Μελέτη επιμόλυνσης ιχθύων προερχόμενων από ιχθυοκαλλιέργειες και ανοιχτή θάλασσα σε βαρέα μέταλλα και οργανοχλωριωμένους περιβαλλοντικούς μολυντές
Authors: Ρενιέρη Ελισάβετ-Μαρία 
Published: September 2021

Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να διασαφηνιστούν παράμετροι της συσσώρευσης και της τοξικότητας ρύπων σε ψάρια καθώς και να καταγραφεί η επιβάρυνση τους σε μολυσματικούς παράγοντες και συγκεκριμένα: κάδμιο (Cd), μόλυβδο (Pb), υδράργυρο (Hg) και πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs) σε συχνά καταναλισκόμενα είδη, προερχόμενα από ιχθυοκαλλιέργειες και αλιεύματα στην Ελλάδα. Τελικά, ο κίνδυνος για την ανθρώπινη υγεία μέσω της κατανάλωσης ψαριών αξιολογήθηκε για τον ελληνικό πληθυσμό.Για τη διερεύνηση της συσσώρευσης και της τοξικότητας των μετάλλων στους ιστούς των ψαριών, σχεδιάστηκε μία in vivo μελέτη με σκοπό τη διερεύνηση των αποκρίσεων του zebrafish σε ένα εύρος επιπέδων έκθεσης κυμαινόμενων από περιβαλλοντικά σε τοξικά. Εξετάστηκε η υπόθεση ότι υπάρχει μια γραμμική απόκριση επιβίωσης στα επίπεδα έκθεσης, ενώ παράλληλα πραγματοποιήθηκε ιστοπαθολογική ανάλυση προκειμένου να συσχετιστούν οι επιδράσεις του καδμίου με τη θνησιμότητα. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι τα zebrafish συσσωρεύουν κάδμιο στους ιστούς τους κατά τρόπο εξαρτώμενο από τη δόση αλλά όχι από το χρόνο. Εντούτοις, τα zebrafish εκδήλωσαν αποκλίσεις από τις αναμενόμενες τοξικές αποκρίσεις. Οι καταγραφείσες αποκρίσεις σχετικά με το ρυθμό θνησιμότητας ήταν μη γραμμικές, γεγονός που υποστηρίζει την υπόθεση των μη γραμμικών και μη μονοτονικών αποκρίσεων σε τε τοξικά ερεθίσματα, η οποία κερδίζει ολοένα και περισσότερο έδαφος. Τα ιστοπαθολογικά ευρήματα επίσης απέκλιναν από τις αναμενόμενες τοξικές αποκρίσεις, παρουσιάζοντας πιο σοβαρές επιδράσεις σε υψηλά μεν επίπεδα αλλά χαμηλότερα της πλέον τοξικής έκθεσης, ενώ δυσμενείς επιδράσεις καταγράφηκαν ακόμη και σε περιβαλλοντικά επίπεδα. Επιπλέον υπήρξε ένα επίπεδο χαμηλής έκθεσης με εκπληκτικά υψηλό ποσοστό θνησιμότητας για το zebrafish, το οποίο τράβηξε την προσοχή και αυτό το επίπεδο θα μπορούσε να αποτελέσει κλειδί για τη διαλεύκανση των μηχανισμών αντιμετώπισης της τοξικότητας, καθώς τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν τροποποιήσεις αυτών των μηχανισμών πέραν αυτού του επιπέδου.Τα θαλασσινά ψάρια και ειδικότερα η τσιπούρα (Sparus aurata) και το λαβράκι (Dicentrarchus labrax), εκτρέφονται και καταναλώνονται ευρέως στην Ελλάδα. Τα οφέλη για την υγεία από την κατανάλωση ψαριών θα μπορούσαν να αντισταθμιστούν από την πρόσληψη περιβαλλοντικών ρύπων μετά από μακροχρόνια κατανάλωση ψαριών, επιμολυσμένα ακόμη και σε ελάχιστα επίπεδα. Προκειμένου να εκτιμηθεί η επιμόλυνση στα συχνά καταναλισκόμενα είδη, συλλέχθηκαν δείγματα τσιπούρας και λαυρακιού από σταθμούς ιχθυοτροφείων που βρίσκονται στο Αιγαίο και το Κρητικό Πέλαγος, καθώς και από την ιχθυαγορά του Ηρακλείου Κρήτης.