مطالعه غلظت عناصر آهن، روی، مس، کادمیوم‌ و سرب در بافت‌های کبد، کلیه و ماهیچه گاو و گوسفند توزیع شده در بازار مصرف شهر همدان در سال 1390

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، استادیار گروه محیط زیست، همدان، ایران.

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد همدان، دانش آموخته کارشناسی ارشد محیط زیست، همدان، ایران

چکیده

   در این پژوهش نظر به اهمیت تاثیر سوء غلظت بیش از حد مجاز عناصر سنگین در منابع غذایی، غلظت عناصر آهن، روی، مس، کادمیوم و سرب موجود در 180 نمونه از بافت­های کبد، کلیه و ماهیچه گاو و گوسفند عرضه شده در بازار مصرف شهر همدان در سال 1390 به روش هضم مرطوب و توسط دستگاه نشر اتمی بر حسب ppb وزن مرطوب تعیین شد. نتایج نشان داد بالاترین نرخ تجمع فلزات مربوط به بافت‌های کبد و کلیه و پایین­ترین آن مربوط به بافت ماهیچه بود. در بین عناصر، بیشترین میانگین غلظت مربوط به آهن بافت کبد گاو (ppb879±25507) و کمترین میانگین غلظت مربوط به کادمیوم بافت ماهیچه گوسفند (ppb54±192) بود. مقایسه آماری میانگین غلظت تجمع یافته فلزات در بافت­های مورد مطالعه دام‌ها با یکدیگر بیانگر وجود اختلاف معنی­دار بود (001/0>P). مقایسه میانگین غلظت تجمع یافته فلزات در بافت­های مختلف با حداکثر غلظت مجاز کمیسیون اروپا بیانگر آن بود که به استثنای عناصر کادمیوم و سرب، میانگین غلظت سایر عناصر زیر حد مجاز بوده است. همچنین مقایسه میانگین غلظت تجمع یافته فلز کادمیوم با حد مجاز WHO نشان داد که به استثنای بافت ماهیچه در هر دو دام گاو و گوسفند، غلظت این عنصر در سایر بافت­ها بطور معنی‌دار بیش از حد مجاز بوده است (001/0>P). بدین ترتیب میانگین غلظت تجمع یافته اکثر فلزات مورد ارزیابی در بافت‌های بدن گاو بیشتر از گوسفند و میانگین غلظت تجمع یافته عناصر آهن و مس در بافت کبد بیش از سایر بافت­ها بود. این موضوع با توجه به نقش بافت کبد به عنوان "اندام ذخیره احشام"، قابل توجیه می باشد. همچنین میانگین غلظت تجمع یافته عناصر سمی کادمیوم و سرب در بافت کلیه بالاتر از سایر بافت­ها بود، که این موضوع نیز با توجه به نقش بافت کلیه به عنوان "عضو دفع فضولات"، قابل توجیه است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Fe, Zn, Cu, Cd, Pb concentrations in liver, kidney and muscle tissue of cow and sheep marketed in Hamedan in 2011

نویسندگان [English]

  • S Sobhanardakani 1
  • M Riahi Khoram 1
  • M Qasemi 2
1 - Assistant Professor of the Environment Department, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran.
2 Msc Graduated of the Environment, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran.
چکیده [English]

   Importance of heavy metals in food safety and detrimental effects of their high concentrations in food stuff is well documented. In this study, concentrations of Fe, Zn, Cu, Cd and Pb in kidney, liver and muscle tissues of cow and sheep at Hamedan retails were evaluated. A total number of 180 samples was assessed for the amount of heavy metals as ppb in wet weight. For this, wet-digestion method was used to determine the concentration of given elements by ICP (Varian ES-710). Results showed that the highest concentration of heavy metals was determined in the liver and kidney samples, while the lowest concentration was found in muscle tissue. Among the heavy metals, Fe in cow’s liver had the highest concentration (25507±879 ppb) and Cd in muscle tissue of sheep has the lowest concentration (192±54 ppb). In overall, accumulation of heavy metals in tissues of cows was higher than sheep. Statistical comparison of accumulated metals concentration in various tissues of these two animal groups showed significant difference (P<0.001). Regarding the maximum acceptable concentration approved by EU, the concentration of heavy metals was lower than the allowed level, except for Cd and Pb. Due to the toxicity of Cd, the concentration of Cd was compared with the maximum acceptable limit of WHO. Results revealed that the concentration of Cd was higher than acceptable level in all tissues except for muscle tissues (P<0.001). Mean concentration of most metals in this study was found higher in cow tissues than sheep. It seems that cows are more tolerant against the accumulation of toxic metals. Moreover, mean concentration of Fe and Cu was higher in liver which is justifiable by the fact that liver is a storage organ. Since kidneys are responsible for the removal of wastes, mean concentration of Cd and Pb was determined highest in kidney. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heavy metals
  • Cow
  • Sheep
  • Food Security
  • Hamedan

