Chromoxid (51Cr2O3 ), der blev anvendt som biologisk markør, blev ikke absorberet af fisk

RESULTATER OG DISKUSSION

Vandkvalitetsparametre – temperatur (28.2 ±0,2ºC), % opløst ilt (107,4 ±0,8), pH (7,9 ± 0,1), samlet ammoniakkvælstof (2,8 ± 0,0mg.L-1), uioniseret ammoniak (0,004 ± 0,001mg.L-1), nitritkvælstof (0.08 ± 0,01mg.L-1) og nitrat-kvælstof (1,19 ± 0,06mg.L-1) – blev anset for passende for fiskenes velfærd og naturlige udvikling (Boyd, 1990).

Kromoxid er den mest udbredte inerte markør i ernæringsundersøgelser med dyr, og foderstoffer gør det muligt at vurdere den og præcist formulere afbalancerede diæter. Fuldstændig genvinding af Cr3+ i oxidform blev bekræftet ved hjælp af radioaktiv isotopteknik (Kane et al, 1959), og derfor blev det anvendt i denne undersøgelse som 51Cr2O3 (99,99 % renhed).

51Cr blev anvendt i denne undersøgelse for at forhindre mulige fejl som følge af genvinding af chrom i foder, akvarievand, fæces og vævsprøver fra fisk, da det giver mulighed for direkte, enkel, følsom og mere præcis aflæsning af grundstoffet i prøvematerialet, hvilket reducerer den bias, der er forbundet med kemisk analyse, især i fordøjelses- og ernæringsundersøgelser. Alle disse faktorer blev nøje overvåget og kontrolleret i denne undersøgelse, så resultaterne kunne udelukkende tilskrives behandlingseffekter. Tabel 2 viser resultaterne, standardafvigelsen og de regressionsparametre, der er fastlagt efter logaritmisk transformation af de specifikke aktiviteter af 51Cr, der er påvist i prøver indsamlet fra kontrol- og forsøgsfisk, i forhold til indsamlingstiden (dage). Regressionerne blev sammenlignet ved hjælp af vinkelkoefficienter og lineære koefficienter (Ostle og Mensing, 1975).

For at undersøge, om der er krom III absorption i fisk, såsom kromoxid, blev simple lineære regressioner justeret – indsamlingsdage vs. determinationskoefficienter for prøver af kontrol- og forsøgsfisk (figur 1). Baggrundsværdier målt for fiskevævsprøver, der ikke fik forsøgsfoderet, 10.000 tællinger i fem intervaller, var i gennemsnit 98,02±3,61cpm, og blev subtraheret fra alle aflæsningsværdier fra kontrol- og forsøgsfiskprøverne.

Intestinal absorption af trivalent chrom (f.eks. chlorider, fluorider, fosfater, nitrater og hydroxider) er lav hos både mennesker og dyr og varierer mellem ca. 0,5 og 2,0 % afhængigt af indtagelsen gennem kosten. Nogle data tyder på, at kromabsorptionen er omvendt relateret til indtagelsen af krom gennem kosten (Anderson og Kozlovsky, 1985). I dette forsøg var niveauet af chromoxid tilsat til foderet kun 0,01%, og ifølge ovennævnte forfattere ville kromet ved denne lille mængde føre til øget absorption i fordøjelseskanalen og derfor lettere kunne påvises i forsøgsfiskprøver.

De justerede regressioner for blodprøver fra fisk fodret med kontrolfoderet i syv dage, kontroldyr, sammenlignet med regressioner justeret med prøver af fisk fodret med forsøgsfoderet adskilte sig ikke indbyrdes (P>0,05). Disse resultater stemmer overens med dem, der er opnået af Utley et al. (1970), som også anvendte radioaktivt chromoxid (III) oralt, men administreret til kvæg, og som ikke påviste stråling i kviernes blod. Andre undersøgelser rapporterede om hurtig passage af 51CrCl3 gennem mave-tarmkanalen (Oberleas og Stoecker, 1987) og hurtige toppe af 51Cr i blodet (Hopkins Junior, 1965) hos rotter, og niveauerne i blodet afspejler indtagelsen af chrom(III). Hvis kromoxiden lider under absorption gennem mave-tarmkanalen, skulle deres tilstedeværelse derfor hurtigt kunne påvises i blodet fra fisk i denne undersøgelse.

