Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/14024
Title: Mercury contamination and oxidative stress responses in the eye of wild fish (Liza aurata)
Other Titles: Contaminação por mercúrio e respostas de stresse oxidativo nos olhos de peixes selvagens (Liza aurata)
Author: Pereira, Ricardo Jorge Silva
Advisor: Kowalski, Patrícia Pereira
Pacheco, Mário Guilherme Garcês
Keywords: Toxicologia
Ecossistemas aquáticos - Contaminação
Toxicologia aquática
Peixes - Efeitos da poluição
Mercúrio - Toxicidade
Bioacumulação
Stresse oxidativo
Defense Date: 2014
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: Every animal uses the eyes to monitor the surrounding environment and maintain homeostasis. Mercury (Hg) (including methylmercury - MeHg) is a pernicious and ubiquitous contaminant in natural waters but the assessment of its potential to interfere with fish eyes is an almost unexplored issue. This thesis will contribute to fill this knowledge gap by the evaluation of mercury accumulation in grey mullet eye wall (Liza aurata) together with the assessment of biochemical endpoints related with the oxidative stress status. This approach was complemented by the characterization of environmental contamination profiles (both in water and sediment). The study was performed at Aveiro lagoon (Portugal), where a well-established mercury historical contamination gradient provides a good background for the assessment of mercury accumulation and its toxic effects under realistic conditions. Sampling was conducted in two sites distancing around 10 km, namely: Largo do Laranjo (LAR) located in the most contaminated area, and São Jacinto (SJ) closer to the lagoon inlet and selected as reference site. Keeping in view that water temperature could affect Hg accumulated levels and biochemical responses, sampling was carried out both in winter (February 2013) and summer (June 2013). L.aurata specimens (n=20) were caught at each site/season and eye wall was removed and preserved in the field. Eye wall was analysed for total Hg and MeHg levels, as well as for antioxidant responses (catalase- CAT, SOD – superoxide dismutase, glutathione peroxidase- GPx, glutathione reductase- GR, glutathione–S-transferase - GST) and peroxidative damage (LPO). Inorganic mercury levels were estimated from total mercury and methylmercury levels. Total mercury, inorganic mercury and methylmercury in eye wall were higher at LAR than SJ in winter and summer, reflecting environmental spatial differences of water column and surface sediments. Moreover, fish caught at LAR in winter showed a significant decrease of CAT and SOD, while GST and GR exhibited the same tendency but without statistical support. Peroxidative damage was also recorded as indicated by the LPO enhancement. A much more homogenous spatial pattern was recorded for those biological endpoints in summer, since only the increment of GR and GPx was noticed at LAR. Cause-effect relationships between accumulated mercury (inorganic and methylmercury) were searched by the principal component analysis (PCA). An association between both forms of mercury and GPx and LPO was discerned by PCA. Current data point out the vulnerability of fish eyes to water contaminants, namely mercury. This neurotoxicant can be accumulated in eye wall leading to alterations in the cellular protection against oxidative stress. Such repercussions could eventually compromise fish performance and survival.
Todos os animais usam os olhos para monitorizar o ambiente circundante e manter a homeostase. O Mercúrio (Hg) (incluindo o metilmercúrio - MeHg) é um contaminante pernicioso e omnipresente em águas naturais, mas a avaliação do seu potencial para interferir com olhos de peixe é um problema maioritariamente inexplorado. Esta tese irá contribuir para preencher a lacuna de conhecimento correspondente à avaliação da acumulação de mercúrio na parede do olho de tainha-garrento (Liza aurata), juntamente com a avaliação de parâmetros bioquímicos relacionados com o estado de stresse oxidativo. Esta abordagem foi complementada pela caracterização dos perfis de contaminação ambiental (tanto na água como no sedimento). O estudo foi realizado na Ria de Aveiro (Portugal), onde um gradiente bem estabelecido de contaminação histórica de mercúrio fornece um bom plano de fundo para o estudo de acumulação de mercúrio e os seus efeitos tóxicos sob condições realistas. A amostragem foi realizada em dois locais, distanciados em cerca de 10 km: Largo do Laranjo (LAR), a área mais contaminada, e São Jacinto (SJ), localizado mais perto da entrada da lagoa, tendo sido selecionado como o local de referência. Considerando que a temperatura da água pode afetar os níveis de Hg acumulado e as consequentes respostas bioquímicas, a amostragem foi realizada tanto no inverno (Fevereiro de 2013) e verão (Junho de 2013). Espécimes de L. aurata (n = 20) foram capturados em cada local/estação e o olho foi removido e preservado no campo. Estas amostras foram analisadas em relação a níveis totais de Hg e de MeHg e em relação à resposta antioxidante (catalase-CAT, SOD – superóxido dismutase, glutationa peroxidase-GPx, glutationa redutase-GR, glutationa-S-transferase - GST) e dano peroxidativo (LPO). Os níveis de mercúrio inorgânico foram estimados a partir dos níveis de mercúrio total e metilmercúrio. Mercúrio total, mercúrio inorgânico e metilmercúrio no olho foram superiores em LAR (em relação a SJ) tanto no inverno como no verão, refletindo diferenças espaciais ambientais na coluna de água e no sedimento superficial. Além disso, os peixes recolhidos em LAR no inverno demonstraram uma diminuição significativa na atividade da CAT e SOD, enquanto GST e GR exibiram a mesma tendência, mas sem suporte estatístico. A quantidade de LPO aumentou significativamente, e foram também registados danos peroxidativos indicados pelo aumento de LPO no olho de peixes recolhidos em LAR no inverno. No verão foi registado um padrão espacial muito mais homogéneo para esses parâmetros biológicos, uma vez que apenas o aumento da GR e da GPx foram registados em LAR. As relações de causa-efeito entre acumulação de mercúrio (inorgânico e metilmercúrio) foram pesquisadas através de uma análise de componentes principais (PCA). Uma associação entre as duas formas de mercúrio, GPx e LPO foi evidenciada pelo PCA. Dados atuais apontam para a aparente vulnerabilidade dos olhos de peixe a contaminantes da água, ou seja, mercúrio. Este neurotóxico pode acumular no olho, levando a alterações na proteção celular contra o stresse oxidativo. Tais repercussões eventualmente podem comprometer o desempenho do peixe e a sua sobrevivência.
Description: Mestrado em Toxicologia e Ecotoxicologia
URI: http://hdl.handle.net/10773/14024
Appears in Collections:BIO - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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