Biochemical responses of bivalve mollusk Unio tumidus to the effect of nanoform of zinc oxide depending on the thermal regime
Creators
- 1. I.Horbachevsky Ternopil National Medical University
- 2. Pedagogical University
- 3. Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University
- 4. University of Rostock
Description
Indigenous bivalve mollusks from the cooling reservoirs of thermoelectric power plants (TPPs) are subjected to constantly elevated temperature and industrial pollution. Therefore, they could be regarded as a suitable model organisms adapted to the combination of typical novel environmental challengers in their habitats. The aim of this study was to elucidate the bioavailability of novel pollutant – nanoform of Zinc oxide (nZnO) – in the mollusks from TPPs depending on the temperature of exposure. The metal accumulation and molecular responses of stress were investigated in the Unio tumidus (Unionidae) mollusks from two cooling reservoirs of TPPs (D- and B-groups) under the exposures to Zinc ions (3.1 µM), nZnO (3.1 µM) at 18 °C, elevated temperature (25 °C), and nZnO at 25 °C during 14 days. In most of the experimental groups, a selective increase of metal accumulation in metallothioneins in comparison with the tissue level, up-regulation of cytochrome c level, and the decrease of oxyradical generation were detected in the digestive gland. In the gills, the increased DNA fragmentation was found. Under the 25 °C, the level of glutathione in the tissues was depleted. B-groups were distinguished by down-regulation of cholinesterase activity and increased level of cadmium in tissues. Thus, the biochemical responses of mussels from the cooling reservoirs reflect the lack of specific mechanisms of detoxification and prevalence of the nonspecific responses of stress. In the BPP-groups, the signs of toxicity indicate higher level of pollution in the reservoir.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تتعرض الرخويات ثنائية الصمام الأصلية من خزانات التبريد لمحطات الطاقة الكهربائية الحرارية (TPPs) لدرجة حرارة مرتفعة باستمرار وتلوث صناعي. لذلك، يمكن اعتبارها كائنات نموذجية مناسبة تتكيف مع مزيج من التحديات البيئية الجديدة النموذجية في موائلها. كان الهدف من هذه الدراسة هو توضيح التوافر البيولوجي للملوثات الجديدة – الشكل النانوي لأكسيد الزنك (nZnO) – في الرخويات من النقاط التجارية اعتمادًا على درجة حرارة التعرض. تم فحص تراكم المعادن والاستجابات الجزيئية للإجهاد في رخويات Unio tumidus (Unionidae) من خزانين تبريد من TPPs (مجموعات D و B) تحت التعرض لأيونات الزنك (3.1 ميكرومتر)، nZnO (3.1 ميكرومتر) عند 18 درجة مئوية، ودرجة حرارة مرتفعة (25 درجة مئوية)، و nZnO عند 25 درجة مئوية خلال 14 يومًا. في معظم المجموعات التجريبية، تم اكتشاف زيادة انتقائية في تراكم المعادن في الميتالوثيونين مقارنة بمستوى الأنسجة، وزيادة تنظيم مستوى السيتوكروم ج، وانخفاض الجينات الأوكسجينية في الغدة الهضمية. في الخياشيم، تم العثور على زيادة تجزئة الحمض النووي. تحت 25 درجة مئوية، تم استنفاد مستوى الجلوتاثيون في الأنسجة. تميزت المجموعات B بخفض تنظيم نشاط إنزيم الكولينستريز وزيادة مستوى الكادميوم في الأنسجة. وبالتالي، فإن الاستجابات البيوكيميائية لبلح البحر من خزانات التبريد تعكس عدم وجود آليات محددة لإزالة السموم واستباق الاستجابات غير المحددة للإجهاد. في مجموعات BPP، تشير علامات السمية إلى مستوى أعلى من التلوث في الخزان.Translated Description (French)