مقدمه

   فر­آورده­های پروتئینی یکی از نیازهای اساسی و ضروری تغذیه انسان­ها می­باشند، که از منابع سرشار عناصر معدنی به شمار می‌روند، و همین امر نشان دهنده ارزش تغذیه­ای آن‌ها برای قرار­گیری در زنجیره غذایی است (Rokni, 2004). این در حالی است که امروزه بیش از پیش توجه افکار عمومی، مسئولان بهداشتی و رسانه­های ارتباط جمعی به مسأله مسمومیت مواد غذایی معطوف شده است. این امر به دلیل افزایش شمار بیماری­هایی با منشأ غذایی است. رژیم غذایی و فصول سال به عنوان عوامل تعیین کننده برای انتقال فلزات از محیط اطراف به حیوانات خشکی‌زی شناخته شده­اند (Hunter et al., 1987). اگرچه برخی از عناصر ضروری برای زندگی و انجام فرآیندهای متابولیسمی مورد نیاز هستند، امّا اگر بیش از حد جذب شوند، می‌توانند سمّی باشند (Spear et al., 1986). به طور کلّی مسمومیت با سرب و کادمیوم به عنوان متداول­ترین شکل مسمومیت در سراسر جهان تلّقی می­شوند، سرب از طریق هوا، غذا و آب وارد بدن می­شود (Qasemi et al, 2012). سرب با بسیاری از ترکیبات هورمونی بدن از جمله آنزیم­ها و پروتئین­ها اتصال برقرار نموده و موجب وقفه در فعالیت آنزیم­ها و اختلال در سنتز پروتئین­ها می­گردد و از عوامل مؤثر وقوع سرطان در انسان شناخته شده است. از جمله ضایعات مسمومیت با سرب می­توان به مرگ ناگهانی، علایم عصبی، گنگی، کوری، انقباضات غیر ارادی و ناگهانی عضلات، کم خونی نورموسیتیک، خونریزی­های نقطه­ای در غده تیموس، تورم معده و روده، خونریزی اپی‌کارد و آندوکارد قلب و دژنرسانس کلیه و کبد، اشاره نمود (Gracey et al., 2008).

   به طور کلّی غذا به عنوان مهمترین منبع قرار گرفتن انسان در معرض کادمیوم محسوب می‌شود (Lopez-Alonso et al., 2002). کادمیوم در کبد، کلیه، استخوان و پانکراس تجمّع می‌یابد و به نظر می­رسد که حضور آن در عضلات گونه‌های مختلف فرق کند. این عنصر عوارضی چون نارسایی کلیه، سرطان ریه، بیماری­های مغزی، کم­خونی، تغییرات اسکلتی، ناهنجاری­های جنینی و اختلالات تولیدمثلی را منجر می­گردد. عمدتاً کادمیوم بر میزان عناصر مس، آهن و روی به موجب شباهت‌های شیمیایی و رقابت در مرحله پیوست به جایگاه­های فعال آنزیمی، اثر می­گذارد و نیز گزارش شده است که کادمیوم می­تواند به فسفر، کلسیم و متابولیسم استخوان­ها اثر گذارد (Jorhem et al., 1991; Qasemi et al., 2012).

   آهن، روی و مس از عناصر ضروری در وعده­های غذایی انسان محسوب می‌گردند، کمبود این عناصر می‌تواند مشکلاتی را برای انسان ایجاد نماید، با وجود این، مقادیر بسیار زیاد آن­­ها نیز برای سلامتی انسان مضر است و باید در مصرف این عناصر اعتدال رعایت شود. مس نقش مهمّی در شکل‌دهی استخوان و حفظ انسجام بافت­های مرتبط، نگه‌داری میلین در تارهای عصبی، رشد سلول­های خون یا ترمبوسیت­ها و سنتز هموگلوبین بر عهده داشته و از نظر فیزیولوژیکی با سوخت و ساز آهن در بدن مرتبط است و به طور عمده در کبد، مغز، کلیه­ها، قلب و در بخش­های رنگی چشم و موها وجود دارد. مس را می‌توان به عنوان یک سم تجمعی در نظر گرفت، از این­رو، مصرف نمک­های مس در حیوانات مستلزم دقت فراوانی است (Qasemi et al., 2012). مسمومیت با مس منجر به بحران همولیز، تورم معده، خونریزی‌های روده­ای همراه با زخمی­شدن و پارگی شیردان، هپاتیت یا سیروز کبدی، یرقان، کلیه‌های بزرگ به رنگ سربی، از دست رفتن اشتها و مرگ در اثر اختلال کامل کبد می‌شود (Macrae et al., 1993; Brito et al., 2005; Gracey et al., 2008).

   روی از اجزای مهم آنزیم­ها و پروتئین­ها است و در ساختار و عملکرد غشاء، فعالیت­های هورمونی، واکنش‎های آنزیمی، کپی برداری و ترجمه ماده ژنتیکی، محافظت در مقابل رادیکال­های آزاد مانند پلی کلرو‌بی‌فنیل­ها نقش مهمی دارد. غلظت بیش از حد عنصر روی در بدن ممکن است علایمی چون علایم چشمی، نفخ، قطع حرکات انقباضی و انبساطی دستگاه گوارش، حرکات غیر اختیاری هر دو کره چشم در جهات عمودی، افقی و چرخشی (نیستاگموس)، فقدان احساس، نعره زدن، اسهال، پر ادراری، کاهش اشتها، لاغری مفرط و کمبود مس را باعث شود (Qasemi et al., 2012).

