Browsing by Subject "Mejillones"

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Publication
    Open Access
    Effect of confoundign factors in biological responses of mussels, Mytilus galloprovincialis, to pollution : implication in large-scale monitoring programs= Factores de confusión en la respuesta biológica del mejilón, Mytilus galloprovincialis, a la contaminación: optimización de los protocolos de monitorización biológica
    (2016-06-13) González Fernández, Carmen; Albentosa Verdú, Marina; Bellas Bereijo, Juan; Facultad de Biología
    El objetivo general de esta tesis consistió en determinar el modo en el que el estado de condición del mejillón está afectando a las respuestas de los biomarcadores a la contaminación. Para ello, se plantearon una serie de objetivos específicos: 1. Identificar las variables biológicas que pueden actuar como factores de confusión en los programas de vigilancia ambiental. Se propuso establecer relaciones entre i) variables biológicas y los biomarcadores y ii) biomarcadores y contaminación, considerando poblaciones naturales de mejillón de un programa de vigilancia ambiental. 2. Estudiar el efecto que el estado nutritivo del mejillón a nivel cuantitativo (Condición I), tiene sobre la respuesta de los biomarcadores a la contaminación. 3. Estudiar el efecto que el estado nutritivo del mejillón a nivel cualitativo (Condición II), tiene sobre la respuesta de los biomarcadores a la contaminación. 4. Estudiar el efecto que el estado reproductivo del mejillón (Condición III), tiene sobre la respuesta de los biomarcadores a la contaminación. Para llevar a cabo estos objetivos, se consideraron una serie de biomarcadores de diferentes niveles de organización: bioquímico, inmunológico, fisiológico y a nivel de organismo. Los resultados que se obtuvieron de esta tesis pusieron de manifiesto, por primera vez en un programa de vigilancia ambiental, la gran variabilidad geográfica existente en los parámetros biológicos de las poblaciones naturales de mejillón. Cuanto mayor fue el área de estudio, mayor variabilidad en las características biológicas se observó, debido, principalmente, a las diferentes condiciones tróficas entre puntos de muestreo. La fuerte relación observada entre los parámetros biológicos y la respuesta de los biomarcadores evidenció el efecto del estado de condición del mejillón como un factor de confusión, alterando la respuesta de los biomarcadores a la contaminación. Además, en esta tesis se plantearon una serie de experimentos de laboratorio para profundizar en el estudio de cómo el estado de condición del mejillón afecta la respuesta de los biomarcadores. Estos estudios, mostraron que el estado de nutritivo del mejillón, en términos de calidad del alimento, no afectó a los biomarcadores inmunológicos considerados. Sin embargo, el estado nutritivo, tanto en su vertiente de calidad como cantidad del alimento, sí que afectó a los biomarcadores fisiológicos y bioquímicos. El biomarcador SFG se vio fuertemente afectado por el estado nutritivo del mejillón, comprometiendo su uso como indicador de la contaminación en los programas de vigilancia ambiental. Además, los biomarcadores bioquímicos estudiados, en concreto, la respuesta de enzimas antioxidantes CAT, SOD, GPx y GR, se vieron fuertemente afectados tanto por la cantidad como por la calidad del alimento. El estado reproductivo del mejillón, por otra parte, no influyó en los biomarcadores fisiológicos pero, por el contrario, los biomarcadores bioquímicos sí que se vieron fuertemente afectados mostrando valores más altos en estado reproductivo. En esta tesis, también se estudió la bioacumulación de contaminantes. Los datos de bioacumulación dependieron del estado de condición del mejillón. Se observó mayor acumulación en mejillones mejor alimentados y aquellos en reposo sexual. Por tanto, la acumulación es un factor que depende, no solo de la concentración de contaminantes en el medio, sino también de la condición del mejillón. En general, los resultados obtenidos en los experimentos de laboratorio mostraron que, la mayoría de los biomarcadores estudiados, se ven afectados por el estado nutritivo o reproductivo del mejillón. Estos resultados explican, en parte, la dificultad observada en el campo para establecer relaciones entre los biomarcadores y la contaminación. En los programas de vigilancia ambiental, donde coexisten mejillones con diferentes estados nutritivos y reproductivos, es necesario considerar el estado de condición del mejillón como una variable importante para poder interpretar correctamente la respuesta de los biomarcadores a la contaminación. SUMMARY The main objective of this thesis was to identify how mussel condition is affecting biomarker responses to pollution. For this purpose, some specific objectives were proposed: 1. To assess the main biological variables that could be acting as confounding factors in monitoring programs by establishing relationships between i) biological variables and biomarkers, and ii) biomarkers and pollution, using wild mussel populations. 2. To study the effect that mussel nutritive state (condition I: quantity) has on biomarker responses to pollution under controlled laboratory conditions. 3. To study the effect that mussel nutritive state (condition II: quality) has on biomarker responses to pollution under controlled laboratory conditions. 