Tato bakalářská práce posuzuje možné účinky farmaceuticky aktivních sloučenin na necílové vodní organismy, a s tím spojená možná rizika. Test probíhal na partenogeneticky se rozmnožujících nepůvodních racích mramorovaných, kteří byli vystaveni koktejlu pěti běžně užívaných farmak a jedné nezákonné droze - tramadolu, citalopramu, sertralinu, venlafaxinu, oxazepamu a metamfetaminu. Koncentrace odpovídala 1 mikrogram.l-1 pro každou z testovaných látek. Hlavní část experimentu byla založena na monitoringu chování skupin exponovaných a kontrolních raků v arénách s úkryty nebo bez úkrytů. Této části předcházela třítýdenní expozice raků v koktejlu sledovaných látek. Výsledky byly vyhodnoceny v programu EthoVisionXT a následně statisticky vyhodnoceny. V systému s dostupnými úkryty vykazovaly sledované parametry (nachozená vzdálenost a aktivita) významné rozdíly mezi exponovanou a kontrolní skupinou. Exponovaná skupina nachodila signifikantně větší vzdálenost a byla výrazně aktivnější než skupina kontrolní. Zároveň strávila statisticky významně vyšší dobu mimo úkryt než kontrolní raci. V systému bez možnosti ukrytí byly výsledky z důvodu absence úkrytů téměř opačné. Nachozená vzdálenost, rychlost i aktivita se signifikantně lišila. Exponovaní raci vykazovali výrazně nižší aktivitu, rychlost, a nachodili značně kratší vzdálenost. Výsledky tohoto experimentu dokazují, že koktejl sledovaných látek může významný vliv na chování necílových vodních organismů. Na exponované raky působily látky tlumivým účinkem a ochromením smyslových receptorů, což může mít výrazný vliv na populace ve volných vodách.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis evaluates the possible effects of pharmaceutically active compounds on non-target fresh water organisms and the risks connected with them. As model organism was used parthenogenetically reproducing non-native marbled crayfish, which were exposed to a mix of five commonly used drugs and one illicit drug - tramadol, citalopram, sertraline, venlafaxine, oxazepam and methamphetamine. The concentration was 1 microgram.l-1 for each of the tested compounds. The main part of the experiment was based on monitoring the behaviour of the exposed and control group of crayfish in arenas with or without shelter. Prior experiment crayfish were exposed for three-weeks to the mixture of compounds mentioned above. The results were analysed in the programme EthoVisionXT and later also statistically evaluated. In the system with available shelters the observed parameters (distance moved and activity) showed significant differences, where the exposed group walked significantly larger distances and was considerably more active than the control group. Exposed group also spent significantly more time outside the shelter. The results in the system without shelter were almost the opposite. The distance moved, velocity and activity were significantly different. The exposed crayfish showed considerably lower activity, velocity and moved shorter distances. The results of this experiment prove that the mixture of monitored compounds can have a significant impact on the behaviour of non-target fresh water organisms. The compounds had a softening effect and can affect sensory receptors of the exposed crayfish, which can have a significant impact on the populations in open waters.
