Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

SAMMANFATTNING
En betydande del av den svenska nötkreaturspopulationen finns i kustnära områden. Enligt gammal hävd och av praktiska skäl tillåts boskap på perifert belägna marker släcka törsten i de vattendrag som finns att tillgå på betet och längs Östersjökusten dricker djuren havsvatten då färskvatten ofta är en bristvara. Algblomningar med toxinbildande cyanobakterier uppträder varje sommar i Östersjön liksom i många åar och insjöar. Temperatur, solinstrålning och väderförhållanden styr omfattningen av blomningarna. Egentliga Östersjön, inräknat Finska viken, Ålands hav och Skärgårdshavet tillhör de mest utsatta områdena när det gäller massförekomst av cyanobakterier. På grund av klimatförändringar, utfiskning och utsläpp av närsalter blir toxiska algblomningar allt vanligare och allt mer extensiva. Av denna anledning är det viktigt att undersöka hur kustbetande kreaturs hälsostatus påverkas under betessäsongen. Speciellt intressant i detta sammanhang är undersökning av leverstatus eftersom algtoxiner ofta angriper levern.
En fältstudie, som sträcker sig över betessäsongen i sin helhet och som baserar sig på blodprover och vattenprover, genomfördes under maj – oktober 2011, och indelades i 3 perioder: period 1 (15/5- 30/6), period 2 (1/7-31/7) och period 3 (1/8-15/10). Besättningar med lämpligt djurmaterial och kontinuerlig betesdrift där havsvatten utgjorde huvudsaklig dricksvattenkälla valdes ut. Totalt ingick 4 besättningar, en på svenska ostkusten och 3 på Åland. I varje besättning utsågs 6 djur att ingå i försöket. I besättningen på Hasselö var alla kor, men i de övriga besättningarna utgjordes försöksdjuren enbart av kvigor. Vattenprover insamlades och frystes in fortlöpande under betessäsongen vid respektive kustbete för att analyseras under hösten 2011, efter att fältförsöket avslutats. Blodproverna centrifugerades och frystes in efter provtagning i fält och alla prover analyserades sedan samtidigt vid Klinisk Kemiska Laboratoriet, SLU, Uppsala. Vattenproverna analyserades vid institutionen för Anatomi, Fysiologi och Biokemi, SLU, Uppsala och algblomningen följdes kontinuerligt via SMHIs hemsida.
Signifikant höjning av serumnivåer av parametrarna alanintransferas (ALAT) i period 3, gallsyror i period 2 och 3 samt triglycerider i period 2, utgör de mest intressanta fynden. Förändringarna är dock små, vilket kan förklaras med att kustnära cyanobakterieblomning förekom i mycket liten skala särskilt i de aktuella kustregionerna under sommaren 2011. Det kan dock inte uteslutas att de påvisade förändringarna i serumhalter av nämnda variabler i viss mån skulle kunna avspegla en lindrig – måttlig belastning på levern, som delvis skulle kunna härledas till konsumtion av dricksvatten innehållande cyanotoxiner. Förvånande nog är de relativt höga koncentrationer av cyanotoxiner som återfanns i ett flertal vattenprover, trots att ingen visuellt påvisbar cyanobakterieblomning förekom i vattnet då proverna insamlades. I ett vattenprov insamlat under period 3 i Ängösund (besättning 2), tangeras gränsen för vad WHO rekommenderar som tillrådligt för humankonsumtion. Huvudkonklusionen av denna studie är att kor på strandnära bete under år med svag algblomning visar ringa eller som mest måttlig påverkan på variabler, som skulle kunna indikera leverskada orsakad av exponering för cyanotoxiner. Så tillvida innehåller denna studie ett unikt referensmaterial för framtida fältstudier under kraftig algblomning.

SUMMARY
A fairly large percentage of the Swedish population of livestock is found in coastal areas. According to old traditions and for practical reasons, cattle grazing on remote pastures only have access to naturally occurring surface waters and in coastal grazing grounds sea water is the sole water source available. Algal blooms consisting of toxic cyanobacteria are reoccurring phenomena in the Baltic Sea as well as in many lakes and rivers. The extent of the blooms is dependent on temperatures, solar radiation and weather conditions. The areas, mostly affected by ample algal blooms are the Archipelago Sea, the Åland Sea, the Gulf of Finland, the Northern Baltic Proper, the Western and the Eastern Gotland Basin, the Gulf of Riga, the Gdansk Basin and the Bornholm Basin. Climate change, fish depletion, pollution and emission of nutrients into the environment cause heavier algal blooms to appear more frequently. A field study based on blood and water samples was conducted during May – October 2011, thereby covering the entire grazing season. The study was divided in three periods: period 1 (15/5- 30/6), period 2 (1/7-31/7) and period 3 (1/8-15/10). Farms with representable animals and continuous grazing during summer with brackish water as the main source of drinking water were selected. A total of 4 units participated in the study. One farm was located on the Swedish east coast and the rest were located on the Åland Islands. In each herd, 6 animals were chosen to participate in the study. Most of them were heifers but the herd on Hasselö consisted of cows.
Water samples were collected and frozen continuously during the grazing season. They were analyzed during the autumn 2011 after the completion of the field experiments. Blood samples were allowed to clot before being centrifuged and frozen (-20o C), shortly after sampling. All serum samples were analyzed simultaneously at Klinisk Kemiska Laboratoriet, Swedish University of Agriculture (SLU), Uppsala, Sweden. The water samples were all analyzed at The Department of Anatomy, Physiology and Biochemistry, SLU, Uppsala, Sweden. Significant rise in serum concentrations of alanintransferas in period 2, bile acids in period 2 and 3 as well as triglycerides in period 3, were the most intriguing findings. The changes in serum levels were however small, which might be explained by the fact that cyanobacterial blooms were very scarce in coastal areas during the summer of 2011. However, it cannot be excluded that the detected changes in serum variables mentioned above, reflect a mild – moderate stress on the liver, which in part may be explained by cyanotoxins in the drinking water. The most striking and unexpected finding is the relatively high concentrations of cyanotoxins found in several water samples, despite no visual cyanobacterial bloom present at the time of sampling and also despite the fact that these observations were made in period 3. In one of the water samples the cyanotoxin concentration is very close to the safety limit value for drinking water intended for human consumption, as recommended by the World Health Organization (WHO). In conclusion this study has shown that during years of scarce algal blooms, effects on serum variables indicative of liver damage following exposure to cyanotoxins of cows on costal pastures, are very modest. Inasmuch, this study provides a unique reference material for future field studies during periods of heavy algal blooms.