Cílem bakalářské práce bylo zmapovat výskyt látek s (anti-)progestagenní aktivitou v povrchových vodách České republiky. Vzorky byly odebrány pomocí POCIS vzorkovačů na 21 lokalitách a jednalo se o tzv. uzávěrové profily (konec povodí) nebo významná vzorkovací místa podél profilu řeky Labe. Vzorky byly převezeny do laboratoře, kde byly extrahovány. Pro detekci (anti-)progestagenní aktivity byl použit (Anti-)PR-CALUX in vitro biotest. Nejprve byly buňky nasazeny na mikrotitrační destičku a po 24 hodinové inkubaci byly vystaveny kalibrační řadě referenční látky ORG 2058 pro detekci progestagenní aktivity nebo referenční látce mifepristonu pro testování anti-progestagenní aktivity a řadě ředěných extraktů povrchových vod. Po 24 hodinové expozici byla měřena luminiscence buněk v relativních světelných jednotkách. Výsledná hormonální aktivita byla vyjádřena v ng/l ekvivalentu referenční látky (ORG 2058 či mifepristonu).
Progestagenní aktivita byla ve vzorcích z roku 2017 na všech 21 lokalitách pod limitem kvantifikace (<6-11 ng/l ekvivalentů ORG 2058). Anti-progestagenní aktivita byla detekována na 6 lokalitách, a to v rozsahu od 12 do 33 ng/l ekv. mifepristonu. Pro srovnání byly analyzovány 3 vzorky z roku 2016. Anti-progestagenní aktivita byla detekována v rozsahu od 14 do 48 ng/l ekv. mifepristonu. Progestagenní aktivita byla na všech 3 lokalitách pod limitem kvantifikace. Výskyt anti-progestagenní aktivity byl prokázán převážně na lokalitách, kde se v okolí nachází podniky chemického průmyslu. Sídlí zde společnosti, které při výrobě svých produktů mohou používat některé látky vykazující anti-progestagenní aktivitu jako jsou například polycyklické mošusové sloučeniny, bromované zpomalovače hoření či bisfenoly. Výskyt anti-progestagenní aktivity na těchto lokalitách by mohl indikovat nedostatečnou schopnost průmyslových čistíren odpadních vod odbourat látky vykazující anti-progestagenní aktivitu.
Výskyt anti-progestagenní aktivity v povrchových vodách by mohl mít negativní dopad na vodní organismy, zejména obratlovce. Expozice těchto organismů látkám s anti-progestagenní aktivitou by mohla vést ke snížení plodnosti a poruchám vývoje pohlavních orgánů.
Anotace v angličtině
The aim of the bachelor thesis was to map the occurrence of substances with (anti-)progestagenic activity in surface waters of the Czech Republic. Samples were taken at 21 localities using POCIS samplers. Localities included the so-called closure profiles (end of the river basin) and significant sampling points along the profile of the river Elbe. The samples were transported to the laboratory, where they were extracted. (Anti-)PR-CALUX in vitro bioassay was used to detect (anti-)progestagenic activity. First, the cells were plated on a microtiter plate and, after 24 hours of incubation, exposed to a calibration series of the reference substance ORG 2058 for progestagenic activity or the reference substance mifepristone for anti-progestagenic activity and a series of diluted surface water extracts. After 24 hours of exposure, cell luminescence was measured in relative light units. The resulting hormonal activity was expressed in ng/l equivalents of the reference substance (ORG 2058 or mifepristone).
Progestagenic activity was below the limit of quantification in the samples from all 21 sampling sites (<6-11 ng/l ORG 2058 equivalents) sampled in the year 2017. Anti-progestagenic activity was detected at 6 localities, ranging from 12 to 33 ng/l mifepristone equivalents. For comparison, 3 samples from the year 2016 were analysed. Anti-progestagenic activity was detected in the range from 14 to 48 ng/l mifepristone equivalents. Progestagenic activity was below the limit of quantification at all 3 localities. The occurrence of anti-progestagenic activity was detected mainly at localities where the chemical industry is in the vicinity. There are companies that can use certain substances with anti-progestagenic activity in the production of their products, such as polycyclic musk compounds, brominated flame retardants or bisphenols. The occurrence of anti-progestagenic activity in these localities could indicate the insufficient ability of industrial wastewater treatment plants to degrade substances exhibiting anti-progestagenic activity.
