznak a gazdaságokban gombaölő permetező szerként. Az
állattenyésztésben
növekedés-serkentő,
takarmány-kiegészítő,
betegség-
megelőző tulajdonsága miatt kerül sor alkalmazására (ADRIANO, 1986; SZABÓ és mtsai, 1987).
3.1.1.4. A réz méreghatása Az elemi réz nem mérgező, míg vegyületei toxicitásuk szempontjából jellemzően a „gyakorlatilag nem mérgező” vagy „gyenge méreg” kategóriába tartoznak (LACZAY, 1995). A réz egyik legszélesebb körben alkalmazott vegyülete, a réz-szulfát esetében 400900 mg/ttkg baromfi számára az egyszeri toxikus adag (DOWDY, 1969, SIMON, 1981). A rézvegyületek a testfelszíneken irritáló hatásúak, a fehérjéket többségük koagulálja, a sejteket károsítja. Felszívódva a rézionok a májsejtek membránjának peroxidációját idézik elő, ennek következménye a májsejtek károsodása, de kedvezőtlen hatást gyakorolnak a vesére és a szívizomzatra, továbbá feloldják a vörösvértesteket és érbénulást okozhatnak, kumulációra és perzisztenciára egyaránt hajlamosak. A szervezetbe jutott réz a felszívódást követően a vérben albuminhoz és aminosavakhoz kötődik. A keringésbe
jutott
ionok
a
vérfehérjékkel
hematocupreint,
coeruloplazmint,
a
vörösvértestekkel erytrocupreint alkotnak. A szervezetbe jutott réz a májszövet nukleuszaiban,
mitokondriumaiban
és
lizoszómaiban
hepatocupreinként,
a
metallotioneinhez kötötten tárolódik (PRASAD és mtsai, 1970; PETERSON és TALCOTT, 2001; VÁRNAGY és BUDAI, 1995). Ha a májsejtek rézkoncentrációja meghaladja raktározási kapacitásukat, a májsejtek sérülnek és ennek következtében 23
hirtelen nagy mennyiségű réz kerül a vérbe, ami a vörösvértestek károsodását és feloldódását (hemolízis) eredményezi (BALLA, 1999). Az állatokon hepatotoxikus és hemolitikus icterus fejlődik ki, hemoglobinuria és következményes urémia jelentkezhet (LACZAY, 1995). Heveny mérgezés esetén a mérgezés helye szerint bőrtünetek, szemgörcs és égő fájdalom a szemben, orrfolyás, nyálkahártya-fájdalom jelentkezhet. Ha lenyelve került a szervezetbe a réztartalmú vegyület, akkor émelygés, makacs hányinger, csillapíthatatlan hányás, görcsös hasmenés fordulhat elő. Nagyfokú szomjúság, fejfájás, fizikai gyengeség, elesettség áll elő, majd érbénulás, testszerte vérzések és görcsök alakulnak ki (CSÍKY, 1968; SIMON, 1981; VÁRNAGY és BUDAI, 2003). Idült rézmérgezés ember esetében igen ritkán fordul elő, ilyenkor a máj és a vese károsodásából adódó klinikai tünetek lehetnek jellemzőek, illetve a májsejtek pusztulásakor „kiáramló” réz és egyéb anyagok hemolitikus krízist okozhatnak jelentős tünetekkel. Állatok esetében sokkal gyakoribb az idült rézmérgezés, mely nagyobbrészt rejtve alakul ki, ilyenkor az állatok termelőképességének és kondíciójának romlása látható (LACZAY, 1995). Lenyelés esetés tilos zsírokat, olajokat adni, mert ezek fokozzák a réz felszívódását. Gyomormosással kíséreljük meg a gyomrot kiüríteni, hashajtót és savanyú italokat tilos használni. A gyógykezelés CaNa2-EDTA, D-penicillamin és Dimerkaprol adagolásával lehet hatásos, de súlyos esetben káliumferrocianid adható. Nyugtatásra barbiturátszármazékok alkalmazhatók, továbbá gondoskodni kell a vese és a szívizom védelméről (CSÍKY, 1968; SIMON, 1981; VÁRNAGY és BUDAI, 2003). Idült mérgezéskor a gyógykezelés általában eredménytelen (LACZAY, 1995). A réz-vegyületek nem szabályszerűen történő alkalmazása a növényvédelmi munkák során, a réz ivóvízhez, illetve takarmányhoz való keveredése mind mérgezések forrása lehet. A szervezetbe jutó réz mennyiségére az egyes állatfajok eltérően reagálnak, a juh különösen érzékeny a feleslegben adott rézre. Kisebb adag esetén testtömeg-csökkenés és a máj réztartalmának növekedése következik be, majd elhullik az állat. Nagyobb dózis esetén agykárosodás, majd elhullás várható rövid időn belül. Ezzel ellentétben a 24
szarvasmarha, a sertés és a baromfi fajok kevésbé érzékenyek a nagyobb mennyiségű rézbevitelre (SZABÓ és mtsai, 1987). Nagyobb - például ipari eredetű szennyeződésekből adódó - rézfelesleg esetén az emberi szervezetben a réz kórosan felhalmozódhat, a betegséget a szakirodalom Wilsonkórként említi. A májban tárolt réztöbblet az epén keresztül, majd a bélsárral ürül (LACZAY, 1995). Kísérleti körülmények között az alacsonyabb rendű szervezetekben (BOLOGNESI és mtsai, 1999; GUECHEVA és mtsai, 2001) és házityúkon (BHUNYA és JENA, 1996) az örökítő anyag károsodását eredményezték a rézvegyületek, valamint néhány szerző daganatkeltő hatásukról számolt be (HALLENBECK és CUNNINGHAM-BURNS, 1985; GEORGOPOULOS és mtsai, 2001). A rézmérgezés vadon élő állatok esetében kialakulhat a növényvédelemben széles körben elterjedt réztartalmú fungicidek alkalmazása révén vagy ipari hulladékok környezetszennyező hatásának következményeként. A réz-terhelés különösen akkor veszélyes, ha alacsony molibdén–tartalommal párosul, valamint a kadmium–túlterhelés is előidézheti a rézhiányt az állatok szervezetében. Elsősorban a muflon érzékeny a rézmérgezés iránt, a szarvasféléknél inkább a rézhiány okozhat gondokat (SUGÁR és mtsai, 2000).
3.1.2. A kadmium
3.1.2.1. A kadmium általános jellemzése Stromeyer német vegyész fedezte fel 1817-ben a cink-oxid szennyeződéseként. Az elem nevét a cink-oxid régi görög nevéből - „kadmeia” - kapta (FRIEND, 1961). A periódusos rendszer 48. eleme, relatív atomtömege 112,40. A kadmium halogénekkel hajlamos komplexet képezni, mely vegyületei alapvetően mérgezőek. Vízben rosszul oldható szulfidot képeznek (LENGYEL és mtsai, 1971).
25
3.1.2.2. A kadmium előfordulása A természetben csak kis mennyiségben, elsősorban a cink érceiben, az úgynevezett cinkpátban és a szfaleritben fordul elő. A tiszta kadmium-ásványok – mint például a greenockit (CdS) – a természetben meglehetősen ritkák (PÁL, 2003). A kadmium szennyező anyagként főleg a sárga festékekben, a dohányfüstben, a növényekben (mákban, gabonákban, gombában, tökmagban, rizsben) és állati eredetű élelmiszerekben (vadhúsban, ahol főleg a máj és a vese érintett, a halakban, a tejben) található meg. A puhatestűek (pl. kagylók) is nagymértékben szennyezettek lehetnek kadmiummal (érdekesség, hogy a puhatestűek kadmium-tolerancia szintje igen magas, így a szervezetükben nem okoz mérgezettségre utaló tüneteket). A kadmium forrásai: a levegőben o
természetes forrása: vulkáni kitörések
o
fosszilis tüzelőanyagok égetése
o
dohányzás
az ivóvízben o
vízvezetékekből történő kioldódás
az iparban o
festékgyártás
o
üveggyártás
o
kerámiagyártás
o
műanyagipar
o
akkumulátorok gyártása
o
félvezetők gyártása
Az atmoszféra kadmium szintjét leginkább az acélgyártás és a szemétégetés fokozza, melyet a vulkáni tevékenységgel és a cinkgyártás során a légtérbe jutó kadmium tovább növel. A környezetbe legnagyobb mértékben a szennyvíziszapok, hulladékok kihelyezésével kerül kadmium: az ebből a forrásból származó kadmium mennyisége egyedül nagyobb, mint a következő négy fő forrás - a szén elégetése, a vas és acélgyártás, 26
a foszfor műtrágyák gyártása és használata, továbbá a cinkgyártás - révén a környezetbe jutó kadmium együttes mennyisége (CSATHÓ, 1994). A szuperfoszfát, illetve egyéb foszfor-műtrágyák kadmium szennyezettsége a növényi kadmium tartalmakat a szennyezettség mértékétől, az adagtól, a foszforműtrágyázás időtartamától, a növénytől, a talaj kémhatásától stb. függően eltérő módon növelheti. Újabban alacsonyabb, 40-50 mg kadmium/kg foszfor szennyezettségű foszforitokat használnak műtrágyagyártásra, így a talajok Cd kumulációja 0,5-1,0 g/ha/év körül maradhat. Kívánatos lenne a műtrágya Cd-tartalmát 25 mg/kg értékre leszállítani, mely megközelítőleg az istállótrágya Cd-koncentrációjának felelne meg (KÁDÁR, 1995). Nem ismerjük pontosan, hogy a talaj-növény rendszeren keresztül a táplálékláncba jutva mekkora az a kritikus Cd-tartalom, amely felett humán egészségkárosodás következik be, de kimutatták, hogy összefüggés van a magas vérnyomás és a szervezet Cdtartalma között. A dohányzó emberekben a Cd-szint magasabb, mint a nem dohányzók szervezetében, mert a dohányfüst kadmiumot tartalmaz. Az emberi szervezet kadmium terheléséhez jelentős mértékben hozzájárul az ivóvíz és az atmoszféra. A tengerből származó élelmiszerek és húsok általában magasabb kadmium-tartalmúak, mint az étkezési magvak és a zöldségfélék (SHROEDER és BALASSA, 1961; SHROEDER és mtsai, 1967).
3.1.2.3. A kadmium előállítása és felhasználása Korábban a cink kohászatnál létrejövő páraporból állították elő. Napjainkban elsősorban az elektrolitikus kadmium-gyártás a jellemző, de nem hanyagolható el a cinkporból,
továbbá
a
cinkgyártás
során
keletkező
más
kadmium-tartalmú
melléktermékekből történő előállítása sem (LENGYEL és mtsai, 1971). A
kadmium
felhasználása
széleskörű,
ötvözetekben
galvanizálásra,
a
festékgyártásban, polivinil műanyagok stabilizálására és akkumulátor gyártására (Ni-Cd elem) használják, de a fotográfia, a litográfia, a metszetkészítés, a fémfeldolgozás, az elektronikai ipar és a gumigyártás is a felhasználók között van. Golfpályák fungicides kezelésére is alkalmaztak korábban kadmium vegyületeket (ADRIANO, 1986). 27
3.1.2.4. A kadmium méreghatása Ismeretes, hogy a kadmium az egyik legveszélyesebb nehézfém, amely genotoxikus, daganatkeltő hatású (VÁRNAGY és BUDAI, 2003). A szervezetben a bélből rosszul szívódik fel, belégzés során viszont nagy része reszorbeálódik, ezért a mérgezések döntő hányada gőz- és porbelégzéshez köthető (CSÍKY, 1968). A felszívódott kadmium a vérben részben a vörösvértestekhez, részben a nagy molekulatömegű plazmafehérjékhez, egy része pedig a nehézfémek megkötésében és így toxikus hatásaik csökkentésében kiemelkedően fontos szerepet játszó metallotioneinhez kötődik. A felszívódott kadmium 50-75%-a a parenchymás szervekben – a májban és a vesében – halmozódik fel. Biológiai felezési ideje az emberben és az állatokban évekre tehető. A szervezetbe bekerülő kadmium egyik fontos hatása, hogy a cink antagonistája, így a cinktartalmú enzimeket és egyéb fehérjéket denaturálja. A gyenge felszívódás miatt a kadmium általában krónikus mérgezést okoz, bár emberek esetében leírtak már akut kadmiummérgezést is. Az alacsony szintű tartós kadmium felvétel hatására idült obstruktív légző szervrendszeri betegségek, és krónikus vese–és herekárosodás alakul ki. A vesekárosodás a proximális tubulusok funkciójának károsodását, a vesekéreg morfológiai elváltozásait eredményezi. A herekárosodás következtében a herén átáramló vér mennyisége csökken, ischaemiás necrosis jön létre. A kadmium egyben a kalcium forgalmát is megzavarja és a súlyos vesekárosodásban szenvedő egyedek veséjében kőképződés is megfigyelhető a nagymértékű kalcium kiválasztás miatt. Kadmium toxikózisra utalhat a kalcium veszteségből adódó gyenge csontképződés, illetve a csontritkulás. Speciális hatásként csökkenti a makrofágok hidrogén-peroxid produkcióját is. Ezen felül a kadmium a vörösvértestek oxidatív károsodását is indukálhatja a sejtmembrán széttöredezésének beindításával, ily módon hozzájárul a lipidperoxidációs folyamatok beindulásához. Heveny mérgezéskor elsősorban hányás, hasmenés, hasi fájdalom jelentkezik. Az idegrendszerre gyakorolt hatás nagyfokú tájékozódási zavarként nyilvánul meg. A 28
veseelégtelenség következtében komoly károsodások léphetnek fel. Idült mérgezés esetén a hím egyedeken a hereszövet maradandóan károsodik, emellett fellépnek az általános tünetek is (fejlődésben való visszamaradás, lesoványodás), valamint jelentkezhet a máj-, bőr- és csontanyagcsere zavara. A szív hypertrophiás, a veseműködés elégtelenné válik. A vérkeringésbe jutott kadmium megkötése D-penicillaminnal kísérelhető meg. A szövetek kadmium tartalma ugyanakkor jelentősen nem csökkenthető. Dimerkaprol, illetve Ca-EDTA ugyanakkor nem használható, mert kadmium-komplexeik vesekárosító hatásúak. Az idült mérgezésben jelentkező anémia vaskészítmények, a parakeratosis pedig cinkpreparátumok adagolásával kezelhető (LACZAY, 1995). SHROEDER és munkatársai (1967) vizsgálatai kimutatták, hogy a kadmium felhalmozódik a patkányok és az egér szervezetében, hátrányos hatását viszont csak az idősebb állatokban tapasztalták. Mivel az ember életkora többszörösen meghaladja az előbbiekét, valószínűsíthető, hogy már kismértékben megnövekedett kadmium-tartalom a táplálékban is kedvezőtlen hatásokat válthat ki idősebb egyénekben. SHROEDER és BALASSA (1961) kimutatták, hogy már alacsony kadmium szennyezettségű takarmányok hosszú ideig tartó etetése után is a kísérleti állatok magas vérnyomása és rövidebb élettartama következett be. A nagyobb mértékű kadmium felvétel jelentősen csökkenti a borjak takarmányfogyasztását és testtömeg-gyarapodását, és negatív hatással van a vörösvértestek képzésére is. A szőrzet durva, a bőr száraz – pikkelyező, és egyes testrészeken szőrhullás észlelhető. Állatkísérletekben a kadmium házityúkon csökkenő tojástermelést (HENNING és mtsai, 1971) és keltethetőséget okozott, továbbá hatásaként csökkent a termékeny tojások száma (AZZA EL-SEBAI, 1995). Ugyancsak kísérleti körülmények között japán fürjek esetében egy terheléses vizsgálat során csökkent a tojásszám, ugyanakkor megnőtt a lágyhéjú és törött tojások részaránya (BOKORI és mtsai, 1994). Potenciális teratogén (KLEIN és mtsai, 1980), mutagén (VALVERDE és mtsai, 2000) és karcinogén hatású (POTTS, 1965; HUMPERDINCK, 1968), mivel képes közvetlenül is kötődni a DNS-hez és gátolja a citokróm P-450 szintézisét (NAS, 1986; STRIKAUSKA és mtsai, 1995),
29
továbbá kedvezőtlen hatást gyakorol a szaporodási rendszerre és spermaölő hatású (PÁL, 2003).
3.1.3. Az ólom
3.1.3.1. Az ólom általános jellemzése A legrégebben ismert fémek egyike. Már a klasszikus Görögországban is jelentős ólombányászat folyt, amelynek jelentkeztek a káros hatásai is a feldolgozásban és felhasználásban részt vevő emberek körében. Az ólom alacsony olvadáspontja és jó formálhatósága miatt ugyanis a bort a rómaiak ólomból készült vagy azzal bélelt ivóedényekből itták, emellett a borhoz ólomszirupot is adtak a szín és a zamat javítása céljából. Így a rómaiakat a borivás, a görögöket pedig az ólom bányászata miatt tizedelte mérgezés. A megbetegedés elnevezése (saturnismus) is arra vezethető vissza, hogy a tünetek a Saturnus-ünnephez kötődő nagy mennyiségű bor ivása után jelentkeztek (MANUWALD, 1989). A periódusos rendszer 82. eleme, relatív atomtömege 207,21. Vegyületeiben az ólom kettő és négy vegyértékű. A két vegyértékű ólom vegyületei gyakoribbak és kémiailag stabilabbak (MEGYERI, 1996).
3.1.3.2. Az ólom előfordulása A természetben kis mennyiségben szinte mindenütt megtalálható, leggyakrabban szulfidok, karbonátok és szulfátok formájában. Gyakori, fontos érce a galenit, amely rendszerint szfalerittel együtt található. Az anglezit a galenit oxidációjával keletkezik. Nem ritka a cerusszit sem. Kis koncentrációban a növényi és állati szervezetből is kimutatható, élettani szerepe azonban jelenlegi ismereteink szerint nincsen (LACZAY, 1995). Az ólom forrásai a következők lehetnek: az ipari tevékenységek során 30
o
üzemanyagok, kenőanyagok előállítása, felhasználása
o
festékek előállítása
o
akkumulátorok gyártása
élelmiszerekben, vízben o
edények bevonatai
o
vízvezetékek, csövek
Az ólom-expozíció egyik formája az ólomtartalmú benzin használatához köthető. Ugyan 1999. április 1. óta ólmozatlan benzint tankolunk, a hatás ma is érezhető. Az ólom felhalmozódott a közutak mellett, feldúsult a talajban és a növényekben. SOMLYAY és munkatársai (1986a) a Keszthely környékén található különböző forgalmú közutak ólomszennyezettségének alakulását és ezek összefüggéseit vizsgálták. Megállapították, hogy a növényzet mérhető ólomtartalma a forgalom sűrűségével arányosan változott, mértéke a szennyezettségnek ki nem tett területekhez képest esetenként 6-8 szorosára is növekedett. Az ólomkötődés erős és fokozatos kumuláció figyelhető meg. Kísérletek igazolják, hogy az autópályák mentén fekvő szőlőkből készített bor ólomtartalma magasabb, mint a kevésbé szennyezett területekről származóké (GRILOREINA és mtsai, 1990). VETTER és HARASZTI (1982) a levegőből történő ólomszennyeződés növények felületén létrejövő megkötődését vizsgálták és azt tapasztalták, hogy tíz órán át tartó áztatással, öblítéssel sem lehetett csökkenteni a növények ólomtartalmát. A forgalmas autóutak környékén lakó gyermekek testnedveiben magas ólomszintet mutattak ki Magyarországon is (SOMOGYI, 1992). Ez azért is különösen veszélyes, mert a fiatal szervezet rendkívül érzékenyen reagál az ólomterhelésre, a gyermekeknél helyrehozhatatlan idegrendszeri károsodás alakulhat ki. Kanadai kutatók a gyerekek hiperaktivitását is összefüggésbe hozzák a környezet megemelkedett ólomszintjével. Mindent összevetve a forgalmas utaktól távol sem lehetünk nyugodtak, hiszen a korábban alkalmazott ólomtartalmú növényvédő szerek (ólom-arzenát) miatt is lehet a növényekben található ólomkoncentráció magas (MITCHELL és REITH, 1966).
31
Nem csak az üzemanyagok útján jöhetett létre ólomszennyezés a környezetben, komoly problémát jelent az egyéb eredetű légszennyezés. Ez utóbbi főként az ólomkohók környékén lehet igen jelentős, mert a környező lakosságot is ólom-exponálttá teszi és a talajban lerakódva az egész környezetet, többek között a növényzetet is tartósan elszennyezi. Ez történt hazánkban is az 1903-ban üzembe helyezett és 1988-ban a súlyos környezetszennyezés miatt bezárt Metallochemia esetében (KÁKOSY és SOÓS, 1995). HILBERT és munkatársai (1986) több alkalommal diagnosztizálták tenyésztett vadkacsák krónikus ólommérgezését különböző vadászterületeken. Megállapították, hogy a mérgezés oka a tavak iszapjából felvett ólomsörét volt. Csehszlovák szerzők a környezetbe került ólmot a növények mellett a talajban élő giliszták és az adott helyen élő mezei pockok szervezetében is kimutatták (MEGYERI, 1996). Meg kell még említenünk a dohányzást, mint többlet ólomfelvételt okozó tényezőt. Egy napi harminc cigarettát elszívó dohányos az őt egyébként is (az eddig említett okokból kifolyólag) érő ólomexpozíció mellett még napi 6 µg ólmot juttat a szervezetébe (FERGUSSON, 1991).
3.1.3.3. Az ólom előállítása és felhasználása Az ólmot elsősorban bányászott érceiből kivonva állítják elő. A világ legnagyobb ólomérc telepei Ausztráliában találhatók, de gazdag lelőhelyek vannak Európában, ÉszakAmerikában, Dél-Amerikában, Afrikában és Japánban is (MEGYERI, 1996). Az ólom az ipari termelésben az ötödik legnagyobb mennyiségben felhasznált fém. Lemez alakban a vegyiparban tartályok bélelésére használják. Csöveket és kábel burkolatokat készítenek belőle. Sokat használnak akkumulátor, forrasztófém és betűfém gyártására. Az arzénnal keményített ólomból sörétet készítenek. Alkalmazzák röntgen és radioaktív sugárzás elleni védelemre nagy elnyelő-képessége miatt.
32
Vegyületeit elsősorban festékgyártásban használják, de alkalmazzák, csempe, üveg, kerámia és műanyagok, gyógyszerek, játékok gyártásakor is. Korábban az ólom-tetraetilt "kopogásgátló" üzemanyag-adalékként használták, de a környezetszennyezés csökkentése miatt ma már csak ólommentes motorbenzineket állítanak elő.
3.1.3.4. Az ólom méreghatása Az ólom bőrön keresztüli felszívódása gyakorlatilag elhanyagolható, az ép bőrön át csupán a lipidekben oldódó szerves ólomvegyületek szívódnak fel. Az emésztőrendszeren keresztüli
felszívódás
a
szervetlen
ólomvegyületek
esetében
felnőtt
emberek
vonatkozásban 10%, míg gyermekek esetében 30-50% is lehet. A légúti rendszerben a felszívódás mértéke mintegy 30-60%-os. A bélcsatornából történő felszívódás után a keringés révén az ólom a májba kerül, innen egy része az epével kiürül, majd újbóli felszívódás történik a vékonybélből, ezt követően ismét kiválasztódás, enterohepatikus körforgás jön létre. A
májba
jutott
ólom
másik
részének
jelentős
hányada
elsősorban
a
vörösvértestekhez kötődik. Ennek ólomtartalma dinamikus egyensúlyban van a felszívódott és a vesék által kiválasztott ólom mennyiségével, valamint a szövetek ólomtartalmával. A kiválasztás üteme nem tud lépést tartani a felvétellel, ezért a szervezet ólomtartalma a kor előrehaladtával nő. A felvett ólom kezdetben a parenchymás szervekben (máj, lép, tüdő, vesék) tárolódik, majd 90%-a a csontokban (elsősorban a lapos csontokban) rakódik le. Jelentős mennyiségben fordul elő a szőrben, szaruképletekben és az aortafalban is. A csontokban raktározott ólom lassan ürül ki, ez azonban további terhelést jelent a szervezetre. A raktárak kiürülését fokozhatja a szervezetben fellépő fokozott Ca-igény pl. vemhesség, terhesség, tejtermelés, hozzájárulhat ehhez tartós éhezés vagy acidózis, továbbá megterhelő fizikai igénybevétel. Ekkor a látens, tünetmentes folyamat heveny formát ölthet (VÁRNAGY és BUDAI, 2003).
