Αλληλεπίδραση Βαρέων Μετάλλων Και Πρωτεϊνών Σε Θαλάσσιους Βενθικούς Οργανισμούς

Abstract

Η ρύπανση του θαλάσσιου περιβάλλοντος από ανθρωπογενείς δραστηριότητες ολοένα εντείνεται, με σημαντικές συνέπειες για το οικοσύστημα αλλά και τον ίδιο τον άνθρωπο. Ένας από τους σημαντικούς ρυπογόνους παράγοντες είναι τα βαρέα μέταλλα, ορισμένα εκ των οποίων (π.χ. Ni, Fe, Cu) σε μικρές συγκεντρώσεις βοηθούν στο γενικότερο μεταβολισμό των οργανισμών, ενώ άλλα όχι (π.χ. Cd, Cr, Hg, Pb, κλπ). Οι οργανισμοί έχουν αναπτύξει αμυντικούς μηχανισμούς για την ελαχιστοποίηση της επίδρασης των τοξικών μετάλλων σε αυτούς. Η πολύπλευρη μελέτη για την κατανόηση των μηχανισμών της τοξικής δράσης των μετάλλων σε κάθε οργανισμό και των μηχανισμών άμυνάς τους είναι πολύ σημαντική για την εκτίμηση της ‘’υγείας’’ των οικοσυστημάτων. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή στοχεύει στη μελέτη της επίδρασης των βαρέων μετάλλων σε βενθικούς οργανισμούς και ιδιαίτερα στην ανάπτυξη των αμυντικών μηχανισμών τους. Κατά την υλοποίησή της πραγματοποιήθηκαν πειράματα με διαφορετικούς οργανισμούς (Mytilus galloprovincialis, Callista chione, Venus verrucosa) οι οποίοι συλλέχθηκαν από το φυσικό τους περιβάλλον, καλλιεργήθηκαν σε ενυδρεία υπό ελεγχόμενες συνθήκες και αφού εκτέθηκαν σε υψηλές συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων (Pb, Cd, Ni), προσδιορίστηκε ο βαθμός και ο ρυθμός βιοσυσσώρευσής τους στα βράγχια, το μανδύα, το πεπτικό σύστημα και το σώμα τους. Κατόπιν έγινε απομόνωση και προσδιορισμός των πρωτεϊνών που επάγονται από τα βαρέα μέταλλα στους ιστούς αυτούς. Ο σημαντικότερος ίσως μηχανισμός άμυνας των οργανισμών που εκτέθηκαν στις παραπάνω συνθήκες είναι η έκφραση μεγάλων ποσοτήτων μεταλλοθειονινών. Παράλληλα με την υπερέκφραση μεταλλοθειονινών, βρέθηκε ότι υπό αυτές τις συνθήκες στρες, τα κύτταρα υπερέκφραζαν ή αδρανοποιούσαν κάποια ένζυμα τα οποία υπό φυσιολογικές συνθήκες βοηθούν στην ομαλή λειτουργία του κυττάρου. Μελέτηθηκαν τα επίπεδα της λιπιδικής υπεροξείδωσης καθώς και τα ένζυμα: ακετυλοχολινεστεράση, S μεταφοράση της γλουταθειόνης, αναγωγάση της γλουταθειόνης και καταλάση. Βρέθηκε ότι οι μεταλλοθειονίνες, τα ένζυμα αλλά και η λιπιδική υπεροξείδωση εξαρτώνται από το είδος του μετάλλου, την συγκέντρωση έκθεσης, τον χρόνο έκθεσης αλλά και τον υπό μελέτη ιστό.