Mytilus galloprovincialis

Biol. Mar. Mediterr. (2008), 15 (1): 430-431
S. Nesci, V. Ventrella, F. Trombetti, M. Pirini, A.R. Borgatti, A. Pagliarani
Dipartimento di Biochimica “G. Moruzzi” Sezione di Biochimica Veterinaria, Università di Bologna,
Via Tolara di Sopra, 50 – 40064 Ozzano Emilia, Bologna, Italia.
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RISPOSTA DELLA Mg-ATPasi MITOCONDRIALE
DELLA GHIANDOLA DIGESTIVA DI MYTILUS
GALLOPROVINCIALIS ALLO STAGNO TRIBUTILE (TBT)
RESPONSE OF THE MITOCHONDRIAL Mg-ATPase OF THE
DIGESTIVE GLAND OF MYTILUS GALLOPROVINCIALIS
TO TRIBUTYLTIN (TBT)
Abstract - The effect of the contaminant tributyltin (TBT) was investigated on the mitochondrial MgATPase in the digestive gland of the mollusc Mytilus galloprovincialis both in vivo and in vitro. TBTexposed mussels showed a 30% inhibition of the oligomycin-sensitive Mg-ATPase with respect to controls
irrespective of TBT dose and exposure time. A complex dose-response curve was pointed out in vitro.
Key-words: tributyltin, mitochondrial Mg-ATPase, digestive gland, mussel.
Introduzione – La diffusione dei composti organostannici nell’ambiente acquatico,
dovuta principalmente al loro impiego specialmente nel passato, nelle vernici antivegetative, rappresenta tuttora una minaccia ambientale, soprattutto nelle acque costiere.
Per la loro grande resistenza ai processi di degradazione questi contaminanti lipofili
vengono facilmente incorporati negli animali acquatici dove mostrano un ampio spettro di effetti biologici e biochimici (Saxena, 1987). I composti organostannici, trasferiti
lungo la catena trofica, contaminano i prodotti ittici, in particolare molluschi bivalvi
(Chandrinou et al., 2007). Abbiamo considerato quindi nei mitili l’effetto dello stagno
tributile (TBT), il più tossico e comune di questi composti, sulla MgATPasi mitocondriale, l’enzima chiave del metabolismo energetico cellulare e bersaglio del TBT in
mammiferi, lieviti e batteri (Saxena, 1987; von Ballmoos et al., 2004).
Materiali e metodi – Gli studi sono stati effettuati in vivo, utilizzando mitili (Mytilus galloprovincialis) esposti al TBT per 120 ore, e in vitro, immettendo il contaminante in concentrazioni micromolari direttamente nel sistema di reazione della MgATPasi (Pagliarani et al., 2008). I mitili esposti alle 2 concentrazioni di TBT (0,5 e 1,0
mg/L), definiti TBT1 e TBT2, e controllo (C) sono stati mantenuti in acquari (60
animali/60L) contenenti acqua di mare artificiale areata. Ciascun trattamento é stato
effettuato in duplicato. I mitili, campionati dopo 24 e 120 ore di esposizione, sono
stati suddivisi in pool e utilizzati per valutare l’indice di condizione (CI), il contenuto
d’acqua e per la preparazione della frazione mitocondriale della ghiandola digestiva
(epatopancreas). Su tale frazione è stata determinata per via spettrofotometrica l’attività della MgATPasi. Le prove in vitro sono state effettuate utilizzando preparazioni mitocondriali di mitili non esposti. L’analisi statistica dei dati è stata effettuata
mediante ANOVA seguita da test SNK quando necessario (P≤0,05).