The occurrence of anti-progestagenic activity in surface waters may have a negative impact on aquatic organisms, especially vertebrates. Exposure of these organisms to substances with anti-progestagenic activity could lead to reduced fertility and impaired gonad development.
Klíčová slova
anti-progestagenní aktivita, in vitro testy, POCIS, povrchové vody,
progestagenní aktivita, progesteron
Cílem bakalářské práce bylo zmapovat výskyt látek s (anti-)progestagenní aktivitou v povrchových vodách České republiky. Vzorky byly odebrány pomocí POCIS vzorkovačů na 21 lokalitách a jednalo se o tzv. uzávěrové profily (konec povodí) nebo významná vzorkovací místa podél profilu řeky Labe. Vzorky byly převezeny do laboratoře, kde byly extrahovány. Pro detekci (anti-)progestagenní aktivity byl použit (Anti-)PR-CALUX in vitro biotest. Nejprve byly buňky nasazeny na mikrotitrační destičku a po 24 hodinové inkubaci byly vystaveny kalibrační řadě referenční látky ORG 2058 pro detekci progestagenní aktivity nebo referenční látce mifepristonu pro testování anti-progestagenní aktivity a řadě ředěných extraktů povrchových vod. Po 24 hodinové expozici byla měřena luminiscence buněk v relativních světelných jednotkách. Výsledná hormonální aktivita byla vyjádřena v ng/l ekvivalentu referenční látky (ORG 2058 či mifepristonu).
Progestagenní aktivita byla ve vzorcích z roku 2017 na všech 21 lokalitách pod limitem kvantifikace (<6-11 ng/l ekvivalentů ORG 2058). Anti-progestagenní aktivita byla detekována na 6 lokalitách, a to v rozsahu od 12 do 33 ng/l ekv. mifepristonu. Pro srovnání byly analyzovány 3 vzorky z roku 2016. Anti-progestagenní aktivita byla detekována v rozsahu od 14 do 48 ng/l ekv. mifepristonu. Progestagenní aktivita byla na všech 3 lokalitách pod limitem kvantifikace. Výskyt anti-progestagenní aktivity byl prokázán převážně na lokalitách, kde se v okolí nachází podniky chemického průmyslu. Sídlí zde společnosti, které při výrobě svých produktů mohou používat některé látky vykazující anti-progestagenní aktivitu jako jsou například polycyklické mošusové sloučeniny, bromované zpomalovače hoření či bisfenoly. Výskyt anti-progestagenní aktivity na těchto lokalitách by mohl indikovat nedostatečnou schopnost průmyslových čistíren odpadních vod odbourat látky vykazující anti-progestagenní aktivitu.
Výskyt anti-progestagenní aktivity v povrchových vodách by mohl mít negativní dopad na vodní organismy, zejména obratlovce. Expozice těchto organismů látkám s anti-progestagenní aktivitou by mohla vést ke snížení plodnosti a poruchám vývoje pohlavních orgánů.
Anotace v angličtině
The aim of the bachelor thesis was to map the occurrence of substances with (anti-)progestagenic activity in surface waters of the Czech Republic. Samples were taken at 21 localities using POCIS samplers. Localities included the so-called closure profiles (end of the river basin) and significant sampling points along the profile of the river Elbe. The samples were transported to the laboratory, where they were extracted. (Anti-)PR-CALUX in vitro bioassay was used to detect (anti-)progestagenic activity. First, the cells were plated on a microtiter plate and, after 24 hours of incubation, exposed to a calibration series of the reference substance ORG 2058 for progestagenic activity or the reference substance mifepristone for anti-progestagenic activity and a series of diluted surface water extracts. After 24 hours of exposure, cell luminescence was measured in relative light units. The resulting hormonal activity was expressed in ng/l equivalents of the reference substance (ORG 2058 or mifepristone).
