Оценка влияния кадмия на окислительно-восстановительный статус и метаболический профиль морского ежа Paracentrotus lividus

Краткое содержание

В этом протоколе описаны методы экстракции и характеризации биологически активных соединений из морского ежа Paracentrotus lividus (Echinoderm), а также определения параметров окислительного стресса после воздействия кадмия.

Аннотация

Кадмий (Cd) является одним из самых вредных тяжелых металлов для водных организмов и широко распространенным загрязнителем морской биоты. Благодаря своей высокой биодоступности, стойкости и способности к биоаккумуляции, кадмий (Cd), токсичный тяжелый металл, выбрасываемый стоками горнодобывающей промышленности, промышленными стоками и сельскохозяйственными ресурсами, является одним из наиболее вредных загрязнителей для водных организмов и распространенным загрязнителем морской биоты. В настоящем исследовании оценивалось потенциально токсическое воздействие кадмия на биомаркеры окислительного стресса и профили метаболитов в гонадах Paracentrotuslividus при воздействии различных концентраций (0,0183, 0,183 и 1,83 мг/л) в течение 96 ч. Результаты показали, что Cd индуцировал окислительный стресс за счет повышения уровней малонового диальдегида, перекиси водорода и гидропероксида липидов по сравнению с контрольной группой, а также увеличения антиоксидантной активности (снижение глутатиона и каталазы). Кроме того, на основе газового хромато-масс-спектрометрического анализа было идентифицировано 74 метаболита в гонадных экстрактах как обработанных морских ежей, так и контрольных. Дискриминантный анализ по методу наименьших квадратов выявил четкое разделение классов и дискриминировал девять соответствующих метаболитов по баллам VIP. Проведенный анализ тепловой карты выявил нарушение уровней стеринов и соединений жирных кислот, таких как Cholest-5-en-3-ol(3.beta.)-, десмостерол и (23S)-этилхоласт-5-ен-3.бета.-ол и эйкозапентаеновая кислота (ЭПК), а также антиоксидантная защита, такая как ретиноевая кислота, и стероиды, регулирующие вещества, такие как прегна-5-ен-20-он, 3-гидрокси-,(3β). В целом, полученные нами данные свидетельствуют о высокой чувствительности половых желез к Cd даже при относительно низких концентрациях.

Введение

Морская среда также может считаться важным поглотителем для некоторых токсичных химических веществ, таких как тяжелые металлы. Из-за своей липофильности эти элементы имеют тенденцию связываться со взвешенными твердыми частицами и постепенно накапливаться в морских отложениях, где они демонстрируют сниженную подвижность и биодоступность. В результате морские отложения служат основным поглотителем тяжелых металлов¹. Среди этих загрязнителей кадмий (Cd) уже давно признан основным глобальным загрязнителем воды, который угрожает экосистемам и связанной с ними биоте². Одна треть Cd, присутству....

Протокол

1. Образцы и экспериментальный дизайн

1. Собрать в общей сложности 40 экземпляров взрослых морских ежей P. lividus (20 самцов и 20 самок, средняя длина: 45 ± 4 мм, средний возраст: 2,0 ± 0,5 года, средний вес: 22,54 ± 2,50 г) дайверами на глубине 5-7 м в мае 2023 года у берегов Бизерты (Средиземное море, Тунис).
2. Перенесите собранных морских ежей P. lividus смешанного пола, предполагаемый возраст примерно 12-18 месяцев в зависимости от размера в лабораторию и держите в аэрированной естественной морской воде 16 ± 1 °C с естественной соленостью ~38 PSU, pH 7,8-8,0 и фотопериодом 12:12....

Результаты

Валидность и эффективность наших методов были обеспечены использованием биологических и технических репликатов, что позволило проводить последовательные и надежные измерения. Анализы показали низкую вариабельность, со стандартными отклонениями, как правило, менее 10%, что указывает на высокую повторяемость. Чтобы обеспечить точное количественное определение метаболитов, анализ ГХ-МС включал калибровочные кривые и внутренние стандарты. Все используемые методы основаны на широко принятых пр.......

Обсуждение

Данное исследование было запланировано для оценки токсического действия Cd на гонады морского ежа P. lividus путем анализа биохимических биомаркеров и активных метаболитов. Воздействие на P. lividus различных концентраций Cd вызывало реакцию на окислительный стресс. Эти результаты аналогичны предыдущим отчетам, указывающим на тесную корреляцию между повышенным уровнем антиоксидантов в местах обитания морских ежей и уровнем загрязняющих веществ^.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Сублимационная сушилка	Biobase	BK-FD12PT сублимационная сушка	Лиофилизация
Газовый хроматограф	Agilent Technologies	Газовый хроматограф HP 6890	Пламенно-ионизационный детектор (FID)
GC колонка	Agilent Technologies	HP-5 (5%-фенил)-метилсилоксановая колонка	Неполярная  Рубрика  который обеспечивает превосходную производительность в широком спектре применений
Масс-спектрометр	Agilent Technologies	HP 5973 Масс-спектрометр	Quadrupole MS