Klíčová slova
aktivita, bezobratlí, chování, enviromentální koncentrace, farmaceuticky aktivní sloučeniny, rak mramorovaný
Klíčová slova v angličtině
activity, behaviour, environmental concentration, pharmaceutically active compounds, invertebrates, marbled crayfish
Rozsah průvodní práce
49 s. (64 015 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce posuzuje možné účinky farmaceuticky aktivních sloučenin na necílové vodní organismy, a s tím spojená možná rizika. Test probíhal na partenogeneticky se rozmnožujících nepůvodních racích mramorovaných, kteří byli vystaveni koktejlu pěti běžně užívaných farmak a jedné nezákonné droze - tramadolu, citalopramu, sertralinu, venlafaxinu, oxazepamu a metamfetaminu. Koncentrace odpovídala 1 mikrogram.l-1 pro každou z testovaných látek. Hlavní část experimentu byla založena na monitoringu chování skupin exponovaných a kontrolních raků v arénách s úkryty nebo bez úkrytů. Této části předcházela třítýdenní expozice raků v koktejlu sledovaných látek. Výsledky byly vyhodnoceny v programu EthoVisionXT a následně statisticky vyhodnoceny. V systému s dostupnými úkryty vykazovaly sledované parametry (nachozená vzdálenost a aktivita) významné rozdíly mezi exponovanou a kontrolní skupinou. Exponovaná skupina nachodila signifikantně větší vzdálenost a byla výrazně aktivnější než skupina kontrolní. Zároveň strávila statisticky významně vyšší dobu mimo úkryt než kontrolní raci. V systému bez možnosti ukrytí byly výsledky z důvodu absence úkrytů téměř opačné. Nachozená vzdálenost, rychlost i aktivita se signifikantně lišila. Exponovaní raci vykazovali výrazně nižší aktivitu, rychlost, a nachodili značně kratší vzdálenost. Výsledky tohoto experimentu dokazují, že koktejl sledovaných látek může významný vliv na chování necílových vodních organismů. Na exponované raky působily látky tlumivým účinkem a ochromením smyslových receptorů, což může mít výrazný vliv na populace ve volných vodách.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis evaluates the possible effects of pharmaceutically active compounds on non-target fresh water organisms and the risks connected with them. As model organism was used parthenogenetically reproducing non-native marbled crayfish, which were exposed to a mix of five commonly used drugs and one illicit drug - tramadol, citalopram, sertraline, venlafaxine, oxazepam and methamphetamine. The concentration was 1 microgram.l-1 for each of the tested compounds. The main part of the experiment was based on monitoring the behaviour of the exposed and control group of crayfish in arenas with or without shelter. Prior experiment crayfish were exposed for three-weeks to the mixture of compounds mentioned above. The results were analysed in the programme EthoVisionXT and later also statistically evaluated. In the system with available shelters the observed parameters (distance moved and activity) showed significant differences, where the exposed group walked significantly larger distances and was considerably more active than the control group. Exposed group also spent significantly more time outside the shelter. The results in the system without shelter were almost the opposite. The distance moved, velocity and activity were significantly different. The exposed crayfish showed considerably lower activity, velocity and moved shorter distances. The results of this experiment prove that the mixture of monitored compounds can have a significant impact on the behaviour of non-target fresh water organisms. The compounds had a softening effect and can affect sensory receptors of the exposed crayfish, which can have a significant impact on the populations in open waters.
Klíčová slova
aktivita, bezobratlí, chování, enviromentální koncentrace, farmaceuticky aktivní sloučeniny, rak mramorovaný
Klíčová slova v angličtině
activity, behaviour, environmental concentration, pharmaceutically active compounds, invertebrates, marbled crayfish
Zásady pro vypracování
Humánní farmaka jsou závažnou skupinou polutantů ohrožující vodní ekosystémy celého světa. Do vodních ekosystémů se dostávají vypouštěnou vodou z čistíren odpadních vod buď jako nezměněné účinné látky nebo jejich rezidua. Tyto látky sice nejsou akutní toxickou hrozbou v daných environmentálních koncentracích, ale mohou mít významnou chronickou toxicitu, mohou snižovat obranyschopnost, narušovat reprodukci nebo měnit chování vodních organismů. V důsledku pak mohou způsobit změny ekologických vazeb a vztahů a způsobit tak nerovnováhu v ekosystému (např. vztahy potravních organismů a predátorů, útlum nebo zvýšení abundance některých zástupců apod.). Tato práce by měla experimentálně zjistit jaký vliv má environmentálně relevantní koncentrace 6 vybraných farmak (tramadol, citalopram, sertralin, metamfetamin, venlafaxin a oxazepam) na základní chování modelového organismu. Jako modelového organismu bude použito raka mramorovaného (Procambarus virginalis), který bude minimálně týden exponován roztoku vybraných
farmak a porovnán s kontrolní skupinou drženou ve srovnatelných podmínkách. Koncentrace látek bude kontrolována ze vzorků vody odebraných v průběhu výměn expoziční lázně. Po době expozice budou raci nasazeni do experimentálních arén s a bez dostupných úkrytů a bude nahráváno jejich chování v tomto pro ně novém prostředí. Souběžně bude nahráváno vždy 10 kontrolních a 10 exponovaných raků. Následně budou pořízené záznamy analyzované pomocí etologického software EthoVision\regm{}13 a statisticky vyhodnoceny.
