Published July 11, 2023 | Version v1
Publication Open

Reductive stress and apoptotic activities in bivalve mollusc Unio tumidus exposed to the combination of microplastics, antibiotic salinomycin and heating

Creators

  • 1. Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University
  • 2. Pedagogical University
  • 3. National University
  • 4. I.Horbachevsky Ternopil National Medical University

Description

Abstract Multistress effects lead to unpredicted consequences in aquatic ecotoxicology and are extremely concerning. The goal of this study was to trace how specific effects of the antibiotic salynomycin (Sal) and microplastics (MP) on the bivalve molluscs are manifested in the combined environmentally relevant exposures. Unio tumidus specimens were treated with Sal (0.6 µg L − 1 ), MPs (1 mg L − 1 , 2 µm size), and both at 18°C (Mix) and 25°C (MixT) for 14 days. The redox stress and apoptotic enzyme responses and the balance of Zn/Cu in the digestive gland were analyzed. The shared signs of stress included a decrease in NAD + /NADH and Zn/Cu ratios and lysosomal integrity, and an increase in Zn-metallothioneins and cholinesterase levels. MP caused a decrease in the glutathione (GSH) concentration and redox state, total antioxidant capacity, and Zn levels. MP and Mix induced coordinated apoptotic/autophagy activities, increasing caspase-3 and cathepsin D (CtD) total and extralysosomal levels. Sal activated caspase-3 only and increased by five times Cu level in tissue. Due to the discriminant analysis, the cumulative effect was evident in the combined exposure at 18°C. However, under heating, the levels of NAD + , NADH, GSH, GSH/GSSG and metallothionein-related thiols were decreased, and coordination of the cytosolic and lysosomal death stimuli was distorted, confirming that heating and pollution could exert unexpected synergistic effects on aquatic life.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تؤدي تأثيرات الإجهاد المتعدد إلى عواقب غير متوقعة في علم السموم البيئية المائية وهي مقلقة للغاية. كان الهدف من هذه الدراسة هو تتبع كيفية تجلي التأثيرات المحددة للمضاد الحيوي سالينومايسين (SAL) والبلاستيك الدقيق (MP) على الرخويات ثنائية الصمام في التعرضات المشتركة ذات الصلة بالبيئة. عولجت عينات أحادية الورم بملح (0.6 ميكروغرام L -1)، MPS (1 ملغ L -1، حجم 2 ميكرومتر)، وكلاهما عند 18 درجة مئوية (ميكس) و 25 درجة مئوية (ميكس تي) لمدة 14 يومًا. تم تحليل إجهاد الأكسدة واستجابات إنزيم موت الخلايا المبرمج وتوازن الزنك/النحاس في الغدة الهضمية. تضمنت علامات الإجهاد المشتركة انخفاضًا في نسب NAD +/ NADH و Zn/Cu وسلامة الليزوزومات، وزيادة في مستويات Zn - metallothioneins و cholinesterase. تسبب MP في انخفاض تركيز الجلوتاثيون (GSH) وحالة الأكسدة والاختزال، والسعة الإجمالية لمضادات الأكسدة، ومستويات الزنك. أنشطة موت الخلايا المبرمج/الالتهام الذاتي المتناسقة المستحثة بالميثيلين والمزيج، مما يزيد من إجمالي كاسباس 3 والكاثيبسين د (CtD) والمستويات خارج الجسم. تم تنشيط كاسباس-3 فقط وزاد بمقدار خمسة أضعاف مستوى النحاس في الأنسجة. بسبب التحليل التمييزي، كان التأثير التراكمي واضحًا في التعرض المشترك عند 18 درجة مئوية. ومع ذلك، في ظل التسخين، انخفضت مستويات NAD + و NADH و GSH و GSH/GSSG والثيولات المرتبطة بالفلزات، وتم تشويه تنسيق محفزات الموت الخلوي والليزوزومي، مما يؤكد أن التسخين والتلوث يمكن أن يمارسا تأثيرات تآزرية غير متوقعة على الحياة المائية.

Translated Description (French)

