过氧化氢酶活性在布朗贻贝(进行进行)在急性镉、铅和铜暴露和净化试验

文摘

布朗贻贝(进行进行)受到镉(Cd)、铅(Pb)和铜(铜)浓度下急性暴露和exposure-depuration测试生化生物标志物过氧化氢酶(CAT)的估计。急性试验表明积累Cd、铅和铜进行进行线性相关与暴露浓度(,,乳糜泻、铅和铜、职责)。猫的结果显著增加组织治疗的贻贝相比72 h后曝光控制。总蛋白的值在暴露组相比,控制干扰。这些结果表明,代谢物和过氧化氢酶活性受到重金属暴露的影响。使用斯皮尔曼等级相关系数分析表明,猫活动似乎有显著正相关关系(,,乳糜泻、铅和铜、职责)积累的Cd,铅、铜浓度,分别。exposure-depuration测试的结果表明,有一种普遍的猫在净化阶段减少的趋势,表明过氧化氢酶的诱导是金属和/或混合金属的依赖。

1。介绍

沿海地区接收大量的金属污染的农业和工业活动(1]。在阿尔及利亚,金属痕迹,在表面和海水和沉积物港口,源自工业活动,即制革厂和造纸厂(Cd、锌、铜、汞、铬、镍),废水(锌、铜、镉、铅、镍),和农业矿产农药的不当使用2- - - - - -9]。

此外,重金属污染是一个严重的问题,由于其毒性和能力积累的生物群(10]。在细胞水平上,重金属通常参与氧化应激,导致生产活性氧(ROS) (11]。包括超氧化物自由基(活性氧)、过氧化氢(H₂O₂)和氢氧自由基,所有这些影响主要是脂类,蛋白质,碳水化合物,和核酸11]。

此外,抗氧化酶的重要性通常强调预防氧化压力活性氧的清除。等抗氧化系统由几个酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPx) [11,12]。过氧化氢酶(EC 1.11.1.6),虽然不是对一群污染物,已被证明是一个抗氧化防御的一部分。过氧化氢酶清除过氧化氢在基底细胞有氧代谢或pollution-enhanced后精子的生成可以在公差范围内的生物13]。除此之外,它已经表明,猫的活动是诱导金属接触动物,一些环境参数和化学物质污染11,14]。

在所有种类的水生生物,布朗贻贝(进行进行)已被广泛应用于水生环境的质量评价(15- - - - - -17]。本研究选择进行进行作为试验动物,旨在调查镉的影响,铅和铜对过氧化氢酶活动,总蛋白质和生物体内积累,暴露的相关性在72 h。在另一部分中,我们调查的过氧化氢酶可逆性exposure-depuration测试(72 h / 10天),如果过氧化氢酶的诱导金属和/或混合金属的依赖。

2。材料和方法

贻贝进行进行(壳长4.5 - -5.5厘米)收集从自然Figuier床,Boumerdes、阿尔及利亚(36°46 05.38′′N, 3°28 37.92′′E)。集合后,贻贝被立即送到实验室和环境适应与曝气坦克自然过滤海水一段15天。股票的解决方案的镉、铅和铜被溶解的金属盐刚做好的硫酸镉、硝酸铅(II),二水氯化铜(II)在去离子的水(双蒸馏)。每天新鲜的股票的解决方案准备。这些解决方案是连续稀释毒性试验的实验浓度。实验方法包括静态更新(24小时更新)测试。此外,对于所有的测试(曝光,exposure-depuration)、贻贝分为矩形聚苯乙烯托盘42××28日19厘米(每托盘15贻贝)总量的20 L的海水/托盘。此外,在曝光测试中,标本贻贝受到镉(Cd)、铅(Pb)和铜(铜)在不同浓度(Cd, Pb:从0.05到8 mg·L⁻¹;铜:从0.005到0.025 mg·L⁻¹)72 h(暴露阶段)。一个托盘与纯海水作为控制。然而,在exposure-depuration测试,贻贝受到镉(mg·L⁻¹)、铅(mg·L⁻¹)、铜(mg·L⁻¹)和混合物()72 h,然后被转移在一个干净的水10天(净化阶段)。同时,与纯海水作为控制盘。