I blodet er absorberet krom (III) mest bundet til transferrin og til andre proteiner, som er ansvarlige for transporten i kroppen. Langtidsoplagring sker især i lever, milt, knogler og andre organer (Lim et al., 1983). Akkumuleringsmønstrene for chrom er i følgende rækkefølge: nyre > lever > gæller H” muskel, for lavere koncentrationer (Palaniappan og Karthikeyan, 2009).

Hvis chrom i form af inert markør blev optaget af Nil-tilapia, akkumuleres dette mineral i fiskens væv. For at bestemme, om der var absorption af krom som markør, gennem Nile tilapias fordøjelseskanal, blev blodprøver derfor sammenlignet med justeret regression fra kontrolfisk, med regressionsjusterede prøver af visceral fedt, levervæv, muskelvæv og nyrevæv fra fisk, der modtog den eksperimentelle kost, og disse adskilte sig ikke indbyrdes (P>0,05), og er således karakteriseret som tilhørende en enkelt lineær regression. Disse resultater tyder på, at der ikke blev påvist radioaktivitet i prøver af forsøgsfisk, hvilket tyder på, at der ikke er nogen væsentlig optagelse af markøren.

Mekanismen, der er ansvarlig for den intestinale absorption af chrom, er ikke velforstået. Det er uklart, om Cr optages passivt eller ved hjælp af transportproteiner, der findes i tarmslimhinden. Mertz et al. (1965) gentog, at absorptionen af trivalent Cr ikke synes at være en mættelig proces, hvilket tyder på, at det absorberes ved passiv diffusion. Mertz og Roginski (1971) rapporterede om modsatte beviser. De fandt, at den procentdel af trivalent chrom, der blev absorberet af de omvendte tarmsække, faldt i takt med, at Cr-koncentrationen steg i inkubationsmediet. Denne observerede mætningseffekt tyder på, at bærerproteiner er involveret i Cr-absorptionen. I forsøget af Dowling et al. (1989) blev det imidlertid konkluderet, at uorganisk, treværdigt krom absorberes ved den ikke-formidlede proces med passiv diffusion i tyndtarmen hos rotter, der fik en Cr-rigtig kost.

I henhold til resultaterne fra Febel et al. (2001) blev 2,5 % kromoxid absorberet i løbet af en time, og det absorberede krom blev overført til leveren, hvor levervævet tilbageholdt 10,9 % af kromoxid. Disse resultater adskiller sig fra resultaterne af denne undersøgelse, vi mener, at det skyldes, at der ikke var nogen signifikant stigning af krom 51Cr i de analyserede fiskevæv: blod, visceral fedt, lever, nyrer og fil af fisk, hvilket ikke har fundet sted for at antyde absorption og deraf følgende bioakkumulering af markør. Det, der var forskelligt mellem forsøgene, var det system, der blev anvendt til at opretholde de rette betingelser for fiskelivet i akvariet, koncentrationen af den markør, der blev tilsat foderet, og fiskearter.

En mulig forklaring er, at kromoxid ikke er en inaktiv markør, og at der sker en betydelig absorption af krom, i form af kromoxid eller andre kromderivater, der produceres ved fordøjelsen, gennem tarmvæggen (Fernandez et al., 1999). En anden forklaring, som Ng og Wilson (1997) har foreslået for at forklare resultaterne af Shiau og Liang (1995), er den mulige optagelse gennem fiskenes gæller af det krom, der er til stede i akvarievandet, som følge af, at fiskene har udtømt deres kromholdige afføring i akvarievandet. Selv med en effektiv omsætning af akvarievandet stiger koncentrationen af chrom, hvilket resulterer i mineraloptagelse (Fernandez et al., 1999).