4. To assess the effect of the mussel reproductive state (condition III) on mussel biomarker responses to pollution under controlled laboratory conditions. In order to cover these objectives, a battery of biomarkers at different levels of biological organization was considered for a better interpretation of pollution effects on mussels: biochemical, immunological, physiological and whole organism responses. Results obtained in this thesis evidenced for the first time a great geographical variability in mussel biology of wild populations used to assess the pollution in large-scale monitoring programs. The larger the area sampled by a monitoring program, the higher the variability of biological parameters observed, which is related to the natural variability of environmental factors, mainly food availability. The strong relationship observed between biomarker responses and mussel biology evidenced the presence of confounding factors modifying the expected biomarker responses to pollution. In addition, laboratory experiments were designed to obtain more information about the effect that mussel condition has on biomarker responses. Results showed that mussel condition, in terms of food quality, did not affect the immune biomarkers. However, mussel nutritive state considering both, food quality and quantity, strongly affected physiological and biochemical biomarkers. The biomarker SFG was highly dependent on mussel nutritive state. This fact, compromises the SFG use in large-scale monitoring programs, which are characterized by a great variability in trophic conditions between sites and between sampling periods. In the same way, biochemical biomarkers were strongly dependent on food quality and quantity, specifically CAT, SOD, GPx and GR. On another hand, mussel reproductive state did not affect physiological biomarkers. Conversely, a strong effect of reproduction was observed in biochemical biomarkers showing higher values at reproductive stage. Bioaccumulation was dependent on the environmental characteristics of the reproduced scenarios. The pollutant showed higher accumulation in mussel with higher condition and at resting stages. As consequence, pollutants are not only accumulated in biota as a function of their environmental concentrations, but it is also dependent on mussel nutrition and reproduction. In general, the effect of mussel condition was higher than the effect of pollutant exposure in most biomarkers studied, physiological and biochemical and effects of toxicant were different depending on mussel condition (nutritive and reproductive state). This explains the difficulty observed in field studies to establish relationship between biomarkers responses and pollution. Thus, it is necessary to consider mussel condition as on important variable to take into account in monitoring programs, mainly in large-scale monitoring programs where different mussel conditions are coexisting at the same time, for the proper interpretation of biomarker responses to pollution.
  • Thumbnail Image
    Publication
    Open Access
    Evaluación de efectos provocados por la exposición al plomo, cadmio, cobre y sus mezclas (binarias y ternaria) en mejillón silvestre (Mytilus galloprovincialis)
    (2016-02-24) García Navarro, José Antonio; Romero García, Diego; Departamento de Ciencias Sociosanitarias
    En la actualidad, los bioensayos aportan una valiosa información para la toma de decisiones en los programas de vigilancia ambiental. Los metales pesados, debido a su elevada persistencia, bioacumulación y toxicidad, suponen un riesgo importante en aguas superficiales, tanto para organismos marinos como para el ser humano. Las mezclas de metales son consideradas de gran importancia en Toxicología, ya que los metales se presentan habitualmente en formas complejas. Sin embargo, la mayoría de estudios experimentales se desarrollan con metales en forma única, siendo escasas las publicaciones sobre efectos biológicos e interacciones entre metales pesados. En toxicología marina, el mejillón silvestre (Mytilus galloprovincialis) es considerada la especie de elección en estudios de campo como en bioensayos. En esta tesis se ha planteado la evaluación de efectos derivados de la exposición a mezclas de tres metales pesados considerados de interés (Pb, Cd y Cu), analizando los efectos de la exposición simple, a mezclas binarias y finalmente a la ternaria. Los marcadores biológicos seleccionados en primer lugar proporcionan una importante fuente de información sobre el efecto inmediato en los mejillones, evaluables sin necesidad de complicadas técnicas analíticas: comportamiento alimentario, alteraciones biométricas y en la respuesta inmune. Sobre estos marcadores, también se han evaluado los efectos interactivos de las mezclas (aditivo, sinérgico o antagónico). En una segunda fase se consideró la acumulación tisular de Pb, Cd y Cu, ya que se trata de la respuesta que durante años se usado en la interpretación de resultados en estudios de biomonitorización. Como complemento a esta evaluación, hemos estudiado la acumulación en tres compartimentos: glándula digestiva, branquia y resto de tejidos, de manera que también hemos podido realizar el estudio correspondiente a su distribución tisular, para intentar estudiar las posibles traslocaciones entre compartimentos. Finalmente hemos analizado las interacciones de estos metales pesados con otros elementos inorgánicos presentes en los