2.1。一些水介质的物理化学性质和营养盐类溶解

物理化学性质和营养每天测量介质,水之前和之后的每一个更新(24小时更新)。(°C)测定温度,盐度(事业单位)、溶解氧(mg·L⁻¹pH值),并使用一个multiparametric YSI 556。氨(NH_3、4)、氮氧化氮()、硝酸盐氮()和正磷酸盐()估计遵循标准分析方法(18]。

2.2。生化决定

为了确定蛋白质水平和过氧化氢酶活性,15幸存下来测试动物的组织样本收集从每个托盘的最后阶段曝露试验(72 h)。此外,在exposure-depuration测试3到4贻贝收集从每个托盘72 h后接触阶段。exposure-depuration第二阶段的测试(净化阶段),收集贻贝在选定天(1日4日、7日和10日)。以确保稳定的细胞器和pH值,5 g贻贝组织最初接受了同质化的冷冻灰浆混合速度的1/10 w / v三(羟甲基)氨基甲烷20毫米缓冲区,pH值7.8,然后是离心机在10000 g为30分钟4°C。获得的上层清液(S9分数)是用来确定蛋白质的水平,猫的活动。

2.2.1。血清总蛋白

蛋白质化验了洛瑞的方法等。19)与Folin-Ciocalteu相结合的双缩脲反应和反应试剂。上层清液样本获得以上(S9分数)稀释到1/5,1/8,1/10。加入5毫升Lowry试剂后,混合均质10分钟,然后完成0.5毫升Folin-Ciocalteu试剂新鲜稀释至1/2。在黑暗中搅拌后,临时休息至少30分钟,吸光度是读分光光度计在660海里。建立了校准范围从牛血清白蛋白(BSA)的解决方案,股票标准7.6 g %。

2.2.2。过氧化氢酶活性

猫的活动是由Lartillot的方法被阿特利et al。20.]。动能的方法是跟踪活跃的酶的数量单位时间(出现或消失)。五十L (S9分数是添加到100年L 30%的H₂O₂解决方案和2.4毫升75毫米磷酸盐缓冲剂的pH值7,然后放置在试管分光光度计的动力学模式。过氧化氢的分解是在动态模式下监控2分钟的280海里。

2.3。金属分析

金属分析,每个单独的软组织在烤箱干70°C 48 h (21然后用王水消化或pseudototal消化(HCl-HNO₃- h₂在95°C O)两个小时直到解决方案是明确的5]。解决方案是与去离子水稀释至100毫升(双蒸馏)和用于化学分析。镉、铅和铜被分析通过原子吸收分光光度法类型珀金埃尔默分析师700;用空气乙炔氧化焰来源。原子吸收光谱法的测定极限水平机Cd (II)、Pb (II)、铜(II)离子0.03 mg·L⁻¹,0.2毫克·L⁻¹和0.2 mg·L⁻¹,分别。

攻击被监控的质量认证的国际标准浓度分析,提供的日本国际协力机构(JICA)在阿尔及利亚。我们作为标准鳕鱼组织(CRM 74026年,认证的浓度、铜:mg·公斤⁻¹干重)。

2.4。统计分析

处理所有数据使用SPSS 17.0对Windows软件。所有参数检测在统计学上相比单向方差分析和LSD多重比较检验手段。生物化学和化学参数之间的关系被斯皮尔曼等级相关的计算。统计分析是表示为±SD,被认为是重要的,被认为是非常重要的。

3所示。结果与讨论

3.1。急性毒性

3.1.1。一些水介质的物理化学性质和营养盐类溶解

表1显示任何显著差异的物理化学性质的平均差异和营养盐类溶解测试之前和之后的海水。此外,非生物参数的变化所带来的影响已报告在猫活动和生物体内积累重金属的12,22- - - - - -26]。此外,温度和盐度影响滤过率的贻贝和消耗的氧气量。结果,影响营养吸收,因此外源性物质吸收(7,13]。之上(2011)(12]报道的变化环境条件(温度、pH值、氧气水平,盐度,过渡金属离子和铁)已知抗病诱导剂的水生动物氧化应激。此外,Khessiba et al。24)报道,猫活动增加Mytilus galloprovincialis温度和盐度的增加。在目前的研究中,非生物因素可能不太重要的影响相比,重金属污染的压力对于我们的标本。事实上,测量获得的生物标志物(猫)和生物体内积累重金属的贻贝的直接结果是金属污染的影响。

