AChE as biomarker of mussels and fish contamination with chemicals in the Gulf of Gdańsk

Significant part of the anthropogenic contaminants load reaching the marine environment enters the food chain. Traditionally, in order to monitor the effect of the contaminations on biota, analyses of the contaminants concentration in organisms have been carried out. Recently biomarkers were recognized as useful tool for assessment of the pollution impact on marine organisms. This is due to their sensitivity, low cost and specifity (Huggett et al, 1992; Walker and Livinstone, 1992; WHO, 1993). Levels of AChE activity are thought to be a useful indicator of biological responses in organisms (mussels and fish) to pollution. Inhibition of AChE activity in tissue has been proposed as a useful biomarker of an effective exposure to organophosphates and carbamates (Bocquene and Galgani, 1998; Schneider et al, 2000). Since the sources of contaminants are rather localised (mouth of the Vistula due to runoff, ports, sewage discharges) well-developed gradients of organic pollutants in organisms have been recorded. This is well documented and confirmed in this, biomarker oriented, study. This work was financially support from FP5 Program, Biological Effects of Environmental Pollution - BEEP.

W ciągu ostatnich kilkunastu lat udokumentowano w środowisku Morza Bałtyckiego spadek stężenia WWA, PCB, dioksyn i metali ciężkich. Jednak ze względu na wysoką toksyczność w odniesieniu do organizmów oraz ze względu na trwałość w środowisku morskim i akumulację w łańcuchu troficznym, należą one do najczęściej badanych zanieczyszczeń w programie środowiskowym. Jako metodę oceny stanu środowiska tradycyjnie stosuje się pomiar stężenia zanieczyszczeń w tkance miękkiej organizmów morskich. Jednak pomiar ten nie wiąże się bezpośrednio z oceną skutków ich akumulacji w organizmach żywych W ciągu ostatnich 15÷20 lat jako metodę toksykologii środowiskowej służącą do bardziej kompleksowej oceny stanu środowiska, wprowadzono pomiar biologicznych skutków zanieczyszczenia biocenozy - tzw. biomarkerów. Jako wskaźniki stosuje się tu zmiany w funkcjonowaniu organizmów na poziomie biochemicznym, fizjologicznym i histologicznym. Pozwalają one bezpośrednio określić wpływ zanieczyszczeń na organizmy żyjące w środowisku wodnym i mogą być one stosowane do pomiarów reakcji organizmów na chemiczne czynniki stresujące. Najwcześniej skutki biologiczne ujawniają się na poziomie komórkowym. Na poziomie organów i organizmów indywidualnych można zauważyć zmiany chorobowe, zaburzenia odporności i fizjologii. Śmierć organizmów, a tym samym spadek populacji, mniejsza bioróżnorodność, i w efekcie - degradacja środowiska przyrodniczego spowodowana jest długoterminowym efektem ekspozycji organizmów na zanieczyszczenia. Celem tej pracy było określenie poziomu Acetylocholinoesteracy (AChE) - enzymu współodpowiedzialnego za przekazywanie impulsów w systemie nerwowym w małżach i rybach z Zatoki Gdańskiej. Aktywność AChE ulega obniżeniu w organizmach eksponowanych na związki (np. pestycydy) fosforoorganiczne, i karbaminianowe. Organizmy pobierano z rejonów przybrzeżnych Zatoki Gdańskiej: Mechelinki, Sopot, ujście Wisły, z centralnej części Zatoki oraz punktu referencyjnego położonego na zewnątrz Półwyspu Helskiego. Badania wskaźników substancji szkodliwych objęły organizmy z dwóch gatunków małży (Macoma balthica i Mytilus trossulus) i jednego gatunku ryb - storni (Platichthys flesus). Analizie poddano wybrane tkanki (skrzela w M. trossulus, noga w M. balthica oraz mięśnie w storni) zostały zmierzone aktywności AChE (acetylocholinoesterazy). Analiza zbioru wyników aktywności (AChE) wykazała zmienność gatunkową stężenia AChE, różnice w AChE w organizmach męskich i żeńskich, i znaczną zmienność indywidualną. Nie stwierdzono statystycznie istotnych zmian w zmienności geograficznej i sezonowej. Natomiast w aktywności AChE w małżach nie obserwuje się istotnych różnic.