Biomarker responses in caged carp (Cyprinuscarpio) and native collected fish (Leporinus obtusidens) in the Río de la Plata Estuary, Argentina

Punta Lara is located in the Río de la Plata estuary near industrial areas contaminated mainly by organic pollutants. In this work, the responses and status of hepatic biomarkers were studied in juvenile carp (Cyprinus carpio) by means of a 21-day field exposure in cages and collection of juvenile native fish (Leporinus obtusidens) at Punta Lara. The analyzed hepatic biomarkers were: enzymatic activity of glutathione-S-transferase (GST), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), lipid peroxidation level using the thiobarbituric acid reaction (TBARS), and CYP1A protein expression, condition factor (CF) and liver somatic (LSI) index. Taking into account oxidative stress responses, SOD activity was increased in both species, while CAT was increased in C. carpio and decreased in L. obtusidens; TBARS levels indicated that oxidative damage was possibly exerted only in L. obtusidens. Biotransformation responses mediated by CYP1A were observed in both species, while GST activity was induced mainly in carps. Considering morphometric indices, CF and LSI were significantly increased in carps while CF decreased in native species. The anthropogenic pollution detected in this study in Punta Lara was associated with differences in biomarkers on both fish species, although a different pattern of response was observed.Fil: Scarcia, Paola Inés. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas. Programa de Ecofisiología Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Calamante, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de la Torre, Fernando Roman. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas. Programa de Ecofisiología Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Biomarkers of contamination of freshwater teleosts as an assessment tool in aquatic environments affected by persistent organic compounds

En el presente trabajo de tesis se evaluó la respuesta de una batería de parámetros biomarcadores fisiológicos, bioquímicos y moleculares en teleósteos dulceacuícolas, útiles y aplicables en la evaluación de la calidad de cuerpos de agua afectados por compuestos orgánicos persistentes (COPs) de origen antrópico. Se evaluaron biomarcadores de contaminación asociados a la biotransformación (actividad enzimática de glutatión-Stransferasa, inmunodetección de la proteína CYP1A y la actividad catalítica de la EROD, niveles de metabolitos biliares); al estrés oxidativo (actividad enzimática de la catalasa, superóxido dismutasa y niveles de TBARS) y asociado a la presencia de desorganizadores endócrinos (inmunodetección de vitelogenina plasmática). También se determinaron los índices fisiológicos factor de condición e índice hepatosomático. Se utilizaron como organismos prueba ejemplares juveniles de Cyprinus carpio y de diferentes especies nativas frecuentadoras de fondo. Se evaluaron los efectos adversos por exposición de dichas especies a diferentes tipos de COPs (hidrocarburos aromáticos policíclicos, bifenilos policlorados y compuestos con efecto desorganizador endócrino) por medio de ensayos de laboratorio y mediante evaluaciones a campo por exposición en jaulas (Río de la Plata y río Luján) y de recolección de especies nativas. Los resultados obtenidos permitieron caracterizar y comparar el efecto de los diferentes COPs sobre las respuestas de los biomarcadores en las especies prueba. Se demostró que el confinamiento de peces en jaulas es una metodología de trabajo útil en la evaluación de la calidad ecotoxicológica de ríos periurbanos. Se utilizaron técnicas que permitieron realizar un análisis de los resultados comparando e integrando las respuestas de los biomarcadores en los ensayos de laboratorio y de campo in situ. Se elaboró una línea de base para cada parámetro biomarcador y se proporcionó información de referencia sobre la variabilidad natural de los mismos que puede ser empleada en futuros ensayos de laboratorio y de evaluación de ambientes acuáticos afectados por COPs.In this thesis we evaluated the response of a battery of physiological, biochemical and molecular biomarkers of freshwater teleost, useful and relevant in the evaluation of the quality of water bodies affected by anthropogenic inputs of persistent organic compounds (POCs). Biomarkers of contamination associated with biotransformation (enzymatic activity of glutathione-s transferase, immunodetection of CYP1A protein and catalytic activity of EROD, biliary metabolites levels), oxidative stress (enzymatic activity of catalase and superoxide dismutase, TBARS levels) and endocrine disruption (immunodetection of vitellogenin plasmatic protein) were assessed. Physiological indices, condition factor and liver somatic index were also assessed. Cyprinus carpio and bottom dweller native species juveniles were used as test organisms. Adverse effects were assessed by exposing those species to different kind of POCs (polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls and endocrine- disrupting chemicals) by means of laboratory and field evaluations by cage exposure (Rio de la Plata and Luján river) and native collected fish. Results allowed comparing and characterizing the effect of different POCs on the responses of biomarkers in the test species. Fish exposure in cages proved to be a useful ecotoxicological methodology when evaluating the condition of periurbans rivers. An integrated analysis of the results allowed comparing laboratory assays and field in situ biomarker responses of test species. A baseline for each biomarker was developed and reference information was provided about their natural variability that can be used in future laboratory tests and in the assessment of aquatic environments affected by POCs.Fil:Scarcia, Paola Inés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Biomarcadores de contaminación de teleósteos dulceacuícolas como herramienta de evaluación de ambientes acuáticos afectados por compuestos orgánicos persistentes