Cílem práce je získat informace o účinku environmentálně relevantních koncentracích vybraných farmak na chování zástupce vodních bezobratlých. Předpokládaným cílem je detekce změny pohybové aktivity, rychlosti a úkrytového chování raků u exponovaných jedinců.
Práce bude podpořena projektem CENAKVA II (LO1205 v rámci programu NPU I).
Zásady pro vypracování
Humánní farmaka jsou závažnou skupinou polutantů ohrožující vodní ekosystémy celého světa. Do vodních ekosystémů se dostávají vypouštěnou vodou z čistíren odpadních vod buď jako nezměněné účinné látky nebo jejich rezidua. Tyto látky sice nejsou akutní toxickou hrozbou v daných environmentálních koncentracích, ale mohou mít významnou chronickou toxicitu, mohou snižovat obranyschopnost, narušovat reprodukci nebo měnit chování vodních organismů. V důsledku pak mohou způsobit změny ekologických vazeb a vztahů a způsobit tak nerovnováhu v ekosystému (např. vztahy potravních organismů a predátorů, útlum nebo zvýšení abundance některých zástupců apod.). Tato práce by měla experimentálně zjistit jaký vliv má environmentálně relevantní koncentrace 6 vybraných farmak (tramadol, citalopram, sertralin, metamfetamin, venlafaxin a oxazepam) na základní chování modelového organismu. Jako modelového organismu bude použito raka mramorovaného (Procambarus virginalis), který bude minimálně týden exponován roztoku vybraných
farmak a porovnán s kontrolní skupinou drženou ve srovnatelných podmínkách. Koncentrace látek bude kontrolována ze vzorků vody odebraných v průběhu výměn expoziční lázně. Po době expozice budou raci nasazeni do experimentálních arén s a bez dostupných úkrytů a bude nahráváno jejich chování v tomto pro ně novém prostředí. Souběžně bude nahráváno vždy 10 kontrolních a 10 exponovaných raků. Následně budou pořízené záznamy analyzované pomocí etologického software EthoVision\regm{}13 a statisticky vyhodnoceny.
Cílem práce je získat informace o účinku environmentálně relevantních koncentracích vybraných farmak na chování zástupce vodních bezobratlých. Předpokládaným cílem je detekce změny pohybové aktivity, rychlosti a úkrytového chování raků u exponovaných jedinců.
Práce bude podpořena projektem CENAKVA II (LO1205 v rámci programu NPU I).
Seznam doporučené literatury
Backhaus, T., 2014. Medicines, shaken and stirred: a critical review on the ecotoxicology of pharmaceutical mixtures. Phil. Trans. R. Soc. B 369(1656), 20130585.
Boxall ABA, Rudd MA, Brooks BW, et al., 2012. Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment: What Are the Big Questions? Environ. Health Perspec. 120: 1221-1229.
Brodin T, Fick J, Jonsson M, et al., 2013. Dilute Concentrations of a Psychiatric Drug Alter Behavior of Fish from Natural Populations. Science 339: 814-815.