tejidos: elementos traza mayoritarios (ETM) y minoritarios (ETm). En general, los mejillones expuestos a la mezcla ternaria fueron los más afectados. Los ejemplares expuestos a esta mezcla fueron los que menos materia orgánica consumieron, seguidos de los expuestos a Cd y a Cd+Pb (p<0.05). Los marcadores biométricos afectados significativamente fueron los pesos de glándula y branquia, así como sus correspondientes índices de condición (hepatosomático y branquial), aunque solo en el grupo expuesto a la mezcla ternaria. De los índices de condición totales, solo encontramos diferencias significativas en los calculados con el peso de las valvas (ICval) del mismo grupo. Con respecto a la respuesta inmune analizada, solo los grupos expuestos a Cu y a Pb+Cu aumentaron la actividad PO con respecto al grupo control (p<0.05). La acumulación de Pb, Cd y Cu aumentó significativamente en el grupo expuesto a la mezcla ternaria, no existiendo un patrón común de respuesta en las exposiciones a las mezclas simples y binarias. La glándula digestiva fue el órgano en el que mayoritariamente se concentraron los metales pesados, mientras que los porcentajes en los diferentes compartimentos variaban según los tratamientos, poniendo de manifiesto la traslocación tisular de los mismos. Con respecto a los ETM y ETm, las diferencias más marcadas fueron sobre el K, Na, P (ETM), B y Cr (ETm), siendo de nuevo el grupo expuesto a la mezcla ternaria el que más modificaciones presentó. El efecto interactivo más observado fue el aditivo, mientras que el antagónico fue el menos registrado. Finalmente, las concentraciones de Pb, Cd y Cu en heces se incrementaron notablemente en el caso de los grupos expuestos a la mezcla ternaria seguidamente del expuesto a la mezcla Cd+Pb, mientras que los ETM y ETm fueron escasas las diferencias observadas. At present, bioassays provide useful information when taking decisions related to biomonitoring activities. Heavy metals, because of their high persistence, bioaccumulation and toxicity, they pose a significant risk to superficial waters, as much as for marine organisms as for humans. Mixtures of metals are considered of high relevance in Toxicology, as metals are often present in complex mixtures. However, most of experimental studies are developed with metals in single form, with a few number of published studies on interactions between heavy metals and the biological effects of such interactions. In marine toxicology, wild mussel (Mytilus galloprovincialis) is considered the species of choice in field studies and in bioassays. This thesis sets out the assessment of the effects of exposure to mixtures of three heavy metals considered of interest (Pb, Cd and Cu), analyzing the effects of single exposure in first place, then of exposure to binary compounds and finally to ternary mixtures. Biomarkers selected first provide an important source of information about the immediate effect on the mussels, evaluated without complex analytical techniques: feeding behaviour, biometric alterations and immune response. The interactive effects of mixtures (additive, synergistic or antagonistic) have been also evaluated. In a second phase the tissue accumulation of Pb, Cd and Cu was considered, as it is the response used for years in the interpretation of results in biomonitoring studies. In addition to this assessment, we studied the accumulation into three compartments: digestive gland, gills and remainder tissues, so that we could also make the corresponding tissue distribution study, to try to study possible displacements between compartments. Finally we have analyzed the interactions of these heavy metals and other inorganic elements present in tissues: majority and minority trace elements (MTE and mTE). In general, the mussels exposed to the ternary mixture were the most affected. The specimens which consumed less organic matter were those exposed to that mixture, followed by the specimens exposed to Cd and Cd+Pb (p <0.05). The gland and gill weights were the biometric markers most significantly affected as well as their corresponding condition indexes (hepatosomatic and gill index), but only in the group exposed to the ternary mixture. Among the total condition indexes, we found significant differences only in those calculated from the weight of the shells (ICval) among the same group. Regarding the immune response analyzed, only groups exposed to Cu and Pb+Cu increased the PO activity compared to the control group (p <0.05). The accumulation of Pb, Cd and Cu increased significantly in the group exposed to the ternary mixture, with no common pattern of response to exposure to simple and binary mixtures. Heavy metals mainly concentrated in the digestive gland, and the percentages varied in different compartments according to the treatments, showing their displacement between tissues. Regarding MTE and mTE, the biggest differences were observed on K, Na, P (MTE), B and Cr (mTE), with the group exposed to the ternary mixture being again the one which underwent the biggest modifications. The interactive effect the most observed was the additive, while the less frequent was the antagonistic one. Finally, concentrations of Pb, Cd and Cu in faeces increased significantly in the case of groups exposed to the ternary mixture followed by the group exposed to the mixture of Cd+Pb, and few differences were observed between MTE and mTE groups.