Assessment of Seasonal Variability of Cytochemical Responses to Contaminant Exposure in the Blue Mussel Mytilus edulis (Complex)

Abstract

Abstract.A selected suite of cytochemical parameters in Mytilus edulis are altered in response to field and laboratory exposure to chemical contaminants. These biomarkers include lysosomal stability, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-ferrihemoprotein reductase activity, liposfuscin deposition, and accumulation of lysosomal and cytoplasmic unsaturated neutral lipid. Normal variations in physiological processes (influenced by exogenous seasonal changes in temperature, salinity, food availability, etc.) may alter the sensitivity of these biomarkers to contaminant exposure. To address this issue, M. edulis (complex) were sampled monthly from a reference nonurban site (Coupeville, Penn Cove) and a polluted urban site (Seacrest, Elliott Bay) in Puget Sound, WA, for a period of 15 months. Physiological measurements including total length, total weight, somatic and mantle weights (an indication of gonadal development and reproductive status), condition index, and the presence or absence of hemic neoplasia (HN, or leukemia) were recorded. Significant differences in lysosomal stability, lysosomal and cytoplasmic unsaturated neutral lipids, lipofuscin deposition, and NADPH-ferrihemoprotein reductase activity in cells of the digestive gland or digestive tubules were generally found in mussels taken throughout the year from Seacrest compared to mussels sampled from Coupeville, consistent with exposure to chemical contaminants. No seasonally influenced suppression of the entire suite of parameters as measures of contaminant exposure was evident. Therefore these biomarkers can be used to evaluate contaminant exposure in mussels throughout the entire year.

Cytochemical Measurement of Lysosomal Responses in the Digestive Cells of Wild Pacific Oyster, Crassostrea gigas on the South Coast of Korea

“…해산 이매패류는 어류나 다른 무척추동물에 비해 활동 범위가 제한적인 고착성의 여과 섭식자로 연안 환경 오염 에 대한 지표종(sentinel species)으로 널리 사용되고 있다 (Krishnakumar et al 1994;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003;Moore et al 2004;Viarengo et al 2007). 해산 이매패류는 수중으로부터 다양한 생체이물질(xenobiotics) 과 독성 화합물을 여과 섭식하여 소화맹낭 혹은 그 주변 조직 세포에 축적하며, 축적된 물질은 패류의 생리학적 기 능에 영향을 미친다 (O'Connor and Lauenstein 1989;Livingstone 1991;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003; Moore et al 2004).…”

“…해산 이매패류는 수중으로부터 다양한 생체이물질(xenobiotics) 과 독성 화합물을 여과 섭식하여 소화맹낭 혹은 그 주변 조직 세포에 축적하며, 축적된 물질은 패류의 생리학적 기 능에 영향을 미친다 (O'Connor and Lauenstein 1989;Livingstone 1991;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003; Moore et al 2004). 참굴 소화맹낭 상피 세포는 소 화 세포(digestive cell or secretory-absorbtive cell)와 호염 성 세포(basophil cell)로 구성되며, 그 모양은 길고 원통형 으로 섬모가 없다 (Winstead 1995;Eble and Scro 1996).…”

“…혈 구)를 이용하여 Neutral Red(NR) 염료가 세포에서 빠져 나오는 시간(Neutral Red Retention time, NRR time)을 측정하는 방법으로, 스트레스를 받을수록 NRR time이 짧 아지게 된다. 이 측정 방법은 해산 이매패류(Ostrea edulis, Crassostrea gigas, Pecten maximus)에 활용된 바 있다 (Hauton et al 2001;Jo et al 2002;Moore et al 2004;Cho and Jeong 2005 (Moore 1988;Krishnakumar et al 1994;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003;Moore et al 2004). 담치(Mytilus edulis)의 경우, 소화맹낭 세포의 LMS는 환경오염물질 노출지역에서 대 조지역에 비해 리소솜 막 불안정화 시간(labilization time) 이 짧아지며, 인위적으로 오염물질의 농도 구배를 준 경우 에도 오염물질의 농도가 높을수록 리소솜 막 불안정화 시 간은 짧아진다는 것이 보고된 바 있다 (Moore 1988;Krishnakumar et al 1994;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003).…”

“…그러나 NL 의 세포 내 과잉 축적은 세포의 사멸(cell death) 혹은 세 (Moore 1988;Krishnakumar et al 1994;Kagley et al 2003;Dimitriadis et al 2004). 또 한 항구 주변이나 공업단지 주변에 서식하는 담치의 소화 맹낭에도 LF 축적이 높은 것을 세포화학적인 방법을 통해 많은 연구에서 보고된 바 있다 (Lowe 1988;Moore 1988;Viarengo and Nott 1993;Krishnakumar et al 1994;Kagley et al 2003;Moore et al 2004).…”

“…그러나 조직관찰을 위한 파라 핀 블록 제작은 그 준비 기간이 오래 걸리며, 고정과 포매 과정에서 지질성분 혹은 효소의 활성을 잃어버리는 단점 이 있다 (Fink 1986 (Fink 1986;Lowe 1988;Moore 1988;Krishnakumar et al 1994;Dimitriadis et al 2004). 이와 같은 이유로, 대부분의 해산 이매패류 소화맹 낭 리소솜 활성의 연구는 동결절편 된 조직에서 세포화학 적인 방법을 이용하여 이루어지고 있다 (Lowe 1988;Moore 1988;Krishnakumar et al 1994;Petrovi et al 2001;Kagley et al 2003;Dimitriadis et al 2004). 또한 동결절편은 세포막의 지질성분을 파괴하지 않기 때문에 전자현미경 및 면역조직화학기법 등 다양한 각도에서 연 구가 가능하다 (Dimitriadis et al 2004).…”