Progestagenic activity was below the limit of quantification in the samples from all 21 sampling sites (<6-11 ng/l ORG 2058 equivalents) sampled in the year 2017. Anti-progestagenic activity was detected at 6 localities, ranging from 12 to 33 ng/l mifepristone equivalents. For comparison, 3 samples from the year 2016 were analysed. Anti-progestagenic activity was detected in the range from 14 to 48 ng/l mifepristone equivalents. Progestagenic activity was below the limit of quantification at all 3 localities. The occurrence of anti-progestagenic activity was detected mainly at localities where the chemical industry is in the vicinity. There are companies that can use certain substances with anti-progestagenic activity in the production of their products, such as polycyclic musk compounds, brominated flame retardants or bisphenols. The occurrence of anti-progestagenic activity in these localities could indicate the insufficient ability of industrial wastewater treatment plants to degrade substances exhibiting anti-progestagenic activity.
The occurrence of anti-progestagenic activity in surface waters may have a negative impact on aquatic organisms, especially vertebrates. Exposure of these organisms to substances with anti-progestagenic activity could lead to reduced fertility and impaired gonad development.
Klíčová slova
anti-progestagenní aktivita, in vitro testy, POCIS, povrchové vody,
progestagenní aktivita, progesteron
V posledních několika desetiletích byly shromážděny důkazy o tom, že některé kontaminanty životního prostředí mohou narušovat endokrinní systém volně žijících živočichů a lidí. Tyto látky bývají souhrnně označovány jako endokrinní disruptory. Kromě přírodních a syntetických hormonů můžeme do této kategorie látek zařadit i některé pesticidy, průmyslové chemikálie nebo sloučeniny obsažené v přípravcích pro domácnost a osobní péči. Ve vodním prostředí byla dosud největší pozornost věnována látkám s estrogenní aktivitou, tzv. (xeno)estrogenům, u kterých bylo prokázáno, že způsobují feminizaci u exponovaných obratlovců. Identifikovány byly i látky s anti-estrogenními a (anti-)androgenními aktivitami. Ve vodním prostředí se však vyskytují i sloučeniny s jinými hormonálními aktivitami, o kterých máme zatím velmi málo informací. Patří k nim látky s (anti-)progestagenní aktivitou, tj. aktivitou zprostředkovanou přes progesteronový receptor (PR).
Cílem bakalářské práce bude zmapovat výskyt látek s (anti-)progestagenní aktivitou v povrchových vodách České republiky pomocí specifického in vitro biotestu.
Metodický postup: Budou analyzovány extrakty z pasivních vzorkovačů POCIS (polar organic chemical integrative sampler), které byly exponovány v povrchových vodách na 21 lokalitách České republiky. V extraktech bude zjišťována (anti-)progestagenní aktivita pomocí (anti-)PR-CALUX in vitro biotestu. Syntetický progestin ORG 2058 bude použit jako referenční látka pro progestagenní aktivitu a syntetický anti-progestin mifepriston (RU-486) bude použit jako referenční látka pro anti-progestagenní aktivitu. Extrakty budou zároveň otestovány na cytotoxicitu pomocí testu redukce resazurinu, aby byl vyloučen toxický vliv extraktů na životnost buněk. Pomocí získaných dat bude možné vytipovat lokality, které jsou ohroženy kontaminací látkami s (anti-)progestagenní aktivitou. Bude rovněž zjišťován pravděpodobný zdroj této kontaminace na základě dostupných informací o sledovaných lokalitách.