3.1.2。组织金属含量

表2表明,Cd的积累、铅和铜p .佩纳浓度。此外,金属积累在贻贝增加线性增加浓度的金属介质。的相关系数值之间的金属溶液中的浓度和累积的贻贝Cd,铅、铜和0.794,0.891,和0.985,分别。

此外,在重金属的积累过程,积累机制是全面吸收、代谢和排泄过程(22]。本文在生物体内积累增加暴露标本建议的能力p .佩纳具有这些金属在他们的组织。此外,双壳类的生物富集能力暴露金属污染在实验室已经证明在其他海洋贻贝等Mytilus galloprovincialis(22),佩纳冬青(27),而贝壳类(28]。此外,明显的生物积累表明分区之间的这种化合物海水和贻贝是一个重要的积累机制,以及在达到稳定状态后治疗时间短。此外,Kamaruzzaan et al。27)报道,基本重金属在生物体内积累的速率佩纳冬青是速度比不必要的金属。本文基于积累水平的组织进行进行的生物体内积累镉、铅、铜和铜跟随这个秩序^{2 +}>铅^{2 +}> Cd^{2 +}。这些结果与研究在生物体内积累的速率遵循这个顺序铁>锌>铜>有限公司>铅> Cd [27]。

3.1.3。血清总蛋白

进行进行接触镉、铅和铜显示代谢物的变化。总蛋白的值没有显著更高((0.25)的暴露浓度和6 mg·L⁻¹镉与控制相比(图)1(一))。此外,蛋白质的总体水平显著降低()镉浓度(0.005 mg·L⁻¹)。此外,镉的浓度(0.1,0.15,0.20,0.50,2,3,4,6,8毫克L⁻¹72 h后显示无显著差异暴露与控制(图相比1(一))。然而,的值(总蛋白显著高于)所有的暴露浓度的铅与控制(图相比1 (b))。然而,组织的蛋白质的平均值p .佩纳贻贝为0.005 mg·L⁻¹铜暴露接触72 h后显示无显著差异。此外,血清总蛋白的值没有显著降低()的暴露浓度(0.015和0.025 mg·L⁻¹铜)与控制(图相比1 (c))。此外,疲软的总蛋白的水平之间的相关性和暴露浓度(,,乳糜泻、铅和铜、职责)表明,蛋白质的总体水平没有变化与线性的Cd,铅,铜治疗p .佩纳。

蛋白质储备似乎受到化学污染物的影响(25,26]。然而,拉库马(2013)(26)报道,代谢物的贻贝总蛋白的水平可以影响重金属暴露。在低或高镉、铅和铜的浓度,和生理浓度的H₂O₂氨基酸、蛋白质损伤仅限于修改特定金属结合位点(25]。此外,拉库马和约翰·弥尔顿(25)观察到蛋白质总量的增长水平佩纳冬青暴露于不同浓度的铅、镉、锌、铜接触但无显著变化。此外,蛋白质含量无显著差异被Borković报道等内容。29日在贻贝m . galloprovincialis收集在一个地方,以密集的工业污染在冬春季节。然而,拉库马(2013)(26)报道,总蛋白水平佩纳籼明显减少三价砷的浓度增加短期毒性试验。不过,据Mosleh et al。30.),消耗的蛋白质是一个早期防御化学反应压力。因此,消耗的蛋白质含量可以归因于蛋白质分解代谢,以应对能源需求。克服压力,生物需要大量的能量,这种需求可以诱导蛋白质分解代谢;此外,蛋白质含量的减少可能是由于脂蛋白的形成将用于修复损伤的细胞,组织和器官(31日]。