33
A szervezetben keringő ionizált ólom egyik fő támadási területe a vérképzés, elsősorban a hemoglobin-szintézis. Három féle enzim gátlása (delta-amino-levulinsavdehidratáz, koprogenáz és ferrolaktáz) következtében különféle közti termékek halmozódnak fel. A kóros hemoglobint tartalmazó vörösvértestek élettartalma csökken. Az ólom akadályozza a vas beépülését a hemoglobinba, ami vashiányos anémiához vezet, fokozza a kálcium- és réz-hiányt a szervezetben, valamint gátolja a cink-tartalmú enzimek hatását. Az ólom súlyosan károsítja továbbá a központi idegrendszert, a májat és a vesét (CSÍKI, 1968). Állatkísérletekben bizonyítást nyert, hogy az ólom zavart okoz a reprodukciós rendszer működésében is (DALLDORF és WILLIAMS, 1945; PUHAE és mtsai, 1963). Hím patkányokon orális adagolás után az ólom a here tubulushám működési zavarát, csökkent spermium-motilitást, infertilitást okozott. Nőstény állatok esetében csökkentette az alomszámot, a születéskori testtömeget, a túlélő állatok számát, valamint magzati fejlődési rendellenességek alakultak ki. Heveny mérgezéskor a tünetek néhány napon belül megjelennek, mint a fémes szájíz, nyálfolyás, hányás, hasgörcs, majd székrekedés és vizelet-visszatartás jelentkezik. Idült ólommérgezés esetén főleg idegrendszeri tünetekkel kell számolnunk, izgatottsággal, görcsökkel, bénulással, látási zavarokkal. Klasszikus tünet az ún. ólom-kólika, fejfájás, fáradtság, izomgyengeség, ólomszegély a fogínyen, anémia és sápadt, sárgás bőr (CSÍKI, 1968). A tápcsatornában lévő ólmot orvosi szénnel és magnézium-szulfáttal megköthetjük, gyomormosással eltávolíthatjuk. A felszívódott vegyület megkötésére Ca-Na2-EDTA használható, mely az ólmot a szervezetben megköti, az így képződött ólom-vegyület nem toxikus, a vesén át a vizelettel kiürül a szervezetből (MEGYERI, 1996). Az ólom a környezetszennyezés útján közvetlenül és a takarmánnyal közvetve is bejut az állati szervezetbe. Normális tartási körülmények mellett is kimutatható a felnőtt állati szervezetből 0,43-1,93 mmol/l koncentrációban. Gyakran megfigyelhető legelő állatok között heveny vagy idült ólom-mérgezés. Akkumulátorgyár közelében legeltetett lovak között észleltek már tömeges megbetegedést, sőt elhullást is (BOKORI, 1983). 34
Ólommérgezés esetén a felboncolt madarak zsigeri szervei sorvadtak, a mirigyes gyomor azonban erősen megnagyobbodott. Emlősöknél fekélyes gyomor- és bélgyulladás, izomsorvadás, súlyos agyi vérzések és a parenchymás szövetek degenerációja, valamint hemosziderózis figyelhető meg (SUGÁR és mtsai, 2000). KARNOFSKY és RIDGWAY (1951) az ólom-sók idegrendszerre gyakorolt káros hatásait tanulmányozták csirke embriókon és bebizonyították, hogy az ólom-nitrát jól elkülöníthető, jellegzetes károsodást okoz az embriók központi idegrendszerében, vérzések és agyi elhalások jelennek meg a vizsgált egyedeknél.
35
3.2. Növényvédő szerek
A károk megelőzése és csökkentése céljából a növények védelemre szorulnak, amelyre az emberek már régóta igyekeztek is megoldást találni. Tudatos és rendszeres növényvédelem azonban csak a kórokozók megismerése után, a múlt század második felében kezdett kialakulni. A
szájhagyományok
és
az
írásos
följegyzések
bizonysága
szerint
a
növénytermesztő embert a régebbi időkben is nagymértékben sújtották a rendszeresen vagy időszakosan megjelent károsítók. Tévesnek kell tehát tekintenünk azon véleményt, hogy a különféle károsítókkal szemben csak az újabb időkben kényszerültünk számtalan esetben küzdelemre. Az ide vonatkozó följegyzések évezredekkel ezelőttre nyúlnak vissza (BOGNÁR, 1994). A vegyszeres növényvédelem a növények bármely részét (gyökét, szár, törzs, ág, levél), a termést, a terményeket és termékeket károsító kórokozó mikroszervezetek, állati, gyom- és élősködő növényi kártevők kártételének megakadályozására vagy csökkentésére irányuló emberi beavatkozás. Minden olyan ásványi, növényi vagy állati eredetű vagy mesterségesen előállított anyagot vagy anyagok keverékét,
amely alkalmas a
kultúrnövények, termények és termékek károsodásának megakadályozására, közvetlen vagy közvetett módon való csökkentésére, növényvédő szernek, más néven peszticidnek nevezünk (TERÉNYI és mtsai, 1967). A növényvédő szerek közé soroljuk azokat a hatóanyagokat is amelyek nem mérgező hatásukkal biztosítják a növények védelmét, hanem indirekt úton (pl. riasztószerek – repellensek, csalogatószerek – attraktánsok) vagy kedvezően beavatkozva a növények életfolyamataiba, azok termesztését minőségileg és mennyiségileg befolyásolják (terméshozam-növelés, cukortartalom fokozása stb.). Ez utóbbiakat növénynövekedés szabályzó szereknek, regulátoroknak nevezzük.
36
Jelen tanulmányban két gyomirtó szer hatásait vizsgáltam a kísérleteim során, így szeretnék pár szót ejteni a gyomirtó szerek történetéről, fejlődéséről is. Gyomnak kell tekinteni minden olyan növényt, amely az adott termőhelyen nem kívánatos. Ez azt jelenti, hogy a termesztett növényen kívül minden egyéb növény, sőt ipartelepeken, repülőtereken, vasúti területeken stb. esetenként valamennyi növény károsító szervezetnek számít. A gyomok káros hatása nagyon sokrétű: csökkentik a talaj víz- és tápanyagkészletét kedvezőtlenül befolyásolják a kultúrnövények fejlődését elősegítik a növényeket károsító szervezetek (gombák, vírusok stb.) elterjedését rontják a táblákon dolgozó munkagépek hatásfokát stb. A gyomok elleni védekezés – az állati kártevők és gombák elleni védekezéssel ellentétben – már évezredek óta folyik, eleinte mechanikailag, majd vetésforgóval és vetőmag-tisztítással. A kémiai anyagokkal történő gyomirtás kialakulása egy véletlen felfedezéssel kezdődött. 1896-ban Bonnet francia szőlőtermesztő észrevette, hogy a peronoszpóra ellen kipermetezett réz-szulfát elpusztítja a vadrepcét. Nem sokkal e megállapítás után ismertté vált más fémek szulfátjainak gyomirtó hatása is. A nem specifikusan ható szervetlen vegyületekkel azonban csupán totális gyomirtásra volt mód. A szervetlen vegyületek hátrányainak elkerülése miatt fontos mérföldkövet jelentett az első szerves gyomirtó szer, a dinitro-ortokrezol alkalmazása 1932-ben, majd az a jelentős felfedezés, hogy egyes természetes növényi hormonokkal kémiailag rokon szintetikus vegyületek hormon és gyomirtó hatással rendelkeznek. Ez a megállapítás bevezetője lett a világméretekben folyó gyomirtószer-kutatásnak, több százezer új vegyület előállításának, biológiai vizsgálatának (TERÉNYI és mtsai, 1967). A szelektív hatású szerves herbicidek felfedezése nagyon fontos lépés volt, mert ezek kímélik az adott kultúrnövényeket, ezáltal alkalmazásuk kedvezett a monokultúrás termesztésnek, lehetőséget adott a termésmennyiség növelésére és a vetőmag, illetve a kézi munkaerő megtakarítására. 37
Napjainkban egyre inkább előtérbe kerülnek a szerves kémiai, növény biokémiai és növényélettani kutatások szélesebb hatásspektrumú szerek és herbicid kombinációk kifejlesztésére, az újabban megjelent gyomrezisztencia-problémák megoldására.
3.2.1. Dinitroanilinek
A dinitroanilineket hatásmechanizmusuk alapján a „tubulin átrendeződését gátló herbicidek” közé tartoznak. A csoport legjelentősebb képviselői az allilfluralin, a benfluralin, a metalpropalin, a pendimetalin és a trifluralin (LOCH és NOSTICZIUS, 1992). Az ide tartozó herbicidek talajherbicidek, a csírázást és a gyökérnövekedést gátolják elsődlegesen, főként az egy-, de a kétszikű gyomok ellen is hatásosak (KÁDÁR, 2001).
3.2.1.1. Fizikai tulajdonságok Az egész csoportra jellemző, hogy gyengén vízoldhatók és nagyon illékonyak, ezért szükséges alapos bedolgozásuk a talajba. Nagyon erősen kötődnek a humuszhoz és az adszorpció révén csökken a fitotoxicitás, illetve az elillanás mértéke is. Perzisztenciájuk függ a talajtulajdonságoktól, általában 2-3 hónap alatt bomlanak le (HUNYADI és mtsai, 2000).
38
3.2.1.2. Kémiai szerkezet Kémiai szerkezetüket tekintve aromás aminok. A csoportba tartozó vegyületek általános képlete: R2
NO2 R3
R1
N R4 NO2
(KÁDÁR, 2001)
3.2.1.3. Hatásmechanizmus Az ide tartozó vegyületek hatásmechanizmusuk alapján elsődlegesen növekedés gátló herbicidek, a csírázó növények szöveteiben akadályozzák a sejtosztódást, a tubulinátrendeződés és a mikrotubulus szintézis gátlásával. Hatással vannak a nukleinsav-anyagcserére, mintegy 10 mg/kg-ig serkentik, ennél nagyobb töménységben gátolják az RNS- és a DNS-szintézist. A növények gyökereiben megbontják az egyensúlyt a növekedéshez elengedhetetlen hormonok (például az IES és a kinetinek) között, interakcióba lépnek a hormonok által indukált enzimekkel, gátolják azok képződését és transzportját. Gátolják a fotoszintetikus foszforilációt, a NADH és a szukcinát oxidációját.
3.2.1.4. Külső tünetek A toxikus tünetek a csírázás után, a kelést követően figyelhetők meg. A másodlagos gyökerek fejlődése gátolt, a hajtás növekedése lelassul, leáll, a sziklevelek bőrszerűek, a szár vagy a hipokotil vastag és törékeny, a színeződés élénkül, gyakori a vöröses-kék elszíneződés. 39
3.2.1.5. Transzlokáció A dinitroanilinek felvételének főbb helyei: az egyszikűek gyökere és hajtása, a kétszikűek hipokotilja és hipokotil görbülete. A gyökérből a hajtásba történő herbicidtranszlokáció minimális, ezzel magyarázható, hogy a dinitroanilineket gyökérherbicidként alkalmazzuk.
3.2.1.6. Szelektivitás Összefüggés mutatható ki a csíranövények dinitroanilin-érzékenysége és a csírázó mag lipid-koncentrációja között. Ha a mag sok endogén lipidet tartalmaz, kisebb a fitotoxikus hatás. A lipidekben gazdagabb magvak toleránsabbak, mint a nagy keményítőtartalmúak (KÁDÁR, 2001).
3.2.1.7. Toxicitás A dinitroanilinek a bőrt, a szemet és a nyálkahártyát irritálják, ugyanakkor szenzibilizáló hatásuk nem ismert. Anilinmérgezésben a vegyületek a hemoglobint methemoglobinná alakítják. A hemoglobinban levő Fe(II) kiemelkedik a porfiringyűrű síkjából és Fe(III)-má oxidálódik, methemoglobinémia alakul ki. A problémát az okozza, hogy az így keletkezett methemoglobin nem képes a vérben szállított oxigén leadására. A vér barna színű, a bőr cyanotikus és fokozódó izomgörcsökkel kell számolni. Hasonló tünetek és megbetegedés (methemoglobinémia) alakul ki magas nitrit- és nitrát-tartalmú ivóvíz vagy élelmiszerek fogyasztásakor is. A dinitroanilinek méreghatására jellemző még, hogy gátolják az oxidatív foszforilációt, vagyis szétkapcsolják az oxidáció és foszforiláció folyamatát a foszfokreatinkináz enzim blokkolásával, így az ATP szintézise akadályozottá válik. A sejtekben felgyorsul az oxidáció, a keletkezett energiatöbblet hő formájában jelentkezik. Nő a szervezet oxigénigénye, majd a mérgezés előrehaladtával oxigénhiány lép fel, illetve felborul a szervezet sav-bázis egyensúlya. A mérgezés következtében károsodik az izomzat, a máj, a vese és az idegrendszer (KERTAI, 1982; FÁBIÁN, 1993; ÁDÁM, 2001).
40
3.2.1.8. Pendimetalin
Jelen tanulmányban a 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC került felhasználásra. Besorolása: Tubulin átrendeződését gátló herbicidek/dinitroanilinek Általános jellemzés: szelektív talajherbicid Fizikai tulajdonságok: narancssárga kristályos anyag Szerkezeti képlet: NO2
CH3
NH
CH C 2 H5
CH3
NO2
Móltömeg: 281,3 g/mol CAS regisztrációs szám: 40487-42-1 IUPAC név: N-(1-ethylpropyl)-2,6-dinitro-3,4-xylidine Kereskedelmi név: Stomp 400 SC, Stomp 330, Pendigan 330 EC
41
C2H5
Gyári kombinációk: Escort (imazamox + pendimetalin), Wing EC* (dimetenamid + pendimetalin), Wing-P (dimetenamid-p + pendimetalin) (a *-gal jelölt növényvédő szer engedélye visszavonásra került, a készletek felhasználása a vonatkozó okiratok előírása szerint lehetséges) Fitotoxicitás: A fitotoxikus hatás elkerülésére igen lényeges az egyenletes vetésmélység. Toxicitás: Besorolása: III. forgalmi kategória – gyenge méreg (p.o. LD50=6900 mg/kg) Felhasználás: Őszi búza, árpa, tritikale, rozs, rizs, borsó, lóbab, burgonya, káposzta, kelkáposzta,
petrezselyem,
sárgarépa,
kömény,
fokhagyma,
paprika,
palántázott
paradicsom, karfiol, karalábé, zeller, dohány, gyümölcsös, erdészet, szőlő, gyógynövények preemergens (vetés után, kelés előtt) gyomirtására javasolható. Dózisa a gyakorlati alkalmazás során: 1,3-2,6 kg/ha hatóanyag. A többi dinitroanilintől eltérően kevésbé bomlékony, illetve illékony a vegyület, ezért nem szükséges a talajba bedolgozni. Sorsa a környezetben: A többi dinitroanilinhez viszonyítva a pendimetalin sokkal stabilabb szerkezetű, fény hatására is csak lassan bomlik. A talajban oxidációs folyamatok során bomlik le, a hatóanyag felezési ideje 3-4 hónap (KÁDÁR, 2001; SZABADI, 2009; HUNYADI és mtsai, 2000).
42
3.2.2. Ariloxi-karbonsavak Az ariloxi-karbonsavak az úgynevezett „hormonhatású herbicidek” csoportjába tartoznak, amelyek a csírázást követően fejtik ki hatásukat olyankor, amikor a növény a gyors növekedés szakaszában van, pl. gyökérváltáskor, bokrosodáskor, szárbainduláskor. A bokrosodás végétől a szárbaindulás kezdetéig, amikor nincs aktív növekedésben a növény, a herbicid hatás nem érvényesülhet, éppen ezért ilyenkor kell a hormonhatású herbicidet a kalászos gabonafélékben kipermetezni. Az ide tartozó herbicidek hatékonyságukat legjobban levélherbicidként érvényesítik (KÁDÁR, 2001; HUNYADI és mtsai, 2000).
3.2.2.1. Fizikai tulajdonságok Többnyire színtelen, szilárd halmazállapotú anyagok. Nem magukat a savakat, hanem többnyire azok sóit és néhol észtereit használják gyomirtásra. A sók jól oldódnak vízben, az észterszármazékok illékonyak, de az illékonyság a szénatomszám növelésével csökken. A legelterjedtebb az aminsó, dimetilaminsó változat. Nem tekinthetők perzisztens, kumulációra hajlamos vegyületeknek.
3.2.2.2. Kémiai szerkezet Kémiai szerkezetüket tekintve ariloxi-alkán-karbonsavak. A csoportba tartozó vegyületek általános képlete: R5
R6
R4
O
R3
R2
(KÁDÁR, 2001) 43
R
COOH
3.2.2.3. Hatásmechanizmus Az ariloxi-karbonsavaknak alacsony koncentrációban az IES-hez hasonló hatásuk van, egyes esetekben (pl. szövettenyészetekben) az IES helyettesítői is lehetnek. Magasabb koncentrációban azonban felfokozottan működtetik a sejtosztódási, sejtmegújulási folyamatot. Abnormális mértékű sejtburjánzás következik be, a növény tápanyagkészlete elhasználódik, mérgező anyagcseretermékek halmozódnak fel, a fehérjék hidrolizálódnak, felborul a foszfát- és kálium-anyagcsere is. A normális hormonszint helyett magasra szökik a „mesterséges hormonszint”, mivel az auxinhoz hasonló hatású herbicidet a növény nem képes hatástalanítani, elbontani.
3.2.2.4. Külső tünetek A lepermetezett levelek eltorzulnak, kanalasodnak, csalánosodnak, egyszikűeknél dárdaszerűen összepödrődnek és a szár felé húzódva felfelé állnak. A szár elhajlik, görbül, a hajtáscsúcs megcsavarodik. Az egyszikűek első szárcsomója megvastagszik, az oldalgyökerek rövidek, vastagodottak, a hajtáscsúcs könnyen eltörhető, elpattintható.
3.2.2.5. Transzlokáció A hormonrendszerre ható herbicideket a növény bármely részén keresztül képes felvenni, vagyis felszívódó, szisztémásan ható anyagok. A felszívott anyag a szállítórendszereken keresztül floém-transzporttal jut el a növény más szöveteibe, hogy hatását ott kifejtse. A floém-transzport azt jelenti, hogy a szállítás a levelekből irányul egyéb helyekre, ezzel magyarázható, hogy a hormonrendszerre ható herbicidek levélherbicidként a leghatékonyabbak.
3.2.2.6. Szelektivitás Az
ariloxi-karbonsavak
kétszikű
gyomok
ellen
szelektív
herbicidként
alkalmazhatók. A szelektivitás oka az, hogy a permetlé a széles leveleken megtapad, az 44
egyszikű kultúrnövény keskeny, viaszréteggel borított leveleiről viszont könnyen lefolyik. Ezt morfológiai szelektivitásnak nevezzük. A széles levelű növények elsősorban az intenzív növekedési szakaszban érzékenyek a herbicidre, növényféleségenként különböző mértékben. Többévi egyoldalú használata következtében ellenálló gyomok (Matricaria, Gallium, Veronica, Stellaria fajok) terjedtek el, ami komoly gyomirtási problémákat okozott (KÁDÁR, 2001).
3.2.2.7. Toxicitás A technikai hatóanyagok - főként a 2,4,5-T – erősen toxikus, teratogén hatású dioxin szennyeződést tartalmazhatnak, ami az előállítási folyamatban technológiai melléktermékként fordul elő. Általában elfogadott álláspont az, hogy amennyiben a hatóanyagok dioxintartalma nem éri el a 0,1 mg/kg értéket, akkor a szerformák terhelése emberre, állatra veszélytelenül tolerálható. A testfelszíneken helyileg irritálóak, túlérzékenységet okoznak. Kísérleti állatokon megfigyelték, hogy csökken az izomműködés, a mozgás vontatottá válik, a szervezetben felhalmozódnak, idegrendszeri és indirekt pajzsmirigy-működési zavart okoznak. A pajzsmirigy által termelt tiroxin és trijódtironin hasonlít a 2,4-D és a 2,4,5-T halogénezett fenoxi-ecetsav származékokhoz és ez a hasonlóság megtéveszti a pajzsmirigy által termelt fehérjét, a glikoproteint, amely nem a kiválasztott hormonokkal lép kapcsolatba, hanem a peszticid
molekulákkal.
Ennek
következtében
számolni
lehet
a
szervezet
energiaforgalmának és jódháztartásának zavarával. Az ilyen típusú gyomirtó szerek alkalmazása növelheti a növényzet nitrát-felvételét a talajból, esetenként nőhet a növényzet ciánglikozid-tartalma, sőt megváltozhat egyes mérgező gyomok íze is, így a legelő állatok olyan gyomokat is szívesen elfogyasztanak, amelyeket egyébként elkerülnének (LACZAY, 1995). Ennek következményeképpen az élelmiszerfogyasztás révén nőhet az emberi szervezet nitrát, majd rákkeltő nitrózamin terhelése. A mérgezés tüneteiként helyileg a testfelszíneken irritáció, gyulladás jelentkezik. Az általában heveny formában lezajló általános mérgezés esetén kialakul a rossz közérzet 45
tünet
együttese,
nyálfolyás,
hányás,
hasmenés,
majd
gyengeség,
izomgörcsök,
eszméletvesztés, végül légzési és vérkeringési elégtelenség, szívkamra fibrilláció mutatkozik, súlyos esetben beáll a halál (VÁRNAGY és BUDAI, 1995; VÁRNAGY és BUDAI, 2003). A klór-fenoxi-ecetsav típusú gyomirtó szerek ipari előállítása kapcsán már szó volt róla, hogy számolnunk kell egy szennyező melléktermékkel, az erősen teratogén hatású dioxinnal. Sajnálatos módon humán vonatkozású tapasztalatok is születtek ezen herbicidek alkalmazásával kapcsolatosan, amikor az amerikaiak a vietnami háborúban a növényzet lombtalanítására a jelentős dioxin-tartalommal bíró Agent Orange nevű gyomirtó szert szórták ki repülőgépeikből. Mint utóbb kiderült a herbiciddel kezelt körzetekben jelentősen nőtt a fejlődési rendellenességekkel született gyermekek száma, mert az alkalmazott gyomirtó szer dioxin koncentrációja az 50 mg/kg-ot is elérte (VÁRNAGY, 1996). VÁRNAGY (1991) vizsgálatai során különböző növényvédő szerek, köztük a dolgozatomban kísérleti anyagként választott 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D hatását vizsgálta injektálásos, illetve bemerítéses kezelési módszerrel házityúk-, fürj- és fácánembriókon. A vizsgálati anyagokat háromféle koncentrációban alkalmazta, a középső koncentráció felel meg a gyakorlati permetlé töménységnek, a kisebb ennek a tizede, a nagyobb koncentráció pedig a gyakorlati permetlé töménység tízszerese volt. A Dikamin D-vel
elvégzett
injektálásos
kezelés
hatásaként
tyúkmagzatokon
makroszkópos
elváltozások nem jelentkeztek, fácánmagzatokon a gyakorlati permetlé töménység (1%-os koncentráció), illetve annak a tizede (0,1%) a fejen, a nyakon és a gerincoszlop régiójában a bőr alatti kötőszövetben gombostűfejnyi vérzéseket okozott, a legmagasabb dózis (10%) esetében pedig a 12-13. napi magzati elhalás volt a jellemző. A herbiciddel elvégzett bemerítéses kezelés tyúkmagzatokon nem okozott makroszkópos elváltozásokat. BODAI és mtsai (1974) írták le a 2,4-D tartalmú Dikonirt ösztrogénszerű hatását szarvasmarha állományokon. A legelő gyomirtása után a legeltetett állatoknál jelentősen emelkedett a meddőség és a vetélés aránya, amit a herbicid hatásának tulajdonítanak.
46
Az ariloxi-karbonsavak kísérleti állatokban a harántcsíkolt izomzat spasticitását és kamralebegést okoztak, idült kísérletekben hypothyreosist, fekélyképződést, májnecrosist, degeneratív veseelváltozásokat figyeltek meg (KERTAI, 1982).
3.2.2.8. 2,4-D
Jelen tanulmányban a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D került felhasználásra gyakorlati permetlé töménységben. Besorolása: Hormonrendszerre ható herbicidek/ariloxi-karbonsavak/fenoxi-ecetsavak Általános jellemzés: szelektív szisztémás levélherbicid Fizikai tulajdonságok: színtelen, por halmazállapotú anyag. Szerkezeti képlet: Cl
Cl
O
Cl Móltömeg: 221 g/mol CAS regisztrációs szám: 94-75-7 IUPAC név: (2,4-dichlorophenoxy)acetic acid
47
CH2
COOH
Kereskedelmi név: 2,4-D aminsó 450 SL*, Dicopur D Prim, Dikamin 720 WSC, Dikamin D*, Dikonirt*, Dezormon, DMA-6, Esteron 60, Maton 60, Solution, Syrius*, U 46 D-Fluid SL (a *-gal jelölt növényvédő szerek engedélye vissza van vonva, a készletek felhasználása a vonatkozó okiratok előírása szerint lehetséges) Gyári kombinációk: Mustang SE (2,4-D + floraszulam), Dicophar (2,4-D + MCPA + MCPP-P + dikamba) Fitotoxicitás: A fitotoxikus hatás szempontjából nagyon fontos a fenil-gyök 2-es és 4-es helyzetű szénatomján a helyettesítés halogénatomokkal vagy alkil-gyökökkel. Felhasználás: Kalászos gabonában 4-6 leveles állapottól a bokrosodás végéig, kukoricában 10-20 cm-es fejlettségnél, legelőn a kétszikű gyomok intenzív növekedési időszakában (kb. 5-10 cm-es gyomfejlettségnél, de ez fajok szerint változó) alkalmazható. Sörárpában TILOS használni! Érzékeny: a kétszikű gyomok többsége. Mérsékelten érzékenyek: vetési hérics, fekete ebszőlő, szerbtövis, tövises iglice, libatop, varjúmák, maszlag, árvácska, sebforrasztó zsombor, útszéli zsázsa, napraforgó, árvacsalán. Toleránsak: porcsin keserűfű, ragadós galaj, ebszikfű, keserűfüvek, szeder, selyemkóró, tyúkhúr, és az egyszikűek. Dózisa a gyakorlati felhasználás során: kalászosokban 0,5-0,6 kg/ha, kukoricában 0,5 kg/ha, legelőn 0,8-1 kg/ha hatóanyag. Sorsa a környezetben: A talajban főként mikrobiális úton bomlik, a hatóanyag felezési ideje kevesebb, mint 7 nap (KÁDÁR, 2001; SZABADI, 2009; HUNYADI és mtsai, 2000, NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2005).