Zásady pro vypracování
V posledních několika desetiletích byly shromážděny důkazy o tom, že některé kontaminanty životního prostředí mohou narušovat endokrinní systém volně žijících živočichů a lidí. Tyto látky bývají souhrnně označovány jako endokrinní disruptory. Kromě přírodních a syntetických hormonů můžeme do této kategorie látek zařadit i některé pesticidy, průmyslové chemikálie nebo sloučeniny obsažené v přípravcích pro domácnost a osobní péči. Ve vodním prostředí byla dosud největší pozornost věnována látkám s estrogenní aktivitou, tzv. (xeno)estrogenům, u kterých bylo prokázáno, že způsobují feminizaci u exponovaných obratlovců. Identifikovány byly i látky s anti-estrogenními a (anti-)androgenními aktivitami. Ve vodním prostředí se však vyskytují i sloučeniny s jinými hormonálními aktivitami, o kterých máme zatím velmi málo informací. Patří k nim látky s (anti-)progestagenní aktivitou, tj. aktivitou zprostředkovanou přes progesteronový receptor (PR).
Cílem bakalářské práce bude zmapovat výskyt látek s (anti-)progestagenní aktivitou v povrchových vodách České republiky pomocí specifického in vitro biotestu.
Metodický postup: Budou analyzovány extrakty z pasivních vzorkovačů POCIS (polar organic chemical integrative sampler), které byly exponovány v povrchových vodách na 21 lokalitách České republiky. V extraktech bude zjišťována (anti-)progestagenní aktivita pomocí (anti-)PR-CALUX in vitro biotestu. Syntetický progestin ORG 2058 bude použit jako referenční látka pro progestagenní aktivitu a syntetický anti-progestin mifepriston (RU-486) bude použit jako referenční látka pro anti-progestagenní aktivitu. Extrakty budou zároveň otestovány na cytotoxicitu pomocí testu redukce resazurinu, aby byl vyloučen toxický vliv extraktů na životnost buněk. Pomocí získaných dat bude možné vytipovat lokality, které jsou ohroženy kontaminací látkami s (anti-)progestagenní aktivitou. Bude rovněž zjišťován pravděpodobný zdroj této kontaminace na základě dostupných informací o sledovaných lokalitách.
Seznam doporučené literatury
Bain, P. A., Williams, M. & Kumar, A. (2014). Assessment of multiple hormonal activities in wastewater at different stages of treatment. Environmental Toxicology and Chemistry, 33(10), 2297-2307.
Chatterjee, S., Kumar, V., Majumder, C. B. & Roy, P. (2008). Screening of some anti-progestin endocrine disruptors using a recombinant yeast based in vitro bioassay. Toxicology In Vitro, 22(3), 788-798.
Leusch, F. D., Khan, S. J., Laingam, S., Prochazka, E., Froscio, S., Trinh, T., Chapman H. F. & Humpage, A. (2014). Assessment of the application of bioanalytical tools as surrogate measure of chemical contaminants in recycled water. Water Research, 49, 300-315.
O'Brien, J., Wilson, I., Orton, T. & Pognan F (2000). Investigation of the alamar blue (resazurin) fluorescent dye for the assessment of mammalian cell cytotoxicity. European Journal of Biochemistry, 267(17), 5421-5426.
Schriks, M., Heringa, M. B. & van der Linden, S. C. (2009). Temporal variation in multiple hormonal activities of surface waters located in the Dutch part of the Rhine basin. Association of Rhine Waterworks - RIWA, The Netherlands, pp. 24.
Scott, P.D., Bartkow, M., Blockwell, S.J., Coleman, H.M., Khan, S. J., Lim, R., McDonald, J.A., Nice, H., Nugegoda, D., Pettigrove, V., Tremblay, L.A., Warne, M.S.J. & Leusch, F.D.L. (2014). An assessment of endocrine activity in Australian rivers using chemical and in vitro analyses. Environmental Science and Pollution Research, 21(22), 12951-12967.
Sonneveld, E., Pieterse, B., Schoonen, W. G., & van der Burg, B. (2011). Validation of in vitro screening models for progestagenic activities: inter-assay comparison and correlation with in vivo activity in rabbits. Toxicology in Vitro, 25(2), 545-554.
Šauer, P., Stará, A., Golovko, O., Valentová, O., Bořík, A., Grabic, R. & Kocour Kroupová, H. (2018). Two synthetic progestins and natural progesterone are responsible for most of the progestagenic activities in municipal wastewater treatment plant effluents in the Czech and Slovak republics. Water Research, 137, 64-71.
