センチネルムール貝のバイオマーカー応答性には、配偶体の発達過程における性と性の違いが影響している

Sex and sex-related differences in gamete development progression impinge on biomarker responsiveness in sentinel mussels.

• E Blanco-Rayón
• A V Ivanina
• I M Sokolova
• I Marigómez
• U Izagirre

抄録

海洋汚染モニタリングにおいて、センチネル生物に記録されたバイオマーカーは、自然の交絡因子の影響を受けており、その解釈を危うくする可能性がある。これらの交絡因子の中でも、毎年の生殖周期に沿った性の影響についてはほとんど知られていない。本研究では、センチネルムール貝の生殖周期における性と性の違いが、バイオマーカーのベースライン値と汚染に対するバイオマーカーの反応性にどのように影響を与えるかを理解することを目的としている。1月、4月、8月、11月にバスク海岸（ビスケー湾）の比較的清潔な場所と慢性的に汚染された場所からムール貝（Mytilus galloprovincialis）を採取した。各イガイの性と配偶子形成段階を決定した。金属とPAHの組織濃度を分析した。シトクロムc酸化酵素、ピルビン酸キナーゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ酵素活性、タンパク質カルボニル、マロンジアルデヒド、4-ヒドロキシ-2-ノネナールのレベル、リソゾームの拡大と膜の安定性、細胞内中性脂質の蓄積、細胞タイプの組成と消化腺上皮の菲薄化、生存率などのバイオマーカーを調査した。バイオアキュームとほとんどのバイオマーカーの値と反応性には、性と生殖ステージに関連した違いが見られた。しかし、性に関連した違いのパターンは、すべてのバイオマーカーで一貫していなかった。雌雄間のバイオマーカーの反応性の違いは季節にも依存しており、これは配偶子形成サイクルの進行を反映している。このように、特定の性別のイガイを選択することは、バイオマーカーに基づいたモニタリングを実施するための重要な要件ではないように思われるが、生殖サイクルに沿った性別、生殖状態、性別に関連する変動が交絡する可能性のある影響をテストするために、各イガイの性別の状態と配偶子の発達段階を特定することを強く推奨する。

In marine pollution monitoring, the biomarkers recorded in sentinel organisms are influenced by natural confounding factors that may jeopardise their interpretation. Among these confounding factors, little is known about the influence of sex along the annual reproductive cycle. The present investigation aims at contributing to understand how sex and sex-related differences in gamete development progression impinge on biomarker baseline values and on biomarker responsiveness to pollution in sentinel mussels. Mussels (Mytilus galloprovincialis) were collected from a relatively clean locality and from a chronically polluted site in the Basque Coast (Bay of Biscay) in January, April, August and November. Sex and gametogenesis stages were determined for each mussel. Tissue concentration of metals and PAHs was analysed. A battery of biomarkers was investigated: cytochrome c oxidase, pyruvate kinase and phosphoenolpyruvate carboxykinase enzyme activities; levels of protein carbonyls, malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal; lysosomal enlargement and membrane stability; intracellular neutral lipid accumulation; cell type composition and thinning of the digestive gland epithelium; and survival-in-air. Sex- and reproductive stage-related differences were found in bioaccumulation and in the values and responsiveness of most of the biomarkers. However, the patterns of sex-related differences were not consistent across all biomarkers. The differences in the biomarker responses between females and males also depended on the season, reflecting the progression of the gametogenesis cycle. Thus, selecting mussels of one specific sex does not seem to be a crucial requisite to carry out biomarker-based monitoring; yet, it is highly recommended to identify sex condition and gamete developmental stage of each mussel to test for the potentially confounding effects of sex, reproductive status and sex-related variability along the reproductive cycle.

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