3.1.4。过氧化氢酶的活动

进行进行接触镉、铅和铜显示猫抗氧化酶的变化。此外,所有治疗组显示,过氧化氢酶活性显著增加与介质中的浓度增加(数据2(一个),2 (b),2 (c))。此外,72小时后曝光,非常显著增加(观察),过氧化氢酶活性在8日8和0.025 mg·L⁻¹镉、铅和铜组,分别为(,,U·毫克⁻¹的蛋白质,职责),与对照组相比。

除此之外,在双壳类猫活动增加与组织负担伴随着重金属(32]。猫是主要的食腐动物的H₂O₂在细胞中。猫活动增加目前看到接触微量金属p .佩纳进一步表明污染压力升高的形成率H₂O₂。这些结果与报道的拉库马和约翰·弥尔顿25)观察到一个明显的感应的过氧化氢酶佩纳冬青Cd,铜、铅和锌在短期毒性试验。此外,这些结果与其他研究发现,猫活动增加在网站含有金属(33]。此外,提升活动的猫被报道Mytilus galloprovincialis在亚得里亚海29日]。季节性改变猫活动测定消化腺的棕色的贻贝p .佩纳(16]。

然而,一些重金属在蛋白质结构和催化网站需要和被视为必不可少的金属;其他没有一个已知的生物功能,因此被认为是不必要的金属(34]。此外,猫机制也可以更好的理解通过控制物种形成的镉、铅和铜的金属离子之间的相互作用中起着基本的作用和生物35]。此外,微量金属抗氧化防御酶的影响当比较不同物种更明显。微量金属似乎直接影响抗氧化防御酶由于生物因素,调节波动的防御系统(36]。

因此,金属离子是众所周知的诱导的氧化应激(12,25,26]。他们可以通过两种不同的刺激ROS生产机制。第一个是相关的干扰metal-related流程和第二个通过离子与自由基的生成与多变的价(过渡金属离子)通过Haber-Weiss反应(12]。此外,镉和铅,典型的不重要的和必不可少的金属,通常是发现在环境由于相似的特性,但生理上他们有不同的属性。他们两人现在高于临界水平时可以有毒(37]。此外,镉和铅不是过渡金属;相反,铜(氧化还原活性金属)间接诱导活性氧的生产和脂质过氧化作用的影响的抗氧化系统和影响生理贻贝(12,25]。巯基集团决定金属的水平有很高的亲和力和总蛋白水平可能是有益的在评估金属的毒性38]。

此外,污染物的存在可能是负责高架猫的活动组织p .佩纳。摘要感应的猫观察组织接触镉,铅和铜表明更大的利用猫为了消除金属出现在这些海洋媒体。此外,铅改变过滤和同化率(39),应激蛋白的表达变化(40,减少免疫在贻贝(41]。此外,铅将谷胱甘肽,谷胱甘肽水平降低42]。类似的反应的谷胱甘肽水平降低贻贝所示进行进行,作为氧化应激的指标15]。铅诱发氧化应激在贻贝,表明铅,以及其他金属,能引起法律流程外包和活性氧的生产43]。与镉和铅、铜在水生动物体内平衡需要监管的吸收、运输和排泄。然而,有一些相关的这些过程在水生生物特异性臂以及肠道吸收的可能性。两种方式都有效但是取决于很多因素,是高度监管过程44]。

在这项研究中,低浓度的铜0.035 mg·L⁻¹是致命的24小时博览会期间因为没有贻贝幸存下来。相反,Cd和Pb不引起急性生理或生化损伤进行进行而铜。看来,这两种金属的毒性只发生在慢性暴露。然而,镉和铅,不同于铜、氧化还原活性金属的毒性作用是诱导主要通过作用于蛋白质的巯基组(12,45]。因此,有可能是金属的浓度所需的Cd^{2 +}和铅^{2 +}引进这种反应酶远低于那些导致生物体或危机可见海洋生态系统的退化。除此之外,猫活动的变化与其他研究结果一致,表明减少和增加活动接触镉、铜、铅和锌(46]。在这项研究中,猫活动的感应程度可分为如下:猫(铜^{2 +})>猫(Cd^{2 +})>猫(Pb^{2 +})。然而,统计结果显示,猫在组织(呈极显著的正相关关系,,,Cd、铅和铜、职责)积累的Cd,铅和铜的组织进行进行72 h后曝光(表3)。