Résumé Les effets du multistress entraînent des conséquences imprévues en écotoxicologie aquatique et sont extrêmement préoccupants. L'objectif de cette étude était de retracer comment les effets spécifiques de l'antibiotique salynomycine (Sal) et des microplastiques (MP) sur les mollusques bivalves se manifestent dans les expositions combinées pertinentes pour l'environnement. Les échantillons d'Unio tumidus ont été traités avec du Sal (0,6 µg L − 1 ), du MPS (1 mg L − 1 , 2 µm), et les deux à 18°C (Mix) et 25°C (MixT) pendant 14 jours. Le stress rédox et les réponses enzymatiques apoptotiques ainsi que l'équilibre Zn/Cu dans la glande digestive ont été analysés. Les signes communs de stress comprenaient une diminution des rapports NAD + /NADH et Zn/Cu et de l'intégrité lysosomale, ainsi qu'une augmentation des taux de Zn-métallothionéines et de cholinestérase. La MP a provoqué une diminution de la concentration de glutathion (GSH) et de l'état redox, de la capacité antioxydante totale et des niveaux de Zn. MP et Mix ont induit des activités apoptotiques/autophagiques coordonnées, augmentant les taux totaux et extralysosomaux de caspase-3 et de cathepsine D (CtD). Sal a activé la caspase-3 uniquement et a augmenté de cinq fois le taux de Cu dans les tissus. En raison de l'analyse discriminante, l'effet cumulatif était évident dans l'exposition combinée à 18 °C. Cependant, sous chauffage, les niveaux de NAD + , NADH, GSH, GSH/GSSG et de thiols liés à la métallothionéine ont été diminués, et la coordination des stimuli de mort cytosolique et lysosomale a été déformée, confirmant que le chauffage et la pollution pourraient exercer des effets synergiques inattendus sur la vie aquatique.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los efectos multiestrés conducen a consecuencias impredecibles en la ecotoxicología acuática y son extremadamente preocupantes. El objetivo de este estudio fue rastrear cómo se manifiestan los efectos específicos del antibiótico salinomicina (sal) y los microplásticos (MP) en los moluscos bivalvos en las exposiciones combinadas ambientalmente relevantes. Las muestras de Unio tumidus se trataron con sal (0.6 µg L − 1 ), MPS (1 mg L − 1 , tamaño de 2 µm) y ambos a 18 °C (Mix) y 25 °C (MixT) durante 14 días. Se analizaron el estrés redox y las respuestas enzimáticas apoptóticas y el equilibrio de Zn/Cu en la glándula digestiva. Los signos compartidos de estrés incluyeron una disminución en las proporciones de NAD + /NADH y Zn/Cu y la integridad lisosómica, y un aumento en los niveles de Zn-metalotioneínas y colinesterasa. MP causó una disminución en la concentración de glutatión (GSH) y el estado redox, la capacidad antioxidante total y los niveles de Zn. MP y Mix indujeron actividades apoptóticas/autofagia coordinadas, aumentando los niveles totales y extralisosómicos de caspasa-3 y catepsina D (CtD). Sal activó solo la caspasa-3 y aumentó en cinco veces el nivel de Cu en el tejido. Debido al análisis discriminante, el efecto acumulativo fue evidente en la exposición combinada a 18 °C. Sin embargo, bajo calentamiento, los niveles de NAD + , NADH, GSH, GSH/GSSG y tioles relacionados con la metalotioneína disminuyeron, y la coordinación de los estímulos de muerte citosólica y lisosómica se distorsionó, lo que confirma que el calentamiento y la contaminación podrían ejercer efectos sinérgicos inesperados sobre la vida acuática.

Files

latest.pdf.pdf

Files (758.7 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:729de49feab63cdd7c46d6f51ac3f0c3
758.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الإجهاد الاختزالي والأنشطة الاستماتة في الرخويات ثنائية الصمامات المعرضة لمزيج من المواد البلاستيكية الدقيقة والمضادات الحيوية والسالينومايسين والتدفئة
Translated title (French)
Réduction du stress et des activités apoptotiques chez les mollusques bivalves Unio tumidus exposés à la combinaison de microplastiques, de salinomycine antibiotique et de chauffage
Translated title (Spanish)
Estrés reductor y actividades apoptóticas en moluscos bivalvos Unio tumidus expuestos a la combinación de microplásticos, antibiótico salinomicina y calentamiento

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4383894487
DOI
10.21203/rs.3.rs-3156761/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W1971892168 (Other)
https://openalex.org/W2793794267 (Other)
https://openalex.org/W3080308451 (Other)
https://openalex.org/W4309491691 (Other)
https://openalex.org/W2103558449 (Other)
https://openalex.org/W3082631906 (Other)
https://openalex.org/W1988047489 (Other)
https://openalex.org/W2433810480 (Other)
https://openalex.org/W2283002775 (Other)
https://openalex.org/W2030996473 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mozambique

