Effekte von in niedrigen Konzentrationen auf Fischgesundheit und Wasserqualität

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1 Effekte von in niedrigen Konzentrationen auf Fischgesundheit und Wasserqualität Student Betreuer Dibo Liu Prof. Dr. Werner Kloas Dr. Thomas Meinelt 69. VDFF-Mitgliederversammlung, Deutscher Fischereitag Bonn, 27. Juni

2 Was ist Peressigsäure (, Acetylhydroperoxid)? Theoretisch CH 3 COOOH Realistisch -Produkte am Markt CH 3 COOOH + H 2 O Stabilisatoren CH 3 COOH + H 2 O 2 2

3 : Oxidations-basierte Anwendungen Nutztierhaltung Desinfektion Lebensmittelverarbeitung Desinfektion - Oxidation Abwasser Desinfektion Aquakultur Desinfektion Gesundheitswesen Desinfektion 3

4 als Desinfektionsmittel in der Aquakultur Wirksam gegen Erreger 1 mg/l Keine Resistenz Keine Bioakkumulation Wirksamkeit Lebensmittel -sicherheit Ungiftig < Tierwohl Umweltsicherheit Fischsicherheit in Desinfektionskonzentrationen Spontaner Zerfall Harmlose Rückstände 4

5 Hypothese I: Zebrabärblinge mit unspezifischen Infektionen reduzierte klinische Symptome und Verluste Fische zeigten Stressverhalten während der 1. Exposition Fische zeigten Adaptationsverhalten nach wiederholten Expositionen 5

6 Hypothese II: CH 3 COOOH + H 2 O Stabilisatoren CH 3 COOH + H 2 O 2 HOO- HO- Exogen Reaktive Sauerstoffspezies (Reactive Oxygen Species) Endogen Antioxidantien ROS Freie Radikale (ROS/RNS)? Apoptose Entzündungen Allergien Tumore Krebs Alterung 6

7 Untersuchung I: Design Puls 1 mg/l Mo. & Do. 11,83 ± 0,14 kg/m 3 1% Futter/Tag Kontinuierlich 0,2 mg/l 7

8 Untersuchung I: Probenahme -Zerfall ph (48 h) ph (48 h) NH 3 NO 2 NO 3 O 2 (täglich) 1. Woche 2. Woche 3. Woche 4. Woche 5. Woche 6. Woche 7. Woche Cortisol im Wasser (wöchentlich, 48 h) Wachstum Histologie 90 s Immunstatus Oxidativer Stress Leber Niere 8

9 Ergebnisse: Stressantwort Woche Cortisol im Wasser [ng/l] Zeit [h] Cortisol im Wasser: Puls > Kontinuierlich 9

10 Ergebnisse: Stressantwort Woche Cortisol im Wasser [ng/l] Zeit [h] Cortisol im Wasser: Puls Kontinuierlich 10

11 Ergebnisse: Stressantwort Woche Cortisol im Wasser [ng/l] Zeit [h] Cortisol im Wasser: Puls Kontinuierlich 11

12 Ergebnisse: Stressantwort 4. Woche Cortisol im Wasser [ng/l] Reduzierte Stressantwort!! Stress + Adaptation? Stress + Erschöpfung? Zeit [h] Cortisol im Wasser: Puls Kontinuierlich 12

13 Ergebnisse: Stressantwort 5. Woche Adaptation? Erschöpfung? Steigerung von Cortisol: Puls Kontinuierlich 13

14 Ergebnisse: Oxidativer Stress Kiemen Blut Leber ROS/RNS: TAC: 14

15 Ergebnisse: Immunstatus Unverändert: Lysozym Alkalische Phosphatase Esterase Myeloperoxidase Gesamte Serumproteine Serum Anti-Protease Aktivität 15

16 Ergebnisse: -Konzentration und -Zerfall Erwartung Realität 1 mg/l 6. Woche 0,2 mg/l Ü bermäßiger Zerfall 16

17 Diskussion Exogen Endogen Kiemen Blut Leber ROS/RNS: TAC: 1 induziert oxidativen Stress, sogar bei geringen -Konzentrationen 2 Serum Anti-Protease war am empfindlichsten bei oxidativem Stress 3 Erholungsphase: effektiv reduzierter oxidativer Stress Serum anti-protease activity 17

18 Untersuchung Produktion niedrig hoch 18

19 Untersuchung II Biofilter (Tropfkörper) 25.1 ± 5.6 kg/m 3 1% Futter/Tag Mo. & Do. 3 h Mechanischer Filter 1 mg/l H 2 O 19

20 Untersuchung II: Probenahme 1. Monat 2. Monat 3. Monat Stress Stress Stress Stress Immunstatus Immunstatus Immunstatus Immunstatus Histologie Niere Niere 20

21 Ergebnisse: Respiratorischer Burst der Nierenleukozyten Kopfnieren Rumpfnieren **: P<0.01 Immunaktivierung durch Stimulatoren: < 21

22 Ergebnisse: morphologische Veränderung der Kiemen Hyperplasie interlamellar Anwesenheit & Schweregrad: Eosinophile Granulozyten Hyperplasie lamellar > Epitheliale Ablösung 22

23 Gesamte aerobe Bakteriendichte [KBE/ml] Ergebnisse: Bakteriendichte im Systemwasser 1.60E E E E E E E E E+00 Biofilter ausgeglichen 3 h 6x 90% Biofilter unverändert 23

24 Diskussion 3,7% Zeit Kiemenschaden rekrutieren aktivieren 96,3% Nierenleukozyten 24

25 Schlussfolgerung für die Aquakultur Infektion Vorbeugung von Infektionen Anpassung an Stress & oxidativen Stress Unveränderter Immunstatus 25

26 Danksagung Viola Ingo Mathias Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 26