I dette forsøg med et statisk system blev hverdagsakvarier med et sifon overhældt for at reducere restprodukter og undgå ophobning af foder og afføring i vandet, og kun det vand, der gik tabt ved fordampning og forvaltning, blev genetableret. Denne procedure forårsagede koncentrationen af chrom og ledning til en lineær stigning af mineralet i akvarievandet og i gællerprøverne. Akkumuleringen varierer med eksponeringsperioden og miljøkoncentrationerne. Ved lav koncentration var akkumuleringen i overensstemmelse med eksponeringstiden (Palaniappan og Karthikeyan, 2009).

Tunge metaller (f.eks. kobolt, kobber, mangan, molybdæn, zink og krom) i vandmiljøer er af kritisk betydning på grund af deres akkumulering i vandlevende organismer (Dimari et al., 2008). Fisk, som er vigtige bestanddele af de fleste akvatiske habitater, er også blevet anerkendt som gode bioakkumulatorer af uorganiske mineraler (King og Jonathan, 2003). Killerne er også blevet rapporteret som et vigtigt sted for indtrængen af tungmetaller, hvilket fremkalder læsioner og skader på gællerne (Bols et al., 2001). For yderligere at teste denne hypotese blev der i dette forsøg tilført en koncentration af 51Cr2O3 i foderet til forsøgsfisk på 100 µg.g-1, med en specifik aktivitet på 58,2 µCi. Hvis grundstoffet var blevet absorberet af fiskenes fordøjelseskanal, eventuelt gennem inkorporering gennem gæller i akvarievandet eller ad anden vej, skulle der derfor i det mindste være påvist gama-stråling, der stammer fra nedbrydningen af 51Cr, i Nile tilapia.

Når de indstillede regressioner, blodprøverne blev taget fra kontrolfisk, blev de kontrasteret med dem, der repræsenterer resultaterne af de indsamlede prøver af tarmen uden indhold, maven uden indhold, fordøjelseskanalen indhold af fisk, der modtog den eksperimentelle kost, og der var en lineær stigning, og der blev påvist signifikante forskelle mellem de etablerede regressioner (P<0,05). Disse opnåede resultater tyder på, at tarmen uden indhold, uden maveindhold og indholdet i fordøjelseskanalen havde en mætningseffekt i løbet af den syv dage lange forsøgsperiode.

De resultater, der er opnået af Clawson et al. (1955), viser, at kromoxidkoncentrationen i afføringen kommer i ligevægt med den i det indtagne foder mellem tre og fire dage efter den første fodring med denne forbindelse. I denne undersøgelse var der imidlertid indtil den syvende dag en øget koncentration af markøren i fæces, denne forskel kan skyldes den lave koncentration af den markør, der blev anvendt i dette forsøg, og den nødvendige mætning af fordøjelseskanalen.

I betragtning af de resultater, der er opnået i denne undersøgelse, er vi enige med Fernandez et al. (1999), at en anden mulig forklaring på de resultater, der er opnået af Shiau og Liang (1995) og Shiau og Shy (1998), ville være, at kromindholdet i fiskene følger det samme mønster, som de fandt for andre uorganiske næringsstoffer (calcium, fosfat, aske), idet koncentrationen stiger i de fisk, der fodres med diæter suppleret med kromoxid, med et maksimum ved et kromoxidniveau omkring 5-10g.kg-1. Denne stigning kunne have mere at gøre med en højere retention af det naturlige krom, der findes i foderet, end med absorptionen af det tilsatte kromoxid. Det er blevet rapporteret (Evtushenko et al., 1986), at niveauet af akkumulerede metaller i vævene uvægerligt forblev på et plateau, selv når organismerne blev udsat for dem kontinuerligt i en tilstrækkelig lang periode.

Dertil kommer, at de niveauer af markøren (5 til 10 % kromoxid inkorporeret i foderet), der er anvendt i disse undersøgelser, selv med en høj grad af renhed, kan give andre former for kromkompleksdannelse, som kan optages af fiskene gennem fordøjelseskanalen eller ad andre veje.