Wenn Industrieabwässer mit hohen Schwermetallgehalten in Fischkörper eingeleitet werden, stellen sie eine ernsthafte Bedrohung für aquatische Ökosysteme dar. Ein solches Schwermetall, Zink, wird von Organismen in winzigen Mengen benötigt, aber wenn es sich in höheren Konzentrationen anreichert, kann Zink oxidativen Stress im Fischkörper auslösen. Dies verursacht metabolische, physiologische und zelluläre Schäden, einschließlich Proteindegeneration und schließlich Zelltod. Darüber hinaus sind Menschen, die diesen Fisch konsumieren, auch einem hohen Zinkgehalt ausgesetzt, was zu ähnlich gefährlichen Folgen für den menschlichen Körper führt.
Während die ideale Lösung für dieses Problem darin bestünde, die Einleitung von Abwässern in Gewässer zu kontrollieren, gibt es einen anderen Weg. Die Aufrechterhaltung idealer Wasserqualitätsparameter wie Härte (dh der Gehalt an bestimmten positiv geladenen Ionen – wie Kalzium- und Magnesiumionen – im Wasser) kann die Aufnahme von Schwermetallen in Fischen hemmen und damit unsere Belastung durch diese Schadstoffe verringern.
Wie eine neue Studie belegt, die in veröffentlicht wurde Antioxidantien, beschreiben Wissenschaftler der Korea Maritime and Ocean University (KMOU), wie sich die Zinkaufnahme und der toxische Stress bei Goldfischen bei unterschiedlichen Konzentrationen von Zink und Wasserhärte verändern. „Im Vergleich zu Meerwasser hat Süßwasser eine geringere Ionenkonzentration, was das Risiko einer Schwermetallverunreinigung erhöht. Daher wollten wir die Möglichkeit untersuchen, diese Toxizität bei Fischen durch Regulierung der Wasserhärte zu verringern“, erklärt Dr. Cheol Young Choi – Professor am KMOU und leitender Wissenschaftler für diese Studie.
Das Team von Dr. Choi bewertete die wichtigsten antioxidativen Marker und die gesamte antioxidative Kapazität, die den Grad des oxidativen Stresses im Körper anzeigen. Das Team führte auch Terminal-Desoxynukleotidyl-Transferase-dUTP-Nick-End-Labeling-Tests (TUNEL) durch, um den Schweregrad der Apoptose in der Leber zu bestimmen, wo die antioxidative Reaktion am akutesten ist. Sie untersuchten den Verlauf des oxidativen Stresses bei Goldfischen, die Wasser mit steigenden Zinkkonzentrationen ausgesetzt waren (plus einer Kontrollgruppe ohne jegliche Zinkbelastung) über einen Zeitraum von 14 Tagen. Auch die Härte dieses Wassers stellte das Team mit Kalziumkarbonat ein.
Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten Unterschied in der Zinkakkumulation und Toxizität bei Fischen, die unterschiedlichen Zinkkonzentrationen und Wasserhärten ausgesetzt waren. Die Fische, die der höchsten Zinkkonzentration ausgesetzt waren, zeigten über 14 Tage die größte Akkumulation und den größten oxidativen Stress. Bei den Fischen, die in hartem oder sehr hartem Wasser gehalten wurden, waren jedoch bei gleicher Konzentration und Zeit die Zinkakkumulation und die Stressmarker signifikant niedriger. In ähnlicher Weise zeigten die TUNEL-Assays mehr Zelldegeneration und Zelltod bei zinkexponierten Fischen, die mit zunehmender Wasserhärte abnahmen.
Diese Studie zeigt die Wirksamkeit einer höheren Wasserhärte bei der Verringerung des oxidativen Stresses und der Bioakkumulation von Zink in Fischen. „Bioakkumulierte Schwermetalle sind gefährlich – nicht nur für Fische, sondern auch für Menschen, die diese Fische später verzehren. Unsere Studie schlägt eine umweltfreundliche Lösung für dieses Problem vor. Hoffentlich wird dies den Weg für weitere Forschungen ebnen, die den Beitrag anderer Wasserqualität untersuchen Parameter wie Temperatur und pH-Wert bei der Reduzierung der Schwermetallanreicherung in Wasserorganismen“, sagt Dr. Choi.
Cheol Young Choi et al, Wasserhärte kann die Akkumulation und den oxidativen Stress von Zink in Goldfischen, Carassius auratus, reduzieren, Antioxidantien (2022). DOI: 10.3390/antiox11040715
Bereitgestellt von der National Korea Maritime and Ocean University