Crecimiento y reproducción de la ostra rizada, Crassostrea gigas (Thunberg, 1793), cultivada en intermareal y en batea en Galicia (NW España)

Dissertação de mest., Aquacultura e Pescas, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 200

Acumulación de toxinas DSP en el mejillón Mytilus galloprovincialis

El ácido okadaico (OA) y las dinofisitoxinas (DTXs) son los principales representantes del grupo de toxinas causantes del síndrome de intoxicación diarreica (DSP). Este grupo de toxinas aunque no son las de consecuencias más graves para la salud humana, ya que hasta la fecha no se han registrado intoxicaciones letales, sí son las que mayor número de cierres de polígonos mejilloneros causan a lo largo del año. Este motivo conlleva que el impacto que tienen en la acuicultura europea tanto a nivel económico como social sea muy elevado. Los principales productores de toxinas DSP son dinoflagelados pertenecientes al género Dinophysis y Prorocentrum. Los moluscos bivalvos incorporan las células fitoplanctónicas mediante filtración y actúan como vectores de las toxinas hacia niveles superiores de la cadena trófica llegando incluso a los humanos, lo que en ocasiones supone graves problemas para la salud pública. España es el segundo productor mundial de mejillón después de China, siendo Galicia la comunidad autónoma con las tasas más elevadas de producción. La aparición de episodios tóxicos del tipo DSP son recurrentes en esta zona lo que provoca que se produzcan prolongadas vedas en las áreas de cultivo con las consecuentes pérdidas económicas para el sector pesquero y afines. Una de las estrategias que existen para tratar de paliar los problemas derivados de la aparición de los episodios tóxicos se basa en diseñar sistemas que permitan minimizar la acumulación de dichos compuestos, para lo cual es necesario conocer las bases de los procesos de incorporación y eliminación de toxinas en los bivalvos. Aunque hasta la fecha se han realizado numerosos estudios tratando de determinar los factores que regulan los procesos de acumulación y depuración, han sido muchos menos los enfocados a los mecanismos implicados en estos procesos, con lo que la información que se posee actualmente es todavía insuficiente. En este punto se centraron los principales objetivos de esta tesis doctoral en la que se trataron de determinar: cuáles son los mecanismos de retención de las toxinas a cualquier nivel (órgano-celular-molecular), cuáles son sus posibles transformaciones y cuáles son sus principales mecanismos de eliminación. Partiendo de la base de que la mayor parte de las toxinas DSP se acumulan y transforman mayoritariamente en la glándula digestiva del mejillón, a lo largo de la presente tesis se llevaron a cabo toda una serie de experimentos para tratar de determinar cómo se incorporan, donde se acumulan y transforman y como se eliminan las toxinas DSP de dicho órgano. En cuanto a la incorporación del OA, los resultados mostraron que este es absorbido por las células digestivas preferentemente desde la fase disuelta, siendo mínima su captación desde gotas de aceite. El hecho de que el transporte del OA no requiera ATP y tienda a saturarse a altas concentraciones de la toxina, sugiere que la difusión simple no es el mecanismo responsable de la absorción, señalando a una difusión del tipo facilitada como la forma más probable de entrada del OA en las células de la glándula digestiva del mejillón. A pesar de ello, la implicación de absorciones del OA en forma de agregados o dímeros mediante mecanismos de difusión simple tampoco puede ser descartada. Al estudiar la distribución a nivel celular del OA en la glándula digestiva se observó que los dos tipos celulares (digestivo y secretor) presentes en dicho órgano no son los responsables de la cinética de depuración de dos compartimentos encontrada en estudios previos. Aunque dichos tipos celulares no acumulan el OA de la misma manera, las concentraciones encontradas en cada uno de ellos no son consistentes con las esperadas de la salida del modelo de dos compartimentos. Esto sugiere la implicación de un mecanismo diferente como podría ser el ligamiento entre la toxina y algún componente celular. El estudio de la distribución a nivel subcelular del OA demostró que la toxina se distribuye principalmente en el citosol de las células y que está mayoritariamente unida a un receptor celular con el que forma un complejo de un tamaño entre 30 y 300 kDa y cuya naturaleza química más probable es el de una lipoproteína de alta densidad (HDL). En cuanto a los resultados obtenidos en los estudios de eliminación se pudo determinar por un lado, que la principal vía de eliminación de las toxinas DSP de los mejillones son las heces y por otro, que la principal forma estructural en la que aparecen en ellas es como derivados acilados “DTX3”. El empleo de sustancias no digeribles como posibles acelerantes del proceso depurativo suministrados como alimento a los mejillones parecen ser efectivos para incrementar la velocidad de depuración de las toxinas del tipo DSP. Finalmente se llevaron a cabo toda una serie de estudios celulares y enzimáticos en los que se probó la trans-esterificación in vitro del palmitoil-CoA al OA en diversas fracciones subcelulares de la glándula digestiva y se constató que los derivados acilados DTX3 se sintetizan en el interior de las células digestivas de los mejillones. Para ello fue necesario poner a punto previamente, una técnica de encapsulación del OA mediante el empleo de microcápsulas de gelatina-acacia con las que posteriormente, se alimentó a los mejillones. El hecho de que se encontrara una relación positiva entre la actividad acil-transferasa y la enzima citocromo C reductasa (NADPH) que es un marcador específico del retículo endoplasmático, sugiere que sea este orgánulo el principal responsable del proceso de acilación en las células. Los conocimientos obtenidos a lo largo de la presente tesis contribuirán a que se puedan abrir toda una serie de posibilidades diferentes para tratar de diseñar mecanismos efectivos de reducción de la acumulación de las toxinas en los bivalvos que permitirán minimizar, al menos en parte, las consecuencias negativas de los episodios tóxicos