48
3.3. A madarak embrionális fejlődése
Ahhoz, hogy vizsgálni tudjuk a kezelés során alkalmazott vegyi anyagok madárembrióra gyakorolt hatását, röviden át kell tekintenünk a fejlődésüket a tojás megtojásától a kikelésig. A házityúk a 21. napon kel ki a tojásból, ez idő alatt jelentős biológiai változások zajlanak le az embrióban. Az inkubáció alatt rendkívül érzékenyen reagál a külső környezeti hatásokra. A keltetés első 9 napján az embrió fejlődését minőségi változások jellemzik (szerv, szervkezdemények, végtagok kifejlődése), míg az ezt követő magzati időszakot a mennyiségi fejlődés jellemzi. Ez időszak alatt alakul ki az embrió végleges formája (BOGENFÜRST, 2004). A keltetés első három napjára az intenzív növekedés a jellemző. Az első napon kialakulnak a csíralemezek, a mesoderma és a gerinchúr. A második napon megindul a véredények, a hajszálerek, a szem, az ősvese és a szaglószervek kezdeményeinek fejlődése. A keltetés 30. órájában a tyúkembrió szíve lüktetni kezd. A harmadik napon az allantois belenő az extraembrionális testüregbe (ZBORAY, 1991). Fejlődésnek indul az emésztőkészülék és az érzékszervek. Megjelennek a végtagbimbók (a hátsó végtagok és a szárnyak kezdeményei), illetve a csőr (1. ábra).
49
1. ábra A tyúk embrionális fejlődése A) a keltetés 1. napján, B) a keltetés 3. napján (1. csírapajzs, 2. őscsík, 3. érudvar, 4. jégzsinórok, 5. tojásfehérje, 6. héjhártya, 7. mészhéj, 8. légkamra, 9. embrió, 10. szikvérkeringés, 11. sinus terminalis) (KOVÁCS és FEHÉR, 1966)
A negyedik napon kialakulnak az ivarmirigyek és a maradó vese kezdeményei. A magzatburkok tanulmányozhatóvá válnak, a testrészek elkülönülnek. Az amnion körbeveszi az embriót, védi és táplálja. Az embrió feje az agyvelő gyors fejlődése következtében jelentősen megnő. Az ötödik napon az amnion folyadékkal telik meg és így az embrió védve van a mechanikai sérülésektől. Differenciálódik az első és a hátsó végtag, az ujjak és az agyvelő. A szem tovább nő és a máj is fejlődni kezd. A hatodik és a tizedik nap között kialakul az embrió végleges formája. A hetedik naptól megindul az allantoislégzés. A nyolcadik naptól láthatóak a tollkezdemények, és a kilencedik naptól az embrió csibeformát vesz fel. A szív a testüregbe záródik, az embrió a továbbiakban a szik állományával a köldökön keresztül, a vérkeringés útján tart kapcsolatot (KOVÁCS és FEHÉR, 1966). 50
A tizenegyedik és tizenkettedik nap között a mellizmok és végtagok izmai erőteljesen növekednek a végtagokkal és a törzzsel egyetemben. A csontosodási folyamathoz szükséges kalcium felvétele a 12. napon valósul meg. A chorioallantois membrán (CAM) képessé válik a kalcium szállítására a tojáshéj és az embrió között és így biztosítja a megfelelő növekedést (DIECKERT és mtsai, 1992). A tizenharmadik napra az embrióban kifejlődnek a szervek.
2. ábra A tyúk embrionális fejlődése A) a keltetés 9. napján B) a keltetés 15. napján (1. magzat, 2. sziktömlő, szikvérkeringés, 3. allantois, magzati vérkeringés, 4. amnion, 5. tojásfehérje, 6. héjhártya, 7. mészhéj, 8. légkamra) (KOVÁCS és FEHÉR, 1966) A tizennegyedik napon a szemhéjak fejlődése befejeződik, a nyak tovább vékonyodik. A tizenötödik napon a szájszöglet elszarusodott pereme jelenik meg (2. ábra). A tizenhatodik naptól már a szarukezdemények is felismerhetőek. A tizenhetediktizennyolcadik napig az embrionális növekedés dominál. A tizenkilencedik napon a sziktömlő megkezdi a behúzódást a hasüregbe, ami a huszadik napon fejeződik be. Ekkor 51
kezdődik meg a köldökzáródás. A huszonegyedik napra a tojáshéj törékenyebbé válik, mert a mész egy része felszívódott és a csontokban rakódott le. A huszadik vagy huszonegyedik napon a fiókák kikelnek a tojásból (BOGENFÜRST, 2004). A fejlődő embrióra a hőmérséklet főként a keltetés korai szakaszában van nagy hatással, majd ez később mérséklődik. Nem megfelelő hőmérsékleti feltételek között a kelés szabálytalan lesz, torzult egyedek keletkezhetnek. Fontos a megfelelő páratartalom biztosítása is, mert ennek hiányában az embrió nem tud megfelelően fejlődni, összenövések keletkeznek a héjhártyával, a kiszáradás következtében megkeményedett burok pedig nehezíti a légzést. Az embrionális fejlődés során megkülönböztetünk úgynevezett növekedési szakaszváltó pontokat, amelyek összefüggésben állnak az embrió anyagcsere folyamataival és azok változásával. Ezekben az időszakokban az embrió érzékenyebben reagál az őt ért hatásokra. A házityúk esetében ezek a pontok a keltetés 5-6. napjára, 11-12. napjára és 1718. napjára tehetők.
3.4. A madárembrió, mint tesztszervezet
A világ vegyipari termelése az elmúlt 30 év során jelentős mértékben növekedett. 1975-ben 60.000, 1985-ben 70.000, 1990-ben 80.000 vegyi anyag volt kereskedelmi forgalomban, a regisztráltak száma pedig ezen adatok százszorosára tehető és ez a folyamat tovább folytatódik, hiszen évente közel 1000 új vegyi anyag jelenik meg. Az egyes termékek – gyógyszerek, peszticidek, műtrágyák stb. – forgalmazásának és környezettudatos felhasználásának egyik alapvető feltétele az, hogy megismerjük toxikológiai tulajdonságaikat. A különböző vegyületek mérgezési veszélyeit a velük foglalkozó emberekre, az általuk érintett társadalomra és a környezetre, toxikológiai adataik és alkalmazási módjuk 52
együttes mérlegelésével állapítják meg. Ehhez a tevékenységhez szolgáltatnak alapot az állatkísérletes toxikológiai vizsgálatok. A kísérletes toxikológia feladata az, hogy állatkísérlettel feltárja az adott vegyi anyag hatásmechanizmusát, megismerje a kialakuló tüneteket, elősegítse a mérgezettek gyógyításában használható antidotumok és más gyógyszerek, illetve gyógyító eljárások alkalmazását. Kísérleti állatként egér, patkány, nyúl, tengerimalac, kutya, madarak, majom, hal és aranyhörcsög használatosak a leggyakrabban, de speciális célú vizsgálatokhoz más állatfajokat is lehet alkalmazni. A peszticidek ökotoxikológiai szempontból történő megítélésében az egyik fontos vizsgálati tényező a vegyi anyagok fejlődő madármagzatokra gyakorolt hatása. Az első jelentős
tevékenység
Dareste
nevéhez
fűződik,
aki
teratológiai
vizsgálatban
csirkemagzatokat alkalmazott (VÁRNAGY és BUDAI, 2003). A
madárembrió
tesztszervezetként
történő
alkalmazását
az
embriótoxikológiai/teratológiai vizsgálatokban számos érv támasztja alá: a madárembriók rendkívül érzékenyek a különféle kémiai és fizikai behatásokkal szemben, viszonylag könnyű kiválasztani a kezelésekhez megfelelő fejlettségű madárembriókat, nagy számban alkalmazható kevés személyzettel és kis területtel rendelkező laboratóriumokban is (SOMLYAY és VÁRNAGY, 1986b). A csirkeembrión végzett teszt gyors és pontos, amely lehetővé teszi a vegyi anyagok embrióra gyakorolt hatásának vizsgálatát. A módszer további előnye olcsósága, a madárembrió érzékenysége a különböző ágensekkel szemben, valamint fejlődésének nagyfokú hasonlósága az emlősök morfológiai fejlődéséhez (KORHONEN és mtsai, 1981, 1982). 53
Az ilyen típusú vizsgálatok fő hátránya az anya-magzat kapcsolat hiánya és az embrió
nagymértékű
érzékenysége
(WILSON,
1978).
A
másik,
szintén
nem
elhanyagolható hátrány, amit meg kell említenünk, hogy a csirkeembrión végzett vizsgálatok nem szolgáltatnak közvetlen adatokat a humán teratogenitást tekintve, de mivel nincsen olyan faj, amit fel lehetne használni az emberi teratogenitás modelljéül, így több fajon elvégzett tesztekre van szükség és az így kapott adatok extrapolálására, hogy képet kapjunk egy vegyi anyag teratogén potenciáljáról (WHO Technical Report, 1967). Az előnyök és a hátrányok figyelembe vételével megállapítható, hogy a madárembriókon elvégzett kísérletek kiválóak előzetes szűrővizsgálat céljára, gyorsaságuk és pontosságuk, valamint a madár fajok érzékenysége kapcsán. Így az alacsonyabb rendű szervezeteken embriótoxikusnak és teratogénnek bizonyult vegyületeket mód nyílik a későbbiekben emlős vizsgálati rendszerekben tesztelni. A humán szempontból ismertté vált teratogén hatásúnak bizonyult kémiai ágensek (thalidomid, androgén hormonok) szinte minden esetben teratogének voltak madárembriókra is (SOMLYAY, 1990). Az 1960-as évektől kezdve egyre gyakoribbak lettek az olyan vizsgálatok, amelyekben különböző vegyi anyagok teratogén hatását vizsgálták madármagzatokon. A screening vizsgálatokban igen gyakran csirkemagzatokon (HOFFMANN és RAMM, 1972; VÁRNAGY és mtsai, 1982a, SOMLYAI és VÁRNAGY, 1987; MARLIAC és VERRET, 1963), az elmúlt 25 évben azonban már japán fürj, fácán és más vadon élő madarak magzatain is tanulmányozták a peszticidek és más vegyi anyagok magzatkárosító hatását (VÁRNAGY, 1981a; VÁRNAGY és mtsai, 1981; FÁNCSI és mtsai, 1982; MEINEL, 1977, DA LAGE és ALNOT, 1973).
3.5. A madárteratológiai vizsgálatok során alkalmazott kezelési módok
A leggyakoribb kezelési mód a vizsgált anyag tojásba történő injektálása. Ennek legelterjedtebb módja a légkamrába való injektálás, mert így elkerülhető az embriók fizikai sérülése a kezelések során (LUTZ, 1974; MEINIEL, 1977; VÁRNAGY és mtsai, 1982b), de japán és francia kutatók gyakran használják a tojásfehérjébe (KHERA, 1966; 54
YAMADA, 1968) és a tojássárgájába (MARILAC és VERRET, 1963) történő injektálást is. Az injektálásos eljárás előnye, mely egyben magyarázat arra is, hogy miért ez a leggyakoribb kezelési mód, hogy a vizsgálni kívánt anyagot pontosan mért dózisban, a tojás tetszőleges részébe juttathatjuk, azaz az esetleges teratogén hatást kiváltó anyagmennyiséget pontosan képesek leszünk meghatározni, a kísérletek egzakt módon értékelhetőkké válnak. Az előbbiekben említett kezelési mód hátránya, hogy nem modellezi megfelelően a környezetben érvényesülő hatást, ezért ha az injektálásos eljárás során bebizonyosodik egy vegyi anyagról, hogy magzatkárosító hatással bír, akkor célszerű a kezelést megismételni bemerítéses (bepermetezéses) módszerrel is. A bemerítéses kezelés során a tojásokat a vizsgálati anyag megfelelő töménységű oldatába, szuszpenziójába, vagy emulziójába merítik meghatározott (30 perces) időtartamra (LUTZ és LUTZ – OSTERTAG, 1973; MARLIAC és VERRET, 1963; MEINIEL, 1973; VÁRNAGY, 1981b). A bemerítéses módszer alkalmazása különösen a peszticidek vizsgálatakor indokolt, mert így a természetes környezetben ténylegesen előforduló szerhatás – főként a vadon élő madárfajok esetében – jobban modellezhető, mint az injektálásos kezelési módszerrel. Azt azonban hátrányként kell megemlítenünk, hogy bemerítéses eljárás a növényvédő szernek csupán a magzatra gyakorolt indirekt hatását teszi lehetővé. HOFFMAN és GAY (1981) a madárembriók külső expozícióját vizsgálták kísérleteikben és bebizonyították, hogy a xenobiotikumok képesek áthatolni a tojáshéjon és az extraembrionális hártyákon, majd bejutnak egészen az embrióig. STRANGE és KERR (1976) 2,4,5-T teratológiai és embriótoxikológiai vizsgálatát végezték el házityúkon injektálásos kezeléssel. A kísérletben alkalmazott dózisoknál teratogén hatásra utaló tüneteket nem találtak, a 0. és az 5. napon meghatározták a készítmény magzati LD50 értékét. LUTZ (1974) a paration teratogén hatását vizsgálta csirkeembriókon a keltetés 0. napján elvégzett bemerítéses kezeléssel. Minden embrión törpenövekedés jelentkezett és a 55
végtagok helyzete is a normálistól eltérő volt. A szövettani vizsgálat alapján kiderült, hogy az embriók nagy része nemzőképtelenné vált. MACI és ARIAS (1987) maneb hatóanyagú gombaölő szer teratogén hatását vizsgálták csirkeembriókon. A tojásokat a 0. napon kezelték bemerítéses módszerrel. Az elvégzett kezelés hatásaként a leggyakoribb tünet a lábvégek malformációja volt.
3.6. Interakciós vizsgálatok
Az eddig bemutatott vizsgálatokban többnyire a különböző peszticidek egyedi toxicitását tanulmányozták. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni azt a tényt, hogy a vegyi anyagok sohasem egyedül, önmagukban találhatók az élő szervezetekben, illetve az élő szervezetek környezetében. A vegyi terhelés általában komplex módon jelentkezik, így számolni lehet az úgynevezett együttes méreghatással (VÁRNAGY, 1996). Az interakciós vizsgálatok terén egyrészt a sokféle kombinációs lehetőség, másrészt a viszonylag újabb keletű problémafelvetés miatt még kisebb szakirodalmi forrással, adatbázissal rendelkezünk, mint az egyedi méreghatás tekintetében, ezért ezen kutatási terület még nagy kihívásokat tartogat a toxikológiai vizsgálatokkal foglalkozók számára. Az interakció vagy más néven együttes méreghatás fogalma alatt azt értjük, amikor egy élő szervezetben minimálisan két kémiai ágens fejti ki a méreghatását egyidejűleg. Ha egy adott időben kémiailag különböző vegyi anyagokat alkalmazunk egyszerre, akkor a következő eredményekkel számolhatunk Addíció jön létre, azaz a vegyi anyagok toxikus hatása összegződik. Például az éter és a kloroform együttes alkalmazása esetében, ahol hatástani interakció jön létre, a két vegyület különböző receptorokhoz kötődve fejti ki hatását, a két anyag toxikus hatása egyszerűen összeadódik.
56
Szinergizmus következik be, azaz a kezelésben részt vevő kémiai anyagok együttes méreghatása fokozódik az egyedi méreghatásokhoz képest. Például a triklórfon és a malation együttes alkalmazásakor, ahol kinetikai interakció jön létre, mert a triklórfon gátolja a karboxilészteráz enzim működését, lassítva ezzel a malation lebomlását, megnyújtva a méreghatást. Antagonizmus alakul ki, mely számunkra kedvező hatású is lehet, ekkor ugyanis az egyik felhasznált vegyi anyag csökkenti a másik toxikus hatását. Például a DDT és a paration együttes alkalmazása esetén kinetikai interakció jön létre, a DDT a máj mikroszomális enzimjeinek indukciója révén elősegíti a paration enzimatikus detoxikációját. Ennek ellenére, ebben a konkrét példában a végeredmény mégis a méreghatás fokozódása lesz, mivel az enzimatikus reakció során a parationból a szervezetre nézve egy sokkal mérgezőbb vegyület, a paraoxon képződik. Mint látható a vegyi anyagok, ha együtt jelennek meg egy környezetben, akkor számos, előre nem várt hatással találkozhatunk. Ezek feltérképezése elengedhetetlen ahhoz, hogy az esetleges ökológiai katasztrófahelyzeteket elkerülhessük. Szélesítenünk kell ismereteinket a már engedélyezett kémiai ágensekkel kapcsolatban is, mert a gyakorlatban számos olyan helyzet adódik, ahol több peszticid találkozhat egymással vagy más kémiai anyagokkal, például nehézfém-szennyezéssel. A kutatási eredmények szerint a növényvédő szerek kombinációi, különösen ha ezek a kombinációk inszekticidet is tartalmaznak, általában fokozzák, sőt egyes esetekben akár százszorosára is növelhetik a komponensek méreghatását, ezáltal természetesen a felhasználásuk kockázatát is megsokszorozzák. Ezek a hatások faj-, idő-, illetve dózisfüggőek, ezért meglehetősen nehéz feladat rutinszerűen előre jelezni a várható hatást. Pontosan ez az oka annak, hogy szükséges lenne kifejleszteni és egységesen elérhetővé tenni egy olyan standard in vivo tesztet, amely hatékonyan segíti az ilyen jellegű kockázatok becslését (THOMPSON, 1996). Jelenleg is rendelkezésünkre áll számos kutatási eredmény az interakciós hatásokkal kapcsolatban, ezek közül a dolgozatomban is tesztállatként választott, fejlődő madárembriókkal folytatott vizsgálatokat szeretném röviden áttekinteni. 57
MARLIAC és VERRET (1963) 12 peszticid, köztük a DDT, a lindán, a paration, a metil-paration és a karbamát típusú növényvédő szerek teratogén hatását vizsgálták csirkeés patkányembriókon. A vizsgálataik során megállapították, hogy a klórozott szénhidrogének nem gátolják az embrió fejlődését, de a szerves foszforsavészeterek és a karbamát típusú vegyületek együttesen alkalmazva jelentős teratogén hatást idéznek elő. VÁRNAGY és mtsai (1996) három herbicid, a Flubalex, a Fusilade S és a Maloran 50 WP teratogén hatását vizsgálták csirkeembrión. A kezelést a keltetés 0. és 12., az értékelést a keltetés 19. napján végezték el. Az anyagokat három különböző koncentrációban alkalmazták, a középső volt a gyakorlati permetlé töménységnek megfelelő koncentráció, a legmagasabb dózis ennek a tízszerese, míg a legalacsonyabb a tized része volt. A növényvédő szerek egyedi méreghatásaként a Maloran 50 WP és a Flubalex esetében szignifikáns testtömeg-csökkenés, a Maloran 50 WP és a Fusilade S hatásaként pedig emelkedő embriómortalitás jelentkezett. Fejlődési rendellenességek csak sporadikusan fordultak elő. A peszticidek interakciós vizsgálatakor Maloran 50 WP + Fusilade S és Maloran 50 WP + Flubalex kombinációk kerültek alkalmazásra, ahol a Maloran 50 WP-t csak gyakorlati permetlé töménységben, a másik két peszticidet pedig mindhárom koncentrációban vizsgálták. A két legmagasabb koncentráció esetében szignifikáns testtömeg-csökkenés és az embriómortalitás növekedése volt megfigyelhető. VARGA és mtsai (1999) a Sumithion 50 EC és a Fusilade S együttes méreghatását tanulmányozták fejlődő fácánembrión injektálásos kezeléssel. A vizsgálati anyagokat a tojások légkamrájába juttatták a keltetés tizenkettedik napján. Megállapították, hogy a két peszticidet együtt alkalmazva mérséklődik az embriótoxikus és a teratogén hatás az egyedi kezelésekhez viszonyítva. Hasonló vizsgálati elrendezésben a Dithane M-45 és az ólom-acetát együttes injektálásos expozíciója eredményeként házityúkembrión nem fokozódott a toxicitás az egyedi méreghatáshoz képest. A vizsgálat folyamán fejlődési rendellenesség csak sporadikusan fordult elő, dózis-válasz összefüggés nem jelentkezett (BUDAI és mtsai, 2000).
58
4. Anyag és módszer 4.1. Vizsgálati anyagok
4.1.1. Nehézfémek
4.1.1.1. Réz[II]-szulfát, vízmentes Fizikai tulajdonságok: szürkésfehér por. Képlet: CuSO4 Móltömeg: 159,6 g/mol CAS regisztrációs szám: 7758-98-7 RTECS szám: GL8800000 Toxicitás: p. o. LD50 = 300 mg/ttkg patkányon. Felhasználás: a mezőgazdaságban növényi tápanyagként, illetve baktericid, fungicid, algacid tulajdonságai miatt a vegyszeres növényvédelemben használják fel (BIZTONSÁGI ADATLAP, 27952, NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2001). Gyártó: Reanal Finomvegyszergyár Rt.
59
4.1.1.2. Kadmium-szulfát 8/3-hidrát Fizikai tulajdonságok: fehér, kristályos por. Képlet: 3CdSO4 x 8H2O Móltömeg: 769,51 g/mol CAS regisztrációs szám: 7790-84-3 RTECS szám: EV2700000 Toxicitás: p. o. LD50 = 280 mg/ttkg patkányon. Felhasználás: elsősorban az iparban (súrlódásgátlóként, rozsdamentesítésre, ötvözetekben, galvanizálásra, zománcban, alkáli-elemekben, festék- és gumigyártásban, polivinil műanyagok stabilizálására) történik (BIZTONSÁGI ADATLAP, 16271, NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2007). Gyártó: Reanal Finomvegyszergyár Rt.
4.1.1.3. Ólom[II]-acetát-3-hidrát Fizikai tulajdonságok: színtelen, kristályos szerkezetű anyag. Képlet: Pb(CH3COO)2 x 3H2O Móltömeg: 379,34 g/mol CAS regisztrációs szám: 6080-56-4 RTECS szám: OF8050000 60
Toxicitás: p. o. LD50 = 4665 mg/ttkg patkányon. Felhasználás: A textilszínezésben, a textilnyomásban, a selyem nehezítésére, a lakkgyártásban, szikkatívok előállítására és fa pácolására is használják. Vizes oldatát a gyógyászatban korábban borogatásra használták. Az analitikai kémiai gyakorlatban kémszerként
használják
a
szulfidkén
kimutatására
(NEMZETKÖZI
KÉMIAI
BIZTONSÁGI KÁRTYA, 1997). Gyártó: Reanal Finomvegyszergyár Rt.
4.1.1.4. A nehézfémek kísérletben alkalmazott koncentrációja
A nehézfémek alkalmazásra kerülő koncentrációi egy előzetesen elvégzett dóziskeresés során kerültek meghatározásra. A nehézfémek előzetes vizsgálataiban a különböző koncentrációk alkalmazása során az volt a cél, hogy kiválasztásra kerüljenek azok az önmagukban nem vagy csak kis mértékben embriótoxikusnak minősíthető kezelési szintek, amelyek felhasználásával a további kísérletek során tanulmányozhatóvá válik a nehézfémek és gyomirtó szerek együttes méreghatása. A dóziskeresés folyamán mind a réz-, mind a kadmium-szulfát és az ólom-acetát esetében négy-négy különböző koncentráció (1,0%, 0,1%, 0,01%, 0,001%) került alkalmazásra. A magasabb koncentrációk vizsgálatba állítását a réz-szulfát esetében különösen indokolta, hogy a növényvédelmi gyakorlatban „rézgálic” néven 0,5-2%-os dózistartományban kerül felhasználásra (FEJES, 2005). A nehézfémek 0,01%-os koncentrációban kerültek alkalmazásra az általam elvégzett kísérletekben.
61
4.1.2. Gyomirtó szerek
4.1.2.1. Stomp 330 EC Fizikai tulajdonságok: borostyán színű emulzió. Toxicitás: p. o. LD50 = 3148 mg/ttkg patkányon. Felhasználás: herbicid, egyszikűirtó, némi kétszikűirtó mellékhatással, szántóföldi és kertészeti kultúrákban széles körben alkalmazott készítmény. Gyártó: BASF Hungária Kft. (BASF Hungária Kft. BIZTONSÁGI ADATLAP, 2006; SZABADI, 2005). Alkalmazott gyomirtó szer: Az általam elvégzett kísérletben a 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC került felhasználásra.
4.1.2.2. Dikamin D Fizikai tulajdonságok: barna szirupszerű folyadék. Toxicitás: p. o. LD50 = 625–1145 mg/ttkg patkányon. Felhasználás: herbicid, kétszikűirtó szer, kalászosokban, kukoricában, legelőkön alkalmazzák. Gyártó: Nitrokémia 2000 Rt (Nitrokémia 2000 Kft. BIZTONSÁGI ADATLAP, 2003). Alkalmazott gyomirtó szer: Az általam elvégzett kísérletben a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D került felhasználásra. 62
4.1.2.3. A gyomirtó szerek kísérletben alkalmazott koncentrációja Mindkét herbicid gyakorlati permetlé töménységben került felhasználásra, hiszen a vizsgálatok során a célunk az volt, hogy a lehető legpontosabban megpróbáljuk modellezni a gyakorlatban előforduló expozíciót. A gyakorlati permetlé töménység a 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC esetében 1,25%-os, míg a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D esetében 0,5%-os koncentrációt jelent.
4.2. Vizsgálati elrendezés
Az általam alkalmazott kísérleti elrendezés, mely bemutatja az elvégzett kezeléseket és a tojások feldolgozását a 3. ábra segítségével tekinthető át részletesen. Vizsgálataim során a kezelések elvégzésére minden esetben a keltetés megkezdésének napján, azaz a 0. napon került sor. A feldolgozás két időpontban történt: a korai embrionális fejlődés vizsgálata céljából a kezelt tojásokat a keltetés második és harmadik napján bontottuk fel, míg a késői embrionális fejlődés vizsgálatára a keltetés 19. napján került sor.