Προσδιορίστηκε η επιβάρυνση σε βαρέα μέταλλα (Cd, Pb και Hg) στο βρώσιμο τμήμα των ψαριών και διερευνήθηκαν οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη συσσώρευση βαρέων μετάλλων στον μυϊκό ιστό των ψαριών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε η εκτίμηση κινδύνου για τον Ελληνικό πληθυσμό από την κατανάλωση ψαριών με βάση τις προσδιορισμένες συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων. Οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα ψάρια μετρήθηκαν σε επίπεδα πολύ χαμηλότερα από τα ασφαλή όρια κατανάλωσης που καθορίζονται από τις αρχές, για κάθε μέταλλο ξεχωριστά καθώς και για το άθροισμά τους. Σημειώθηκαν σημαντικές διαφορές στα επίπεδα Hg και Cd ανάμεσα στην τσιπούρα και το λαυράκι, γεγονός που μπορεί να οφείλεται σε διάφορα αίτια, όπως διαφορές σε ενδογενείς παράγοντες μεταξύ των ειδών, διαφορετική συμπεριφορά μετάλλων, διαφορετικά επίπεδα βαρέων μετάλλων στις ιχθυοτροφές ή σε συνδυασμό όλων των παραπάνω. Ο υδράργυρος (Hg) και μόλυβδος (Pb) φαίνεται να συσσωρεύονται στους ιστούς σε μεγαλύτερα επίπεδα στα ψάρια που ζουν σε κλειστές θάλασσες, γεγονός που θα μπορούσε να σημαίνει ότι τα μέταλλα αυτά έχουν παρόμοιο μοντέλο κατανομής στο μέσο της έκθεσης (νερό) ή ότι έχουν την ίδια προέλευση διασποράς, πιθανώς από απορρίψεις λυμάτων εξαιτίας ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Για τα επίπεδα των μετάλλων που προσδιορίστηκαν παρατηρήθηκε σαφής επιρροή από την εποχικότητα και οι εποχιακές μεταβολές κατέδειξαν επίσης μια επίδραση είδους, καθώς καταγράφηκαν σημαντικές διαφορές στη συσσώρευση μετάλλων μεταξύ των ειδών ανάμεσα στις διάφορες εποχές. Διαπιστώθηκαν επίσης διαφορές στα επίπεδα μετάλλων μεταξύ εκτρεφόμενων και άγριων ψαριών που μπορεί να οφείλονται σε ένα συνδυαστικό αποτέλεσμα διαφορετικής διατροφικής συμπεριφοράς, ρυθμού ανάπτυξης και επομένως μεταβολικού ρυθμού καθώς και επιπτώσεων της υδάτινης έκθεσης. Η αξιολόγηση κινδύνου που πραγματοποιήσαμε για τους Έλληνες καταναλωτές με βάση τα επίπεδα μετάλλων που προσδιορίσαμε στα πιο συχνά καταναλισκόμενα ψάρια, τόσο εκτρεφόμενα όσο και άγρια, υποδεικνύει ελάχιστο κίνδυνο για όλα τα μέταλλα.