Distribución delular del ácido okadoiko en la glándula digestiva de Mytilus galloprovincialis

[ESP] La mayor parte de las estrategias para mitigar las consecuencias de los procesos tóxicos pasan, además de por controlar su presencia, por conseguir que los bivalvos acumulen la menor cantidad de toxinas posibles o que las eliminen más rápidamente. Para ello resulta necesario conocer los mecanismos implicados en estos procesos y los factores que las regulan. Aunque se han realizado avances significativos en estos temas aún existe una notable carencia de conocimiento de las bases de la acumulación y depuración. Por este motivo y con el fin de abrir nuevas vías para el desarrollo de estos mecanismos, se realizó el presente estudio en el que se pretende averiguar la distribución, a nivel celular, del ácido okadaico en la glándula digestiva de Mytilus galloprovincialis. Se realizó un fraccio- namiento mediante el cual se disoció la glándula (con solución CMFS) y dos centrifugaciones diferenciales (100 y 180 xg) para separar los tipos celulares grandes o células digestivas, de los pequeños o células prolife- rativas. A cada uno de estos dos tipos celulares se les extrajo el okadaico con metanol al 80%, y se cuantificó, mediante HPLC-MS con trampa iónica, la cantidad de toxina presente en cada uno de ellos. Los resultados muestran una acumulación preferencial del okadaico por los tipos celulares de mayor tamaño. Esto puede abrir camino para determinar la distribución a nivel subcelular de la toxina y averiguar si presenta o no algún tipo de ligamiento a moléculas que nos permitan conocer más sobre sus meca- nismos de actuación.Financiado por la Dirección Xeral de Investigación e Desenvolvemento. Consellería de Innovación, Industria e Comercio, a través del proyecto PGIDIT04RMA50107PR

Twenty-Five Years of PSP Toxicity in Galician (NW Spain) Bivalves: Spatial, Temporal, and Interspecific Variations

Twenty-five years of paralytic shellfish poisoning (PSP) toxicity in Galician bivalves have been studied. PSP was detected in 4785 out of 73,740 samples of the commercially important bivalve species analyzed from 1995 to 2020. Its general prevalence in the area was 6.5%. Only 1.6% of all samples tested were over the regulatory limit (incidence). The maximum level of PSP in the area, 40,800 µg STX 2HCl-eq kg−1, was recorded in raft mussels from Bueu (PON-II, Pontevedra) in December 2005. The highest maximum PSP values were found in mussels, which were mostly affected by Gymnodinium catenatum, but not those of prevalence and incidence which were recorded in clams, mostly affected by Alexandrium. Average levels in mussels were higher than in any other studied species. Spatially, in general, the prevalence, incidence, maximum, and average PSP toxicity during episodes tend to decrease from south to northeast, but some hot points with high levels can be identified. PCA analysis separates the southern rías, associated to G. catenatum blooms, from the middle and northern ones, associated to Alexandrium blooms. Along the year, two main peaks of the four variables are observed, the first one in late autumn–winter and the other in summer, the summer peak being much more important for the infaunal species than for raft mussels. In the seasonal pattern obtained by time series analysis of the average PSP toxicity, the autumn-winter peak was only maintained (and very reduced) in the southern rías, indicating that this peak is seasonally much less important than the summer peak. The observed seasonality is expected based on the timing of the blooms of the two PSP-producing phytoplankton groups present in the area. Over the 25 years of monitoring, large differences in PSP toxicity have been observed. Apart from some special years, an ascending trend in prevalence and incidence seems to be present from 2011 to 2020. No trend seems to exist during the same period for average or maximum toxicity