63
0. napi kezelés 19. napi feldolgozás 2 – 3. napi feldolgozás
Csírakorong metszet
Kórbonctani
Szövettani
vizsgálat
mintavétel
Csontvázfestés
készítés Embriók
Fejlődési
testtömegének
rendellenességek
mérése
feljegyzése Embrióelhalások számának rögzítése
Fejlődési rendellenességek értékelése Értékelés fénymikroszkóp segítségével
3. ábra A kísérletbe vont nehézfémek és gyomirtó szerek madárteratológiai vizsgálata során alkalmazott kísérleti elrendezés (injektálásos és bemerítéses kezeléssel) 64
4.3. Kísérleti állatok Az általam elvégzett kísérletek során házityúk (Gallus gallus f. domestica) tojást használtam. Shaver Rusticbro tenyésztojásokat alkalmaztam, amelyeket a sármelléki Goldavis Kft. keltető üzeméből szereztem be. A Shaver Rusticbro húshibrid kedvező tulajdonságokkal, jó termékenységi mutatókkal rendelkezik, széles körben keresett fajta. A kísérletsorozat végrehajtása folyamán összesen 1920 db házityúk tojást használtam fel, amely a következőképpen alakult: 10 tojást dolgoztam fel csoportonként a korai fejlődési stádium vizsgálatára, valamint 70 tojást csoportonként a 19. napi feldolgozások során, összesen 12 csoport volt és kétféle kezelési módszer (1. táblázat). 1. táblázat A vizsgálat során felhasznált tojásszám kezelési csoportonként (0. napi kezelés)
Elemszám (db) Kezelt csoportok
2. napi
3. napi
feldolgozás
feldolgozás
19. napi feldolgozás a*
b*
Kontroll
5
5
50
20
Réz-szulfát
5
5
50
20
Kadmium-szulfát
5
5
50
20
Ólom-acetát
5
5
50
20
Dikamin D
5
5
50
20
Stomp 330 EC
5
5
50
20
Réz-szulfát + Dikamin D
5
5
50
20
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
5
5
50
20
Kadmium-szulfát + Dikamin D
5
5
50
20
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
5
5
50
20
Ólom-acetát + Dikamin D
5
5
50
20
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
5
5
50
20
a* Makroszkópos feldolgozás, szövettan céljára b* Csontvázfestés céljára
65
4.4. Keltetés
A házityúk tojások keltetését a szállítás és az azt követő 24 órás pihentetés után kezdtem meg Ragus típusú asztali keltetőben. A keltetés ideje alatt gondoskodtam az előírt hőmérsékletről (37-38 oC), a megfelelő páratartalomról (65-75%) és a letapadás elkerülése érdekében a tojások naponta történő forgatásáról.
4.5. Kezelési időpontok
A madárteratológiai vizsgálatokban a kezelések időpontjainak megválasztása kapcsán még nem alakult ki egységes nemzetközi gyakorlat. Általában két időpontot szoktak alkalmazni a kísérletek során: a keltetés megkezdésének napját (0. nap) vagy a tizenkettedik napot. Az általam elvégzett vizsgálatsorozatban a kezelések időpontjául a keltetés megkezdését, azaz a 0. napot választottam, ezzel azt próbáltam modellezni, mintha a vegyi terhelés a fejlődés kezdetén érné az embriót. A kezelések megkezdése előtt a tojásokat véletlenszerűen csoportokba osztottam törekedve arra, hogy a tojásméret és tömeg tekintetében közel homológ csoportokat képezzek. A tojások tömegét lemértem, majd súly szerint osztályoztam őket, két csoportot alakítottam ki belőlük, majd ezt követte a hasonló eloszlású csoportok kialakítása. A csoportok kialakítását követően az egyes szekciók össztömegének lemérését és összehasonlítását követően egyes elemek cseréjével tovább csökkentettem csoportok közötti különbséget. A kezelések megkezdése előtt a tojásokat minden esetben 24 órán át pihentettem, majd a csoportok kialakítását követően mindegyik tojás héját grafitceruzával jól látható módon megjelöltem.
66
4.6. Kezelési módok
Jelen tanulmányban a kísérletbe bevont anyagokat, mind injektálásos, mind pedig bemerítéses kezelési módszerrel vizsgáltam.
4.6.1. Injektálásos kezelés Az injektálásos kezelés során a tojások héján át lyukat fúrtam a légkamra felett, majd ezt követően Ovijector automata adagoló segítségével bejuttattam a vizsgálati anyagok megfelelő töménységű oldatait vagy emulzióit a tojások légkamrájába (4. ábra). Ezután a tojások héját parafinnal lezártam, majd behelyeztem őket a keltetőbe (5. ábra). Az egyedi kezelések során a nehézfémek, illetve a herbicidek megfelelő töménységű oldataiból 0,1–0,1 ml-t juttattam be a tojások légkamrájába, míg az együttes méreghatás vizsgálat során összesen 0,2 ml került beinjektálásra, azaz mindkét vizsgálati anyagból 0,1–0,1 ml. Az oldatok, illetve emulziók elkészítéséhez minden esetben desztillált vizet használtam, a kontroll csoportba tartozó tojásokat pedig 0,1 ml desztillált vízzel injektáltam be.
4. ábra A vizsgálati anyagok bejuttatása a tojások légkamrájába injektálással 67
5. ábra A tojások behelyezése a keltetőbe
4.6.2. Bemerítéses kezelés A bemerítéses eljárás során a tojásokat a vizsgálati anyagok megfelelő töménységű, 37 oC-os csapvízzel elkészített oldatába, illetve emulziójába helyeztem 30 percre (6. ábra). A bemerítés befejeztével a tojásokat szűrőpapírra tettem, hogy leitassam róluk a folyadékot, majd a keltetőbe helyeztem őket.
6. ábra A tojások behelyezése a vizsgálati anyag csapvízzel elkészített oldatába
68
4.7. Feldolgozás
4.7.1. Korai embrionális fejlődés vizsgálata
A korai embrionális fejlődés vizsgálata során az inkubáció harmadik napjáig az embriót ért hatásokat vizsgáltam. Az embrió fejlődése szempontjából ez az egyik legkritikusabb szakasz, mivel ekkor zajlik a szövettelepek differenciálódása és megindul a szervfejlődés. Az embrió ekkor a legérzékenyebb a külső környezeti változásokra, így jelentős mértékű embrióelhalás is bekövetkezhet a kezelt csoportokban. A vizsgálat a következő lépésekből állt: A keltetés megkezdésének napján a kezelt tojások egy részét elkülönítettem a korai embrionális fejlődés vizsgálatára, hogy a tojásokban fejlődő embriókból tartós preparátumot készítsek a keltetés 2. (7. ábra) és 3. napján (8. ábra). A vizsgálat során a tojásokat felbontottam laborcsipesszel a légkamránál, eltávolítottam a mészhéjat, a héjhártyát, majd az embrió felett lévő tojásfehérjét. Megfelelő méretű, kör alakú szűrőpapírt helyeztem a csírapajzsra. A szűrőpapírt körbevágtam, amit a rátapadt embrióval együtt 38 oC-os madárfiziológiás sóoldatba (0,75% NaCl) helyeztem át. Az embriót leválasztottam a szűrőpapír-korongról majd egy tárgylemezre úsztattam (9. ábra). Miután a felesleges sóoldatot leitattam a tárgylemezről, 0,1 %-os ozmium-tetroxid oldattal festettem és fixáltam az embriót, ezután ezt DPX hisztológiai ragasztóval rögzítettem, végül fedőlemezzel lefedtem. Az így elkészített tartós preparátum segítségével jól tanulmányozható az embrió fejlődési állapota, testi szerveződése és az esteleges morfológiai elváltozások a fejlődés korai szakaszában (SINKOVITSNÉ és BENKŐ, 1993; KERTÉSZ, 2001). Az általam készített preparátumokat fénymikroszkóp alatt értékeltem. 69
A korai fejlődési stádium vizsgálat kiértékelésénél a Hamburger–Hamilton-féle stádiumok segítségével határoztam meg az embriók életképességét, korát, fejlettségét és a morfológiai elváltozásokat (HAMILTON, 1952). Az adatok kiértékelésekor a 2. és 3. napi eredményeket összevontam azzal a céllal, hogy a nagyobb elemszámmal megbízhatóbb statisztikai értékelést tudjak végezni.
7. ábra Házityúk embrió a keltetés második napján
10. ábra Házityúk embrió a keltetés harmadik napján 70
9. ábra Tartós preparátum készítése céljából a tárgylemezre helyezett embrió
4.7.2. Feldolgozás a keltetés 19. napján A bemerítéses vagy injektálásos módszerrel kezelt tojások másik csoportjának a feldolgozása a keltetés 19. napján történt. A tojásokat kivettem a keltetőből, ezután laborcsipesz és olló segítségével felbontottam a mészhéjat (10. ábra), finoman eltávolítottam azt az embrióról, majd az alábbi szempontok alapján értékeltem.
10. ábra A tojások felbontása a keltetés 19. napján 71
4.7.2.1. Kórbonctani feldolgozás A kórbonctani feldolgozás során lemértem az embriók testtömegét, feljegyeztem az embrióelhalások számát, valamint értékeltem a makroszkópos fejlődési rendellenességek típusát és előfordulásának gyakoriságát (11. ábra).
11. ábra Kontroll házityúk embrió a keltetés 19. napján
4.7.2.2. Szövettani feldolgozás Szövettani feldolgozás céljára mintát vettem az embriók májából és a hosszú nyakizomból. A mintaszám 3–3 db volt mind a kontroll, mind az egyedileg vagy az együttesen kezelt csoportok esetében csoportonként és szervenként, a 3 db embrió kiválasztása egy-egy adott csoportból véletlenszerűen történt. Azért a májból, illetve a hosszú nyakizomból került sor mintavételre, mert a máj már a tyúkembrió fejlődésének kezdeti szakaszában fejlett metabolizációs képességgel rendelkezik, így a véráramba került vegyi anyagok káros hatását sokszor elsőként jelzik sejtjeinek kóros elváltozásai (LORR és BLOOM, 1987), a harántcsíkolt izomszövet károsodása pedig akadályozhatja az embriót a természetes testhelyzet felvételében, valamint lehetetlenné teheti számára a tojásból való kibújást (ROMANOFF és ROMANOFF, 1972). Emellett gyakorlati szempontból lényeges, hogy embrionális korban
72
ez az izomcsoport az egyik legfejlettebb, ebből adódóan megfelelő mennyiségű minta vételére nyújt lehetőséget. Az eljárás során a szerveket 4%-os formaldehidben rögzítettem, majd ezekből a paraffin–beágyazást követően került sor a hematoxilin–eozin festésre és a minták fénymikroszkópos értékelésére (KRUTSAY, 1980; VETÉSI, 2002). A szövettani metszetek elkészítésére és értékelésére a Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Karának Anatómiai és Szövettani Tanszékén került sor.
4.7.2.3. Csontvázfestés Az embriók vázrendszerében előforduló fejlődési rendellenességeinek értékelése céljából csontvázfestett preparátumokat készítettem alizarin-vörös festék felhasználásával. A festési eljárást a DAWSON (1926) által publikált módszer szerint végeztem el. Az eljárás során az állatok tollazatát, bőrét, zsírpárnáit, zsigereit és szemét eltávolítottam, majd az így előkészített embriókat víztelenítés céljából 96%-os etil– alkoholban 2–3 napig fixáltam. Ezután 2–3 napra 1%-os kálium–hidroxid oldatba helyeztem őket. Az embriók vázrendszerének alizarin-vörös festékkel történő megfestése (1:10000) a kálium-hidroxidos oldatban történt, amelyben a csontjaik elszíneződéséig maradtak az embriók. A továbbiakban a vizsgálati anyag világosítása történt meg, amelynek során 96%-os etil-alkohol és glicerin 1:1 arányú keverékében tartottam az embriókat 12-19 napon keresztül. Az eljárás következtében az embriók csontszövete piros színűre festődött, jól láthatóvá téve a teljes vázrendszert és a csontozatot. A megfestett preparátumokat 87%-os glicerinbe helyeztem, amelyben korlátlan ideig eltarthatóak. A csontvázrendszer, illetve a vázrendszerben előforduló fejlődési rendellenességek értékelését egyrészt szabad szemmel, másrészt sztereomikroszkóppal végeztem el.
73
4.8. Az eredmények statisztikai értékelése
A testtömeg adatok eloszlásvizsgálatára Kolmogorov–Smirnov tesztet végeztem, majd mivel az adatok normál eloszlásúak voltak, így Student-féle t–próbát alkalmaztam (FINNEY, 1972). Az embriómortalitás és a fejlődési rendellenességek statisztikai értékelésére RXC 2
Chi –tesztet használtam (BARÁTH és mtsai, 1996). Az értékelés során mind az egyedileg, mind pedig az együttesen kezelt csoportok eredményeit összevetettem a kontroll csoport értékeivel. Ezután pedig az együttesen kezelt csoportok eredményeit hasonlítottam össze a nehézfémekkel, valamint a peszticidekkel egyedileg kezelt csoportok eredményeivel.
74
5. Vizsgálati eredmények 5.1. Korai embrionális fejlődés vizsgálata
5.1.1. Embriómortalitás az injektálásos eljárással kezelt csoportokban
5.1.1.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban az injektálást követő második és harmadik nap elvégzett feldolgozás folyamán nem találtam elhalt embriót (2. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal elvégzett injektálásos kezelés eredményeként egy embrióelhalást tapasztaltam (10%), ez a kontroll csoporthoz viszonyítva nem statisztikailag igazolható (2. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal elvégzett injektálásos kezelés hatásaként két elhalt embriót találtam (20%), ez a változás a kontroll csoporthoz viszonyítva nem szignifikáns (2. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal elvégzett injektálásos kezelés hatásaként egy elhalt embriót találtam (10%), ez a kontroll csoporthoz viszonyítva nem szignifikáns (2. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben használt Dikamin D peszticiddel elvégzett injektálásos vizsgálat során a detektált elhalások száma kettő volt (20%), mely a kontroll csoporthoz képest statisztikailag nem igazolható növekedést jelent (2. táblázat).
75
Stomp 330 EC A 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC herbiciddel kezelt csoportban három elhalt embriót találtam (30%), ez a növekedés a kontroll csoporthoz viszonyítva statisztikailag nem igazolható (2. táblázat).
5.1.1.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A kombinált expozíció eredményeként az embrióelhalások mértéke 50%-kal emelkedett (5 db) a kontroll csoportban kapott adatokhoz viszonyítva, ez statisztikailag igazolt növekedést jelent a kontroll csoporthoz képest. Az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam statisztikailag igazolt változást (2. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés hatására az embrióelhalások mértéke 20%-kal emelkedett a kontroll csoporthoz képest (2 db), ez a változás nem statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (2. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D Az együttes alkalmazás során az embrióelhalások aránya 60%-ra nőtt (6 db), mely a kontroll csoporthoz viszonyítva szignifikáns növekedést jelent, míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns eltérést (2. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel történt együttes kezelés hatására az elhalt embriók aránya 30%-ra nőtt (3 db). Ez a növekedés nem bizonyult szignifikánsnak sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz képest (2. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetáttal és Dikamin D peszticiddel együttesen kezelt csoportban a kontroll csoporthoz képest 50%-kal nőtt (5 db) az embrióelhalások gyakorisága, mely statisztikailag igazolhatóan szignifikáns növekedést jelent a kontroll csoporthoz képest. Az egyedileg kezelt csoportokhoz képest nem tapasztaltam szignifikáns eltérést (2. táblázat). 76
Ólom-acetát + Stomp 330 EC A két vegyi anyag együttes alkalmazásának eredményeként az embriómortalitás elérte az 50%-ot (5 db). Ez a kontroll csoporthoz képest szignifikáns emelkedést jelent, míg az egyedileg kezelt csoportokhoz képest nem tapasztaltam statisztikailag igazolható eltérést (2. táblázat).
2. táblázat A kísérletben alkalmazott nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során tapasztalt elhalások (0. napi injektálásos kezelés, korai embrionális fejlődés vizsgálat) Elhalt embriók száma Kezelt csoportok
(db)/termékeny tojás (db)
(%)
Kontroll
0/10
0
Réz-szulfát
1/10
10
Kadmium-szulfát
2/10
20
Ólom-acetát
1/10
10
Dikamin D
2/10
20
Stomp 330 EC
3/10
30
Réz-szulfát + Dikamin D
5/10a
50
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
2/10
20
a
60
3/10
30
Ólom-acetát + Dikamin D
5/10a
50
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
5/10a
50
6/10
Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
a
Elhalt embriók aránya
Szignigikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
77
5.1.2. Embriómortalitás a bemerítéses eljárással kezelt csoportokban
5.1.2.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban a kezelést követő második és harmadik nap elvégzett feldolgozás folyamán nem találtam elhalt embriót (3. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal elvégzett bemerítéses expozíció eredményeként nem találtam elhalt embriót (3. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal elvégzett kezelés hatásaként az embrióelhalások száma nem nőtt a kontroll csoporthoz képest, nem találtam elhalt embriót (3. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal elvégzett bemerítéses kezelés hatásaként egy esetben találtam elhalt embriót (10%), ez a növekedés a kontroll csoporthoz viszonyítva nem igazolható statisztikailag (3. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben használt Dikamin D peszticiddel elvégzett bemerítéses vizsgálat során két (20%) elhalt embriót találtam, ez nem szignifikáns a kontroll csoporthoz viszonyítva (3. táblázat). Stomp 330 EC A 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC herbiciddel kezelt csoportban két elhalt embriót találtam (20%), ez a növekedés nem igazolható statisztikailag a kontroll csoporthoz viszonyítva (3. táblázat).
78
5.1.2.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A kombinált expozíció eredményeként embrióelhalást nem tapasztaltam (3. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés hatására az elhalt embriók száma nulla volt (3. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D Az együttes alkalmazás során embrióelhalást egy esetben tapasztaltam (10%), ez nem jelent szignifikáns változást sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportok értékeihez képest (3. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel történt kezelés hatására elhalt embriót nem találtam (3. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetáttal és Dikamin D peszticiddel együttesen kezelt csoportban elhalt embriót nem találtam (3. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC A két vegyi anyag együttes alkalmazásának eredményeként embrióelhalás egy esetben jelentkezett (10%), ez a változás nem statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportok értékeihez képest (3. táblázat).
A korai fejlődési stádium vizsgálatban az injektálásos és a bemerítéses eljárás során kapott adatok összehasonlításából megállapítható, hogy a kevésbé provokatív bemerítéses kezelés kisebb számú embrióelhalást okozott, mint az injektálásos kezelés.
79
3. táblázat A kísérletben alkalmazott nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során tapasztalt elhalások (0. napi bemerítéses kezelés, korai embrionális fejlődés vizsgálat) Elhalt embriók száma Kezelt csoportok
(db)/termékeny tojás (db)
Elhalt embriók aránya (%)
Kontroll
0/10
0
Réz-szulfát
0/10
0
Kadmium-szulfát
0/10
0
Ólom-acetát
1/10
10
Dikamin D
2/10
20
Stomp 330 EC
2/10
20
Réz-szulfát + Dikamin D
0/10
0
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
0/10
0
Kadmium-szulfát + Dikamin D
1/10
10
0/10
0
Ólom-acetát + Dikamin D
0/10
0
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
1/10
10
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
80
5.1.3. Fejlődési rendellenességek az injektálásos eljárással kezelt csoportokban
5.1.3.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban a tartós preparátumok fénymikroszkópos értékelése során két rendellenes fejlődésű embriót találtam (20%). Fejlődési rendellenességként az érhálózat fejlődésbeli elmaradása jelentkezett (4-5. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal egyedileg kezelt embriók között egy rendellenes fejlődésű embriót diagnosztizáltam (10%), ez a kontroll csoporthoz viszonyítva nem jelent szignifikáns változást. A fejlődési zavar az embrió és az érhálózat fejlődésbeli elmaradásában jelentkezett (4-5. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal elvégzett egyedi kezelés hatásaként a csoportban két rendellenes fejlődésű embrió fordult elő (20%), mely a kontroll csoporthoz viszonyítva nem jelent statisztikailag igazolt változást. Fejlődési anomáliaként egy körülbelül kilenc szomitás fejlettségi állapotban fejtájékon összenőtt, torz sziámi ikerpárt, valamint az agyés szemhólyagok rendellenes differenciálódását találtam (4-5. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal végzett egyedi kezelés hatásaként a csoportban fejlődési rendellenességet nem tapasztaltam (4-5. táblázat). Dikamin D A Dikamin D-vel egyedileg kezelt csoportban a korai embrionális fejlődés vizsgálata során rendellenes fejlődésű embriót nem találtam (4-5. táblázat).
81
Stomp 330 EC A Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoportban három esetben diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (30%), mely nem jelent a kontroll csoporthoz viszonyítva statisztikailag igazolt változást. A rendellenesség vérgyűrű megjelenésében, az embrió és az érhálózat fejlődésbeli elmaradásában és a szomiták fejletlenségben, illetve hiányában nyilvánult meg (4-5. táblázat).
5.1.3.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásának eredményeként egy torzfejlődésű embriót találtam (10%), mely nem jelent szignifikáns változást sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz képest. A rendellenesség törpenövésben és az egész test deformáltan történő fejlődésében nyilvánult meg (4-5. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A réz-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csoportban három rendellenességet mutató embriót találtam (30%), mely nem jelent szignifikáns változást sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz képest. A detektált elváltozások az embrió és az érhálózat fejlődésbeli elmaradása, valamint torz, szem nélküli embriók voltak (4-5. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kezelés hatásaként két rendellenes embriót találtam (20%), mely nem jelent szignifikáns eltérést sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. Az elváltozások az agyhólyagok és a szomiták rendellenes fejlődésében, valamint a szomiták hiányában nyilvánultak meg (4-5. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága 20%-ot tett ki (2 db), mely nem jelent statisztikailag igazolt változást sem a
82
kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. Elváltozásként az embriók testének fejletlensége jegyezhető le (4-5. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az interakciós kezelés eredményeként fejlődési rendellenesség nem jelentkezett az ólom-acetáttal és Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban (4-5. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként fejlődési rendellenességet nem találtam az ólom-acetáttal és Stomp 330 EC herbiciddel együttesen kezelt csoport kiértékelése során (4-5. táblázat).
4. táblázat Fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi injektálásos kezelés)
Rendellenes fejlődésű Kezelt csoportok
embriók száma (db)/ összes embrió (db)
Rendellenes fejlődésű embriók aránya (%)
Kontroll
2/10
20
Réz-szulfát
1/10
10
Kadmium-szulfát
2/10
20
Ólom-acetát
0/10
0
Dikamin D
0/10
0
Stomp 330 EC
3/10
30
Réz-szulfát + Dikamin D
1/10
10
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
3/10
30
Kadmium-szulfát + Dikamin D
2/10
20
2/10
20
Ólom-acetát + Dikamin D
0/10
0
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
0/10
0
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
83
5. táblázat A diagnosztizált fejlődési rendellenességek típusai (0. napi injektálásos kezelés, korai embrionális fejlődés)
Kezelt csoportok
Fejlődési rendellenességek típusai (darabszám) Gyengén fejlett érhálózat (2)
Kontroll Réz-szulfát
Fejletlen test, gyengén fejlett érhálózat (1) Elhalt és torz sziámi ikerpár fejtájékon összenőve
Kadmium-szulfát
(1) Agyhólyag és szemhólyag rendellenes fejlődése (1)
Ólom-acetát
-
Dikamin D
Gyengén fejlett érhálózat (1)
Stomp 330 EC
Fejletlen test, a szomiták fejletlensége és hiánya (1) Vérgyűrű (1)
Réz-szulfát + Dikamin D
Deformáltan fejlődő test, törpenövés (1) Fejletlen test (2)
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
Gyengén fejlett érhálózat, torz, szem nélküli embrió (1)
Kadmium-szulfát + Dikamin D
Agyhólyag rendellenes fejlődése (1) Szomiták rendellenes fejlődése, hiánya (1) Fejletlen test (2)
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D
-
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
-
84
5.1.4. Fejlődési rendellenességek a bemerítéses eljárással kezelt csoportokban
5.1.4.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban a tartós preparátumok fénymikroszkópos értékelése során egy rendellenes fejlődésű embriót találtam (10%). Fejlődési rendellenességként vérgyűrű fordult elő (6-7. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal egyedileg kezelt embriók között nem találtam rendellenes fejlődésű példányt (6-7. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal elvégzett egyedi kezelés hatásaként a csoportban rendellenes fejlődésű embrió nem fordult elő (6-7. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal végzett egyedi kezelés hatásaként a csoportban fejlődési rendellenességet nem tapasztaltam (6-7. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D-vel egyedileg kezelt csoportban a korai embrionális fejlődés vizsgálata során rendellenes fejlődésű embriót nem találtam (6-7. táblázat). Stomp 330 EC A gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoportban két esetben diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (20%), mely nem jelent
statisztikailag
igazolt
változást
a
kontroll
csoporthoz
viszonyítva.