References

  • https://openalex.org/W179735311
  • https://openalex.org/W202927145
  • https://openalex.org/W402210263
  • https://openalex.org/W1548898353
  • https://openalex.org/W1572899376
  • https://openalex.org/W1775749144
  • https://openalex.org/W1850016195
  • https://openalex.org/W1956185861
  • https://openalex.org/W1965201390
  • https://openalex.org/W1965271647
  • https://openalex.org/W1966551977
  • https://openalex.org/W1967849499
  • https://openalex.org/W1968401726
  • https://openalex.org/W1970271735
  • https://openalex.org/W1971048984
  • https://openalex.org/W1972767597
  • https://openalex.org/W1973708266
  • https://openalex.org/W1979469968
  • https://openalex.org/W1983589420
  • https://openalex.org/W2009349442
  • https://openalex.org/W2012655097
  • https://openalex.org/W2012991711
  • https://openalex.org/W2018801744
  • https://openalex.org/W2021480831
  • https://openalex.org/W2021779350
  • https://openalex.org/W2022458782
  • https://openalex.org/W2026564047
  • https://openalex.org/W2029558262
  • https://openalex.org/W2031727967
  • https://openalex.org/W2037293023
  • https://openalex.org/W2038594080
  • https://openalex.org/W2050328996
  • https://openalex.org/W2059914722
  • https://openalex.org/W2072118506
  • https://openalex.org/W2074723821
  • https://openalex.org/W2078911476
  • https://openalex.org/W2080154049
  • https://openalex.org/W2088456525
  • https://openalex.org/W2113191244
  • https://openalex.org/W2118519973
  • https://openalex.org/W2120696463
  • https://openalex.org/W2124844321
  • https://openalex.org/W2135339993
  • https://openalex.org/W2141212914
  • https://openalex.org/W2142745537
  • https://openalex.org/W2143362587
  • https://openalex.org/W2144251331
  • https://openalex.org/W2150001138
  • https://openalex.org/W2161083472
  • https://openalex.org/W2166433509
  • https://openalex.org/W2194218235
  • https://openalex.org/W2197191152
  • https://openalex.org/W2274257539
  • https://openalex.org/W2290094223
  • https://openalex.org/W2296804791
  • https://openalex.org/W2299746178
  • https://openalex.org/W2300403628
  • https://openalex.org/W2302434881
  • https://openalex.org/W2345789140
  • https://openalex.org/W2467745789
  • https://openalex.org/W2473238083
  • https://openalex.org/W2492711527
  • https://openalex.org/W2501387124
  • https://openalex.org/W2512831141
  • https://openalex.org/W2524505258
  • https://openalex.org/W2594182787
  • https://openalex.org/W2608611957
  • https://openalex.org/W2746352951
  • https://openalex.org/W2761723440
  • https://openalex.org/W2762862468
  • https://openalex.org/W2767315690
  • https://openalex.org/W2771338583
  • https://openalex.org/W2774693708
  • https://openalex.org/W2782988398
  • https://openalex.org/W2793498768
  • https://openalex.org/W2795057583
  • https://openalex.org/W2799553889
  • https://openalex.org/W2799614429
  • https://openalex.org/W2802080046
  • https://openalex.org/W2912397959
  • https://openalex.org/W2918895016
  • https://openalex.org/W2944996101
  • https://openalex.org/W2949185749
  • https://openalex.org/W2970325801
  • https://openalex.org/W2982222996
  • https://openalex.org/W2990195859
  • https://openalex.org/W2996324472
  • https://openalex.org/W3003721709
  • https://openalex.org/W3005626898
  • https://openalex.org/W3007695843
  • https://openalex.org/W3008528195
  • https://openalex.org/W3015062499
  • https://openalex.org/W3016269136
  • https://openalex.org/W3026577013
  • https://openalex.org/W3034220948
  • https://openalex.org/W3037527882
  • https://openalex.org/W3041846413
  • https://openalex.org/W3047051945
  • https://openalex.org/W3082222566
  • https://openalex.org/W3094326938
  • https://openalex.org/W3099757656
  • https://openalex.org/W3103449709
  • https://openalex.org/W3119763178
  • https://openalex.org/W3119896377
  • https://openalex.org/W3120042105
  • https://openalex.org/W3120411288
  • https://openalex.org/W3127506404
  • https://openalex.org/W3134317565
  • https://openalex.org/W3169182147
  • https://openalex.org/W3184715164
  • https://openalex.org/W3191706156
  • https://openalex.org/W3198565326
  • https://openalex.org/W3201595566
  • https://openalex.org/W3210470533
  • https://openalex.org/W3214462184
  • https://openalex.org/W3214512834
  • https://openalex.org/W4210862612
  • https://openalex.org/W4213419107
  • https://openalex.org/W4224936420
  • https://openalex.org/W4225415730
  • https://openalex.org/W4288809006
  • https://openalex.org/W4295540159
  • https://openalex.org/W4298881320
  • https://openalex.org/W4303634030
  • https://openalex.org/W4309090112
  • https://openalex.org/W4311510478
  • https://openalex.org/W4313368963
  • https://openalex.org/W4313451201
  • https://openalex.org/W4313655668
  • https://openalex.org/W4317708621
  • https://openalex.org/W4321368200
  • https://openalex.org/W4377694880
  • https://openalex.org/W4381136733
  • https://openalex.org/W4381799130