Effetto in vitro dei metalli pesanti piombo e mercurio sull'attività dell'enzima fosfolipasi C nelle branchie e nel mantello del mollusco marino Mytilus galloprovincialis Lmk

Gli inquinanti di origine antropica e naturale presenti a livello marino e costiero quali ad esempio i metalli pesanti, fra cui il piombo e il mercurio, hanno incentivato gli studi di determinazione degli effetti di questi elementi sul metabolismo degli organismi marini. A riguardo, data la sua notevole capacità di filtrare l’acqua e di accumulare nei suoi tessuti molli inquinanti di vario genere, il bivalve marino Mytilus galloprovincialis Lmk., facilmente reperibile a livello della costiera mediterranea, potrebbe risultare molto utile. Tale mollusco è stato oggetto di numerose ricerche che lo hanno utilizzato come bioindicatore delle concentrazioni di metalli pesanti nelle acque marine. Inoltre, i mitili rappresentano un’importantissima risorsa alimentare e commerciale, per cui è comprensibile un’attività di ricerca che monitori il loro stato di salute al fine sia di salvaguardare questa specie sia di garantire la salute umana.
Nel nostro laboratorio sono stati preliminarmente effettuati studi di determinazione della concentrazione di piombo (Pb) nei tessuti molli di Mytilus galloprovincialis Lmk prelevato da un sito costiero del Mar Tirreno (Forte dei Marmi), rilevando concentrazioni di questo metallo nei limiti della norma (1-1.6 g.g-1 ). Quindi, in questi stessi campioni di mitili, è stato valutato l’effetto in vitro di ioni Pb2+ aggiunti in forma di sale solubile (nitrato di piombo) sul recettore periferico delle benzodiazepine (PBR) e su uno dei principali sistemi di trasduzione dei segnali, l’enzima adenilato ciclasi (AC), rivelando un potente effetto inibitorio su questi due “marker” biochimici (Betti et al, 2003; Giannaccini et al, dati non pubblicati). Con il presente studio abbiamo voluto indagare, sempre su campioni di Mytilus galloprovincialis Lmk. provenienti dallo stesso sito, l’effetto in vitro di ioni Pb2+ anche su un altro enzima di trasduzione del segnale, il sistema dell’enzima fosfolipasi C (PLC), la cui attività provoca la formazione dei secondi messaggeri intracellulari IP3 (inositolo-1,4,5-trifosfato) e DAG (diacilglicerolo) a partire da fosfatidilinositolo-4,5-bifosfato (PIP2) o fosfatidilinositolo 4-fosfato (PIP). Oltre agli ioni Pb2+ sono stati anche valutati gli effetti degli ioni mercurio (Hg2+). Si è cosi proceduto alla determinazione dell’attività dell’enzima PLC in preparazioni di mantello e branchie di Mytilus galloprovincialis Lmk, trattati e non con questi metalli.

Campioni di mitilo di lunghezza compresa tra 2 e 4 cm sono stati prelevati dal sito non inquinato con metalli pesanti (Forte dei Marmi), situato nella costa nord della Toscana. I mitili sono stati trasportati in taniche contenenti acqua di mare del luogo fino al laboratorio. I mitili sono stati immediatamente aperti e le branchie e i mantelli rimossi e omogeneizzatiti in tampone ipotonico contenente leupeptina (inibitore delle proteasi), in accordo alla procedura di Panfoli et al (1993). Il metodo di valutazione della PLC utilizzato consisteva nell’incubazione del preparato di tessuto per 10-15 min. a 19°C in presenza di micelle di substrato esogeno, rappresentato da [3H]PIP2 e una miscela non marcata di fosfoinositidi (20-30% PIP/PIP2) (De Vivo, 1994). Come fonte degli ioni mercurio e piombo sono state utilizzate soluzioni di cloruro mercurico (HgCl2) e di piombo nitrato (Pb(NO3)2) a concentrazioni crescenti.

I risultati hanno mostrato che sia sulle branchie che sul mantello del Mytilus galloprovincialis Lmk. era rilevabile un’attività dell’enzima PLC, maggiore nelle branchie rispetto al mantello. Gli ioni mercurio hanno rilevato un’importante inibizione dell’attività enzimatica sia nelle branchie che nel mantello dell’animale a concentrazioni comprese tra 10 e 100 M, mentre gli ioni piombo hanno inibito molto debolmente (17 % max. ) l’enzima nei due tessuti in esame a concentrazioni tra 100 e 500 M. Tuttavia, la pre-incubazione per 30-35 min a 19°C dell’omogenato di tessuto (branchie) in tampone isotonico con concentrazioni crescenti (10-100 M) di ioni Pb2+ ha incrementato l’inibizione sull’enzima di questo metallo. Anche l’aumento di piombo nitrato a concentrazioni millimolari senza pre-incubazione ha maggiorato l’inibizione della PLC del mollusco.

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1 ABSTRACT There is actually increasing interest regarding antropic and natural pollution at the level of sea coastal environment, especially that provoked by heavy metals, such as lead (Pb) and mercury (Hg), so that, in the past few years, several studies have been designed in an attempt to determinate the effects of these elements on the metabolism of sea organisms. Thanks to its high capacity at filtering sea water and at accumulating different types of pollutants in soft tissues, the sea bivalve Mytilus galloprovincialis Lmk., easily available along the Mediterranean coast, results particularly useful. In fact, mussels represent a very important alimentary and commercial resource and the monitoring of their safety is necessary either to preserve the species or to prevent human health. Even if these animals are able to survive in polluted sea environments and to resist to sub-lethal doses of heavy metals, their metabolism could result altered during acute or chronic exposure to these pollutants, without significant changes in metal tissue contents, thus representing an excellent model of marine bio- indicator. Our research group have preliminarily studied the concentration of lead (Pb) in soft tissues of Mytilus galloprovincialis Lmk., collected from a non- polluted coastal area of the Thyrrenian Sea (Forte dei Marmi, LU), revealing a concentration of this metal, ranging between standard limits (1-

Tesi di Laurea

Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

Autore: Nicola Zanella Contatta »

Composta da 108 pagine.

 

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