A
rendellenességek az embrió és az érhálózat fejlődésbeli elmaradásában nyilvánultak meg (6-7. táblázat). 85
5.1.4.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásának eredményeként egy torzfejlődésű embriót találtam (10%), mely nem jelent szignifikáns változást sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz képest. A rendellenesség az egész test deformáltan történő fejlődésében nyilvánult meg (6-7. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A réz-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csoportban rendellenességet mutató embriót nem találtam (6-7. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kezelés hatásaként egy rendellenes embriót találtam (10%), mely nem jelent statisztikailag igazolt változást sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. Az elváltozás deformáltan fejlődő test kialakulásában nyilvánult meg (6-7. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága 10%-ot tett ki (1 db), mely nem jelent szignifikáns eltérést sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. Elváltozásként az embrió testének fejletlensége jegyezhető le (6-7. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az interakciós kezelés eredményeként fejlődési rendellenesség nem jelentkezett az ólom-acetáttal és Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban (6-7. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként két fejlődési rendellenességet mutató embriót találtam (20%) az ólom-acetáttal és Stomp 330 EC herbiciddel együttesen kezelt csoport kiértékelése során, mely nem jelent statisztikailag igazolt változást a kontroll vagy az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. Fejlődési rendellenességként vérgyűrűt és fejletlen testtel rendelkező embriót találtam (6-7. táblázat). 86
Megállapíthatjuk, hogy a korai fejlődési stádium vizsgálat során az injektálásos kezelés eredményeként nőtt a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága összehasonlítva a bemerítéses eljárás során kapott adatokkal.
6. táblázat Fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi bemerítéses kezelés)
Rendellenes fejlődésű Kezelt csoportok
embriók száma (db)/ összes embrió (db)
Rendellenes fejlődésű embriók aránya (%)
Kontroll
1/10
10
Réz-szulfát
0/10
0
Kadmium-szulfát
0/10
0
Ólom-acetát
0/10
0
Dikamin D
0/10
0
Stomp 330 EC
2/10
20
Réz-szulfát + Dikamin D
1/10
10
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
0/10
0
Kadmium-szulfát + Dikamin D
1/10
10
1/10
10
Ólom-acetát + Dikamin D
0/10
0
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
2/10
20
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
87
7. táblázat A diagnosztizált fejlődési rendellenességek típusai (0. napi bemerítéses kezelés, korai embrionális fejlődés)
Kezelt csoportok
Fejlődési rendellenességek típusai (darabszám) Vérgyűrű (1)
Kontroll Réz-szulfát
-
Kadmium-szulfát
-
Ólom-acetát
-
Dikamin D
Gyengén fejlett érhálózat (1)
Stomp 330 EC
Fejletlen test (1) Deformáltan fejlődő test (1)
Réz-szulfát + Dikamin D
-
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
Deformáltan fejlődő test (1)
Kadmium-szulfát + Dikamin D
Fejletlen test (1)
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
-
Ólom-acetát + Dikamin D
Vérgyűrű (1)
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
Fejletlen test (1)
88
5.2. A kórbonctani feldolgozás eredménye (19. nap)
5.2.1. Embriómortalitás az injektálásos kezelés során
5.2.1.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A keltetés tizenkilencedik napján elvégzett feldolgozás során a kontroll csoportban négy elhalt embriót találtam (8%) (8. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfát hatásaként az embriómortalitási ráta elérte a 12%-ot (6 db), mely nem jelent szignifikáns növekedést a kontroll csoporthoz viszonyítva (8. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal történt injektálásos kezelés hatásaként az elhalt embriók aránya 22%-ra emelkedett (11 db), mely szignifikáns növekedést jelent a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (8. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal történt injektálásos kezelés eredményeként 36%-ra nőtt az embrióelhalások aránya (18 db), ez szignifikáns a kontroll csoporthoz képest (p<0,001) (8. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D felhasználása 24%-os embrióhalandóságot eredményezett (12 db). A változás a kontroll csoporthoz viszonyítva szignifikáns mértékűnek (p<0,05) bizonyult (8. táblázat). Stomp 330 EC A 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC gyakorlati permetlé töménységben történő alkalmazását követően az embriómortalitási ráta 22%-ra nőtt (11 89
db), amely szignifikáns növekedést jelent a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (8. táblázat).
5.2.1.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya 38%-ra emelkedett (19 db). A statisztikai elemzés szignifikáns növekedést igazolt a kontroll (p<0,001), valamint a réz-szulfáttal egyedileg kezelt (p<0,05) csoportokhoz viszonyítva, míg a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz képest nem bizonyult statisztikailag igazolhatónak az eltérés (8. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés 54%-os embrióhalandóságot eredményezett (27 db). A statisztikai vizsgálat a kontroll és a Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoportokhoz (p<0,001), valamint a réz-szulfáttal egyedileg kezelt csoporthoz (p<0,001) képest is szignifikáns emelkedést igazolt (8. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén az embriómortalitás aránya 46%-ot tett ki (23 db). A statisztikai vizsgálat szignifikáns növekedést igazolt mind a kontroll (p<0,001), mind a kadmium-szulfáttal (p<0,05) és a Dikamin D-vel (p<0,05) egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (8. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfát és a Stomp 330 EC együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya (78%, 39 db) szignifikánsan emelkedett a kontroll (p<0,001), a kadmium-szulfáttal (p<0,001) és a Stomp 330 EC-vel (p<0,001) egyedileg kezelt csoportokhoz képest (8. táblázat).
90
Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén az embriómortalitás aránya 36%-ot tett ki (18 db). A statisztikai vizsgálat szignifikáns növekedést igazolt a kontroll (p<0,001) csoporthoz viszonyítva, míg az eltérés nem bizonyult statisztikailag igazolhatónak az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (8. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az ólom-acetát és a Stomp 330 EC együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya (56%, 28 db) szignifikánsan emelkedett a kontroll (p<0,001), az ólom-acetáttal (p<0,05) és a Stomp 330 EC-vel (p<0,001) egyedileg kezelt csoportokhoz képest (8. táblázat).
Az elhalások időbeli eloszlásának értékeléséhez a keltetés megkezdésének napján elvégzett injektálásos kezeléstől a tizenkilencedik napi feldolgozásig terjedő időszakot felosztottam két szakaszra az alábbiak szerint: I. szakasz: 0-11. nap II. szakasz: 12-19. nap A felosztásban segítségemre voltak keltetési szakkönyvekben található ábrák, fényképek, leírások, melyek segítségével viszonylag pontosan meg tudtam állapítani, hogy az embriók makroszkópos állapota melyik fejlődési stádiumra jellemző képet mutat, azaz a fejlődés során hányadik napon pusztultak el. Az embriók elhalása meghatározó módon az I. szakaszban, a keltetés első 11 napjában jelentkezett, függetlenül attól, hogy egyedileg vagy együttesen kezelt csoportokról van–e szó (9. táblázat).
91
8. táblázat A kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során tapasztalt elhalások (0. napi injektálásos kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelt csoportok Kontroll Réz-szulfát Kadmium-szulfát Ólom-acetát Dikamin D Stomp 330 EC Réz-szulfát + Dikamin D Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC
Elhalt embriók száma (db)/termékeny tojás (db) 4/50 6/50 11/50a1 18/50a2 12/50a1 11/50a1 19/50a2, d1 27/50a2, c1, d2 23/50a2, b1, e1 30/50a2, c1, e2 18/50a2 28/50a2, c1, f1
a
Elhalt embriók aránya (%) 8 12 22 36 24 22 38 54 46 78 36 56
Szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (a1p<0,05; a2p<0,001) b Szignifikáns eltérés a Dikamin D-vel kezelt csoporthoz viszonyítva (b1p<0,05) c Szignifikáns eltérés a Stomp 330 EC-vel kezelt csoporthoz viszonyítva (c1p<0,001) d Szignifikáns eltérés a réz-szulfáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (d1p<0,05; d2p<0,001) e Szignifikáns eltérés a kadmium-szulfáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (e1p<0,05; e2 p<0,001) f Szignifikáns eltérés az ólom-acetáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (f1p<0,05)
92
9. táblázat Az elhalások időbeli eloszlása (0. napi injektálásos kezelés, 19. napi feldolgozás)
Elhalt embriók száma (db) Kezelt csoportok 0 – 11. nap
12 – 19. nap
Kontroll
3
1
Réz-szulfát Kadmium-szulfát Ólom-acetát Dikamin D Stomp 330 EC
5 8 16 11 7
1 3 2 1 4
Réz-szulfát + Dikamin D
15
4
Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
25 20 38
2 3 1
Ólom-acetát + Dikamin D
14
4
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
18
10
93
5.2.2. Embriómortalitás a bemerítéses kezelés során
5.2.2.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A keltetés tizenkilencedik napján elvégzett feldolgozás során a kontroll csoportban négy elhalt embriót találtam (8%) (10. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfát hatásaként az embriómortalitási ráta 2% volt (1 db), a csökkenés mértéke nem volt statisztikailag igazolható a kontroll csoporthoz viszonyítva (10. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal történt bemerítéses kezelés hatásaként az elhalt embriók aránya 10%-ra emelkedett (5 db), a növekedés nem szignifikáns a kontroll csoporthoz viszonyítva (10. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal történt bemerítéses kezelés eredményeként 12%-ra nőtt az embrióelhalások aránya (6 db), a növekedés nem volt statisztikailag igazolható a kontroll csoporthoz viszonyítva (10. táblázat). Dikamin D A Dikamin D felhasználása 10%-os embrióhalandóságot eredményezett (5 db), a növekedés nem szignifikáns a kontroll csoporthoz viszonyítva (10. táblázat). Stomp 330 EC A bemerítést követően az embriómortalitási ráta 6%-os volt (3 db), a csökkenés nem szignifikáns a kontroll csoporthoz viszonyítva (10. táblázat).
94
5.2.2.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya 10%-ra emelkedett (5 db), a növekedés nem volt statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (10. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés 2%-os embrióhalandóságot eredményezett (1 db), a csökkenés nem volt statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (10. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén az embriómortalitás aránya 14%-ot tett ki (7 db), a növekedés nem volt statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (10. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfát és a Stomp 330 EC együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya 14% volt (7 db), a növekedés nem szignifikáns sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (10. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén az embriómortalitás aránya 20%-ot tett ki (10 db), a növekedés nem bizonyult szignifikánsnak sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz képest (10. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az ólom-acetát és a Stomp 330 EC együttes alkalmazásakor az elhalt embriók aránya 12% volt (6 db), a növekedés nem volt statisztikailag igazolható sem a kontroll, sem az egyedileg kezelt csoportokhoz képest (10. táblázat).
95
A kétféle kezelési módszer összehasonlításával mindenképpen megállapíthatjuk, hogy az ugyanazon kísérleti anyagokkal elvégzett injektálásos kezeléssel szemben a bemerítéses kezelés kevésbé volt provokatív a házityúkembriókra nézve, mely a kisebb számban előforduló embrióelhalásban nyilvánult meg. Az elhalások időbeli eloszlásának értékeléséhez a keltetés megkezdésének napján elvégzett injektálásos kezeléstől a tizenkilencedik napi feldolgozásig terjedő időszakot felosztottam két szakaszra az alábbiak szerint: I. szakasz: 0-11. nap II. szakasz: 12-19. nap Az embriók elhalása meghatározó módon az I. szakaszban, a keltetés első 11 napjában jelentkezett, függetlenül attól, hogy egyedileg vagy együttesen kezelt csoportokról van – e szó, kivéve a kadmium-szulfáttal egyedileg kezelt csoportot, ahol 80%-ban a II. szakaszba estek az elhalások időpontjai (11. táblázat). 10. táblázat A kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során tapasztalt elhalások (0. napi bemerítéses kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelt csoportok Kontroll Réz-szulfát Kadmium-szulfát Ólom-acetát Dikamin D Stomp 330 EC Réz-szulfát + Dikamin D Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC
Elhalt embriók száma (db)/termékeny tojás (db) 4/50 1/50 5/50 6/50 5/50 3/50 5/50 1/50 7/50 7/50 10/50 6/50 96
Elhalt embriók aránya (%) 8 2 10 12 10 6 10 2 14 14 20 12
11. táblázat Az elhalások időbeli eloszlása (0. napi bemerítéses kezelés, 19. napi feldolgozás)
Elhalt embriók száma (db) Kezelt csoportok 0 – 11. nap
12 – 19. nap
Kontroll
3
1
Réz-szulfát Kadmium-szulfát Ólom-acetát Dikamin D Stomp 330 EC
1 1 5 5 3
0 4 1 0 0
Réz-szulfát + Dikamin D
4
1
Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
0 5 4
1 2 3
Ólom-acetát + Dikamin D
9
1
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
4
2
97
5.2.3. Fejlődési rendellenességek az injektálásos kezelés során
5.2.3.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban makroszkóposan kimutatható fejlődési rendellenességet (nyitott testüreg) egy embrió esetében (2,17%) jegyeztem le (12-13. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal elvégzett kezelés eredményeként hat rendellenes fejlődésű embriót (13,64%) találtam. A kontroll csoporthoz viszonyítva a változás szignifikáns volt (p<0,05) (12. táblázat). Fejlődési rendellenességként feji és nyaki ödéma, valamint a lábujjak tengelyének görbülete jelentkezett (13. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal kezelt embriók között négy esetben (10,26%) diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (12. táblázat), a növekedés a kontroll csoporthoz képest nem volt szignifikáns. Fejlődési anomáliaként fejtájékon kialakult ödéma, a nyak tengelyének görbületét, hibás lábállást, a felső csőrkáva rövidülését tapasztaltam (13. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal kezelt embriók között három esetben (9,38%) diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (12. táblázat), a növekedés a kontroll csoporthoz viszonyítva nem volt szignifikáns. Fejlődési anomáliaként nyitott mellkas, fejtájékon kialakult ödéma, a nyak tengelyének görbülete jelentkezett (13. táblázat). Dikamin D A Dikamin D-vel kezelt csoportban hét (18,42%) rendellenes fejlődésű embrió fordult elő, amely szignifikáns növekedést (p<0,05) jelent a kontroll csoporthoz viszonyítva (12. táblázat). A fejlődési rendellenességek a nyak hibás állása, ödéma a fejen és hibás láb voltak (13. táblázat).
98
Stomp 330 EC A Stomp 330 EC-vel kezelt csoportban egy esetben (2,56%) állapítottam meg fejlődésbeli eltérést (12. táblázat), mely nem jelent változást a kontroll csoportban tapasztalt értékhez képest. Fejlődési zavarként a nyak hibás állása jelentkezett (13. táblázat).
5.2.3.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 29,03%-ot ért el, ami szignifikáns különbséget jelent (p<0,001) a kontroll csoporthoz viszonyítva, az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns növekedést (12. táblázat). Fejlődésbeli eltérésként a felső csőrkáva hiányát, nyaktájéki ödémát, a szemek hiányát, hasi sérvet és rendellenes lábállást jegyeztem le (13. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC Az együttes kezelés hatásaként hét embrió (30,43%) mutatott fejlődési rendellenességet. A változás a kontroll csoporthoz (p<0,001) és a Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoporthoz (p<0,05) viszonyítva szignifikáns mértékűnek bizonyult, míg a réz-szulfáttal egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns eltérést (12. táblázat). Fejlődési rendellenességként agysérvet, csőr és láb deformitást, a szemek hiányát, valamint nyaki tájékon ödéma kialakulását tapasztaltam (13. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén hét rendellenességet mutató embriót találtam (25,93%). Az eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva szignifikánsnak (p<0,05) bizonyult, míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam statisztikailag igazolt növekedést (12. táblázat). Fejlődési elváltozásként csőrkáva deformitás és nyaki ödéma volt megfigyelhető (13. táblázat).
99
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel végzett kombinált kezelés hatására a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 9,09%-ot tett ki, amely nem bizonyult szignifikánsnak sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (12. táblázat). Fejlődési anomáliaként a láb rendellenes állása jelentkezett (13. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 18,75%-ot ért el, amit a statisztikai vizsgálat szignifikánsnak (p<0,05) igazolt a kontroll csoporthoz viszonyítva, míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns eltérést (12. táblázat). Fejlődésbeli eltérésként a csőr deformálódását, az egyik szem hiányát, rendellenes lábállást és hasi sérvet jegyeztem le (13. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az együttes kezelés hatásaként négy embrió (18,18%) mutatott fejlődési rendellenességet. A változás a kontroll csoporthoz (p<0,05) és a Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoporthoz (p<0,05) viszonyítva szignifikáns mértékűnek bizonyult, az ólom-acetáttal egyedileg kezelt csoporthoz képest azonban nem tapasztaltam statisztikailag igazolt eltérést (12. táblázat). Fejlődési rendellenességként agysérvet, láb és csőr deformitást, valamint nyaki tájékon ödéma kialakulását tapasztaltam (13. táblázat).
100
12. táblázat Fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi injektálásos kezelés) Rendellenes fejlődésű Kezelt csoportok
embriók száma (db)/élő embriók száma (db)
fejlődésű embriók aránya (%)
1/46
2,17
6/44a1
13,64
Kadmium-szulfát
4/39
10,26
Ólom-acetát
3/32
9,38
Dikamin D
7/38a1
18,42
1/39
2,56
9/31a2
29,03
7/23a2, b
30,43
7/27a1
25,93
1/11
9,09
6/32a1
18,75
4/22a1, b
18,18
Kontroll Réz-szulfát
Stomp 330 EC Réz-szulfát + Dikamin D Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC a1, a2 b
Rendellenes
Szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (a1p<0,05; a2p<0,001)
Szignifikáns eltérés a Stomp 330 EC-vel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
101
13. táblázat A diagnosztizált fejlődési rendellenességek típusai (0. napi injektálásos kezelés, 19. napi feldolgozás)
Fejlődési rendellenességek típusai
Kezelt csoportok
(darabszám) Nyitott testüreg (1)
Kontroll Réz-szulfát
Kadmium-szulfát
Ödéma a nyakon (3), Ödéma a fejen (2) Hibás láb (1) Ödéma a fejen (1), Hibás láb (1) Görbült nyak (1), Felső csőrkáva rövidülés (1) Nyitott mellkas (1), Görbült nyak (1)
Ólom-acetát
Ödéma a fejen (1) Görbült nyak (2), Ödéma a fejen (3)
Dikamin D
Deformált láb (2) Görbült nyak (1)
Stomp 330 EC
Ödéma a nyakon (5), Szemek hiánya (1) Felső csőrkáva hiánya (1)
Réz-szulfát + Dikamin D
Hasi sérv és deformált láb (2) Hibás láb (3), Agysérv (1) Réz-szulfát + Stomp 330 EC
Deformált csőr (1), Mindkét szem hiánya (1) Ödéma a nyakon (1)
Kadmium-szulfát + Dikamin D
Ödéma a nyakon (6), Deformált csőr (1) Hibás láb (1)
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC
Deformált csőr és az egyik szem hiánya (4) Hibás láb és hasi sérv (2) Hibás láb (1), Agysérv (1) Ödéma a nyakon (1), Deformált csőr (1)
102
5.2.4. Fejlődési rendellenességek a bemerítéses kezelés során
5.2.4.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban makroszkóposan kimutatható fejlődési rendellenességet nem jegyeztem le (14-15. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal elvégzett kezelés eredményeként hat rendellenes fejlődésű embriót (12,24%) találtam. A kontroll csoporthoz viszonyítva a változás szignifikáns volt (p<0,05) (14. táblázat). Fejlődési rendellenességként feji és nyaki ödéma, görbült nyak, felső csőrkáva rövidülés, valamint a lábujjak tengelyének görbülete jelentkezett (15. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfáttal kezelt embriók között négy esetben (8,88%) diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet, amely szignifikáns eltérést jelent a kontroll csoporthoz (p<0,05) viszonyítva (14. táblázat). Fejlődési anomáliaként nyaktájékon kialakult ödémát, valamint hibás lábállást tapasztaltam (15. táblázat). Ólom-acetát Az ólom-acetáttal kezelt embriók között nem diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (14-15. táblázat). Dikamin D A Dikamin D-vel kezelt csoportban egy (2,22%) rendellenes fejlődésű embrió fordult elő, ez a növekedés nem szignifikáns a kontroll csoporthoz viszonyítva (14. táblázat). A fejlődési rendellenesség deformált csőr és az egyik szem hiánya volt (15. táblázat).
103
Stomp 330 EC A Stomp 330 EC-vel kezelt csoportban egy esetben sem találtam fejlődésbeli eltérést (14-15. táblázat).
5.2.4.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 11,11%-ot ért el, ami szignifikáns emelkedést jelent (p<0,05) a kontroll csoporthoz viszonyítva, míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem volt szignifikáns az eltérés (14. táblázat). Fejlődésbeli eltérésként nyaktájéki ödémát, deformált csőrt és az egyik szem hiányát és rendellenes lábállást jegyeztem le (15. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC Az együttes kezelés hatásaként két embrió (4,08%) mutatott fejlődési rendellenességet, amely nem szignifikáns sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (14. táblázat). Fejlődési rendellenességként láb deformitást, valamint fejtájékon ödéma kialakulását tapasztaltam (15. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfát és a Dikamin D együttes felhasználása esetén nem találtam rendellenességet mutató embriót (14-15. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel elvégzett kombinált kezelés hatására a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 6,98%-ot tett ki, az eltérés nem bizonyult szignifikánsnak sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (14. táblázat). Fejlődési anomáliaként nyaktájéki ödéma jelentkezett (15. táblázat).
104
Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban a fejlődési rendellenességet mutató embriók aránya 10%-ot ért el, amit a statisztikai vizsgálat szignifikánsnak (p<0,05) igazolt a kontroll és az ólom-acetáttal egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva, míg a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva nem tapasztaltam statisztikai vizsgálattal igazolható eltérést (14. táblázat). Fejlődésbeli eltérésként ödémát a fejen és hibás lábállást jegyeztem le (15. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az együttes kezelés hatásaként egy embrió (2,27%) mutatott fejlődési rendellenességet, amely nem szignifikáns sem a kontroll, sem pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (14. táblázat). Fejlődési rendellenességként a láb deformitást tapasztaltam (15. táblázat).
A kétféle kezelési módszer összehasonlításából megállapítható, hogy a provokatívabb injektálásos kezelés fokozta a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakoriságát.
105
14. táblázat Fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi bemerítéses kezelés) Rendellenes fejlődésű Kezelt csoportok
embriók száma (db)/élő embriók száma (db)
fejlődésű embriók aránya (%)
Kontroll
0/46
0
Réz-szulfát
6/49a
12,24
Kadmium-szulfát
4/45a
8,88
Ólom-acetát
0/54
0
Dikamin D
1/45
2,22
Stomp 330 EC
0/47
0
Réz-szulfát + Dikamin D
5/45a
11,11
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
2/49
4,08
Kadmium-szulfát + Dikamin D
0/43
0
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
3/43
6,98
4/40a, b
10
1/44
2,27
Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC a
Rendellenes
Szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
b
Szignifikáns eltérés az ólom-acetáttal egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
106
15. táblázat A diagnosztizált fejlődési rendellenességek típusai (0. napi bemerítéses kezelés, 19. napi feldolgozás)
Fejlődési rendellenességek típusai
Kezelt csoportok
(darabszám) -
Kontroll
Ödéma a nyakon (2), Ödéma a fejen (1) Hibás láb (1), Görbült nyak (1)
Réz-szulfát
Felső csőrkáva rövidülés (1) Ödéma a nyakon (3), Hibás láb (1)
Kadmium-szulfát Ólom-acetát
-
Dikamin D
Deformált csőr és az egyik szem hiánya (1) -
Stomp 330 EC
Ödéma a nyakon (3) Réz-szulfát + Dikamin D
Deformált csőr és az egyik szem hiánya (1) Deformált láb (1) Hibás láb (1), Ödéma a fejen (1)
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
-
Kadmium-szulfát + Dikamin D
Ödéma a nyakon (3)
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
Ödéma a fejen (3)
Ólom-acetát + Dikamin D
Hibás láb (1) Hibás láb (1)
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
107
5.2.5. Testtömeg adatok az injektálásos kezelések során
5.2.5.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban a testtömegek átlaga 29,1 g volt, a szórás ±3,95 (12. ábra, 16. táblázat). Réz-szulfát A 0,01 %-os réz-szulfát injektálása szignifikánsan (p<0,05) csökkentette az embriók testtömegét a kontroll csoportban mért értékekhez képest (12. ábra, 16. táblázat). Kadmium-szulfát A
0,01%-os
koncentrációban
tojásba
injektált
kadmium-szulfát
hatására
szignifikánsan csökkent az embriók testtömege a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (12. ábra, 16. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os koncentrációban tojásba injektált ólom-acetát hatására szignifikáns mértékben csökkent az embriók testtömege a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (12. ábra, 16. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D hatásaként bekövetkezett testtömeg-csökkenés a kontroll csoportban mért testtömeg-átlaghoz viszonyítva statisztikailag igazoltnak bizonyult (p<0,05) (12. ábra, 16. táblázat). Stomp 330 EC A Stomp 330 EC herbicid injektálásának hatására szignifikáns testtömegcsökkenést (p<0,05) tapasztaltam a kontroll csoportban mért értékhez képest (12. ábra, 16. táblázat).
108
5.2.5.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásakor mind a kontroll, mind pedig az egyedileg kezelt csoportokhoz képest szignifikáns mértékű testtömeg-csökkenés jelentkezett (p<0,05) (12. ábra, 16. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A keltetés megkezdésének napján elvégzett injektálásos expozíció hatásaként a kezelt embriók testtömege szignifikáns módon csökkent a kontroll csoporthoz képest (p<0,05), míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem jelentkezett szignifikáns testtömeg-csökkenés (12. ábra, 16. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kombinált kezelés hatásaként a statisztikai vizsgálat szignifikáns mértékű (p<0,05) testtömeg-csökkenést igazolt a kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz képest (12. ábra, 16. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfát és a Stomp 330 EC együttes felhasználása szignifikánsan csökkentette az embriók testtömegét a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05), míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns testtömegcsökkenést (12. ábra, 16. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D A kombinált kezelés hatásaként a statisztikai vizsgálat szignifikáns mértékű (p<0,05) testtömeg-csökkenést igazolt mind a kontroll, mind az egyedileg kezelt csoportokhoz képest (12. ábra, 16. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az ólom-acetát és a Stomp 330 EC együttes felhasználása szignifikánsan csökkentette az embriók testtömegét mind a kontroll, mind pedig a herbiciddel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (p<0,05) (12. ábra, 16. táblázat).