Επιπλέον, προσδιορίστηκε η συχνότητα εμφάνισης και η επιβάρυνση από τους δείκτες PCBs (ΣPCB-7) στα ίδια ψάρια. Επιπρόσθετα, διερευνήθηκε η συσχέτιση της συσσώρευσης των ΣPCB-7 στα ψάρια με την εποχικότητα, την τοποθεσία, τον τρόπο παραγωγής και το είδος ψαριού. Για τον χαρακτηρισμό του κινδύνου πρόσληψης PCB μέσω της κατανάλωσης ψαριών για τον ελληνικό πληθυσμό, αναπτύχθηκε μια πιο λεπτομερής μέθοδος εκτίμησης κινδύνου από αυτές που χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως. Η εμφάνιση και τα επίπεδα των ΣPCB-7 στον μυϊκό ιστό των εκτρεφόμενων και άγριων ψαριών και των δύο ειδών, δείχνουν ότι τόσο για τα δύο διαφορετικά είδη όσο και για τους δύο τρόπους παραγωγής, τα επίπεδα ήταν πολύ χαμηλότερα από τα μέγιστα επιτρεπτά όρια που όρισε η ΕΕ (2011). Περισσότερο χλωριωμένα PCB, όπως το PCB 138 και το PCB 153, ήταν πιο άφθονα και πιο συχνά ανιχνευόμενα στους ιστούς των ψαριών, πιθανότατα λόγω της μεγαλύτερης αντίστασης αποικοδόμησης και της λιποφιλικότητας τους. Τα άγρια ψάρια παρουσίασαν υψηλότερα επίπεδα ΣPCB-6, ενώ τα εκτρεφόμενα ψάρια συσσώρευσαν το PCB 118 σε υψηλότερα επίπεδα. Τα επίπεδα ΣPCB-6 και ΣPCB-7 επηρεάζονται κυρίως από το είδος γεγονός που είναι συνυφασμένο με το ότι τα αποτελέσματά μας ανέδειξαν την εποχικότητα ως σημαντικό παράγοντα που επηρεάζει τη συσσώρευση και την κατανομή των PCB στον ιστό των ιχθύων των ψαριών. Οι εποχιακές διαφοροποιήσεις των επιπέδων PCB φαίνεται να υπαγορεύονται από την οικολογία και το βιολογικό κύκλο του κάθε είδους. Παρουσιάστηκαν επίσης διαφορές στην κατανομή των διάφορων PCB μεταξύ ανοιχτών και κλειστών θαλασσών, οι οποίες θα μπορούσαν να αποδοθούν σε διαφορετικούς τύπους και πηγές μόλυνσης. Η εκτίμηση της έκθεσης έδειξε ότι η πρόσληψη NDL-PCB μέσω της κατανάλωσης ψαριών για τον ενήλικο πληθυσμό της Ελλάδας είναι συγκρίσιμη με άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Η χρήση των δεδομένων κατανάλωσης από δύο διαφορετικές πηγές οδήγησε σε ελαφρώς αποκλίνοντα αποτελέσματα έκθεσης, υπογραμμίζοντας τη σημασία των διατροφικών συνηθειών στην εκτίμηση της έκθεσης. Αναπτύχθηκε μια νέα προσέγγιση δείκτη κινδύνου (HI) για συγκεκριμένο τρόφιμο, για την οποία ελήφθη υπόψη η συμβολή των ψαριών στην μέγιστη επιτρεπόμενη συνολική διατροφική έκθεση, καταλήγοντας σε χαμηλότερη τιμή για το ΗΙ. Ο χαρακτηρισμός κινδύνου για τους Έλληνες καταναλωτές δεν αποκάλυψε κανένα κίνδυνο.Συνοπτικά, δύο μεγάλες ομάδες περιβαλλοντικών ρύπων, τα βαρέα μέταλλα και τα PCB, που μπορεί να είναι επικίνδυνες τόσο για τα ψάρια όσο και για τους ανθρώπους, προσδιορίστηκαν σε ιστούς ψαριών και η διερεύνηση αποκάλυψε ότι η συσσώρευση και η τοξικότητα επηρεάζονται τόσο από αβιοτικούς όσο και από βιοτικούς παράγοντες. Δεύτερον, η αξιολόγηση κινδύνου που διενεργήθηκε για τον ελληνικό πληθυσμό σχετικά με την κατανάλωση ψαριών δεν αποκάλυψε κανένα κίνδυνο. Τέλος, προτάθηκε μια νέα μέθοδος χαρακτηρισμού κινδύνου με βάση μια προσέγγιση HI για συγκεκριμένο τρόφιμο.