Λυσοσωμικές, λιπιδιακές και μορφολογικές αποκρίσεις σπλαχνικών ιστών (πεπτικός αδένας, βράγχια, χειλικές προσακτρίδες, έντερο) του μυδιού mytilus galloprovinciallis ως βιομάρτυρες για την εκτίμηση της θαλάσσιας ρύπανσης

Abstract

Lysosomal and lipid responses in various internal tissues (digestive gland, gills, palps, hindgut) of the common mussel Mytilus galloprovincialis collected from six stations along Thermaikos Gulf were monitored through a one-year period. The ultrastructural observations of the digestive cells of sampled mussels indicated a higher incidence of "granular" or "dark" residual bodies in the relatively more polluted stations compared to the less polluted ones. Ultrastuctural observations in the gills, palps and hindgut indicated a higher incidence of cell exfoliation, dilated intercellular spaces, hemocytic infiltration and mitochondrial alterarions in the relatively more polluted stations compared to the less polluted ones. Alterations in the lysosomal system of digestive cells were assessed: a) using the lysosomal membrane stability test b) quantifying (using morphometry) lysosomal structural alterations of the residual bodies and the heterolysosomes of the digestive cells at the ultrastructural level, and c) determining the elemental composition of lysosomes by means of x-ray microanalysis on epoxy resin sections. Evaluation of neutral lipids in the digestive gland cells was realized using image analysis on histochemical resin sections. Mussels from the most heavily polluted stations exhibited reduced lysosomal membrane stability, higher volume density and diameter of heterolysosomes and residual bodies, and, in some cases, relatively higher lysosomal heavy metal content compared to mussels from less polluted stations. Alterations in the lysosomes (dense bodies) of the gills, the palps, and the intestine were assessed morphometrically measuring the volume density of the dense bodies. Mussels from the most heavily polluted stations exhibited lower volume density of dense bodies in the gills and the hindgut. The results showed that lysosomal membrane stability and the volume density of the residual bodies of the digestive cells, the volume density of the dense bodies of the gills and the hindgut, as well as some histopathological alterations are more sensitive to general stress compared to the other biomarkers used, and could be used successfully as early warning tools in biomonitoring programs. The intracellular localization of heavy metals using autometallography (AUM) was studied in the gills and the digestive gland of the common mussel Mytilus galloprovincialis, after an experimental exposure to 0.1 mg L⁻¹ of Hg, 0.1 mg L⁻¹ of Ag, 0.1 mg L⁻¹ of Pb and 0.1 mg L⁻¹ of Cu, for 98 days. In the gills, autometallographical black silver deposits (BSD) were localized in the dense bodies observed in the apical and in the basal part of the cells, as well as in the dense bodies of hemocytes. Among metals, Hg presented the highest accumulation followed by Ag, Pb and Cu. BSD were more prominent in the abfrontal part of the gill filament in the case of Hg exposure and in the frontal part of it in the case of Ag and Pb exposure. In the digestive gland, Hg and Ag were localized in the heterolysosomes and the residual bodies of the digestive cells, as well as in the dense bodies of the basophilic cells. The heavy metal exposure also affected the gross morphology of the examined tissues and resulted in the fusion of residual bodies in the digestive cells, the fragmentation or vacuolization of the rough endoplasmic reticulum and the increase in the number of granules in the basophilic cells. In the gills, fusion of the gill filaments was also noted.

