Health effects, bioaccumulation and detoxification of metals in large herbivores.

Health effects, bioaccumulation and detoxification of metals in large herbivores.
Main goals:
- study the effects of metals in horses and cattle by measuring different biomarkers and parameters.
- study bioaccumulation and detoxication capacity of horses and cattle
- create a new nondestructive monitoring procedure, to predict health effects and accumulation levels in large herbivors

This research is financed by IWT en is also in cooperation with the European BERISP project.

Abstract (Dutch):
Metaalverontreiniging behoort wereldwijd tot één van de belangrijkste milieuproblemen. Wanneer bioaccumulatie van metalen bij een organisme wordt onderzocht vormen lever en nieren meestal de onderzoeksorganen bij uitstek omdat voornamelijk dáár detoxificatie optreedt.
Tijdens dit onderzoek zullen de nadelige effecten van metalen bij runderen en paarden worden bestudeerd op verschillende niveaus van biologische organisatie en zal de accumulatie en de detoxificatiecapaciteit worden bepaald. Dit zal enerzijds worden onderzocht aan de hand van de relatie tussen interne metaalgehaltes in lever, nier, long en spier, en metaalconcentraties in niet-destructieve stalen (bloed, haar en mest). Anderzijds zullen verschillende biomerkers worden gemeten in het bloed en de organen. De belangrijkste biomerkers die samen met hematologische parameters gemeten worden in het bloed zijn ALAD, ALT en AST. In de lever en de nieren zal de metallothioneïne concentratie worden bepaald, als een biomerker van blootstelling aan cadmium. Enkele organen zullen bijkomend pathologisch worden geanalyseerd op weefsel en/of celschade. Er zal ook worden onderzocht of er een verband bestaat tussen de graad van accumulatie enerzijds en de parasitaire infectiegraad en chronische stress anderzijds. Verder zal er worden nagegaan in welke mate grazers hun voedingsgedrag aanpassen aan deze vervuiling en zal de opname-efficiëntie van beide soorten grazers worden bestudeerd. Ten slotte zal een nieuwe monitoringsprocedure ontwikkeld worden waarbij op een snelle niet-destructieve manier een indicatie van de graad van accumulatie en de mogelijke negatieve effecten kan worden verkregen.
De studiedieren die gebruikt zullen worden zijn Konik paarden en Galloway runderen uit natuurgebieden en melkkoeien en particuliere paarden die geslacht worden. De selectie van de dieren gebeurt op basis van leeftijd, geslacht en blootstellingsduur.

Abstract (English):
Metal pollution is worldwide one of the most important environmental issues. When accumulation of these metals in organisms is studied, liver and kidney are mostly used because of there detoxification capacity.
During this study, the effects of metals on horses and cattle will be determined together with their metal accumulation and detoxification capacity. The relation between internal metal concentrations in liver, kidney, muscle and lung and non-destructive tissues (blood, hair and feces) will be measured. Different biomarkers in blood and organs will also be measured. The most important biomarkers that will be measured in blood are ALAD, AST and ALT together with hematological parameters. In liver and kidneys, the metallothionein concentration will be measured as a biomarker of exposure to cadmium. Of some organs, a pathological analysis will be conducted. A possible relationship between accumulation and parasite load and chronicle stress will be investigated. During the experimental part of the study, the possibility of avoidance behavior for polluted hay will be investigated together with the assimilation mechanisms of both types of grazers. At last an new non-destructive monitoring procedure will be developed to get an indication of the degree of accumulation and possible health effects.
The animals that will be used in this study are Konik horses and Galloway cattle from nature reserves and dairy cattle and horses that will be slaughtered. All animals will be selected based on age, sex and exposure time.