   بیش از 90 درصد آهن بدن به صورت متصل به پروتئیین­ها وجود دارد، مهمترین این پروتئین­ها هموگلوبین، ترانسفرین و فریتین می­باشد. در میان آنزیم­هایی که حاوی آهن بوده و یا توسط آن فعال می‌شوند می­توان به کاتالاز، پروکسیداز، فنیل­ آلانین هیدرکسی­لاز و بسیاری از آنزیم­های دیگر شامل آنزیم‌های چرخه ­اسیدتری کربوکسیلیک اشاره کرد. مصرف بلندمدّت آهن می‌تواند منجر به ناراحتی­های تغذیه­ایی، کاهش رشد و کمبود فسفر ­شود. وجود آهن اضافی در خون انسان باعث ایجاد رسوباتی می­شود که ر رگ­های خونی را مسدود می­کند (Qasemi et al, 2012). از این رو با توجه به اهمیت منابع پروتیینی در تغذیه بشر و اثرات مخرب تجمّع بیش از حد فلزات سنگین در بدن انسان و گونه‌های مختلف دامی، هدف از انجام پژوهش حاضر مطالعه غلظت تجمع یافته عناصر آهن، روی، مس، کادمیوم­ و سرب در بافت­های کبد، کلیه وماهیچه گاو و گوسفند توزیع شده در بازار مصرف شهر همدان در سال 1390 بوده است.

 

مواد و روش­ها

جمع­آوری و آماده­سازی ­نمونه­ها

   در این پژوهش در مجموع تعداد 180 نمونه­ کبد، کلیه و ماهیچه گاو و گوسفند (30 نمونه از هر بافت و در مجموع 90 نمونه از هر دام) در فصل پاییز سال 1390 از بازار مصرف شهر همدان تهیه شد و در کیسه‌های پلی­اتیلنی در شرایط کاملاً بهداشتی به آزمایشگاه منتقل گردید.

   برای تعیین غلظت فلزات مورد ارزیابی از روش هضم مرطوب استفاده شد. بدین ترتیب که پس از جداسازی  بافت­های همبند و چربی همراه نمونه­ها، 15 گرم از هر بافت توسط ترازوی دیجیتال مدل Sartorius Bp121s ساخت کشور آلمان با دقت 0001/0 گرم توزین گردید. آنگاه نمونه­ها به قطعات ریزی خرد شده و در لوله­های فالکون مدرج قرار داده شدند. در ادامه داخل دستگاه هود 30 میلی­لیتر مخلوط آماده شده اسیدپرکلریک و اسید نیتریک با نسبت ۳ به ۷ به نمونه‌های موجود در لوله اضافه شد (9 میلی لیتر اسیدپرکلریک، 21 میلی لیتر اسید نیتریک)، سپس جهت مخلوط کردن، یکنواخت سازی و افزایش سرعت واکنش، نمونه­ها به مدّت 10 دقیقه روی دستگاه شیکر مدل GFL (gcsellschaft fur labortechnik) قرارگرفتند. در گام بعدی نمونه­ها طی دو روز متوالی هر بار به مدت 8  ساعت در حمـام آب جوش (مدل GFL) با دمای۱۰۰ درجه سلسیوس قرار داده شدند. پس از این مراحل، برای حذف هر دام ناخالصی، نمونه‌ها با کاغذ صافی واتمن  شماره 42 فیلتر شدند. پس از هضم نمونه­ها، کاهش حجم ایجاد شدهبا استفاده از آب دو بار تقطیر جبران گردید. در نهایت نمونه­ها به مدت 15 دقیقه در دستگاه سانتریفیوژ مدل B. braun Biotech International ساخت کشور آلمان قرار داده شد و بالاخره به هر نمونه­ 5 قطره پراکسید هیدروژن اضافه گردید تا محلول شفاف­تری به دست آید (Akan et al., 2010 Badiei, 2004;).   

 

آنالیز عنصری نمونه­ها و تعیین غلظت عناصر در نمونه‌های حقیقی

   به منظور قرائت غلظت عناصر مورد ارزیابی از دستگاه نشر اتمی Varian مدل Es-710 ساخت کشور استرالیا استفاده شد. بدین ترتیب که پس از کالیبراسیون دستگاه توسط محلول­های استاندارد در غلظت­های مختلف، محلول­های شفاف آماده شده از نمونه­ها، جهت تعیین غلظت عناصر مورد نظر به دستگاه نشر اتمی تزریق شده و غلظت هر عنصر بر حسب نانوگرم بر میلی لیتر قرائت گردید. در ادامه براساس روابطی ابتدا غلظت­ عناصر بر حسب 15 گرم نمونه (با در نظر گرفتن حجم نمونه) سپس بر حسب یک گرم نمونه، و در نهایت بر حسب ppb در نمونه­های حقیقی محاسبه گردید.

 




پردازش آماری داده‌ها

   این تحقیق شامل دو عامل بود که عامل اوّل دارای 2 سطح و عامل دوّم دارای 3 سطح می­باشد. عوامل بین آزمودنی شامل نوع حیوان (با دو سطح: گاو و گوسفند) و نوع بافت (با 3 سطح: کبد، کلیه، ماهیچه) بود. عوامل وابسته نیز غلظت عناصر آهن، روی، مس، کادمیوم و سرب بود. برای پردازش آماری داده­ها از ویرایش 19 نرم افزار SPSS استفاده شد.

   بدین ترتیب که برای مقایسه میانگین غلظت عناصر مورد ارزیابی در بین بافت­های مشابه دام­های گاو و گوسفند، از آزمون تی مستقل، برای مقایسه میانگین غلظت عناصر مورد ارزیابی در بین تمامی بافت­های دام­های گاو و گوسفند از تحلیل واریانس بین آزمودنی دو طرفه کاملاً تصادفی(آزمون بن فرونی)، برای مقایسه میانگین غلظت هر یک از عناصر در بافت­های مشابه هر یک از دام­ها به صورت مستقل، از آزمون تحلیل واریانس یک ­طرفه (آزمون دانکن) و برای مقایسه میانگین غلظت عناصر مذکور در دام های مورد مطالعه با استاندارد کمیـسیـون اروپا و سازمان بهداشت جهانی از آزمون تی تـک نـمـونه­ای استفاده گردید (and Forson-Adaboh, 2008 ECR, 2006; Adei). همچنین به منظور اطمینان از نرمال بودن داده­ها از آزمون کولموگروف اسمیرنوف استفاده شد و پرت بودن داده‌ها نیز با استفاده از نمودار جعبه­ای بررسی گردید.