109
12. ábra Embrionális testtömeg-átlagok alakulása a kísérletbe vont növényvédő szerek és nehézfémek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi injektálásos kezelés)
110
16. táblázat Embrionális testtömegek átlaga (0. napi injektálásos kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelés
Átlagtömeg (g)
Szórás (±)
Kontroll
29,1
3,95
Réz-szulfát
24,3a
3,57
Kadmium-szulfát
24,9a
3,83
Ólom-acetát
23,9a
4,72
Dikamin D
25,2a
3,24
Stomp 330 EC
25,7a
2,89
21,5a, b, e
4,15
24,8a
4,18
21,4a, c, e
3,81
25,1a
4,68
20,9a, d, e
4,41
22,9a, f
3,81
Réz-szulfát + Dikamin D Réz-szulfát + Stomp 330 EC Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC a
Szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
b c
Szignifikáns eltérés a réz-szulfáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
Szignifikáns eltérés a kadmium-szulfáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
d
Szignifikáns eltérés az ólom-acetáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
e
Szignifikáns eltérés a Dikamin D-vel kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
f
Szignifikáns eltérés a Stomp 330 EC-vel kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
111
5.2.6. Testtömeg adatok a bemerítéses kezelések során
5.2.6.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A kontroll csoportban a testtömegek átlaga 34,3 g volt, a szórás ±2,60 (13. ábra, 17. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal elvégzett bemerítéses kezelés szignifikánsan (p<0,05) csökkentette az embriók testtömegét a kontroll csoportban mért értékekhez képest (13. ábra, 17. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os kadmium-szulfát hatására szignifikánsan csökkent az embriók testtömege a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (13. ábra, 17. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetát hatására szignifikáns mértékben csökkent az embriók testtömege a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05) (13. ábra, 17. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D hatásaként bekövetkezett testtömeg-csökkenés a kontroll csoportban mért testtömeg-átlaghoz viszonyítva statisztikailag igazoltnak bizonyult (p<0,05) (13. ábra, 17. táblázat). Stomp 330 EC A Stomp 330 EC herbiciddel végzett bemerítés hatására szignifikáns testtömegcsökkenést (p<0,05) tapasztaltam a kontroll csoportban mért értékhez képest (13. ábra, 17. táblázat).
112
5.2.6.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfát és a Dikamin D együttes alkalmazásakor a kontroll csoporthoz képest szignifikáns mértékű testtömeg-csökkenés jelentkezett (p<0,05), míg az egyedileg kezelt csoportokhoz képest nem tapasztaltam szignifikáns testtömeg-csökkenést (13. ábra, 17. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 EC A keltetés megkezdésének napján elvégzett bemerítéses expozíció hatásaként a kezelt embriók testtömege szignifikáns módon csökkent a kontroll csoporthoz képest (p<0,05), míg az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva nem tapasztaltam statisztikailag igazolható testtömeg-csökkenést (13. ábra, 17. táblázat). Kadmium-szulfát + Dikamin D A kombinált kezelés hatásaként a statisztikai vizsgálat szignifikáns mértékű (p<0,05) testtömeg-csökkenést igazolt a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz képest, míg a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva nem jelentkezett szignifikáns testtömeg-csökkenés (13. ábra, 17. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfát és a Stomp 330 EC együttes felhasználása csökkentette az embriók testtömegét a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva, de ez az eltérés statisztikai vizsgálattal nem volt igazolható (13. ábra, 17. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D A kombinált kezelés hatásaként a statisztikai vizsgálat szignifikáns mértékű (p<0,05) testtömeg-csökkenést igazolt mind a kontroll, mind a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz képest, míg a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns testtömeg-csökkenést (13. ábra, 17. táblázat).
113
Ólom-acetát + Stomp 330 EC Az ólom-acetát és a Stomp 330 EC együttes felhasználása szignifikánsan csökkentette az embriók testtömegét mind a kontroll, mind pedig a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva (p<0,05), míg a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyítva nem tapasztaltam szignifikáns testtömeg-csökkenést (13. ábra, 17. táblázat).
Az injektálásos és a bemerítéses kezelési mód összehasonlításából megállapítható, hogy a provokatívabb injektálásos kezelés hatásaként nagyobb mértékben csökkent az embriók testtömege, mint a bemerítéses kezelés során.
13. ábra Embrionális testtömeg-átlagok alakulása a kísérletbe vont növényvédő szerek és nehézfémek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi bemerítéses kezelés)
114
17. táblázat Embrionális testtömegek átlaga (0. napi bemerítéses kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelés
Átlagtömeg (g)
Szórás (±)
Kontroll
34,3
2,60
Réz-szulfát
29,2a
3,72
Kadmium-szulfát
32,2a
2,92
Ólom-acetát
32,4a
3,91
Dikamin D
25,3a
3,72
Stomp 330 EC
28,7a
2,48
Réz-szulfát + Dikamin D
30,5a
3,38
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
29,8a
4,69
27,4a, b
1,69
34,1
2,53
Ólom-acetát + Dikamin D
30,2a, c
3,31
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
28,6a, c
3,55
Kadmium-szulfát + Dikamin D Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
a
Szignifikáns eltérés a kontroll csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
b c
Szignifikáns eltérés a kadmium-szulfáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
Szignifikáns eltérés az ólom-acetáttal kezelt csoporthoz viszonyítva (p<0,05)
115
5.2.7. Csontvázfestéssel történő feldolgozás eredménye az injektálásos kezelésnél
5.2.7.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A csoportban csontvázfestéssel kimutatható fejlődési rendellenességet két embrió esetében találtam (20%). Fejlődési anomáliaként egy esetben törpenövekedés, egy esetben pedig görbült nyak jelentkezett (18-19. táblázat, 14. ábra).
14. ábra Csontvázfestett kontroll házityúk embrió a keltetés 19. napján (injektálásos kezelés) Réz-szulfát A
0,01%-os
réz-szulfáttal
egyedileg
kezelt
csoportban
három
esetben
diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (30%), amely növekedési retardációban és a láb hibás állásában nyilvánult meg (18-19. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os koncentrációban felhasznált kadmium-szulfát hatásaként a kontroll csoporthoz hasonlóan két esetben találtam fejlődési rendellenességet mutató embriót (20%). Egy esetben a nyak rendellenes görbülete, míg a másik embrió esetében fejlődésbeli elmaradás jelentkezett (18-19. táblázat). 116
Ólom-acetát A 0,01%-os koncentrációban felhasznált ólom-acetát hatásaként két esetben találtam fejlődési rendellenességet mutató embriót (20%). Egy esetben a láb rendellenes állása, míg a másik embrió esetében növekedésbeli elmaradás jelentkezett (18-19. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D injektálása négy embriónál okozott fejlődési eltérést (40%), amely növekedési retardációban, valamint a nyak görbülésében nyilvánult meg (18-19. táblázat). Stomp 330 EC A 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC hatásaként három embriónál jelentkezett fejlődésbeli zavar (30%), amely részleteiben tekintve növekedési retardációt, az ujjak deformációját és a nyak enyhe görbületét jelentette (18-19. táblázat).
5.2.7.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban két esetben törpenövekedést, két esetben pedig a nyak rendellenes állását (görbült nyak) tapasztaltam (40%) (18-19. táblázat). Réz-szulfát + Stomp 330 A csontvázpreparátumok sztereomikroszkópos értékelése során a csoportban négy rendellenes fejlődésű embriót találtam (40%). Rendellenességként növekedési retardáció, valamint rendellenes lábállás jelentkezett, amely a végtag csavarodásában nyilvánult meg (18-19. táblázat, 15. ábra).
117
15. ábra Réz-szulfáttal és Stomp 330 EC-vel (növekedési retardáció) együttesen kezelt csontvázfestett házityúkembrió kontroll embrióval összehasonlítva a keltetés 19. napján
Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfáttal és a Dikamin D-vel való együttes kezelés eredményeként négy embriónál állapítottam meg fejlődésbeli eltérést (40%), amely három esetben növekedési retardációban, valamint egy embriónál a nyak rendellenes állásában (görbült nyak) nyilvánult meg (18-19. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel történt kezelés három embrió esetében eredményezett fejlődésbeli zavart (30%). Növekedési retardációt, valamint a nyak és a láb rendellenes állását tapasztaltam (18-19. táblázat, 16. ábra).
118
16. ábra Kadmium-szulfáttal és Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csontvázfestett házityúkembrió a keltetés 19. napján (görbült nyak, hibás láb)
Ólom-acetát + Dikamin D Az
ólom-acetáttal és
a herbiciddel
együttesen kezelt
csoportban négy
rendellenességet mutató embriót találtam (40%). A rendellenességek jellemzően görbült nyak, a láb hibás állása és növekedési retardáció voltak (18-19. táblázat). Ólom-acetát + Stomp 330 EC A nehézfémmel és a herbiciddel együttesen kezelt csoportban három fejlődési rendellenességgel bíró embriót találtam (30%), amelyeknél a nyak enyhe görbülete és a láb hibája jelentkezett (18-19. táblázat).
119
18. táblázat Csontvázfestéssel feltárt fejlődési rendellenességek a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi injektálásos kezelés) Rendellenes fejlődésű
Rendellenes
embriók száma (db)/vizsgált
fejlődésű embriók
embriók száma (db)
aránya (%)
Kontroll
2/10
20
Réz-szulfát
3/10
30
Kadmium-szulfát
2/10
20
Ólom-acetát
2/10
20
Dikamin D
4/10
40
Stomp 330 EC
3/10
30
Réz-szulfát + Dikamin D
4/10
40
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
4/10
40
Kadmium-szulfát + Dikamin D
4/10
40
Kezelt csoportok
Kadmium-szulfát + Stomp 330
3/10
EC
30
Ólom-acetát + Dikamin D
4/10
40
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
3/10
30
120
19. táblázat A csontvázfestési eljárás során feltárt fejlődési rendellenességek típusai (0. napi injektálásos kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelt csoportok Kontroll Réz-szulfát Kadmium-szulfát
Fejlődési rendellenességek típusai (esetszám) Enyhén görbült nyak (1), Növekedési retardáció (1) Hibás láb (1), Növekedési retardáció (2) Enyhén görbült nyak (1), Növekedési retardáció (1)
Ólom-acetát
Hibás láb (1), Növekedési retardáció (1)
Dikamin D
Görbült nyak (3), Növekedési retardáció (1)
Stomp 330 EC
Enyhén görbült nyak (1), Hibás láb (1) Növekedési retardáció (1) Görbült nyak (2)
Réz-szulfát + Dikamin D
Növekedési retardáció (2) Hibás (csavarodott) láb (1)
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
Növekedési retardáció (3)
Kadmium-szulfát + Dikamin
Enyhén görbült nyak (1)
D
Növekedési retardáció (3)
Kadmium-szulfát + Stomp
Enyhén görbült nyak és hibás láb (1) Növekedési retardáció (2)
330 EC Ólom-acetát + Dikamin D Ólom-acetát + Stomp 330 EC
Görbült nyak (2), Hibás láb (1) Növekedési retardáció (1) Enyhén görbült nyak (2), Hibás láb (1)
121
5.2.8. Csontvázfestéssel történő feldolgozás eredménye a bemerítéses kezelésnél
5.2.8.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A csoportban csontvázfestéssel kimutatható fejlődési rendellenességet egy embrió esetében találtam. Fejlődési anomáliaként enyhén görbült nyak jelentkezett (20-21. táblázat). Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal egyedileg kezelt csoportban két esetben diagnosztizáltam fejlődési rendellenességet (20%), amely a láb hibás állásában nyilvánult meg (20-21. táblázat). Kadmium-szulfát A 0,01%-os koncentrációban felhasznált kadmium-szulfát hatásaként egy esetben találtam fejlődési rendellenességet mutató embriót (10%), ahol a nyak enyhe görbülete jelentkezett (20-21. táblázat). Ólom-acetát A 0,01%-os koncentrációban felhasznált ólom-acetát hatásaként két esetben találtam fejlődési rendellenességet mutató embriót (20%). Egy esetben a láb rendellenes állása, míg a másik embrió esetében a nyak enyhe görbülete jelentkezett (20-21. táblázat). Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D injektálása három embriónál okozott fejlődési eltérést (30%), amely két esetben a nyak görbülésében, valamint egy esetben a lábak hibás állásában nyilvánult meg (20-21. táblázat).
122
Stomp 330 EC A 33% pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC hatásaként egy embriónál jelentkezett fejlődésbeli zavar (10%), amely a nyak enyhe görbületét jelentette (20-21. táblázat).
5.2.8.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban egy esetben a lábak, valamint két esetben a nyak rendellenes állását (görbült nyak) tapasztaltam (30%) (20-21. táblázat, 17. ábra).
17. ábra Réz-szulfáttal és Dikamin D-vel együttesen kezelt embrió a keltetés 19. napján (görbült nyak)
Réz-szulfát + Stomp 330 A csontvázpreparátumok sztereomikroszkópos értékelése során a csoportban két rendellenes fejlődésű embriót találtam (20%). Rendellenességként mindkét esetben hibás lábállás jelentkezett, amely a végtag csavarodásában nyilvánult meg (20-21. táblázat, 18. ábra).
123
18. ábra Réz-szulfáttal és Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt embrió a keltetés 19. napján (hibás láb, az ujjak deformációja)
Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfáttal és a Dikamin D-vel való együttes kezelés eredményeként három embriónál állapítottam meg fejlődésbeli eltérést (30%), amely két esetben a nyak enyhe görbületében, egy esetben pedig lábhiba előfordulásában nyilvánult meg (20-21. táblázat). Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kadmium-szulfáttal és a Stomp 330 EC-vel történt kezelés két embrió esetében eredményezett fejlődésbeli zavart (20%). Mindkét esetben a nyak rendellenes állását tapasztaltam (20-21. táblázat). Ólom-acetát + Dikamin D Az ólom-acetáttal és a herbiciddel együttesen kezelt csoportban három rendellenességet mutató embriót találtam (30%). A rendellenességek jellemzően görbült nyak és a láb hibás állása voltak (20-21. táblázat).
124
Ólom-acetát + Stomp 330 EC A nehézfémmel és a herbiciddel együttesen kezelt csoportban egy fejlődési rendellenességgel bíró embriót találtam (10%), amelynél a nyak enyhe görbülete jelentkezett (20-21. táblázat).
A kétféle kezelési módszer összehasonlításával megállapítható, hogy a kevésbé provokatív bemerítéses kezelés esetében kevesebb csontvázfestéssel kimutatható fejlődési rendellenességet tapasztaltam.
20. táblázat Csontvázfestéssel feltárt fejlődési rendellenességek a kísérletbe vont nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata során (0. napi bemerítéses kezelés) Rendellenes fejlődésű
Rendellenes
embriók száma (db)/vizsgált
fejlődésű embriók
embriók száma (db)
aránya (%)
Kontroll
1/10
10
Réz-szulfát
2/10
20
Kadmium-szulfát
1/10
10
Ólom-acetát
2/10
20
Dikamin D
3/10
30
Stomp 330 EC
1/10
10
Réz-szulfát + Dikamin D
3/10
30
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
2/10
20
Kadmium-szulfát + Dikamin D
3/10
30
Kezelt csoportok
Kadmium-szulfát + Stomp 330
2/10
EC
20
Ólom-acetát + Dikamin D
3/10
30
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
1/10
10
125
21. táblázat A csontvázfestési eljárás során feltárt fejlődési rendellenességek típusai (0. napi bemerítéses kezelés, 19. napi feldolgozás)
Kezelt csoportok
Fejlődési rendellenességek típusai (esetszám) Enyhén görbült nyak (1)
Kontroll
Hibás láb (2)
Réz-szulfát
Enyhén görbült nyak (1)
Kadmium-szulfát Ólom-acetát
Hibás láb (1), Enyhén görbült nyak (1)
Dikamin D
Görbült nyak (2), Hibás láb (1) Enyhén görbült nyak (1)
Stomp 330 EC
Görbült nyak (2)
Réz-szulfát + Dikamin D
Hibás láb (1) Hibás láb (2)
Réz-szulfát + Stomp 330 EC
Enyhén görbült nyak (2)
Kadmium-szulfát + Dikamin D
Hibás láb (1) Enyhén görbült nyak (2)
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC
Görbült nyak (2)
Ólom-acetát + Dikamin D
Hibás láb (1) Enyhén görbült nyak (1)
Ólom-acetát + Stomp 330 EC
126
5.2.9. A szövettani feldolgozás eredménye injektálásos és bemerítéses kezelésnél
5.2.9.1. Egyedileg kezelt csoportok Kontroll A nyakizomban mind az injektálásos kezelés, mind a bemerítés eredményeként a miofibrillumok jól elkülönültek, a sejtmagok jól festődtek, a vizsgált izomrostok épek. A máj szerkezete ép, a sejthatárok jól láthatók, a kettős májsejtsorok elkülönülnek. A hepatociták magja ép, a sinusoidok közepes tágasságúak. A májsejtek citoplazmáját sok vakuolum tölti ki (19. ábra).
19. ábra Kontroll házityúkembrióból származó májszövet (H-E festés, 400 x nagyítás)
Réz-szulfát A 0,01%-os réz-szulfáttal egyedileg kezelt embriók nyakizom és máj mintái nem tértek el a kontrolltól szövettanilag egyik kezelési mód esetében sem.
127
Kadmium-szulfát A kontroll csoporthoz viszonyítva patológiás eltérést nem állapítottam meg a 0,01%-os kadmium-szulfáttal egyedileg kezelt csoportban sem az injektálásos, sem a bemerítéses kezelés során. Ólom-acetát A 0,01%-os ólom-acetáttal egyedileg kezelt csoportban a kontrollhoz viszonyítva szövettani vizsgálattal kimutatható eltérés nem jelentkezett egyik kezelési mód esetében sem. Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D-vel kezelt csoportban sem az injektálásos, sem a bemerítéses kezelés eredményeként szövettani vizsgálattal kimutatható kóros eltérést nem találtam a nyakizom és máj metszetek értékelése során. Stomp 330 EC A gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott herbiciddel egyedileg kezelt állatok nyakizom és máj mintái nem tértek el a kontrolltól egyik kezelési módnál sem.
5.2.9.2. Kombináltan kezelt csoportok Réz-szulfát + Dikamin D A réz-szulfáttal és a Dikamin D-vel együttesen kezelt embriók szövettanilag értékelt nyakizom és máj mintái nem tértek el a kontrolltól egyik kezelési mód alkalmazása esetén sem. Réz-szulfát + Stomp 330 EC Az együttesen kezelt csoportban a nyakizom és a máj metszetek értékelésekor szövettani vizsgálattal kimutatható eltérést nem találtam egyik kezelési mód esetében sem. Kadmium-szulfát + Dikamin D A kadmium-szulfáttal és a Dikamin D-vel kezelt embriók nyakizom és máj mintái egyik kezelési mód esetében sem tértek el szövettanilag a kontroll csoporttól. 128
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként a kontroll csoporthoz viszonyítva patológiás eltérést sem az injektálással, sem a bemerítéssel elvégzett kezelésnél nem tapasztaltam. Ólom-acetát + Dikamin D A kadmium-szulfáttal és a Dikamin D-vel kezelt embriók nyakizom és máj mintái nem tértek el szövettanilag a kontroll csoporttól egyik kezelési mód alkalmazása esetén sem. Ólom-acetát + Stomp 330 EC A kombinált kezelés eredményeként a kontroll csoporthoz viszonyítva patológiás eltérést nem tapasztaltam sem az injektálással, sem a bemerítéssel elvégzett kezelésnél.
129
6. Megbeszélés és javaslatok 6.1. Egyedileg kezelt csoportok
Réz-szulfát A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott réz-szulfát embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásai a 19. napi feldolgozás adatai alapján a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben és a fejlődési rendellenességek számának szintén szignifikáns mértékű növekedésében nyilvánultak meg mindkét kezelési módszer alkalmazása esetében. A korábban FEJES (2005) által elvégzett dóziskereső vizsgálatok során a saját eredményeimhez hasonlóan szignifikáns testtömeg-csökkenés jelentkezett a 0,01%-os koncentrációban a tojásba injektált réz-szulfát hatására, de a fejlődési rendellenességek száma nem emelkedett szignifikáns mértékben a kontroll csoporthoz viszonyítva. Kadmium-szulfát A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott kadmium-szulfát embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásai a 19. napi feldolgozás adatai alapján a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben, a fejlődési rendellenességek előfordulási gyakoriságának kontrollhoz viszonyított növekedésében, valamint az elhalások számának fokozódásában nyilvánultak meg mindkét kezelési mód esetében. A korábban FEJES (2005) által elvégzett dóziskereső vizsgálatok során a 0,01%-os koncentrációban a tojásba injektált kadmium-szulfát nem okozott szignifikáns testtömegcsökkenést a kontroll csoporthoz viszonyítva, de az embrióelhalások száma a saját eredményeimhez hasonlóan szignifikáns mértékben emelkedett a kontroll csoporthoz képest. Ólom-acetát A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott ólom-acetát embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásai a 19. napi feldolgozás adatai alapján főként a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben nyilvánultak meg mindkét
130
kezelési mód esetében, valamint az injektálásos kezelés során jelentkező kiugróan magas embrióelhalásban, amely szintén szignifikáns növekedést jelent a kontroll csoportban tapasztalt elhalás értékhez képest. Dikamin D A gyakorlati permetlé töménységben (0,5%) alkalmazott Dikamin D herbicid embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásai a 19. napi feldolgozás adatai alapján főként a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns mértékű testtömegcsökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési mód esetében, valamint az injektálásos kezelések során szignifikáns mértékben nőtt a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága és az elhalt embriók száma a kontroll csoporthoz viszonyítva. Stomp 330 EC A gyakorlati permetlé töménységben (1,25%) alkalmazott Stomp 300 EC herbicid embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásai a 19. napi feldolgozás adatai alapján főként a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns mértékű testtömegcsökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési módszer esetében, valamint az injektálásos kezelés során szignifikáns mértékben nőtt az elhalt embriók száma a kontroll csoportban tapasztalt elhalásokhoz képest. A korábban SZABÓ (2008) által elvégzett vizsgálatok során a gyakorlati permetlé töménységben (1,25%) a tojásba injektált Stomp 330 EC a saját eredményeimhez hasonlóan a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenést és az embrióelhalások számának szignifikáns mértékű növekedését okozta.
6.2. Kombináltan kezelt csoportok
Réz-szulfát + Dikamin D A 0,01%-os réz-szulfáttal és a gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportban a vegyi anyagok embriótoxikusnak bizonyultak, az embrióra nézve káros hatásaik a 19. napi feldolgozás adatai alapján főként a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben, valamint a 131
fejlődési
rendellenességek
előfordulási
gyakoriságának
szignifikáns
mértékű
növekedésében nyilvánultak meg mindkét kezelési mód alkalmazásakor. Az injektálásos kezelés során tapasztalt testtömeg-csökkenés szignifikáns volt az egyedileg kezelt csoportok értékeihez képest is, valamint az elhalások szignifikáns mértékben növekedtek a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva a 19. napi feldolgozás során nyert adatok alapján. A korai fejlődési stádium vizsgálata során az injektálásos kezelés szignifikáns mértékben fokozta az embrióelhalások számát a kontroll csoporthoz viszonyítva. Réz-szulfát + Stomp 330 EC A 0,01%-os réz-szulfáttal és a gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csoportban a vegyi anyagok embriótoxikusnak bizonyultak, az embrióra nézve káros hatásaik a 19. napi feldolgozás adatai alapján a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési mód esetében, valamint az injektálásos kezelés során szignifikáns mértékben nőtt a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kontroll és a herbiciddel egyedileg kezelt csoportokhoz képest. Az elhalás mértéke is jelentősen fokozódott az injektálásos kezelés eredményeként, a növekedés szignifikáns volt a kontroll és az egyedileg kezelt csoportok értékeihez képest. Kadmium-szulfát + Dikamin D A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott kadmium-szulfát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D herbicid együttes alkalmazása embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásaik a 19. napi feldolgozás során nyert adatok alapján főként a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoporthoz viszonyított szignifikáns mértékű testtömeg-csökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési mód esetében,
valamint
az
injektálás
során
szignifikánsan
fokozódott
a
fejlődési
rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kontroll csoporthoz viszonyítva és az elhalások is szignifikáns mértékben növekedtek a kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. A korai fejlődési stádium vizsgálata során az injektálásos kezelés hatására szignifikáns mértékben növekedett az embrióelhalások száma a kontroll csoporthoz viszonyítva.