3.2。Exposure-Depuration测试

数据3(一个),3 (b),3 (c),3 (d)过氧化氢酶的诱导和返回活动后的初始水平exposure-depuration测试(72 h / 10天)。总体而言,在所有exposure-depuration测试,一个高度显著()增加猫活动期间观察外源性物质相接触的测试(Cd、铅、铜、和混合)。重要的感应(高)是记录72 h后接触(U·毫克⁻¹蛋白质)的混合铜镉(mg·L⁻¹)、铅(mg·L⁻¹)、铜(mg·L⁻¹相比),控件(U·毫克⁻¹的蛋白质)。

此外,最低的平均差异的物理化学性质和营养盐类溶解exposure-depuration测试之前和之后的海水并不代表一个可能的生理干扰来源贻贝和过氧化氢酶活性(表4)。

此外,这些结果支持在急性曝露试验结果的再现性。此外,看来猫活动的感应只比金属高混合物。因此,非特异性的反应是一个生物标志物的一个优势是一个国家的混合金属污染(15]。此外,本文的感应程度猫活动可以分类如下:。

过氧化氢酶的回归活动,净化后的初始水平测试了软体动物的适应性反应,使我们能够有资格适合作为好。过氧化氢酶似乎适应环境变化,这让我们觉得这生物标志物可用于监测化学污染。本文所有组的酶活性下降后转让的贻贝pollutant-free水(去污阶段)。

此外,后1天、3天,7天,10天的净化,猫活动减少贻贝暴露于2毫克L⁻¹导致的价值观,,,U·毫克⁻¹蛋白质,分别。减排38.82%、47.95%、50.13%和61.71%,分别。同样,猫活动减少贻贝暴露于0.015毫克L⁻¹铜的值,,,U·毫克⁻¹蛋白质后1天、3天、7天、10天,分别。减排38.82%、47.95%、50.13%和44.07%,分别。后1天,3天,7天,10天的净化,猫活动减少贻贝暴露于2毫克L⁻¹镉的值,,,U·毫克⁻¹蛋白质,分别。减排33.38%、50.39%、50.66%和66.29%,分别。

然而,在混合物中,结果显示百分比的死亡率26日20日和20%后,24日,48岁和72 h曝光,分别和100%后一天的净化阶段。看来致死效应发生在去污阶段贻贝暴露于混合物。一些作者指出,最致命的作用发生在暴露后净化阶段;Sunila (1981) (47报道称,死亡率贝壳类发生在6天的净化后暴露在0.4 mg·L⁻¹铜,表明生物的伤害是不可逆转的。

不过,猫已经证明的能力反映周围环境的状态在很短的时间内(10天去污)。这种生物标志物似乎能够反映出治愈可能性的贻贝健康状况和可逆性的生理机制。为其它公司相同的观察et al。48)经过六天的净化循环贻贝Bathymodiolus azoricus跟着24天的暴露在25μg·L⁻¹铜;猫活动记录在鳃被发现低于污染阶段。同时,蕾奥妮et al。49)观察过氧化氢酶活动的恢复到初始水平经过7天的净化牡蛎鳃的暴露于不同浓度的铜。

4所示。结论

总之,代谢物和抗氧化酶活性影响重金属暴露他们强烈有潜力作为重金属污染指标和镉,铅和铜在特定的。此外,过氧化氢酶的诱导p .佩纳是金属和/或混合物浓度。因此,测定氧化应激生物标志物(CAT)进行进行可以作为一个方便的方法在污染生物监测计划。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作属于NPR(国家项目研究)和财务支持的渔业和水产养殖研究和发展中心(CNRDPA)的阿尔及利亚。作者想表达自己的感激之情先生Abdelkader Boudjema有价值的校对和语言抛光服务。

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