 

یافته­ها

نتایج مربوط به غلظت تجمع یافته عناصر مورد ارزیابی در بافت­های مورد مطالعه دام­ها

   میانگین غلظت تجمع یافتهعناصر مورد ارزیابی در بافت‌های مورد مطالعه، انحراف معیار، دامنه غلظت­ عناصر در بافت­ها به تفکیک نوع دام، تفاوت میانگین غلظت تجمع یافته عناصر مورد ارزیابی مابین بافت های گاو و گوسفند و تفاوت بین میانگین غلظت تجمع یافتهعناصر به تفکیک بافت در جدول 1 ارایه شده است. با توجه به نتایج آزمون کولموگروف اسمیرنوف مشخص شد که میانگین غلظت عناصر مورد ارزیابی درتمام بافت­های گاو و گوسفند از توزیع نرمال برخوردار بودند.

   نتایج آزمون تحلیل واریانس بین آزمودنی دو طرفه کاملاً تصادفی (آزمون بن فرونی) نشان داد که تفاوت معنی‌دار بین دو بافت کبد و کلیه؛ کلیه و ماهیچه و کبد و ماهیچه دام­ها از نظر غلظت تجمع یافته عناصر آهن، روی و مس وجود دارد (001/0>P). به عبارتی، میانگین غلظت تجمع یافته عناصر آهن، روی و مس در بافت کبد بیشتر از  بافت کلیه؛ میانگین غلظت تجمع یافته عناصر آهن و مس در بافت کلیه بیشتر از بافت ماهیچه و میانگین غلظت تجمع یافته عنصر روی در بافت ماهیچه بیشتر از بافت کلیه؛ و میانگین غلظت تجمع یافته عناصر آهن، روی و مس در بافت کبد بیشتر از بافت ماهیچه بوده است.

 

نتایج مربوط به بررسی اثر تعاملی نوع حیوان و بافت در تجمع عناصر

   نتایج بیانگر اثر تعاملی نوع دام و نوع بافت در تجمع عنصر آهن بود. لذا، بافت کبد گاو، بافت کبد گوسفند و بافت کلیه گوسفند به ترتیب رتبه­های اول، دوم و سوم را در این زمینه به خود اختصاص داده اند. میانگین غلظت تجمع یافته فلز روی در بافت­های ماهیچه و کلیه گوسفند از مقادیر بالاتری نسبت به گاو و در بافت کبد، گاو از نرخ تجمع بالاتری نسبت به گوسفند برخوردار بوده است.

   همچنین ترتیب تجمع عنصر روی در بافت­ها نشان داد که میانگین غلظت تجمع یافته عنصر روی در بافت کبد بیشتر از ماهیچه و در بافت ماهیچه بیشتر از کلیه بوده است. لذا نتایج نشان دهنده اثر تعاملی نوع حیوان و بافت­ها در تجمع عنصر روی بود. عنصر مس در بافت کبد گاو و ماهیچه گوسفند به ترتیب از بیشترین و کمترین نرخ تجمع برخوردار بوده است. همچنین تفاوتی معنی‌دار مابین دام های گاو و گوسفند از نظر غلظت تجمع یافته عنصر مس وجود داشت (جدول 1). به عبارتی، عنصر مس بیشتر در بافت­های بدن گاو تجمع می­یابد تا بافت های بدن گوسفند. از سویی نتایج نشان دهنده تفاوت بافت­ها در تجمع عنصر مس است. بدین ترتیب که بافت‌های کبد و ماهیچه به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار ذخیره این عنصر را  به خود اختصاص دادند. این امر با توجه به نقش بافت کبد به عنوان "اندام ذخیره" و نیاز ماهیچه به مقادیر پایین مس قابل توجیه است.  چرا که مس در مقادیر بالا برای بافت ماهیچه به خصوص ماهیچه گوسفند سمی می‌باشد. لذا نتایج بیانگر اثر تعاملی نوع حیوان و بافت در تجمع عنصر مس است. که این اثر بیشتر در بین بافت­های کبد و کلیه مشاهده شد.


 

 

 

 

 

جدول 1: مقایسه میانگین (انحراف معیار ± میانگین) غلظت تجمع یافته عناصر مورد ارزیابی به تفکیک بافت­های مورد مطالعه در گاو و گوسفندبر حسب ppb

 

