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Ortiz Cañete, Diego Antonio
Torreblanca Tamarit, Amparo (dir.); Varó Vaello, Inmaculada (dir.) Departament de Biologia Funcional i Antropologia Física |
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Aquest document és un/a tesi, creat/da en: 2019 | |
En la actualidad el mayor problema que enfrenta la industria salmonera a nivel
mundial es la alta proliferación y diseminación del piojo de mar, un copépodo ectoparásito
que alcanza altas densidades poblacionales en los centros de cultivo intensivo de
salmónidos. Los insecticidas piretroides cipermetrina y deltametrina se han estado
utilizado para bajar las cargas parasitarias mediante tratamientos periódicos. Los
organismos marinos no diana pueden estar expuestos a estos piretroides a través del agua,
los sedimentos o la ingestión de partículas orgánicas contaminadas. Los moluscos bivalvos
y los anélidos poliquetos han sido ampliamente utilizados como organismos centinela de
contaminación por su amplia distribución geográfica y representatividad de los
compartimentos que habitan (agua y sedimento). Los efectos tóxicos de los piretroides y
su repercusión fisiológica se pueden ...
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En la actualidad el mayor problema que enfrenta la industria salmonera a nivel
mundial es la alta proliferación y diseminación del piojo de mar, un copépodo ectoparásito
que alcanza altas densidades poblacionales en los centros de cultivo intensivo de
salmónidos. Los insecticidas piretroides cipermetrina y deltametrina se han estado
utilizado para bajar las cargas parasitarias mediante tratamientos periódicos. Los
organismos marinos no diana pueden estar expuestos a estos piretroides a través del agua,
los sedimentos o la ingestión de partículas orgánicas contaminadas. Los moluscos bivalvos
y los anélidos poliquetos han sido ampliamente utilizados como organismos centinela de
contaminación por su amplia distribución geográfica y representatividad de los
compartimentos que habitan (agua y sedimento). Los efectos tóxicos de los piretroides y
su repercusión fisiológica se pueden determinar en estos organismos no diana mediante
biomarcadores de contaminación a través de alteraciones cuantificables de algunas
actividades enzimáticas. Por otro lado, y en un contexto de calentamiento global, y
especialmente cuando se estudian animales ectotermos, la temperatura del agua es un factor
importante que puede afectar la toxicidad de los piretroides. El objetivo de esta Tesis ha
sido evaluar en el laboratorio los efectos de concentraciones ambientalmente realísticas de
piretroides comúnmente utilizados en salmonicultura sobre invertebrados marinos no diana
utilizando las actividades de las enzimas catalasa (CAT), glutatión transferasa (GST),
acetilcolinesterasa (AChE) y carboxilesterasa (CbE) como biomarcadores y las especies
Mytilus galloprovincialis y Perinereis vancaurica como organismos centinela.
El estudio de la influencia de la temperatura sobre la respuesta de los biomarcadores
se ha llevado a cabo en M. galloprovincialis aclimatados durante una semana a 17 ºC, 22
ºC y 27 ºC y posteriormente expuestos en un sistema semi-estático a 15 µg/l y 25 µg/l de
cipermetrina utilizando acetona como disolvente. La actividad catalasa (CAT) en las
branquias se vió significativamente modificada por la exposición de los individuos al
piretroide mostrando un incremento inicial (24 horas a 22 ºC), y una inhibición posterior a
las 96 horas de exposición. La determinación de la CAT en las branquias de mejillones
aclimatados a 17 ºC, 22 ºC y 27 ºC a una temperatura normalizada (25 ºC) y a las
temperaturas de aclimatación evidenció una compensación térmica total en esta enzima.
La exposición a cipermetrina incrementó las actividades musculares de las enzimas
catalasa (CAT), carboxilesterasa (CbE) y glutatión transferasa (GST) en forma dependiente
de la temperatura de aclimatación.
Se evaluó el efecto de la exposición aguda (24 y 96 h) a cipermetrina (15 µg/l) y
deltametrina (3µg/l) utilizando como biomarcador las actividades de las enzimas CAT,
GST, AChE y CbE presentes en la cabeza y el cuerpo del poliqueto P. vancaurica. Las
actividades de las enzimas se ven alteradas tras exposición a los piretroides cipermetrina y
deltametrina, siendo la cabeza el órgano más sensible y la deltametrina el piretroide que
provocó mayores efectos.
El gusano poliqueto P. vancaurica, organismo marino bentónico, resultó ser más
sensible que el molusco bivalvo M. galloprovincialis, representante de procesos ocurridos
en la columna de agua, en cuanto a la respuesta de los biomarcadores seleccionados frente
a la presencia de cipermetrina a concentraciones ambientalmente realísticas en el contexto
de las prácticas de la salmonicultura.At present, the biggest problem facing the salmon industry worldwide is the high
proliferation and spread of sea lice, an ectoparasite copepod that reaches high population
densities in marine intensive salmon farming. The pyrethroid insecticides cypermethrin
and deltamethrin have been used to lower parasitic loads through periodic treatments. Nontarget
marine
organisms
can
be
exposed
to
these
pyrethroids
through
water,
sediments
or
by
ingestion
of
contaminated
organic
particles.
Bivalve
mollusks
and
polychaete
annelids
have
been widely used as sentinel organisms of contamination because of their wide
geographical distribution and representativeness of compartments (water and sediment)
that they inhabit. The toxic effects of pyrethroids and their physiological repercussion can
be determined in these non-target organisms by means of contamination biomarkers
through quantifiable alterations of some enzymatic activities. On the other hand, and in a
global warming context, and especially when ectothermal animals are studied, water
temperature is an important factor that can affect pyrethroids toxicity. The objective of this
thesis has been to evaluate in the laboratory the effects of environmentally realistic
concentrations of pyrethroids commonly used in salmon farming on non-target marine
invertebrates with the activities of the enzymes catalase (CAT), glutathione transferase
(GST), acetylcholinesterase (AChE) and carboxylesterase (CbE) as biomarkers utilizing
the species Mytilus galloprovincialis and Perinereis vancaurica as sentinel organisms.
The temperature influence on the biomarkers response has been carried out in M.
galloprovincialis acclimated for one week at 17 ºC, 22 ºC and 27 ºC and subsequently
exposed in a semi-static system to 15 μg /l and 25 μg /l of cypermethrin using acetone as
solvent. The catalase activity was significantly modified in gills of individuals exposed to
the pyrethroid, showing an initial increase (24 hours at 22 ºC) and a subsequent inhibition
after 96 hours of exposure. CAT activity in gills from mussels acclimated at 17 ºC, 22 ºC
and 27 ºC measured at a normalized temperature (25 ºC) and at acclimation temperature
showed a total thermal compensation of this enzyme. Cypermethrin exposure increased the
muscle activities of the enzymes catalase (CAT), carboxylesterase (CbE) and glutathione
transferase (GST) that depends on the temperature acclimatization.
The acute exposure effect (24 and 96 h) to cypermethrin (15 μg/l) and deltamethrin
(3µg/ l) was evaluated in the head and in the body of the worm P. vancaurica using the
activities of CAT, GST, AChE and CbE as biomarkers. The enzymes activities were
modified after exposure to cypermethrin and deltamethrin, with the head being the most
sensitive organ and deltamethrin the pyrethroid insecticide that produced the greatest
changes.
The marine benthic polychaete worm P. vancaurica proved to be more sensitive to
pyrethroids than mollusk bivalve M. galloprovincialis, representative of processes
occurring in the water column, in terms of its responses of the selected biomarkers against
the presence of cypermethrin at environmentally realistic concentrations in the context of
salmon farming practices.
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