132
Kadmium-szulfát + Stomp 330 EC A 0,01%-os koncentrációban alkalmazott kadmium-szulfát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Stomp 330 EC herbicid együttes alkalmazása embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatásaik a 19. napi feldolgozás adatai alapján főként az injektálásos kezelés esetében voltak markánsak, mert itt szignifikáns testtömeg-csökkenés jelentkezett a kontroll csoporthoz viszonyítva, valamint az embrióelhalások száma szignifikáns mértékben növekedett a kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva is. Ólom-acetát + Dikamin D A 0,01%-os koncentrációjú ólom-acetát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D együttes alkalmazása embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatások a 19. napi feldolgozás adatai alapján mindkét kezelési módszer esetében a testtömeg adatok kontroll és egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyított szignifikáns
csökkenésében,
valamint
a
fejlődési
rendellenességek
előfordulási
gyakoriságának kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns mértékű növekedésében nyilvánultak meg. Az injektálásos kezelés során az embrióelhalások száma szignifikáns mértékben növekedett a kontroll csoporthoz viszonyítva a korai fejlődési stádium vizsgálatban és a 19. napi feldolgozás során is. A bemerítéses kezelés a 19. napi feldolgozás adatai alapján szignifikáns mértékben fokozta a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakoriságát nem csak a kontroll, hanem a nehézfémmel egyedileg kezelt csoporthoz képest is. Ólom-acetát + Stomp 330 EC A 0,01%-os koncentrációjú ólom-acetát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Stomp 330 EC együttes alkalmazása embriótoxikusnak bizonyult, az embrióra nézve káros hatások a 19. napi feldolgozás során nyert adatok alapján mindkét kezelési mód esetében főként a testtömeg adatok kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns csökkenésében nyilvánultak meg. A testtömeg-csökkenés az injektálásos kezelés hatásaként szignifikáns volt továbbá a herbiciddel egyedileg kezelt csoporthoz, a bemerítéses kezelés hatásaként pedig a nehézfémmel egyedileg kezelt csoporthoz. Az injektálás hatásaként szignifikáns mértékben fokozódott a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága a kontroll és a peszticiddel egyedileg kezelt csoporthoz képest, valamint szignifikáns mértékben emelkedett az embrióelhalások gyakorisága a 133
kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz képest a 19. napi feldolgozás során kapott adatok alapján. A korai fejlődési stádium vizsgálata során az injektálásos kezelés eredményeként a kontroll csoporthoz viszonyítva szignifikáns mértékben emelkedett az embrióelhalások száma.
6.3. Az egyedi és az együttes kezelések eredményeinek összehasonlítása
A kísérleti eredményekről összességében elmondható, hogy az együttes kezelések szinte minden csoport esetében embriótoxikusabbnak bizonyultak az egyedi kezeléseknél, ami az együttesen kezelt csoportokban az embrióelhalások számának és a fejlődési rendellenességek előfordulási gyakoriságának növekedésében nyilvánult meg az egyedileg kezelt csoportokban kapott adatokhoz képest.
6.4. A kétféle kezelési módszer összehasonlítása
Az általam elvégzett vizsgálatsorozat alapján összességében elmondható, hogy a provokatívabb injektálásos kezelés a bemerítéshez viszonyítva mind az egyedileg, mind pedig az együttesen kezelt csoportok esetében toxikusabbnak bizonyult, ami az embrióelhalások számának növekedésében, a fejlődési rendellenességek gyakoribb előfordulásában és a testtömeg-átlagok csökkenésében nyilvánult meg, de jól látszik a korai embrionális vizsgálat, illetve a csontvázfestés adataiból is.
134
6.5. Javaslatok
1. Az általam elvégzett vizsgálatok során nyert adatok kiváló példát szolgáltatnak arra, hogy több vegyi anyag együttes jelenlétekor kialakulhatnak olyan előre nem várt hatások, amelyek az engedélyezések során elvégzett részletes vizsgálatok folyamán sem derülhettek ki a környezetben található kémiai anyagok nagy száma miatt. Emiatt az első javaslatom a vizsgálatokkal kapcsolatban az, hogy minél több széles körűen felhasználásra kerülő vegyi anyag esetében meg kellene vizsgálnunk azt, hogy az adott vegyi anyag más, a környezetben jelenlévő kémiai anyagokkal együtt hogyan viselkedik a természetben vagy az állati szervezetben. 2. A korai fejlődési stádium vizsgálattal nagyon gyorsan, két–három nap alatt adatokat nyerhetünk egy–egy kémiai anyagra vonatkozóan. A vizsgálat olcsó eljárásnak tekinthető, hiszen pár nap alatt elvégezhető és nem szükséges nagy tojásszám a kísérleti anyagokkal kapcsolatos tendenciák felállításához. Az általam elvégzett kísérlet egyértelműen bizonyítja, hogy jó elővizsgálati módszer lehet a korai fejlődési stádium vizsgálata az engedélyezési folyamatok során, hiszen az általam vizsgált nehézfémek és herbicidek hatásai jól láthatók már az embriók korai fejlődési szakaszában, amit aztán alátámaszt a 19. napi feldolgozás eredménye is. 3. A provokatívabb injektálásos kezelés hatásaként fokozódott a vegyi anyagok toxikus hatása, míg a bemerítéses kezelés eredményeként kevesebb embrióelhalást és fejlődési rendellenességet tapasztaltam. A kísérletet javaslom megismételni bepermetezéses eljárással is, mert ez a módszerrel lehetne legpontosabban modellezni a természetben valójában előforduló expozíciós viszonyokat és a későbbiekre nézve fontos adatokat kaphatnánk arra vonatkozóan is, hogy a jelen vizsgálati rendszerben tesztelt kémiai anyagok hatása milyen mértékben/formában érvényesül egy újabb, harmadik kezelési mód alkalmazásával. 4. Az általam elvégzett kísérletek alapot szolgáltatnak a vadon élő madár fajok mérgezési veszélyének értékelésére, ám a vadon élő madár fajok érzékenységéből
135
kifolyólag javaslom ugyanezen vizsgálatokat megismételni fácán, japán fürj, vadkacsa fajokon is. 5. Az általam elvégzett vizsgálat kiegészíthető lenne az embriók vérplazma paramétereinek meghatározásával is, amelynek során még pontosabb adatokat kaphatnánk a kísérletben alkalmazott vegyi anyagok élő szervezetre gyakorolt károsító hatásairól. 6. A vizsgált peszticidek esetében az általam elvégzett kísérlet kiegészíthető lenne egy bomlásdinamikai
vizsgálattal,
amelynek
során
még
pontosabban
feltérképezhetnénk a kísérletben alkalmazott herbicidek viselkedését az állati szervezetben.
7. Az általam elvégzett kísérlet kiegészíthető lenne a tojások áteresztőképességének vizsgálatával. Adatokat kaphatnánk arra vonatkozóan, hogy szakaszokra bontva a tojások héját, az áteresztőképességben milyen különbségek vannak, pontosítva ezzel, hogy a vegyi anyagok tojásba történő bejutása mennyiben függ attól, hogy a tojás mely része találkozik a kémiai anyaggal. Megvizsgálhatnánk azt is, hogy a tojások héjának áteresztőképessége hogyan változik az embrió fejlődésével, az idő előrehaladtával.
136
7. Összefoglalás A Föld népessége évről-évre növekszik, a lakosságnak egyre nagyobb mennyiségű élelmiszerre van szüksége, amit adott nagyságú területen kell megtermelnünk, így csak a hatékonyság növelésével érhetünk el eredményeket. A hatékonyság növelése többek között azt jelenti, hogy minél jobban meg kell tudnunk védeni terményeinket a károsító szervezetektől, ez pedig egyet jelent azzal, hogy továbbra is alkalmaznunk kell peszticideket a mezőgazdaságban, illetve továbbra is újabb vegyületeket kell alkotnunk, megbizonyosodnunk hatékonyságukról, majd feltérképeznünk az esetleges káros hatásaikat mind az élő szervezetekre, mind azok környezetére nézve. A mezőgazdasági termelésen belül a vegyszeres növényvédelem az egyik leginkább környezetszennyező terület. A peszticidek előállítása és felhasználása során óriási mennyiségben kerülnek ki a környezetünkbe olyan kémiai anyagok, amelyeknek a biológiai aktivitása, illetve a hatóanyagok toxikológiai tulajdonságai ma még nem minden tekintetben ismertek, annak ellenére, hogy a növényvédő szerek engedélyeztetési eljárása az elmúlt évtizedekben jelentős változáson ment keresztül. A vegyi terhelésnek elsősorban a mezőgazdasági művelésbe vont területek állatvilága, valamint a növényvédő szert a munkája során felhasználó ember van kitéve. A mezőgazdasági területek táplálékforrást, búvó- és költőhelyet jelentenek vadmadarainknak. A növényvédelmi munkák során kipermetezett szerek nem csak a kifejlett madarakra, hanem a tojásban fejlődő embrióra is hatással lehetnek. A fácánok szaporodási periódusa rendszerint egybeesik a vegyszeres növényvédelmi munkák elvégzésével, ami indokolja, hogy ökotoxikológiai szempontból foglalkozzunk a peszticidek élő szervezetekre gyakorolt káros hatásának kérdéseivel. A peszticidek ökotoxikológiai tesztelése során az egyes kémiai ágensek általában külön–külön kerülnek alkalmazásra, azonban nem hagyható figyelmen kívül az a tény, hogy a vegyi terhelés általában komplex módon jelentkezik, így számolni lehet az egyidejűleg jelen lévő vegyi anyagok együttes méreghatásával, interakciójával, amelynek következtében a komponensek egymás méreghatását módosíthatják, akár fel is erősíthetik. Jelen tanulmányban az általam elvégzett vizsgálatok célja az volt, hogy kétféle kezelési módszer segítségével feltárjam a környezetünkben nagyobb mennyiségben előforduló, illetve az élő szervezetekre nézve fokozottan veszélyesnek minősülő nehézfémek (réz, kadmium, ólom) és két széles körben alkalmazott herbicid (a 33% 137
pendimetalin hatóanyag tartalmú Stomp 330 EC és a 72% 2,4-D hatóanyag tartalmú Dikamin D) egyedi és együttes embriókárosító hatását. A vizsgálat alkalmas annak megfigyelésére, hogy a környezeti nehézfém-terhelés mellett miként érvényesül az adott peszticidek méreghatása a fejlődő madárembrióban, figyelembe véve az egész embrionális fejlődési szakaszt. Mivel az ökotoxikológiai vizsgálati módszerek elsősorban csak egy adott szer méreghatásának vizsgálatára szorítkoznak, ezért a növényvédő szerek interakciós hatásaira vonatkozó adatok – különösen fejlődő madár szervezetben – hiánypótlónak tekinthetők. Ez a tény pedig különösen azért fontos, mert az élő szervezetek és a környezet közötti kölcsönhatások és összefüggések feltárásának, illetve értékelésének elengedhetetlen és elsődleges feltétele a vizsgálati eredményeket alátámasztó pontos adatok és adatbázisok kialakítása. A kísérletek elvégzéséhez összesen 1920 db Shaver Rusticbro házityúk (Gallus gallus f. domestica) tojást használtam fel. A szállítás és az azt követő huszonnégy órás pihentetést követően kezdtem meg a tojások keltetését. A kezelések időpontjául a keltetés megkezdésének napját választottam, a vizsgálati anyagokat, illetve azok kombinációit a provokatívabb injektálással és bemerítéses kezeléssel juttattam be a tojásokba. Az injektálás előnye, hogy a vizsgálati anyag pontosan mért dózisban a tojás tetszőleges részébe juttatható, míg a bemerítés során a gyakorlatban előforduló expozícióhoz hasonlatos módon jut be a vegyi anyag a tojásba. A vizsgálat során a herbicideket gyakorlati permetlé töménységben, míg a nehézfémeket 0,01%-os koncentrációban alkalmaztam. Az injektálásos kezelést megelőzően a tojások héján át lyukat fúrtam, majd ezt követően juttattam be a vizsgálati anyagokat 0,1-0,1 ml térfogatban. A nyílásokat paraffinnal zártam le. A bemerítés során a vizsgálati anyagokból és csapvízből elkészített 37 oC-os oldatokba vagy szuszpenziókba helyeztem a tojásokat 30 percre, majd a folyadék leitatása után behelyeztem azokat a keltetőbe. A feldolgozásokra két eltérő időpontban került sor. A keltetés második és harmadik napján a kezelt embriók egy részéből csírakorong-metszeteket készítettem a korai fejlődési stádium vizsgálata céljából. A többi kezelt tojást a kelés előtt két nappal, a keltetés 19. napján dolgoztam fel. Feljegyeztem az embriók testtömegét, a fejlődési rendellenességek számát és típusát, valamint az elhalások számát. Szövettani elemzés céljából mintát vettem az embriók májából és hosszú nyakizmából. Csontvázfestést is alkalmaztam Dawson-féle eljárással a csontvázrendszerben esetlegesen előforduló fejlődési rendellenességek kimutatására. A testtömeg adatok eloszlásvizsgálatára Kolmogorov–Smirnov tesztet, értékelésére, mivel az adatok normál eloszlásúak voltak, Student-féle t–próbát alkalmaztam. Az embriómortalitás és a fejlődési rendellenességek statisztikai értékeléséhez az RXC Chi2-tesztet alkalmaztam. 138
A korai embrionális fejlődés vizsgálat eredményeiből megállapítható, hogy az injektálásos kezelés során az egyedi kezelések csak sporadikus növekedést okoztak az elhalások számában és a fejlődési rendellenességek előfordulásában a kontroll csoporthoz képest, ám az együttesen kezelt csoportok esetében a Dikamin D és a nehézfémek szignifikáns mértékben fokozták az embrióelhalások számát. A bemerítéses kezelések során elhalások és fejlődési rendellenességek csak sporadikusan fordultak elő mind az egyedileg, mind az együttesen kezelt csoportokban. A keltetés 19. napján elvégzett feldolgozás során a nehézfémek és növényvédő szerek egyedi injektálásos alkalmazása egyaránt szignifikánsan növelte az elhalások arányát, kivéve a réz-szulfát esetében, mindezen felül pedig szignifikánsan csökkentette az embriók testtömegét is. Az egyedileg kezelt csoportokban a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága viszonylag közepes szinten maradt (2,17-18,42%). A kombináltan kezelt csoportok esetében elmondható, hogy az embriómortalitás egyértelműen fokozódott a nehézfémek és a herbicidek egyedi méreghatásához képest, az elhalások gyakorisága 36–78% között mozgott. A nehézfémekkel és Dikamin D-vel együttesen kezelt csoportokban az embriók testtömege szignifikánsan csökkent mind a kontroll, mind az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. A fejlődési rendellenességek aránya ugyancsak ezekben a csoportokban emelkedett a legnagyobb mértékben (18,75% - 29,03%). A keltetés 19. napján elvégzett feldolgozás során a bemerítés eredményeként az egyedi kezelések esetében szignifikáns mértékű elhalást nem tapasztaltam, a fejlődési rendellenességek tekintetében a nehézfémek okoztak szignifikáns eltérést a kontroll csoporthoz viszonyítva. A testtömeg-csökkenés azonban minden egyedileg kezelt csoport esetében szignifikáns volt. Az együttesen kezelt csoportokban elmondható, hogy az embrióelhalások kis mértékben fokozódtak az egyedi méreghatásokhoz képest, valamint a fejlődési rendellenességek is gyakrabban fordultak elő az interakciós vizsgálatok során, mint a herbicidekkel egyedileg kezelt csoportokban, ami a Dikamin D-vel és az ólom-acetáttal együttesen kezelt csoportban szignifikáns mértékű volt a kontroll és a peszticiddel egyedileg kezelt csoporthoz képest is. A testtömeg-átlagok szinte minden esetben szignifikánsan csökkentek a kontroll csoporthoz képest, valamint a Dikamin D és a kadmium-szulfát, illetve az ólom-acetát együttes alkalmazásakor a peszticiddel egyedileg kezelt csoporthoz képest is. Csontvázfestéssel kimutatható elváltozások az injektálásos kezelések során csak sporadikusan fordultak elő az egyedileg kezelt csoportokban, kivéve a Dikamin D-t, ahol az embriók 40%-a mutatott rendellenességet. Az együttesen kezelt csoportok esetében nem 139
emelkedett jelentősen a rendellenességet mutató embriók aránya. A jellemző elváltozások a nyak és a láb hibája, valamint növekedési retardáció voltak. A bemerítéses kezelés hatásaként az injektáláshoz viszonyítva kevesebb rendellenesség jelentkezett, az egyedileg kezelt csoportokban sporadikusan fordultak elő retardációk, míg az együttes kezelés hatására sem fokozódott jelentős mértékben a rendellenességek száma. A jellemző elváltozások a nyak és a láb hibái voltak a bemerítéses kezelés hatásaként. A nehézfémek és a herbicidek fénymikroszkópos technikával kimutatható elváltozást a véletlenszerűen kiválasztott embriókból elkészített szövettani minták esetében nem okoztak sem az injektálásos, sem a bemerítéses kezelés esetében. A kétféle kezelési módszer eredményeinek összehasonlításából elmondható, hogy a provokatívabb injektálásos kezelés a bemerítéshez viszonyítva mind az egyedileg, mind pedig az együttesen kezelt csoportok esetében toxikusabbnak bizonyult, ami az embrióelhalások számának növekedésében, a fejlődési rendellenességek gyakoribb előfordulásában és a testtömeg-átlagok csökkenésében nyilvánult meg, de jól látszik a korai embrionális vizsgálat, illetve a csontvázfestés adataiból is. A kísérlet során kapott adatok talán segíthetnek abban, hogy megértsük, nem elegendő egy–egy vegyi anyag ismerete csupán az engedélyezéshez szükséges vizsgálatok alapján. Számos olyan hatása lehet a már régóta alkalmazott anyagoknak is, amit nem ismerünk előre, és ezen ismeretlen faktorok csökkentésével környezetünk élhetőbbé, biztonságosabbá válhat.
140
8. Summary The population of the Earth is increasing year by year and people need more and more food, which they have to produce on a territory of given extent, therefore only the increase of intensity can bring results. The increase of intensity means, among others, that we must improve the protection of our produce from pests therefore we must apply pesticide in agriculture in the future too, and we must create new compounds, must prove their efficiency, must find their possible ill effects on living creatures and the environment. In agricultural production chemical plant protection is one of the most polluting areas. During the production and use of pesticide a huge amount of chemicals escape into our environment, whose biological activity, the toxic features of the agents are not known, despite the fact that the authorization process has changed a lot in the past decades. Mainly the wildlife of the territories under agricultural cultivation and people working with pesticide impose themselves to the load of chemicals. Agricultural areas mean the habitat, hatching place and the source of food for our wild birds. The sprayed chemicals can have an effect on not only the mature birds but on the developing embryos in the eggs as well. The breeding period of pheasants is at the same time as the period of chemical plant protection work, therefore it is reasonable to deal with the harmful effects of pesticide on living creatures from an eco-toxicological point of view. During the eco-toxicological testing of pesticide each chemical agent is applied separately but we cannot ignore the fact that the chemical load appears in a complex way therefore the combined toxic effect and interaction of the chemicals present can be expected and as a result the components can modify or even reinforce their toxic effects. The aim of the examinations I carried out in this study was to explore the separate and combined harmful effects of the heavy metals (copper, cadmium, lead), which are dangerous for living creatures and can be found in our environment in greater quantities, and two kinds of widely used herbicide (Stomp 330 EC, Dikamin D) on embryos. The examination is suitable to observe how the toxic effects of pesticide affect developing bird embryos besides the load of heavy metals in our environment, if we examine the whole developing period of embryos. As the methods of eco-toxicological examinations are restricted to the examination of the toxic effect of only one pesticide, the data concerning the interactive effects of pesticide, especially in the organism of a developing bird, resolve discrepancies. This fact is very important because the prior and indispensable condition of 141
the exploration and evaluation of the connection between living creatures and the environment is, to create exact data and data base that reinforce the results of research. I used 1920 eggs of Shaver Rusticbro hens (Gallus gallus f. domestica) to carry out the experiments. After transportation and a 24-hour rest to follow I started to hatch the eggs. I chose the date of the treatment on the day of starting hatching, I introduced the materials of the experiment and their combinations into the eggs with a more provocative treatment of injection and dipping. The advantage of injection is that the material of experiment can be introduced into the required part of the egg at an exactly measured dose, while dipping introduces the chemical material into the egg similarly to exposition that occurs in reality. Before starting injection treatment I drilled a hole through the shell of the egg and then I introduced the materials of experiment into a 0.1-0.1 ml capacity. During dipping I put the eggs into a solution of 37C made from the materials of experiment and tap water or suspension for 30 minutes and after blotting the liquid I put them into the hatcher. Processing was carried out in two different points of time. On the second and third day of hatching I made germ disc cuttings from one part of the treated embryos in order to examine the early development stage. I processed the other treated two days before laying the eggs on the 19th day of hatching. I recorded the body weight of the embryos, the number and types of disorders and the number of deaths. In order to carry out histological analysis I took samples from the liver and long neck muscles of the embryos. I applied skeleton painting with the Dawson method to detect the possible developmental disorders of the skeleton. I applied Kolmogorov-Smirnov test to examine the distribution of body weight data, and as the data showed normal distribution I applied t-probe by Student for evaluation. I applied RXC Chi²-test to evaluate embryo mortality and developmental disorders statistically. It can be concluded from the results of the examination of the early development of embryos that during the injection treatment the individual treatments resulted in only sporadic increase in the number of deaths and the occurrence of developmental disorders, comparing them to the control group, but in the case of the groups which were treated together Dikamin D and the heavy metals increased the deaths of embryos significantly. In the course of dipping treatments the occurrence of deaths and developmental disorders was only sporadic both in the groups which were treated individually or together. In the course of processing carried out on the 19th day of hatching the individual application of injection with heavy metals and pesticide increased the rate of death except for copper sulphate and also decreased the body weight of the embryos significantly. In the groups which were 142
treated individually, the frequency of the occurrence of developmental disorders stayed at a medium level (2.17-18.42%). In the case of the groups which were treated together the death of the embryos increased clearly comparing it to the individual toxic effect of heavy metals and herbicide and the frequency of the deaths of the embryos was about 37-78%. In the groups which were treated with both Dikamin D and heavy metals the body weight of the embryos decreased significantly comparing it to both the control and the individually treated groups. The rate of developmental disorders also increased in these groups to the highest degree (18.7%-29.03%). In the course of processing on the 19th day of hatching dipping did not result in significant rate of deaths in the case of individual treatments, in the case of developmental disorders heavy metals caused significant deviation comparing it to the control group. However the decrease of body weight was significant in both individually treated groups. It can be concluded that in the groups which were treated together the deaths of embryos increased slightly comparing them to the individual toxic effects and developmental disorders also occurred more frequently during the interactive examinations than in the groups treated with only herbicide individually, which had a significant degree in the groups treated with both Dikamin D and lead acetate together, comparing them to the control group and the group treated individually with pesticide. The average of body weight decreased significantly in all cases comparing it to the control group and to the group which was treated individually with pesticide using Dikamin D, cadmium-sulphate, and lead-acetate together. Disorders that can be shown by skeleton painting occurred only sporadically during the injection treatments in the individually treated groups except for Dikamin D, where 40% of the embryos indicated disorders. In the case of the groups that had a combined treatment the number of embryos with disorders did not increase significantly. The disorders of the neck and the legs and growth retardation were the characteristic features. Comparing the injection treatment to the dipping treatment the latter caused fewer disorders, retardation occurred in the individually treated groups and the combined treatment did not increase the number of disorders significantly. As the effect of the dipping treatment the characteristic disorders were the faults of the neck and the legs. The heavy metals and the herbicides did not cause disorders that could be shown in the histological samples of the embryos chosen at random with the technology of the light microscope, neither in the injection nor in the dipping treatment. Comparing the results of the two treatments we can conclude that the more provoking injection treatment proved to be more toxic than the dipping treatment in the 143
case of both the individual and combined treatments, which appeared in the increase of embryo deaths, the more frequent occurrence of developmental disorders, and the decrease of body weight, but the data of skeleton painting and the early examination of the embryos also show it. The data we acquired during the experiment can help us understand that it is not enough to know chemicals on the basis of the examinations we need for the licence. Even the chemicals that we have been using for a long time can have effects that did not know in advance and the decrease of these unknown factors can make our environment more suitable for life and safer.
144
9. Új tudományos eredmények
1. A 19. napi feldolgozás során nyert adatokból megállapítottam, hogy a 0,01%-os réz-szulfáttal és a gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott Dikamin D-vel, illetve Stomp 330 EC-vel együttesen kezelt csoportokban a vegyi anyagok embriótoxikus hatásúak, az embrióra nézve káros hatásaik a kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns testtömeg-csökkenésben nyilvánultak meg mindkét kezelési mód alkalmazásakor. Az injektálásos kezelés során az elhalások szignifikáns mértékben növekedtek a kontroll és a nehézfémmel egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva. 2. A
19.
napi
feldolgozás
koncentrációban
adataiból
alkalmazott
megállapítottam,
kadmium-szulfát
és
a
hogy
a
0,01%-os
gyakorlati
permetlé
töménységben felhasznált Dikamin D, illetve a Stomp 330 EC herbicid együttes alkalmazása embriótoxikus, az embrióra nézve káros hatásaik főként az injektálásos kezelés esetében voltak markánsak, mert itt szignifikáns testtömeg-csökkenés jelentkezett a kontroll csoporthoz viszonyítva, valamint az embrióelhalások száma szignifikáns mértékben megnövekedett a kontroll és az egyedileg kezelt csoportokhoz viszonyítva is. 3. A 19. napi feldolgozás során nyert adatok alapján megállapítottam, hogy a 0,01%os koncentrációjú ólom-acetát és a gyakorlati permetlé töménységben felhasznált Dikamin D, illetve a Stomp 330 EC együttes alkalmazása embriótoxikus, az embrióra nézve káros hatásaik mindkét kezelési módszer esetében a testtömeg adatok kontroll csoporthoz viszonyított szignifikáns csökkenésében nyilvánultak meg. Az injektálás hatásaként szignifikáns mértékben fokozódott a fejlődési rendellenességek előfordulásának gyakorisága és az embrióelhalások gyakorisága a kontroll csoporthoz képest. 4. A kétféle kezelési mód összehasonlításából megállapítottam, hogy a két gyakorlati permetlé töménységben alkalmazott herbicid (Dikamin D, Stomp 330 EC) és a három 0,01%-os koncentrációban felhasználásra kerülő nehézfém (réz-szulfát, kadmium-szulfát,
ólom-acetát)
vizsgálata
során
az
injektálásos
kezelés
toxikusabbnak bizonyult a bemerítéses kezeléshez képest, ami az embrióelhalások
145
számának és a fejlődési rendellenességek előfordulási gyakoriságának nagyobb mértékű növekedésében nyilvánult meg.