عنصر

حیوان

بافت

کلیه

کبد

ماهیچه

دامنه غلظت عنصر

انحراف معیار± میانگین غلظت عنصر

دامنه غلظت عنصر

انحراف معیار± میانگین غلظت عنصر

دامنه غلظت عنصر

انحراف معیار± میانگین غلظت عنصر

آهن

گاو

24193-1745

9058±627b*

47056-8597

25507±879c

10347-2160

5738±246a***

گوسفند

32946-977

15023±788b*

5738-48416

21150±1219c

1747-8279

4608±186a***

روی

گاو

6897-1257

3633±148a*

23303-1993

12625±574c**

9120-2327

5935±213b

گوسفند

7377-1582

5117±184a*

15486-2470

7917±361c**

9353-2680

6262±219b

مس

گاو

3749-1964

2814±468b

12513-978

5973±336c**

474-192

301±87a***

گوسفند

3242-1582

2655±518b

12138-1177

4287±302c**

355-78

211±71a***

کادمیوم

گاو

2423-1588

2051±230c*

2263-1307

1856±270b**

718-201

381±152a***

گوسفند

2241-1535

1875±159c*

2199-1165

1660±281b**

281-91

192±54a***

سرب

گاو

1271-128

534±355c

987-105

415±272b

426-154

277±65a

گوسفند

957-142

445±244c

580-67

308±133b

447-76

233±108a

* بیانگر اختلاف معنی‌دار آماری میانگین غلظت تجمع یافته عناصر مابین بافت‌های مورد مطالعه گاو و گوسفند بر اساس نتایج آزمون تی مستقلمی‌باشد (001/0>P).

حروف غیر مشترک (a، b و c) در هر ردیف، بیانگر تفاوت معنی‌دار (001/0>P) بین میانگین غلظت تجمع یافته عنصر در بافت‌های بدن هر دام بر اساس نتایج آزمون تحلیل واریانس یک ­طرفه (آزمون دانکن) می‌باشد.

 


نتایج مربوط به ارزیابی شدت اثر نوع دام و بافت در تجمع عناصر

   مشخص گردید که اثر نوع بافت بر میزان تجمع پذیری عناصر کادمیوم، سرب، آهن، روی و مس معنی‌دار است (001/0>P). همچنین شدّت اثر بافت در رابطه با ذخیره­سازی این عناصر بالا بود (جدول 2).

   اثر نوع دام بر میزان تجمع عناصر سرب، روی و مس معنی‌دار بود (001/0>P). در صورتی که شدّت اثر نوع دام بر خاصیت تجمع پذیری عناصر سرب، روی و مس بدون تاثیر ولی اثر نوع حیوان و شدت اثر آن بر مـیزان تجمع­پذیری عنصر کادمیوم معنی‌دار بود (جدول 2).

   اثر نوع دام بر میـزان تجمع پذیری عنصر آهن معنی‌دار نبود. ولی اثر تعاملی نوع حیوان و بافت بر میزان تجمع پذیری عناصر آهن و مس معنی‌دار بود (001/0>P).همچنین شدّت اثر تعاملی نوع دام و بافت در رابطه با تجمع عناصر آهن و مس ناچیز بود (جدول 2).

   اثر تعاملی گونه حیوان و بافت بر میزان تجمع پذیری عنصر روی معنی‌دار بود.همچنین شدّت اثر تعاملی نوع دام و بافت بر میزان تجمع پذیری این عنصر بسیار بالا بود. اثر تعاملی نوع حیوان و بافتبر میزان تجمع پذیری عناصر کادمیوم و سرب معنی‌دار نبود (جدول 2).

   با کاربرد آزمون آماری تی تک نمونه­ای میانگین غلظت تجمع یافته عناصر با استانداردهای بین المللی در سطح اطمینان 95 درصد مقایسه شدند. بدین صورت که در مقایسه با حداکثر غلظت مجاز کمیسیون اروپا، به استثنای عناصر کادمیوم و سرب، میانگین غلظت تجمع یافته سایر فلزات زیر حد مجاز بود. همچنین با توجه به اهمیّت بالای سمیّت عنصر کادمیوم، نتایج مقایسه میانگین غلظت تجمع یافته این فلز با حد استاندارد سازمان بهداشت جهانی بیانگر آن بود که به استثنای بافت ماهیچه در هر دو دام، سایر  بافت­های مورد مطالعه از مقادیر بیش از حد مجاز این عنصر برخوردارند (001/0>P).

 

 

جدول 2: نتایج اثرات عوامل بین آزمودنی بر تجمع عناصر مورد ارزیابی

عامل وابسته

عامل

درجه آزادی

F=

سطح معنی داری (P)

شدّت اثر (2𝛏)

کادمیوم

گونه

1

901/36

000/0

175/0

بافت

2

274/1176

000/0

931/0

بافتÍگونه

2

037/0

963/0

000/0

مس

گونه

1

356/5

022/0

030/0

بافت

2

126/102

000/0

540/0

بافتÍگونه

2

499/3

032/0

039/0

آهن

گونه

1

020/0

887/0

000/0

بافت

2

871/89

000/0

508/0

بافتÍگونه

2

457/7

001/0

079/0

سرب

گونه

1

903/5

016/0

033/0

بافت

2

927/16

000/0

163/0

بافتÍگونه

2

328/0

721/0

004/0

روی

گونه

1

133/4

044/0

023/0

بافت

2

312/54

000/0

384/0

بافتÍگونه

2

011/16

000/0

155/0

کادمیوم، مس، آهن، سرب و روی

خطا

174

 

 

 

 

 

بحث و نتیجه­گیری

   از آنجا که حد مجاز کادمیوم در بافت­های گونه‌های دامی مطابق استاندارد کمیسیون اروپا ppb 50 تعیین شده است، با توجه به نتایج پژوهش، تمامی نمونه­ها اعم از کبد، کلیه و ماهیچه در هر دو نوع دام گاو و گوسفند با اطمینان 95 درصد دارای تجمع بیش از حد مجاز کادمیوم بودند (001/0>P). همچنین مقایسه میانگین غلظت تجمع یافته عنصر کادمیوم با استاندارد سازمان بهداشت جهانی (5/0 میلی­گرم بر کیلوگرم) بیانگر آن بود که بافت­های کلیه و کبد در هر دو دام دارای تجمع بیش از حد مجاز بوده است.