Brodin, T., Piovano, S., Fick, J., Klaminder, J., Heynen, M. and Jonsson, M., 2014. Ecological effects of pharmaceuticals in aquatic systems-impacts through behavioural alterations. Phil. Trans. R. Soc. B 369(1656), 20130580.
Gherardi F., 2002. Behaviour. In: Holdich D.M. (ed.): Biology of Freshwater Crayfish, Blackwell Science Ltd., London, UK, pp. 258-290.
Golovko O, Kumar V, Fedorova G, et al., 2014. Seasonal changes in antibiotics, antidepressants/psychiatric drugs, antihistamines and lipid regulators in a wastewater treatment plant. Chemosphere 111: 418-426.
Manning, A. and Dawkins, M. S., 2012. An introduction to animal behaviour, Cambridge University Press, Cambridge; New York.
Nyström P., 2002. Ecology. In: Holdich D. M. (ed.): Biology of Freshwater Crayfish, Blackwell Science Ltd., London, UK, pp. 192-235.
Schoenfuss, H. L., Furlong, E. T., Phillips, P. J., Scott, T. M., Kolpin, D. W., Cetkovic-Cvrlje, M., Lesteberg, K. E. and Rearick, D. C., 2016. Complex mixtures, complex responses: Assessing pharmaceutical mixtures using field and laboratory approaches. Environmental toxicology and chemistry 35(4), 953-965.
Seznam doporučené literatury
Backhaus, T., 2014. Medicines, shaken and stirred: a critical review on the ecotoxicology of pharmaceutical mixtures. Phil. Trans. R. Soc. B 369(1656), 20130585.
Boxall ABA, Rudd MA, Brooks BW, et al., 2012. Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment: What Are the Big Questions? Environ. Health Perspec. 120: 1221-1229.
Brodin T, Fick J, Jonsson M, et al., 2013. Dilute Concentrations of a Psychiatric Drug Alter Behavior of Fish from Natural Populations. Science 339: 814-815.
Brodin, T., Piovano, S., Fick, J., Klaminder, J., Heynen, M. and Jonsson, M., 2014. Ecological effects of pharmaceuticals in aquatic systems-impacts through behavioural alterations. Phil. Trans. R. Soc. B 369(1656), 20130580.
Gherardi F., 2002. Behaviour. In: Holdich D.M. (ed.): Biology of Freshwater Crayfish, Blackwell Science Ltd., London, UK, pp. 258-290.
Golovko O, Kumar V, Fedorova G, et al., 2014. Seasonal changes in antibiotics, antidepressants/psychiatric drugs, antihistamines and lipid regulators in a wastewater treatment plant. Chemosphere 111: 418-426.
Manning, A. and Dawkins, M. S., 2012. An introduction to animal behaviour, Cambridge University Press, Cambridge; New York.
Nyström P., 2002. Ecology. In: Holdich D. M. (ed.): Biology of Freshwater Crayfish, Blackwell Science Ltd., London, UK, pp. 192-235.
Schoenfuss, H. L., Furlong, E. T., Phillips, P. J., Scott, T. M., Kolpin, D. W., Cetkovic-Cvrlje, M., Lesteberg, K. E. and Rearick, D. C., 2016. Complex mixtures, complex responses: Assessing pharmaceutical mixtures using field and laboratory approaches. Environmental toxicology and chemistry 35(4), 953-965.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Student Josef Mareš seznámil komisi se svou bakalářskou prací.
Tajemník komise, doc. Ing. Martin Kocour, Ph.D., seznámil komisi s posudkem vedoucího a oponenta bakalářské práce. Následně student zodpověděl doplňující otázky.
Proběhla diskuze na téma práce. Student adekvátně a správně reagoval na vznesené dotazy členů komise. Komise se při hodnocení vlastní práce ztotožnila s návrhy posuzovatelů práce (vedoucího a oponenta) a dohodla se na výsledku obhajoby níže. Komise shledala práci inovativní a navrhuje udělení prémiového stipendia.