10. New scientific results 1. From the data that I gained after processing them on the 19th day I concluded that in the groups that were treated with 0.01% copper-sulphate, Dikamin D applied in the concentration of normal spray and Stomp 330 EC, the chemicals had toxic effects on embryos, in comparison with the control group, their harmful effects could be observed as significant weight loss in the case of both methods of treatments. During the injecting treatment deaths increased significantly in comparison with the control group and the group treated with heavy metals individually. 2. After the data processed on the 19th day I concluded that the joint use of the 0.01% concentration of cadmium sulphate, the Dikamin D applied in the concentration of normal spray and Stomp 330 EC herbicide had toxic effects on embryos, in comparison with the control group, their harmful effects could be observed as significant weight loss mainly in the case injection treatments. Deaths of embryos increased significantly in comparison with the control group and to the group treated individually. 3. After the data processed on the 19th day I concluded that the joint use of the 0.01% concentration of lead acetate the Dikamin D applied in the concentration of normal spray and Stomp 330 EC had toxic effects on embryos, comparing them to the control group, their harmful effects could be observed as significant weight loss in comparison with the control group. As the effect of injecting the frequency of development disorders and the deaths of the embryos increased significantly in comparison with the control group. 4. After comparing the two methods of treatment, I concluded that during the examination of the two kinds of herbicide (Dikamin D, Stomp 330 EC) in the concentration of normal spray and the three types of heavy metal( copper-sulphate, cadmium-sulphate and lead-acetate) in 0.01% concentration, the injection treatment proved to be more toxic in comparison with dipping, which appeared in the higher increase of development disorders, and the deaths of embryos. 146
11. Irodalomjegyzék
1. ÁDÁM V. (szerk.), (2001): Orvosi biokémia. Medicina Könyvkiadó. Budapest. 537540.old. 2. ADRIANO D. C. (1986): Trace elements in the terrestrial environment. SpringerVerlag. New York-Berlin-Heidelberg-Tokyo. p. 533. 3. AZZA EL-SEBAI M. (1995): Effect of two heavy metals (Cd and Pb) on some physiological and productive traits of the domestic fowl. PhD thesis. KÁTKI. Gödöllő. 4. BALLA L. (szerk.), (1999): Mérgezések és első orvosi ellátásuk. Toxikológiai vademecum. Melania Kiadó. Budapest. 138. old. 5. BARÁTH CS., ITTZÉS A., UGRÓSDY GY. (1996): Biometria. Mezőgazda Kiadó. Budapest. 37-217. old. 6. BASF. Hungária Kft. BIZTONSÁGI ADATLAP, (2006): 30131476/SDS CPA HU/HU. 7. BHUNYA S. P., JENA G. B. (1996): Clastogenic effects of copper sulphate in chick in vivo test system. Mutat. Res., 367 (2): 57-63. 8. BIZTONSÁGI ADATLAP, 16271. Reanal Finomvegyszergyár Rt. 9. BIZTONSÁGI ADATLAP, 27952. Reanal Finomvegyszergyár Rt. 10. BODAI J., TAMÁS L., VÉGH A. (1974):
Magyar Állatorvosok Lapja. 29. 319.
11. BOGENFÜRST F. (2004): A keltetés kézikönyve. Gazda Kiadó. Budapest. 42-63. old.
147
12. BOGNÁR S. (1994): A magyar növényvédelem története a legrégebbi időktől napjainkig (1030-1980). Magánkiadás. Mosonmagyaróvár. 514-725. old. 13. BOKORI J. (1983): Általános takarmányozástani és takarmányozás-élettani ismeretek. I. rész. Állatorvostudományi Egyetem. Budapest. 232-233. 14. BOKORI J., FEKETE S., KÁDÁR I., ALBERT M., KONCZ J. (1994): Effect of Cd load on the Cd content of eggs. 6th Int. Symp. New perspectives in the research of hardly known trace elements. Proc., pp. 183-188. 15. BOLOGNESI C., LANDINI E., ROGGIERI P., FABBRI R., VIARENGO A. (1999): Genotoxicity biomarkers in the assessment of heavy metal effects in mussels: Experimental studies. Environmental and Molecular Mutagenesis, 33 (4): 287-292. 16. BUDAI P., FEJES S., VÁRNAGY L., TAKÁCS I. (2000): A Dithane M-45 és az ólom-acetát együttes méreghatásának teratológiai vizsgálata házityúkon. X. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum. Keszthely. 2000. január 26-28. Összefoglalók, 72. old. 17. CSATHÓ P. (1994): A környezet nehézfém szennyezettsége és az agrártermelés. MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete. Budapest. 153-154. old. 18. CSÉKI I. (2000): A rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve. ABM Hungária Kuprál Kft. 19. CSÍKI P. (1968): Klinikai toxikológia. Medicina Könyvkiadó. Budapest. 70-72., 8789., 200-201. old. 20. DA LAGE C., ALNOT M. O. (1973): Effets teratogenes de certains pesticides sur les embryons d’oiseaux et de mammiferes. Econ. Med. Anim. 14(3): 141-150. 21. DALLDORF G., WILLIAMS R. R. (1945): Impairment of reproduction is rats by ingestion of lead. Science. 102. 668.
148
22. DAWSON A. B. (1926): A note on the staining of the skeleton of cleared specimens with alizarin red. S. Stain Techn., 1: 123-124. 23. DIECKERT J. W., DIECKERT M. C., CREGER C. R. (1992): The avian shell membrane specialized extracellular matrix: implications for differentation of the chorioallantonic membrane. SAAS Bulletin. Biochem. and Biotech. 5. 30-37. 24. DOWDY R. P. (1969): Copper Metabolism. The American Journal of Clinical Nutrition, 22 (7): 887-892. 25. FÁBIÁN F. (1993): Mérgek és ellenszerek. Medicina Könyvkiadó. Budapest. 140., 160. old. 26. FÁNCSI T., VÁRNAGY L., IMRE R., BARTALITS L., HADHÁZY Á. (1982): Teratogenci model Study – Effect of Insecticide Parahion 20 WP on Foetuses of Japanese Quail and Pheasant. Verhandlugsbericht des 24. Int. Symp. über die Erkrankungen der Zootiere. Akademie – Verlag. Berlin. p. 431. 27. FARA F. M. (1978): Experiences of the accident in Seveso. Eur. Teratology Soc. 6th Conf. Budapest-Szentendre. 28. FEJES S: (2005): Egyes nehézfémek és növényvédő szerek egyedi és együttes méreghatásának vizsgálata madárteratológiai tesztben. Doktori (PhD) Értekezés. VE GMK. Keszthely. 29. FERGUSSON J. E. (1991): The heavy elements. Chemistry, environmental impact and health effects. Oxford. Pergamon Press. p. 461-481. 30. FINNEY D. J. (1972): An Introduction to Statistical Science in Agriculture. Blackwell Sci. Publ., Oxford. p. 96. 31. FLEIT E. (2001): Nehézfém mintázatok a tiszai mederüledékben és halakban (20002001). TOX’ 2001. A Magyar Toxikológusok Egyesületének Kongresszusa. Eger. 2001. október 25-27. Összefoglalók, P1-6. 149
32. FRIEND J. N. (1961): Man and the chemical elements. Charles Griffin. London. p. 158. 33. GEORGOPOULOS P. G., ROY A., YONONE-LIOY M. J., OPIEKUN R. E., LIOY P. J. (2001): Copper: Environmental Dynamics and Human Exposure Issues. Prepared for: The International Copper Association. Nu Horizon Enterprises Inc. Cranford. pp. 44-45. 34. GRILO-REINA A., LOPEZ-ARTIQUEZ M., CASTILLA M. (1990): Wine as source of lead contamination study in the southern regio of Sevilla. Med. Clin. Barc. 95. 281285. 35. GUECHEVA T., HENRIQUES J. A. P., ERDTMANN B. (2001): Genotoxic effects of copper sulphate in freshwater planarian in vivo, studied with the single-cell gel test (comet
assay).
Mutation
Research/Genetic
Toxicology
and
Environmental
Mutagenesis, 497 (1-2): 19-27. 36. HALLENBECK W. M., CUNNINGHAM-BURNS K. M. (1985): Pesticides and Human Health. Springer-Verlag. New York. pp. 40-41. 37. HAMILTON H. L. (1952): Lillie’s development of the Chick. Holt, Rinehart and Winston, New York. USA. 38. HENNING A., GEORGI K., JEROCH H. (1971): Für Kontrazeptiven-wirkung des Kadmiums. Arch. Exp. Vet. Med., 25: 793-798. 39. HILBERT
K.,
SÁLYI
G.,
SZTOJKOV
V.
(1986):
Vadkacsák
krónikus
ólommérgezése. III. Állatorvosi Toxikológiai Vándorgyűlés. Debrecen. Összefoglaló. 29. 40. HOFFMANN D. J., GAY M. L. (1981): Embriotoxic effect of benzo(a)pyrene, chrysene and 7,12-dimethylbenz(a) anthrance in petroleum hydrocarbonmixtures in mallard ducks. J. Toxicol. Environ. Hlth., 7. 775-787.
150
41. HOFFMANN D. J., RAMM G. M. (1972): Physiological effects of Trypan-blue on chick embryos. Journal. Exp. Zool., 182. 227-230. p. 42. HUMPERDINCK K. (1968): Cadmium and lung cancer. Med. Klin., 63: 948-951.
43. HUNYADI K., BÉRES I., KAZINCZI G. (szerk.) (2000): Gyomnövények, gyomirtás, gyombiológia. Mezőgazda Kiadó. Budapest. 386-395., 409-413. old. 44. KÁDÁR I. (1995): A talaj-növény-állat-ember tápláléklánc szennyeződése kémiai elemekkel Magyarországon. Környezetvédelmi és Területfejlesztési Minisztérium, MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete. Budapest. 45. KÁDÁR A. (szerk.) (2001): Vegyszeres gyomirtás és termésszabályozás. Factum Bt. Budapest. 78-80., 101-105. old. 46. KÁKOSY T., SOÓS G. (1995): Egy örökifjú civilizációs ártalom: az ólommérgezés. Orvosi Hetilap. 21. 1091-1097. 47. KARNOFSKY D. A., RIDGWAY L. P. (1951): Production of injury to the central nervous system of the chick embryo by lead salts. Div. of Exp. Chem., Sloan-Kettering Ins. for Cancer Research. New York 21. 176-186. 48. KERTAI P. (1982): Közegészségtan. Medicina Könyvkiadó. Budapest. 422-434. old. 49. KERTÉSZ V. (2001): Nehézfémek és PAH-vegyületek embrionális fejlődésre gyakorolt hatása madarakon. Doktori (PhD) Értekezés. SZIE MKK. Gödöllő. 50. KHERA K. S. (1966): Toxic and teratogenic effects of insecticides in duck and chick embryos. Toxicol. Appl. Pharmacol., 8: 345-348. 51. KLEIN N. W., VOGLER M. A., CHATOT C. L., PIERRO L. J. (1980): The use of cultured rat embryos to evaluate the teratogenic activity of serum: cadmium and cyclophosphamide. Teratology, 21: 199-208.
151
52. KORHONEN A., HEMMINIKI K., VAINIO H. (1981): Application of the chicken embryo in testing for embryotoxicity. Thiurams. Scandinavian Journal of Work. Environment and Health, 8: 63-69. 53. KORHONEN A., HEMMINIKI K., VAINIO H. (1982): Embryotoxicity of Industrial Chemicals on the Chicken Embryo: Thiourea Derivatives. Acta Pharmacol. Toxicol., 51: 38-44. 54. KOVÁCS GY., FEHÉR GY. (1966): Fejlődéstan. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. 148-149. old. 55. KRUTSAY M. (1980): Szövettani technika. Medicina Könyvkiadó. Budapest. 17- 61. old. 56. LACZAY P. (1995): Állatorvosi Toxikológia. Egyetemi jegyzet, Állatorvostudományi Egyetem. Budapest. 59-70., 108-111., 158-160. old. 57. LENGYEL B., PROSZT J., SZARVAS P. (1971): Általános és szervetlen kémia. Tankönyvkiadó. Budapest. 882-915.old. 58. LOCH J., NOSTICZIUS Á. (1992): Agrokémia és növényvédelmi kémia. Mezőgazda Kiadó. Budapest. 213-216. old. 59. LORR N. A., BLOOM S. E. (1987): Ontogeny of the chicken cytocrome P-450 enzyme system. Expression and development of responsiveness to phenobarbital induction. Biochemical Pharmacology, Vol.36(18): 3059-3067. 60. LUTZ H. (1974): Pesticides et reproduction chez les homeothermes. Bull. Soc. Zool. France, 1: 49-50. 61. LUTZ H., LUTZ – OSTERTAG Y. (1973): Pesticides teratogenese et surric chez les oiseaux. Arch. Anat. Hist. Embr. 56. 65-68.
152
62. MACI R., ARIAS E. (1987): Teratogenic effects of teh fungicide maneb on chick embryos. Ecotoxikology and Environmental Safety. 13. 169. 63. MANUWALD O. (1989): The history of epidemic environmental lead poisoning. Z. Ges. Hyg. 35. 718-721. 64. MARLIAC J. P., VERRET M. L. (1963): Injections of chemicals into chicken eggs a toxicology test. Fed. Proc., 21: 450. 65. MEGYERI M. (1996): Az ólom hatása az egészségre. OMIKK Környezetvédelmi Füzetek. Budapest. 66. MEINIEL R. (1973): L’action tératogéne d’un insecticide organophosphore (leparation) chez l’embryon d’oiseau. Arch. Anat. Hist. Embr. Norm. et Exp., 56: 233234. 67. MEINIEL R. (1977): Teratogenesis of axial abnormalities induced by an organic phosphorus insecticide (parathion) in the Bird embryo. Wilhelm Roux’s Arch., 181: 41-63. 68. MITCHELL R. L., REITH J. W. S. (1966): The lead content of pasture herbage. J. Sci. Food Agr. 17. 437-440. 69. NAS (1986): Mineral tolerance of domestic animals. National Academy of Sciences. Washington D. C. pp. 6-11. 70. NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 1997; ICSC: 0910 71. NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2001; ICSC: 1416 72. NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2005; ICSC: 0033 73. NEMZETKÖZI KÉMIAI BIZTONSÁGI KÁRTYA, 2007; ICSC: 1318
153
74. Nitrokémia 2000 Rt. BIZTONSÁGI ADATLAP, (2003). 75. PÁL K. (2003): Kadmium a környezetben. Környezetvédelmi Füzetek. Országos Műszaki Információs Központ és Könyvtár. Budapest. 2-6. old. 76. PETERSON M. E., TALCOTT P. A. (2001): Small animal toxicology. W. B. Saunders Company. Philadelphia. pp. 469-473. 77. POTTS C. L. (1965): Cadmium proteinuria – the health of battery workers exposed to cadmium oxide. Ann. Occup. Hyg., 8: 55-61. 78. PRASAD A. S., OBERLESA D., RAJASEKRAN G. (1970): Essential Micronutrient Elements. Biochemistry and Changes in Liver Disorders. The American Journal of Clinical Nutrition, 23 (5): 581-591. 79. PUHAE J., HRGOVIC N., STANKOVIC M., POPOVIC S. (1963): Laboratory investigations of the possibility of application of lead nitrates compounds as a raticide means decreasing reproductive capability of rats. Acta. Vet. (Beograd) 13. 3-9. 80. ROMANOFF A. L., ROMANOFF A. J. (1972): Pathogenesis of the Avian Embryo. Wiley Interscience. New York. pp. 14-34. 81. SEPRŐS I. (szerk.) (2002): Növényorvosi (permetezési) tanácsok. Szaktudás Kiadó. Budapest. 248. old. 82. SHROEDER H. A. – BALASSA J. J. (1961): Abnormal trace metals in man: Cadmium. Chron. Diseases, 14. 236-258. p. 83. SHROEDER H. A. – NASON A. P. – TIPTON L. H. – BALASSA J. J. (1967): Essential trace metals in man: Zinc. Relation to environmental cadmium. J. Chron. Diseases, 20. 179-210. p. 84. SIMON F. (1981): Állatorvosi toxikológia. Állatorvostudományi Egyetem. Budapest. 80-83., 100-103. old. 154
85. SINKOVITSNÉ H. I., BENKŐ Z. (1993): Foszforsavészterek hatása a csirkeembrió fejlődésére. Állattani Közlemények, 79: 95-103. 86. SOMLYAY I. (1990): Dikamin D, Kolfugo 25 FW és Nevifosz 50 EC növényvédő szerek embrió- és magzati toxicitása házityúkon. Kandidátusi Értekezés. Keszthely. 87. SOMLYAY I., VÁRNAGY L., SZEMES M. (1986a): Út menti növényzet ólomszennyezettsége Keszthely környékén. Magyar Állatorvosok Lapja. 41. 432-434. 88. SOMLYAY I., VÁRNAGY L. (1986b): The avian embryo as test model in first line pesticide screening for teratology and embryotoxicology. Med Fac Landbow.w. Rijksuniv. Gent, 51. 219-221. 89. SOMLYAY I., VÁRNAGY L. (1987): A Nevifosz 50 EC (foszmetilán 50%) károsító hatásának vizsgálata tyúk-magzatokon. Magyar Állatorvosok Lapja. 42. 483. 90. SOMOGYI J. (1992): Környezeti ártalmak hatásai gyermekekre: ólom expozíció győri általános iskolások körében. Egészségnevelés. 33. 114-115. 91. STRANGE R. J., KERR W. E. (1976): Teratogenic and toxicological examination of 2,4,5-T in developing chick embryos. Toxicology, 6. 35. 92. STRIKAUSKA S., OZOLA V., BERZINS A., LETVIETIS J. (1995): Lead and cadmium as a nutritional hazard to farm livestock. Mengen- und Spurenelementen. 15. Arbeitstagung. Friedrich Schiller Universaität. Jena. Proc., pp. 295-297. 93. SUGÁR L., BICSÉRDY GY., EGRI B., SZTOJKOV V. (2000): Vadbetegségek. Mezőgazda Kiadó. Budapest. 108-110. old. 94. SZABADI G. (szerk.), (2005): Növényvédő szerek, termésnövelő anyagok. Agrinex Bt. Budapest. 168., 438-439. old. 95. SZABADI G. (szerk.), (2009): Növényvédő szerek, termésnövelő anyagok. Agrinex Bt. Budapest. 443-456. old. 155
96. SZABÓ R. (2008): Környezetszennyező nehézfémek és herbicidek egyedi és együttes toxicitása házityúk embriókon. Doktori (PhD) Értekezés. Pannon Egyetem Georgikon Kar. Keszthely. 97. SZABÓ S. A., REGIUSNÉ M. Á., GYŐRI D., SZENTMIHÁLYI S. (1987): Mikroelemek a mezőgazdaságban. Esszenciális mikroelemek. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. 110-131. old. 98. TERÉNYI S., JOSEPOVITS GY., MATOLCSY GY. (1967): Növényvédelmi kémia. Akadémiai Kiadó. Budapest. 19-34., 347-348. old. 99. THOMPSON H. M. (1996): Interactions between pesticides; A review of reported efffects and their implications for wildlife risk assessment. Ecotoxicology, 5 (2): 59-81. 100.
TSUBAKI I., IRUKAYAMA K. (1977): Minamata disease. Kodansha Ltd. Tokyo.
101.
VALVERDE M., FORTOUL T. I., DIAZ-BARRIGA F., MEJIA J., ROJAS DEL
CASTILLO E. (2000): Induction of genotixicity by cadmium chloride inhalation in several organs of CD-1 mice. Mutagenesis, 15 (2): 109-114. 102.
VARGA T., HLUBIK I., VÁRNAGY L., BUDAI P., MOLNÁR E. (1999):
Embryonic toxicity of insecticide Sumithion 50 EC and herbicide Fusilade S in pheasants after individual or combined administration. Acta Veterinaria Hungarica, 47: 123-128. 103.
VÁRNAGY L. (1981a): Teratological examination of agricultural pesticides on
Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) eggs. Acta. Vet. Acad. Sci. Hung., 29. 77. 104.
VÁRNAGY
L.
(1981b):
Teratogenicity
testing
of
Parathion
20
WP,
Methylparathion 18 WP and Wofatox 50 EC on Japanese quail embryos by egg immersion technique. Acta. Vet. Acad. Sci. Hung., 29. 85.
156
105.
VÁRNAGY L. (1984): Háziállatokon végzett toxikológiai vizsgálatok a
növényvédő szerek engedélyezési eljárásában. Magyar Állatorvosok Lapja. 39: 505506. 106.
VÁRNAGY L. (1991): Különböző növényvédő szerek hatása madár magzatokon.
Doktori Értekezés. Keszthely. 107.
VÁRNAGY L. (1996): Növényvédő szerek és a reprodukció kapcsolata. Magyar
Állatorvosok Lapja. 51: 421-423. 108.
VÁRNAGY L. (2005): Madárembrióteszt alkalmazása a xenobiotikumok
ökotoxikológiai vizsgálatában. Magyar Állatorvosok Lapja. 127: 490-494. 109.
VÁRNAGY L., BUDAI P. (1995): Agrárkémiai higiéne. Mezőgazda Kiadó.
Budapest. 48-70., 142-192. old. 110.
VÁRNAGY L., BUDAI P. (2003): A mezőgazdasági vegyi anyagok higiéniája és
toxikológiája. Veszprémi Egyetemi Kiadó. Veszprém. 67-93., 180-200., 370-373. old. 111.
VÁRNAGY L., IMRE R., FÁNCSI T., HADHÁZY Á. (1981): Teratogenicity of
Parathion 20 WP in Japanese quail, pheasant and chicken embryo. Acta. Vet. Acad. Sci. Hung., 29. 371. 112.
VÁRNAGY L., IMRE R., FÁNCSI I., HADHÁZY Á. (1982a): Paration és metil-
paration hatóanyagú készítmények teratogén hatásának vizsgálata madármagzatokon, különös figyelemmel a csontvázrendszerre. Magyar Állatorvosok Lapja, 37: 389-397. 113.
VÁRNAGY L., FÁNCSI T., IMRE R., BARTALITS L., HADHÁZY Á. (1982b):
Teratológiai modellvizsgálat: A Parathion 20 WP növényvédő szer hatása fácán és fürj magzatokra. Állattani Közlemények. LXIX. 133-138. old.
157
114.
VÁRNAGY L., VARGA T., HLUBIK I., BUDAI P., MOLNÁR E. (1996):
Toxicity of the herbicides Flubalex, Fusilade S, and Maloran 50 WP to chicken embryos after administration as single compounds or in combination. Acta Veterinaria Hungarica, 44: 363-376. 115.
VETÉSI F. (2002): Állatorvosi hisztopatológia / Veterinary Histopathology.
Mezőgazda Kiadó. Budapest. 7-16. old. 116.
VETTER J., HARASZTI E. (1982): Botanikai Közlemények. 69. 233-236.
117.
VIRÁG Á. (1981): A mezőgazdasági kemizálás környezetvédelmi összefüggései.
Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 7. old. 118.
WHO Technical Report (1967): Principles for the testing of drugs for
teratogenicity. World Health Organisation. Geneva. Techn. Rep. Series No. 364. 119.
WILSON J. G. (1978): Review of in vitro system with potential for use in
teratogenicity screening. J. Environ. Pathol. 2. 149. 120.
YAMADA A. (1968): Teratogenic effect of organophosphorus insecticides in the
chick embryo. Report of Osaka City Institute of Hygiene. pp. 30-121. 121.
ZBORAY G. (1991): Embriológia. ELTE egyetemi jegyzet. Budapest. 105-108.
158
Köszönetnyilvánítás
Szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Dr. Várnagy László egyetemi tanárnak, aki kutatási munkám irányításán túl hasznos elméleti tanácsaival és gyakorlati észrevételeivel járult hozzá doktori értekezésem elkészítéséhez. Szeretném megköszönni a disszertáció elkészítésében nyújtott önzetlen segítségét Dr. Budai Péter egyetemi docensnek. Továbbá köszönetemet fejezem ki Dr. Fejes Sándornak, Dr. Keserű Mihálynak, Dr. Szabó Ritának, Tóthné Takács Ildikó üzemmérnöknek, Tarsoly Gáborné és Németh Józsefné laboránsoknak, Tavaszi Judit Ph.D. hallgatónak a laboratóriumi vizsgálatok végrehajtásában való tevékeny részvételükért. Köszönettel tartozom még Dr. Kertész Virág tudományos munkatársnak, aki a korai embrionális fejlődés vizsgálatában és értékelésében nyújtott nélkülözhetetlen segítséget. Dr. Fáncsi Tibor egyetemi adjunktusnak a szövettani metszetek értékelésében nyújtott segítségéért tartozom hálával. Végül és legfőképpen köszönettel tartozom Szüleimnek és mindazoknak, akik támogattak és bíztattak.
159
„Az ember olyan mértékben avatkozott bele a természet egyensúlyába, hogy tevékenységének bizonyos káros következményeit neki kell viselnie, illetve további beavatkozásaival enyhítenie.” Nagy István
160