Les mollusques bivalves indigènes provenant des réservoirs de refroidissement des centrales thermoélectriques (TPP) sont soumis à une température constamment élevée et à une pollution industrielle. Par conséquent, ils pourraient être considérés comme un organisme modèle adapté à la combinaison de nouveaux défis environnementaux typiques dans leurs habitats. L'objectif de cette étude était d'élucider la biodisponibilité du nouveau polluant – nanoforme d'oxyde de zinc (nZnO) – dans les mollusques des TPP en fonction de la température d'exposition. L'accumulation de métaux et les réponses moléculaires au stress ont été étudiées chez les mollusques Unio tumidus (Unionidae) provenant de deux réservoirs de refroidissement de TPP (groupes D et B) sous l'exposition aux ions zinc (3,1 µM), nZnO (3,1 µM) à 18 °C, à température élevée (25 °C) et nZnO à 25 °C pendant 14 jours. Dans la plupart des groupes expérimentaux, une augmentation sélective de l'accumulation de métaux dans les métallothionéines par rapport au niveau tissulaire, une régulation à la hausse du taux de cytochrome c et une diminution du rapport génétique oxyradicalaire ont été détectées dans la glande digestive. Dans les branchies, l'augmentation de la fragmentation de l'ADN a été trouvée. En dessous de 25 °C, le niveau de glutathion dans les tissus était appauvri. Les groupes B se distinguent par une régulation négative de l'activité de la cholinestérase et une augmentation du taux de cadmium dans les tissus. Ainsi, les réponses biochimiques des moules provenant des réservoirs de refroidissement reflètent l'absence de mécanismes spécifiques de désintoxication et la prévalence des réponses non spécifiques du stress. Dans les groupes BPP, les signes de toxicité indiquent un niveau de pollution plus élevé dans le réservoir.Translated Description (Spanish)
Los moluscos bivalvos autóctonos de los reservorios de enfriamiento de las centrales termoeléctricas (TPP) están sometidos a temperaturas constantemente elevadas y a contaminación industrial. Por lo tanto, podrían considerarse como un organismo modelo adecuado adaptado a la combinación de nuevos desafíos ambientales típicos en sus hábitats. El objetivo de este estudio fue dilucidar la biodisponibilidad del nuevo contaminante – nanoforma de óxido de zinc (nZnO) – en los moluscos a partir de TPPs dependiendo de la temperatura de exposición. La acumulación de metales y las respuestas moleculares del estrés se investigaron en los moluscos Unio tumidus (Unionidae) de dos depósitos de enfriamiento de TPP (grupos D y B) bajo las exposiciones a iones de zinc (3.1 µM), nZnO (3.1 µM) a 18 ° C, temperatura elevada (25 ° C) y nZnO a 25 ° C durante 14 días. En la mayoría de los grupos experimentales, se detectó un aumento selectivo de la acumulación de metal en las metalotioneínas en comparación con el nivel tisular, la regulación positiva del nivel de citocromo c y la disminución de la relación génica de oxirradicales en la glándula digestiva. En las branquias, se encontró el aumento de la fragmentación del ADN. Por debajo de los 25 °C, el nivel de glutatión en los tejidos se agotó. Los grupos B se distinguieron por la regulación a la baja de la actividad de la colinesterasa y el aumento del nivel de cadmio en los tejidos. Por lo tanto, las respuestas bioquímicas de los mejillones de los reservorios de enfriamiento reflejan la falta de mecanismos específicos de desintoxicación y la presencia de respuestas inespecíficas de estrés. En los grupos BPP, los signos de toxicidad indican un mayor nivel de contaminación en el reservorio.Files
707.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b7cd71cc8abce06583505c6d55e0f1ce
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاستجابات الكيميائية الحيوية للرخويات ثنائية الصمام أحادية الورم لتأثير الشكل النانوي لأكسيد الزنك اعتمادًا على النظام الحراري
- Translated title (French)
- Réponses biochimiques du mollusque bivalve Unio tumidus à l'effet de la nanoforme de l'oxyde de zinc en fonction du régime thermique
- Translated title (Spanish)
- Respuestas bioquímicas del molusco bivalvo Unio tumidus al efecto de la nanoforma de óxido de zinc en función del régimen térmico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2807393552
- DOI
- 10.30970/sbi.1101.522