   با توجه به حد مجاز سرب ارایه شده توسط کمیسیون اروپا برای بافت‌های احشام (ppb 10)، تمام نمونه­ها اعم از کبد، کلیه و ماهیچه در هر دو دام گاو و گوسفند با اطمینان 95 درصد دارای تجمع بیش از حد مجاز سرب بودند (001/0>P).

   میانگین غلظت تجمع یافته عنصر کادمیوم در بافت کلیه گاو به ترتیب ppb 2050 و ppb 2000 گزارش شده است (Van der et al., 2011; Qasemi et al., 2012)، که با نتایج این پژوهش (ppb 2051)، شباهت دارد. همچنین Korenekova و همکاران در سال 2002 دامنه غلظت تجمع یافته عنصر کادمیوم در بافت ماهیچه گاو را 456/0-331/0   میلی گرم بر کیلوگرم گزارش نمود، که با نتایج این پژوهش مطابقت دارد. یافته­های پژوهشAranha  (1994) و RogaFranc و همکاران (1996) نیز بیانگر تجمع بیش از حد مجاز عنصر کادمیوم در بافت کلیه دام­ها در کشور لهستان و مشابه یافته­های این پژوهش بود. بنابراین غلظت بالای کادمیوم تجمع یافته در بافت کلیه گوسفند را می‌توان به وجود یک منبع قوی آلاینده در سطح شهر همدان نسبت داد، که به احتمال فراوان مصرف بیش از حد کودهای فسفاته توسط زارعین می باشد. همچنین یافته‌های پژوهش Miranda و همکاران (2005) در خصوص دامنه غلظت تجمع یافته عنصر سرب در بافت کلیه گاو؛ یافته های پژوهش Miranda (2005) و Iwegbue (2008) در خصوص میانگین غلظت تجمع یافته عنصر سرب در بافت کبد گاو نیز با یافته های پژوهش حاضر تشابه دارد (Qasemi et al., 2012).

   از سوی دیگر یافته‌های پژوهش Abou Donia (2008) و Rahimi و همکاران (2009) در خصوص میانگین غلظت تجمع یافته عنصر سرب در بافت کلیه گوسفند؛ یافته‌های پژوهش Schroeder (1991)،  Abou Donia (2008)، Rahimi و همکاران (2009) و Akan و همکاران (2010) در خصوص میانگین غلظت تجمع یافته عنصر سرب در بافت کبد گوسفند نیز بالاتر از حد مجاز گزارش گردیده و با یافته‌های پژوهش حاضر تشابه دارد همچنین یافته‌های پژوهش Abou Donia (2008) و  Nwudeو همکاران (2010 الف) در خصوص میانگین غلظت تجمع یافته عنصر سرب در بافت ماهیچه گوسفند نیز با یافته‌های پژوهش حاضر تشابه دارد (Qasemi et al., 2012).

   با توجه به این که حد مجاز عنصر مس در بافت‌های احشام مطابق استاندارد کمیسیون اروپاppb  20000 اعلام شده است، تمام بافت‌­ها اعم از کبد، کلیه و ماهیچه در هر دو دام با اطمینان 95 درصد در شرایط فقر شدید این عنصر قرار داشتند (001/0>P). یافته‌های پژوهش Korenekova و همکاران (2002) در خصوص میانگین غلظت تجمع یافته عنصر مس در بافت­های کبد و ماهیچه گاو؛ یافته‌های پژوهش Sedki و همکاران (2003)، Miranda و همکاران (2005)، Blanco-Penedo و همکاران (2006) و Iwegbue (2008) در خصوص دامنه غلظت تجمع‌یافته عنصر مس در بافت کبد گاو و  یافته‌های پژوهش Miranda و همکاران (2009) و Nwude و همکاران (2010 الف و ب) در خصوص دامنه غلظت تجمع یافته عنصر مس در بافت‌های ماهیچه و کلیه گاو نیز غالباً مشابه نتایج این پژوهش می­باشند (Qasemi et al., 2012).

   با توجه به این که حد مجاز عنصر روی در بافت­های احشام مطابق استاندارد کمیسیون اروپا ppb 50000 می‌باشد، تمامی بافت‌ها اعم از کبد، کلیه و ماهیچه در هر دو دام با اطمینان 95 درصد در شرایط فقر شدید این عنصر قرار داشتند (001/0>P). یافته‌های پژوهش Miranda و همکاران (2005)، Blanco-Penedo و همکاران (2006) و Nwude و همکاران (2010) در خصوص دامنه غلظت تجمع یافته عنصر روی در بافت‌های کبد، ماهیچه و کلیه گاو نیز مشابه نتایج این پژوهش می­باشند (Qasemi et al., 2012).

   با توجه به اینکه حد مجاز آهن در بافت­های احشام مطابق استاندارد کمیسیون اروپا ppb 40000 اعلام شده است، تمامی بافت­ها اعم از کبد، کلیه و ماهیچه در هر دو دام با اطمینان 95 درصد در شرایط فقر شدید این عنصر قرار داشتند (001/0>P). دامنه غلظت تجمع یافته عنصر آهن در بافت‌های کبد، ماهیچه و کلیه گاو حاصل از سایر پژوهش‌ها از جمله Korenekova و همکاران (2002)، Miranda و همکاران (2005)، Blanco-Penedo و همکاران (2006)، Iwegbue (2008)، Akan و همکاران (2010) و  Nwude و همکاران (2010 الف و ب) در مقایسه با نتایج این پژوهش تفاوت نشان می‌دهد، که دلیل این موضوع را می‌توان به توسعه یافتگی اندک استان همدان و عدم چرای گاوها در مناطق صنعتی ­نسبت داد (Qasemi et al., 2012).