En el presente trabajo de tesis se evaluó la respuesta de una batería de parámetros biomarcadores fisiológicos, bioquímicos y moleculares en teleósteos dulceacuícolas, útiles y aplicables en la evaluación de la calidad de cuerpos de agua afectados por compuestos orgánicos persistentes (COPs) de origen antrópico. Se evaluaron biomarcadores de contaminación asociados a la biotransformación (actividad enzimática de glutatión-Stransferasa, inmunodetección de la proteína CYP1A y la actividad catalítica de la EROD, niveles de metabolitos biliares); al estrés oxidativo (actividad enzimática de la catalasa, superóxido dismutasa y niveles de TBARS) y asociado a la presencia de desorganizadores endócrinos (inmunodetección de vitelogenina plasmática). También se determinaron los índices fisiológicos factor de condición e índice hepatosomático. Se utilizaron como organismos prueba ejemplares juveniles de Cyprinus carpio y de diferentes especies nativas frecuentadoras de fondo. Se evaluaron los efectos adversos por exposición de dichas especies a diferentes tipos de COPs (hidrocarburos aromáticos policíclicos, bifenilos policlorados y compuestos con efecto desorganizador endócrino) por medio de ensayos de laboratorio y mediante evaluaciones a campo por exposición en jaulas (Río de la Plata y río Luján) y de recolección de especies nativas. Los resultados obtenidos permitieron caracterizar y comparar el efecto de los diferentes COPs sobre las respuestas de los biomarcadores en las especies prueba. Se demostró que el confinamiento de peces en jaulas es una metodología de trabajo útil en la evaluación de la calidad ecotoxicológica de ríos periurbanos. Se utilizaron técnicas que permitieron realizar un análisis de los resultados comparando e integrando las respuestas de los biomarcadores en los ensayos de laboratorio y de campo in situ. Se elaboró una línea de base para cada parámetro biomarcador y se proporcionó información de referencia sobre la variabilidad natural de los mismos que puede ser empleada en futuros ensayos de laboratorio y de evaluación de ambientes acuáticos afectados por COPs

Responses of biomarkers of a standardized (Cyprinus carpio) and a native (Pimelodella laticeps) fish species after in situ exposure in a periurban zone of Luján river (Argentina)

The Luján River basin, which is located in the northwest area of the province of Buenos Aires, Argentina, receives different anthropogenic inputs before reaching the Río de la Plata estuary. The aim of this study was to assess the adverse impact of the river in the middle part of the basin. To this end, an in situ cage assay was conducted in two sites of the river (S1 and S2) near Luján city, and the responses of hepatic biomarkers of both a standardized (Cyprinus carpio) and a native (Pimelodella laticeps) species were evaluated. The biomarkers studied were the condition factor and liver somatic indices (LSI), the enzymatic activities of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione-S-transferase (GST), lipid peroxidation levels (thiobarbituric acid reactive substances, TBARS) and the induction of hepatic cytochrome P450 1A (CYP1A) and vitellogenin (Vtg) proteins. After 14 days, LSI and GST activity increased, and TBARS levels decreased in both species exposed at S1 and S2. In addition, exposure at both sites promoted an increase in SOD activity and CYP1A induction in C. carpio, while Vtg expression was observed only at S1. A shorter exposure period (7 days) caused an initial response only at S2 mediated only by CAT in P. laticeps. Finally, our results demonstrate that a 14-day period of in situ exposure in Luján River could lead to antioxidant and biotransformation processes in C. carpio and to phase II biotransformation responses in P. laticeps.Fil: Scarcia, Paola Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas. Programa de Ecofisiología Aplicada; ArgentinaFil: Calamante, Gabriela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: de la Torre, Fernando Roman. Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas. Programa de Ecofisiología Aplicada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Oxidative stress responses after exposure to triclosan sublethal concentrations: an integrated biomarker approach with a native (Corydoras paleatus) and a model fish species (Danio rerio)

Triclosan (TCS) is a synthetic broad-spectrum antimicrobial agent commonly used world-wide in a range of personal care and sanitizing products detected frequently in aquatic ecosystems. The aim of this study was to examine biochemical markers responses triggered by TCS in Danio rerio and in a native South American fish species (Corydoras paleatus). Further, an integrated approach comparing both test fish species was undertaken. These fish organisms were exposed to 100 or 189 µg TCS/L for 48 h. The activities of catalase (CAT), glutathione-s-transferase (GST), superoxide dismutase (SOD), and lipid peroxidation levels (LPO) and total antioxidant capacity against peroxyl radicals (ACAP) were determined in liver, gills, and brain. Acetylcholinesterase activity (AChE) was measured in the brain. Multivariate analysis showed that the most sensitive hepatic parameters were activities of GST and SOD for C. paleatus while LPO levels were for D. rerio. In gills the same parameters were responsive for C. paleatus but CAT in D. rerio. ACAP and GST activity were responsive parameters in brain of both species. Integrated biomarker responses (IBR) index demonstrated similar trends in both species suggesting this parameter might serve as a useful tool for quantification of integrated responses induced by TCS.Fil: Sager, Emanuel Alejandro. Universidad Nacional de Luján. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable; ArgentinaFil: Scarcia, Paola Inés. Universidad Nacional de Luján. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable; ArgentinaFil: Marino, Damian Jose Gabriel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; ArgentinaFil: Mac Loughlin, Tomas Mariano. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones del Medio Ambiente; ArgentinaFil: Rossi, Andrea Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto Nacional de Limnología. Universidad Nacional del Litoral. Instituto Nacional de Limnología; ArgentinaFil: de la Torre, Fernando Roman. Universidad Nacional de Luján. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable; Argentin