Ocena wpływu kadmu na stan redoks i profil metaboliczny jeżowca Paracentrotus lividus

Podsumowanie

Ten protokół podkreśla metody ekstrakcji i charakterystyki związków bioaktywnych z jeżowca Paracentrotus lividus (szkarłupni), a także określanie parametrów stresu oksydacyjnego po ekspozycji na kadm.

Streszczenie

Kadm (Cd) jest jednym z najbardziej szkodliwych metali ciężkich dla organizmów wodnych i szeroko rozpowszechnionym zanieczyszczeniem fauny i flory morskiej. Ze względu na wysoką biodostępność, trwałość i zdolność do bioakumulacji, kadm (Cd), toksyczny metal ciężki uwalniany przez spływy górnicze, zrzuty przemysłowe i środki produkcji rolnej, jest jednym z najbardziej szkodliwych zanieczyszczeń dla organizmów wodnych i powszechnym zanieczyszczeniem w faunie i florze morskiej. W obecnym badaniu oceniono potencjalnie toksyczny wpływ kadmu na biomarkery stresu oksydacyjnego i profile metabolitów w gonadach Paracentrotuslividus narażonych na działanie różnych stężeń (0,0183, 0,183 i 1,83 mg/l) przez 96 godzin. Wyniki wykazały, że Cd indukował stres oksydacyjny poprzez zwiększenie poziomu dialdehydu malonowego, nadtlenku wodoru i wodoronadtlenku lipidów w porównaniu z grupą kontrolną, a także zwiększenie aktywności przeciwutleniającej (zredukowany glutation i katalaza). Ponadto, na podstawie analizy chromatografii gazowej i spektrometrii mas, zidentyfikowano 74 metabolity w ekstraktach gonadalnych zarówno jeżowców poddanych działaniu substancji, jak i w grupie kontrolnej. Częściowa analiza dyskryminacyjna metodą najmniejszych kwadratów ujawniła wyraźny podział klas i wyróżniła dziewięć istotnych metabolitów na podstawie wyników VIP. Przeprowadzona analiza mapy cieplnej wykazała zaburzenia w poziomach steroli i związków kwasów tłuszczowych, takich jak Cholest-5-en-3-ol(3.beta.)-, Desmosterol i (23S)-etylocholest-5-en-3.beta.-ol i kwas eikozapentaenowy (EPA), a także obrony przeciwutleniające, takie jak kwas retinowy i regulacja steroidowa, taka jak Pregna-5-en-20-on, 3-hydroksy-,(3β). Ogólnie rzecz biorąc, nasze dane wykazały wysoką wrażliwość gonad na Cd, nawet przy stosunkowo niskich stężeniach.

Wprowadzenie

Środowisko morskie może być również uważane za ważny pochłaniacz dla kilku toksycznych substancji chemicznych, takich jak metale ciężkie. Ze względu na swoją lipofilowość pierwiastki te mają tendencję do wiązania się z zawieszonymi cząstkami stałymi i stopniowego gromadzenia się w osadach morskich, gdzie wykazują zmniejszoną ruchliwość i biodostępność. W rezultacie, osady morskie służą jako główny pochłaniacz metali ciężkich¹. Wśród tych zanieczyszczeń, kadm (Cd) od dawna jest uznawany za główne globalne zanieczyszczenie wody, które zagraża ekosystemom i związanej z nimi faunie i florze². Jedna trzecia Cd obecnego w ekos....

Protokół

1. Próbki i projekt eksperymentalny

1. Zebrać łącznie 40 dorosłych osobników jeżowców P. lividus (20 samców i 20 samic, średnia długość: 45 ± 4 mm, średni wiek: 2,0 ± 0,5 roku, średnia waga: 22,54 ± 2,50 g) przez nurków w zakresie głębokości 5-7 m w maju 2023 r. z wybrzeży Bizerty (Morze Śródziemne, Tunezja).
2. Przenieś zebrane jeżowce P. lividus płci mieszanej, szacowany wiek około 12-18 miesięcy na podstawie wielkości do laboratorium i trzymaj w napowietrzonej naturalnej wodzie morskiej 16 ± 1 °C o naturalnym zasoleniu ~38 PSU, pH 7,8-8,0 i fotoperiod 12:12. Monitoruj parametry codziennie przez cały okres ekspozycj....

Wyniki

Poprawność i skuteczność naszych metod zapewniono poprzez zastosowanie powtórzeń biologicznych i technicznych, co umożliwiło uzyskanie spójnych i wiarygodnych pomiarów. Analizy wykazały niską zmienność, przy odchyleniach standardowych zazwyczaj poniżej 10%, co wskazuje na wysoką powtarzalność. W celu zapewnienia dokładnego oznaczania ilościowego metabolitów, analizy GC-MS obejmowały krzywe kalibracyjne i standardy wewnętrzne. Wszystkie zastosowane techniki opierają się na powszechnie akce.......

Dyskusja

Badanie to zaplanowano w celu oceny toksycznego wpływu Cd na gonady jeżowca P. lividus poprzez analizę biochemicznych biomarkerów i aktywnych metabolitów. Narażenie P. lividus na różne stężenia Cd wywołało reakcję na stres oksydacyjny. Odkrycia te są podobne do poprzednich doniesień wskazujących na ścisłe korelacje między zwiększonym poziomem przeciwutleniaczy w glebie jeżowców a poziomem zanieczyszczeń¹³.

Nasze wyniki wykazały znaczny wzrost poziomu G.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Liofilizator	Biobase	BK-FD12PT liofilizator	Liofilizacja
	Agilent Technologies	Chromatograf gazowy HP 6890	Detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID)
Kolumna GC	Agilent Technologies	HP-5 (5%-fenylo)-metylosiloksan	Niepolarny  Kolumna  który zapewnia doskonałą wydajność w szerokim zakresie zastosowań
Spektrometr masowy	Agilent Technologies	Spektrometr masowy HP 5973	Kwadrupol MS

Chromatograf gazowy