   به طور کلّی نتایج پژوهش بیانگر آن بود که میانگین غلظت اکثر فلزات مورد ارزیابی در بافت‌های بدن گاو به علت قدرت تحمّل بیشتر در برابر تجمع فلزات سمی، بیش از گوسفند بوده است. همچنین میانگین غلظت عناصر آهن و مس در بافت کبد بیش از سایر بافت­ها بود، که این موضوع با توجه به نقش بافت کبد به عنوان "اندام ذخیره احشام"، قابل توجیه می باشد. فلز روی در بافت ماهیچه از میانگین غلظت بالاتری برخوردار بود که می توان این موضوع را به انباشت این عنصر به ترتیب در بافت‌های استخوان­، ماهیچه و در نهایت کبد نسبت داد. همچنین بافت ماهیچه از کمترین مقدار ذخیره عنصر مس به علت سمّیت این عنصر برخوردار بود. همچنین میانگین غلظت عناصر سمی کادمیوم و سرب در بافت کلیه بالاتر از سایر بافت­ها بود، که این موضوع نیز با توجه به نقش بافت کلیه به عنوان "عضو دفع فضولات"، قابل توجیه است.

   در خاتمه به منظور حفظ سلامتی مصرف کنندگان مواد غذایی، به ویژه فرآورده‌های پروتیینی می‌توان به مواردی همچون: افزایش اقدامات و کنترل­های بهداشتی دام­ها در مناطق آلوده؛ ارزیابی اثرات بوم‌شناسی منفی و مثبت بر محیط زیست ناشی از استخراج واحدهای صنعتی؛ رعایت استانداردهای محیط زیستی در احداث و راه‌اندازی صنایع و معادن و اجرای آن‌ها؛ پایش منظم فرآورده‌های غذایی؛ تفکیک کاربری صنعتی از کشاورزی و دامپروری در طرح‌های آمایش سرزمین؛ دقت در به کارگیری کودهای شیمیایی و استفاده از کودهای فسفاته با درصد پایین کادمیوم در امور کشاورزی؛ جلوگیری از چرای دام‌ها در نزدیکی جاده‌ها، مناطق صنعتی، ایستگاه انتقال و مکان دفن زباله و اصلاح جیره غذایی دام‌های مبتلا به کمبود عناصر مغذی به وسیله مکمل­های معدنی مانند سولفات مس برای دام‌های مبتلا به کمبود مس و سولفات یا اکسید روی برای دام‌های مبتلا به کمبود روی اشاره نمود.

  • بدیعی، خلیل (1382). بررسی میزان منگنز در خون، کبد، قلب، ماهیچه، طحال، کلیه و مو در شترهای منطقه یزد. مجله پژوهش و سازندگی، شماره 64، صفحه: 84-81.
  • رحیمی، ابراهیم.، کاظمینی، حمیدرضا و خراط طاهر دل، علی اکبر (1388). باقی‌مانده سرب در عضله، کبد و کلیه در کشتارگاه فلارجان اصفهان. مجله دامپزشکی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، سال سوم،                                                                                                                                                                                                                                                                                     شماره اول، صفحه: 428-421.
  • رکنی، نوردهر (1383). اصول بهداشت مواد غذایی. چاپ پنجم، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، شماره 2208، صفحه 49-47.
  • قاسمی، مریم.، سبحان اردکانی، سهیل و ریاحی خرم، مهدی (1391). تعیین غلظت عناصر آهن، روی، مس، کادمیوم و سرب در بافت های کبد، کلیه و ماهیچه گاو و گوسفندهای توزیع شده در بازار مصرف شهر همدان در سال 1390. پایان نامه کارشناسی ارشد محیط زیست، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان.
  • گریسی، جوزف.، کالینز، دیوید. س و هیوی، روبرت. ج. (2008). بهداشت گوشت، جلدهای دوّم و سوم. ترجمه خانقاهی ابیانه، حمید.، رکنی، نوردهر.، سالار آملی، جمیله.، فضل آرا، علی.، قراچه داغی، یوسف.، قراگوزلو، محمدجواد و نوری، نگین.، مؤسسه انتشارات دانشگاه تهران. تهران، صفحه 270-224.

                     