Risultati – L’esposizione al TBT non ha influenzato i parametri biologici considerati: mortalità, CI e contenuto d’acqua sono rimasti infatti invariati indipendentemente
dalla concentrazione di TBT e dalla durata dell’esperimento. Diversamente l’attività
della Mg-ATPasi mitocondriale oligomicino-sensibile (Mg-ATPasi OS) è risultata
significativamente inibita già dopo appena 24 ore di esposizione in entrambi i gruppi
sperimentali, TBT1 e TBT2. L’entità di tale inibizione, pari approssimativamente al
30% (Tab. 1), è rimasta costante anche dopo 120 ore di esposizione, risultando così
Risposta della Mg-ATPasi mitocondriale della ghiandola digestiva di M. galloprovincialis allo stagno tributile
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indipendente dalla durata dell’esposizione oltre che dalla concentrazione di TBT utilizzata. L’attività della MgATPasi oligomicino-insensibile (Mg-ATPasi OI) non sembra
risentire dell’effetto del TBT manifestando invece una certa suscettibilità alle condizioni sperimentali dal momento che dopo 120 ore di sperimentazione l’attività appare
più che dimezzata in tutti i gruppi: C, TBT1 e TBT2.
Tab. 1 - Mg-ATPasi mitocondriale (µmoli Pi∙mg prot-1∙ora-1) nei mitili in esperimento.
Mitochondrial Mg-ATPase activity (µmol Pi∙mg prot-1∙h-1) in mussels.
tempo di esposizione
Mg-ATPasi OI
Mg-ATPasi OS
controllo
13,7 ± 5,3a
14,3 ± 2,6a
24 ore
TBT1
12,0 ± 5,1a
10,2 ± 8,8c
TBT2
13,4 ± 6,6a
10,1 ± 2,3c
controllo
5,4 ± 4,4b
16,4 ± 3,8a
120 ore
TBT1
5,0 ± 3,8b
11,4 ± 4,4c
TBT2
4,8 ± 0,6b
10,9 ± 0,6c
Le prove in vitro hanno evidenziato risposte apparentemente più complesse. La
curva dose-risposta relativa alla OS-MgATPasi presenta un andamento bifasico con
un minimo di attività in corrispondenza della concentrazione di TBT 0,7 µM, seguito
da una fase di recupero fino a 6,0 µM TBT per poi andare quasi a 0 per concentrazioni ancora crescenti (>10.0 µM TBT). Questo andamento, considerato alla luce
del diverso comportamento della frazione dell’enzima insensibile all’oligomicina che
aumenta quando l’altra diminuisce, suggerisce che l’azione del TBT potrebbe esplicarsi
attraverso una perdita della sensibilità all’oligomicina della MgATPasi mitocondriale,
eventualmente mediata da un coinvolgimento dai lipidi della membrana mitocondriale.
Conclusioni - Anche nella ghiandola digestiva di mitilo la MgATPasi si conferma
come bersaglio sensibile all’azione tossica del TBT, come già riscontrato in altri tessuti
(Pagliarani et al., 2008) e specie (Saxena 1987; von Ballmoos et al., 2004). L’inibizione del complesso F0F1, che ha un ruolo chiave nel metabolismo energetico cellulare, potrebbe essere correlata ad altre manifestazioni tossiche del TBT e giustificare
almeno in parte la riduzione di produttività delle popolazioni esposte al contaminante
nelle quali la produzione cellulare di ATP può risultare seriamente compromessa.
Bibliografia
CHANDRINOU S., STANISAKIS A.S., THOMAIDIS N.S., NIKOLAU A., WEGENER J.W.
(2007) - Distibution of organotin compounds in the bivalves of the Aegean Sea, Greece. Env. Int.,
33 (2): 226-232.
PAGLIARANI A, BANDIERA P., VENTRELLA V., TROMBETTI F., PIRINI M., NESCI S.,
BORGATTI A.R. (2008) – Tributyltin inhibition of oligomycin-sensitive Mg-ATPase activity in
mussel mitochondria. Toxicol. in Vitro, in stampa.
SAXENA A.K. (1987) - Organotin compounds: toxicology and biomedicinal applications. Appl.
Organometall. Chem., 1: 39-56.
von BALLMOOS C., BRUNNER J., DIMROTH P. (2004) – The ion channel of F-ATPsynthase is
the target of toxic organotin compounds. Proceed. Natl. Acad. Sci., 101: 11239-11244.
Ricerca finanziata con fondi RFO a Prof. A.R. Borgatti.