Levels and effects of indoor contaminants in European pets

Abstract

Humans and animals are frequently exposed to harmful contaminants; including metals that may induce deleterious effects as for example DNA damage. Pet cats and dogs have been reported as good sentinels for human beings in the identification of potential health hazardous substances, since they share the same indoor environment as their owners. In the present work the levels and potential effects of metals in companion animals were evaluated. The concentrations of metals in dog food and blood were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and the levels of metallothioneins quantified by differential pulse polarography (DPP). The levels of chromium (Cr), cooper (Cu), lithium (Li), nickel (Ni), lead (Pb) and zinc (Zn) in dry food samples were higher than the ones found in wet ones. An opposite trend was established for cadmium (Cd) that exhibited higher levels in wet food samples. For all samples analyzed, the concentrations of metals were always below the maximum recommended levels set by the National Research Council suggesting that food is not being responsible for an excessive intake of metals. The concentrations of Cd, Cr, Cu, Li, Ni, Pb and Zn in blood samples varied between <0.2x10-3 - 17.9x10-3; 430x10-3 - 771x10-3; <0.9x10-3 – 10.1x10-3; <0.6x10-3 - 480 x10-3; 16.9x10-3 – 72.4x10-3 and 3.06 – 4.46 μg.g-1. Those values are within the reference range and were not significantly correlated with MTs levels. In this study the DNA damage in pet cats and dogs was also assessed, using comet assay. The DNA damage is relative low (<22.9% in cats and <32.3% in dogs) and no significant differences were detected between the two species. Similarly, no significant differences were detected for both cats and dogs and the following factors: gender, age, health status, residence, location and diet. Overall this thesis demonstrates that for the studied animals’ metal contamination doesn’t seem to be a major problem and that they are not currently exposed to chemicals that induce severe DNA damage.

Os humanos e os animais estão frequentemente expostos a contaminantes potencialmente perigosos, incluindo metais que podem induzir efeitos nocivos tal como danos no DNA. Gatos e cães têm sido considerados como bons sentinelas para a espécie humana na identificação de substâncias potencialmente perigosas dentro de casa, uma vez que eles partilham o mesmo ambiente que os seus donos. No presente estudo foram avaliados os níveis e os potenciais efeitos dos metais em animais de companhia. As concentrações de metais na ração de cães e no seu sangue foram determinados através de inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) e os níveis de metalotioninas (MTs) quantificados através de differential pulse polarography (DPP). Os níveis de crómio (Cr), cobre (Cu), lítio (Li), níquel (Ni), chumbo (Pb) e zinco (Zn) estavam mais aumentados na ração seca do que na ração húmida. Contrariamente, o cádmio (Cd) apresentou valores mais elevados nas amostras de ração húmida. Para todas as amostras analisadas a concentração de metais foi sempre inferior ao nível máximo recomendado pelo National Research Council, o que sugere que a ração não é responsável por uma excessiva ingestão de metais. As concentrações de Cd, Cr, Cu, Li, Ni, Pb e Zn em amostras de sangue de cães variou entre: <0.2x10-3 - 17.9x10-3; 430x10-3 - 771x10-3; <0.9x10-3 – 10.1x10-3; <0.6x10-3 - 480 x10-3; 16.9x10-3 – 72.4x10-3 and 3.06 – 4.46 μg.g-1. Estes valores estão dentro do intervalo de referência e não estão correlacionados estatisticamente com os níveis de MTs. No presente estudo os danos de DNA em gatos e cães também foram determinados pelo ensaio de cometas. Os danos no DNA foram relativamente baixos (<22.9% em gatos e <32.3% em cães) e não foram detectadas diferenças significativas para ambas as espécies. Do mesmo modo, não se detectaram diferenças significativas relativamente aos gatos e cães e os seguintes factores: género, idade, estado de saúde, residência, localização geográfica e dieta. De modo geral, esta tese demonstrou que a contaminação por metais não parece ser um problema para os animais estudados e, ainda, que estes animais, actualmente, não estão expostos a químicos que induzem danos severos no DNA.