  • Abou Donia, M.A. (2008). Lead Concentrations in Different Animals Muscles and Consumable Organs at Specific Localities in Cairo. Global Veterinaria, 2 (5): 280-284.
  • Adei, E. and Forson-Adaboh, K. (2008). Toxic (Pb, Cd, Hg) and essential (Fe, Cu, Zn, Mn) metal content of liver tissue of some domestic and bush animals in Ghana. Food Additives & Contaminants: Part B, 1(2): 100-105.
  • Akan, J.C., Abdulrahman, F.I., Sodipo, O.A. and Chiroma, Y.A. (2010). Distribution of Heavy Metal in the Liver, Kidney and Meat of Beef, Mutton, Caprine and Chicken From Kaasuwan Shanu Market in Maiduguri Metropolis, Borno State, Nigeria. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2(8): 743-748.
  • Aranha, K. (1994). Environmental Chemistry. 3rd Edition, New Age International Ltd. publisher, New Delhi, pp. 213-219.                                                                                                             
  • Badiei, K. (2003). Measurement of manganese concentrations in serum, liver, heart, muscle, spleen and hair in dromedary camels of Yazd province. Pajouhesh & Sazandegi, 64: 81-84 (In Farsi).
  • Blanco-Penedo, I., Cruz, J.M., Lopez-Alonso, M., Miranda, M., Castillo, C., Hernandez, J. and Benedito, J.L. (2006). Influence of copper status on the accumulation of toxic and essential metals in cattle, Environment International, 32: 901-906.
  • Brito, G., Díaz, C., Galindo, L., Hardisson, A., Santiago, D. and García, M.F. (2005). Levels of metals in canned meat products: Intermetallic correlations. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 44(2): 309-316.
  • European Commission Regulation. (2006). No 1881/2006, Setting maximum levels for certain contaminants in foodstuff. Official Journal of the European Union, L 364: 524.
  • Gracey, G.F., Collins, D.S., Huey, R.J. Translated by Khaneghahi, H., Rokni, N., Salar Amoli, J., Fazlara, A., Gharatchedaghi, Y., Gharagozloo, M., Nouri, N. (2008). Meat Hygiene. 1st. Tehran University Press, Vol 2 and Vol 3, pp. 224-250 [In Farsi]
  • Hunter, B.A., Johnson, M.S. and Thompson, D.J. (1987). Ecotoxicology of copper and cadmium in a contaminated grassland ecosystem. III small mammals. Journal of Applied Ecology, 24: 601-614.
  • Iwegbue, C.M.A. (2008). Heavy Metal composition of Livers and Kidneys of cattle from southern Nigeria. Veterinarski Archiv, 78: 401-410.
  • ­Jorhem, L., Slorach, S. and Sundstrom, B. (1991). Lead, cadmium, arsenic and mercury in meat, liver and kidney of Swedish pigs and cattle in 1984-88. Food Additives and Contaminants, 8(2): 201-211.
  • Korenekova, B., Skalicka, M., Nai, P. (2002). Concentration of some heavy metals in cattle reared in the vicinity of a metallurgic industry. Veterinarski Archiv, 72(5): 259-267.
  • Lopez-Alonso, M., Benedito, J.L., Miranda, M., Castillo, C., Hernandez, J. and shore, R.F. (2002). Cattle as bio monitors of soil arsenic, copper and zinc concentration in Galicia (NW Spain). Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 43: 103-108.
  • Macrae, R., Robinson, R.K. and Sadler, M.J. (Editors). (1993). Encyclopedia of Food Science. Food Technology and Nutrition, Academic Press, London, pp. 212-214.
  • Miranda, M., Lopez-Alonso, M., Castillo C., Hernandez J. and Benedito, J.L. (2005). Effects of moderate Pollution on Toxic and trace metal levels in calves from a Polluted area of Northern Spain. Environment International, 31: 543-548.
  • Miranda, M., Benedito, J.L., Blanco-Penedo, I., Lopez-Lamas, C., Merino, A. and Lopez-Alonso, M. (2009). Metal accumulation in cattle raised in a serpentine soil area: Relationship between metal concentrations in soil, forage and animal tissues. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 23: 231-238.
  • Nwude, D.O., Okoye, P.A.C. and Babayemi, J.O. (2010a). Heavy Metal Levels in Animal Muscle Tissue: A Case Study of Nigerian Raised Cattle. Research Journal of Applied Sciences, 5(2): 146-150.
  • Nwude, D.O., Okoye, P.A.C. and Babayemi, J.O. (2010b). Assessment of accumulation of heavy metals in the kidney of cattle as a function of seasonal variation. Africa Journal of Animal and biomedical Sciences, 5(3): 1-8.                           
  • Qasemi, M., Sobhanardakani, S. and Riahi Khoram, M. (2012). Assessment of Fe, Zn, Cu, Cd, Pb concentrations in liver, kidney and muscle of cattle and sheep marketed in Hamedan city. MS. Thesis, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Iran. (In Farsi) 
  • Rahimi, A., Kazemaini, H.R. and Kharattaherdel, A.A. (2009). Lead Residue in muscle, liver and kidney in Slaughtered sheep in Falavarjan slaughterhouse, Esfahan Province. Journal of Veterinary Medicine, 3(1): 421-426 (In Farsi).
  • Roga-Franc, M., Kosla, T. and Rokicki, E. (1996). Cadmium concentration in organs of dairy cows depending on that element contents in meadow cover. Mengen-Spurenelem, Arbeistag, pp. 393-397.
  • Rokni, N. (2004). Foodstuffs Hygiene Principles. University of Tehran Press. 5th, No: 2208. 47-49 (In Farsi).
  • Schroeder, G.S. (1991). Lead and cadmium contents in meat, liver and kidney samples from lambs and sheep. Fleischwirtschaft, 71: 1435-1438.
  • ­Sedki, A., Lekouch, N., gamon, S. and Pineau, A. (2003). Toxic and essential trace metals in muscle, Liver and Kidney of bovines from a polluted area of Morocco. Science of the Total Environment, 317: 201-205.
  • ­Spears, J.W., Harvey, R.W. and Samell, L.J. (1986). Effects of dietry nickel and protein on growth, nitrogen metabolism and tissue concentrations of nickel, iron, zinc, manganese and copper in Calves. Journal of Nutrition, 116: 1873-1882.
  • Van der Fels-Klerx, I., Romkens, P., Franz, E. and Van Raamsdonk, L. (2011). Modeling cadmium in the feed chain and cattle organs. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, 15 (S1): 53-59.