Κάποιες λυσοσωμικές και λιπιδιακές αποκρίσεις σπλαχνικών ιστών (πεπτικός αδένας, βράγχια, χειλικές προσακτρίδες, οπίσθιο έντερο) εκτιμήθηκαν σε άτομα του κοινού μυδιού Mytilus galloprovincialis που συλλέχθηκαν από έξι δειγματοληπτικούς σταθμούς στο Θερμαϊκό Κόλπο στη διάρκεια ενός έτους. Μελέτες της λεπτής δομής στα πεπτικά κύτταρα του πεπτικού αδένα έδειξαν την παρουσία υπολειπόμενων σωματίων με "κοκκώδες" ή "σκούρο" περιεχόμενο στους σχετικά περισσότερο επιβαρημένους από ρύπους δειγματοληπτικούς σταθμούς. Μελέτες της λεπτής δομής στα βράγχια, τις χειλικές προσακτρίδες και το έντερο αποκάλυψαν την "αποφλοίωση" των επιθηλίων, την ύπαρξη διευρυμένων μεσοκυττάριων χώρων, τη διήθηση από αιμοκύτταρα και μιτοχονδριακές αλλοιώσεις στα μύδια από τις σχετικά περισσότερο επιβαρημένες από τις δειγματοληπτικές περιοχές. Οι λυσοσωμικές αποκρίσεις των πεπτικών κυττάρων εκτιμήθηκαν με α) το βιομάρτυρα της "σταθερότητας της λυσοσωμικής μεμβράνης" β) με τη μορφομετρία των ετερολυσοσωμάτων και των υπολειπόμενων σωματίων στο επίπεδο της λεπτής δομής γ) με την εκτίμηση της περιεκτικότητας σε βαρέα μέταλλα με την τεχνική της μικροανάλυσης με ακτίνες χ. Οι λιπιδιακές αποκρίσεις εκτιμήθηκαν με μορφομετρία των ακόρεστων ουδέτερων λιπιδίων. Στα μύδια των περισσότερο επιβαρημένων περιοχών οι τιμές της "σταθερότητας της λυσοσωμικής μεμβράνης" ήταν χαμηλότερες, η πυκνότητα όγκου των ετερολυσοσωμάτων και των υπολειπόμενων σωματίων ήταν μεγαλύτερη και, σε ορισμένες περιπτώσεις, το ποσό των βαρέων μετάλλων ήταν μεγαλύτερο πάντα σε σχέση με τις λιγότερο επιβαρημένες περιοχές. Οι λυσοσωμικές αποκρίσεις των βραγχίων, των χειλικών προσακτρίδων και του εντέρου εκτιμήθηκαν με τη μέτρηση της πυκνότητας όγκου των σκούρων σωματίων. Στα μύδια των περισσότερο επιβαρημένων περιοχών η πυκνότητα όγκου των σκούρων σωματίων των βραγχίων και του εντέρου ήταν μικρότερη σε σχέση με τις λιγότερο επιβαρημένες περιοχές. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο βιομάρτυρας της "σταθερότητας της λυσοσωμικής μεμβράνης" και η πυκνότητα όγκου των υπολειπόμενων σωματίων των πεπτικών κυττάρων, η πυκνότητα όγκου των σκούρων σωματίων ων βραγχίων και του οπίσθιου εντέρου, καθώς επίσης και κάποιες ιστοπαθολογικές αλλοιώσεις είναι πιο ευαίσθητες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση του βαθμού ρύπανσης σε προγράμματα βιοπαρακολούθησης. Επίσης, μελετήθηκε ο ενδοκυτταρικός εντοπισμός βαρέων μετάλλων με τη χρησιμοποίηση της τεχνικής της αυτομεταλλογραφίας στον πεπτικό αδένα και τα βράγχια του μυδιού Mytilus galloprovincialis, μετά από πειραματική έκθεση σε 0.1 mg L⁻¹ Hg, 0.1 mg L⁻¹ Ag, 0.1 mg L⁻¹ Pb και 0.1 mg L⁻¹ Cu, επί 98 ημέρες. Στα βράγχια, θετική αντίδραση αυτομεταλλογραφίας εντοπίστηκε στα σκούρα σωμάτια των επιθηλιακών κυττάρων καθώς επίσης και στα σκούρα σωμάτια των αιμοκυττάρων. Μεταξύ των μετάλλων που χρησιμοποιήθηκαν ο Hg παρουσίασε εντονότερη συσσώρευση ακολουθούμενος από τον Ag, το Pb και το Cu. Η θετική αντίδραση ήταν εντονότερη στην βασική περιοχή του βραγχιακού νηματίου μετά από έκθεση σε Hg και στην κορυφαία περιοχή μετά από έκθεση σε Ag και Pb. Στον πεπτικό αδένα, ο Hg και ο Ag εντοπίστηκαν στα ετερολυσοσώματα και στα υπολειπόμενα σωμάτια των πεπτικών κυττάρων, καθώς επίσης και στα σκούρα σωμάτια των βασεόφιλων κυττάρων. Ο εντοπισμός των παραπάνω μετάλλων στα υπολειπόμενα σωμάτια ήταν εντονότερος σε σχέση με τον εντοπισμό στα ετερολυσοσώματα. Μορφολογικές αλλοιώσεις παρατηρήθηκαν μετά από την έκθεση στα βαρέα μέταλλα. Έτσι, παρατηρήθηκε σύντηξη υπολειπόμενων σωματίων στα πεπτικά κύτταρα, κυστιδιοποίηση του αδρού ενδοπλασματικού δικτύου και αύξηση του αριθμού των κοκκίων στα βασεόφιλα κύτταρα. Στα βράγχια παρατηρήθηκε σύντηξη των βραγχιακών νηματίων.