Van der Linden, S. C., Heringa, M. B., Man, H. Y., Sonneveld, E., Puijker, L. M., Brouwer, A. & Van der Burg, B. (2008). Detection of multiple hormonal activities in wastewater effluents and surface water, using a panel of steroid receptor CALUX bioassays. Environmental Science & Technology, 42(15), 5814-5820.
Viswanath, G., Halder, S., Divya, G., Majumder, C. B. & Roy, P. (2008). Detection of potential (anti)progestagenic endocrine disruptors using a recombinant human progesterone receptor binding and transactivation assay. Molecular and Cellular Endocrinology, 295(1), 1-9.
Seznam doporučené literatury
Bain, P. A., Williams, M. & Kumar, A. (2014). Assessment of multiple hormonal activities in wastewater at different stages of treatment. Environmental Toxicology and Chemistry, 33(10), 2297-2307.
Chatterjee, S., Kumar, V., Majumder, C. B. & Roy, P. (2008). Screening of some anti-progestin endocrine disruptors using a recombinant yeast based in vitro bioassay. Toxicology In Vitro, 22(3), 788-798.
Leusch, F. D., Khan, S. J., Laingam, S., Prochazka, E., Froscio, S., Trinh, T., Chapman H. F. & Humpage, A. (2014). Assessment of the application of bioanalytical tools as surrogate measure of chemical contaminants in recycled water. Water Research, 49, 300-315.
O'Brien, J., Wilson, I., Orton, T. & Pognan F (2000). Investigation of the alamar blue (resazurin) fluorescent dye for the assessment of mammalian cell cytotoxicity. European Journal of Biochemistry, 267(17), 5421-5426.
Schriks, M., Heringa, M. B. & van der Linden, S. C. (2009). Temporal variation in multiple hormonal activities of surface waters located in the Dutch part of the Rhine basin. Association of Rhine Waterworks - RIWA, The Netherlands, pp. 24.
Scott, P.D., Bartkow, M., Blockwell, S.J., Coleman, H.M., Khan, S. J., Lim, R., McDonald, J.A., Nice, H., Nugegoda, D., Pettigrove, V., Tremblay, L.A., Warne, M.S.J. & Leusch, F.D.L. (2014). An assessment of endocrine activity in Australian rivers using chemical and in vitro analyses. Environmental Science and Pollution Research, 21(22), 12951-12967.
Sonneveld, E., Pieterse, B., Schoonen, W. G., & van der Burg, B. (2011). Validation of in vitro screening models for progestagenic activities: inter-assay comparison and correlation with in vivo activity in rabbits. Toxicology in Vitro, 25(2), 545-554.
Šauer, P., Stará, A., Golovko, O., Valentová, O., Bořík, A., Grabic, R. & Kocour Kroupová, H. (2018). Two synthetic progestins and natural progesterone are responsible for most of the progestagenic activities in municipal wastewater treatment plant effluents in the Czech and Slovak republics. Water Research, 137, 64-71.
Van der Linden, S. C., Heringa, M. B., Man, H. Y., Sonneveld, E., Puijker, L. M., Brouwer, A. & Van der Burg, B. (2008). Detection of multiple hormonal activities in wastewater effluents and surface water, using a panel of steroid receptor CALUX bioassays. Environmental Science & Technology, 42(15), 5814-5820.
Viswanath, G., Halder, S., Divya, G., Majumder, C. B. & Roy, P. (2008). Detection of potential (anti)progestagenic endocrine disruptors using a recombinant human progesterone receptor binding and transactivation assay. Molecular and Cellular Endocrinology, 295(1), 1-9.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, mapy, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Studentka Jana Krulová seznámila komisi se svou bakalářskou prací. Tajemník komise, doc. Ing. Martin Kocour, Ph.D., seznámil komisi s posudkem vedoucího a oponenta bakalářské práce. Následně studentka zodpověděla doplňující otázky. Proběhla diskuse na téma práce. Studentka adekvátně a správně reagovala 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.