Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với sulfide độc hại đến lượng oxy tiêu thụ và các sản phẩm oxy hóa ở Urechis unicinctus (Echiura: Urechidae)

Journal of Ocean University of Qingdao - Tập 9 - Trang 157-161 - 2010
Sifeng Wang1,2, Zhifeng Zhang1, He Cui3, Kyoung Ho Kang4, Zhuojun Ma5
1Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao, P. R. China
2Biology Institute of Shandong Academy of Sciences, Jinan, P. R. China
3Shandong Exit and Entry Inspection and Quarantine Bureau, Qingdao, P. R. China
4Department of Aquaculture, Chonnam National University, Yeosu, P. Korea
5Chinese Academy of Fishery Sciences, Beijing, P. R. China

Tóm tắt

Để điều tra khả năng giải độc sulfide ở Urechis unicinctus, tỷ lệ tiêu thụ oxy và các sản phẩm giải độc sulfide đã được phân tích trong quá trình tiếp xúc với sulfide dưới các điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát. Kết quả cho thấy tỷ lệ tiêu thụ oxy tăng lên đáng kể trong 3 giờ tiếp xúc với sulfide so với đối chứng (P<0,05). Nồng độ sulfit trong thành cơ thể và ruột sau của các con giòi thí nghiệm tăng lên đáng kể (P<0,05) khi tiếp xúc với 50 μmolL−1 sulfide, đạt mức tối đa vào 24 giờ và sau đó giảm xuống. Kết quả tương tự được quan sát ở các con giòi tiếp xúc với 150 μmolL−1 sulfide, ngoại trừ nồng độ sulfit đạt mức tối đa vào 12 giờ. Hàm lượng thiosulfate trong thành cơ thể và ruột sau của U. unicinctus tiếp xúc với sulfide cũng cao hơn đáng kể so với đối chứng không tiếp xúc với sulfide. Kết luận, trong quá trình tiếp xúc với sulfide ngắn hạn, U. unicinctus có thể tăng cường tiêu thụ oxy để giải độc sulfide độc hại thành sulfit và thiosulfate. Quá trình giải độc sulfide bị hạn chế khi thời gian tiếp xúc kéo dài hoặc nồng độ sulfide tăng lên, điều này được chỉ ra bởi sự giảm sút của sulfit, sản phẩm trung gian của quá trình giải độc sulfide.

Từ khóa

#Urechis unicinctus #sulfide #giải độc #tiêu thụ oxy #sulfit #thiosulfate

Tài liệu tham khảo

Arp, A. J., Hansen, B. M., and Julian, D., 1992. Burrow environment and coelomic fluid characteristics of the echiurian worm Urechis caupo from populations at three sites in northern California. Mar. Biol., 113: 613–623. Berner, R., 1963. Electrode studies of hydrogen sulfide in marine sediments. Geochim. Cosmochim. Acta, 27: 563–575. Bourgeois, R. P., and Felder, D. L., 2001. Postexposure metabolic effects of sulfide and evidence of sulfide-based ATP production in calianassid ghost shrimp (Crustacea: Decapoda: Thalassinidea). J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 263: 105–121. Butterworth, K. J., Grieshaber, M. K., and Taylor, A. C., 2004. Behavioural and physiological responses of the Norway lobster, Nephrops norvegicus (Crustacea: Decapoda), to sulphide exposure. Mar. Biol., 144: 1087–1095. Cline, J. D., 1969. Spectrophotometric determination of hydrogen sulfide in natural waters. Limnol. Oceanogr., 14: 454–458. Doeller, J. E., Grieshaber, M. K., and Kraus, D. W., 2001. Chemolithoheterotrophy in a metazoan tissue: thiosulfate production matches ATP demand in ciliated mussel gills. J Exp. Biol., 204: 3755–3764. Gorodezky, L. A., and Childress, J. J., 1994. Effects of sulfide exposure history and hemolymph thiosulfate in oxygen consumption rates and regulation in the hydrothermal vent crab Bythograea thermydron. Mar. Biol., 120: 123–131. Grieshaber, M. K., and Völkel, S., 1998. Animal adaptations for tolerance and exploitation of poisonous sulfide. Annu. Rev. Physiol., 60: 33–53. Johns, A. R., Taylor, A. C., Atkinson, R. J. A., and Grieshaber, M. K., 1997. Sulphide metabolism in thalassinidean crustacea. J. Mar. Biol. Assoc. U. K., 77: 127–144. Julian, D., Passman, W. E., and Arp, A. J., 1996. Water lung and body wall contributions to respiration in an Echiuran worm. Respir. Physiol., 106: 187–198. Laudien, J., Schiedek, D., Brey, T., Pörtner, H. O., and Arntz, W. E., 2002. Survivorship of juvenile surf clams Donax serra (Bivalvia, Donacidae) exposed to severe hypoxia and hydrogen sulphide. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 263: 105–121. Lee, R.W., Kraus, D., and Doeller, J. E., 1996. Sulfide-stimulation of oxygen consumption rate and cytochrome reduction in gills of the estuarine mussel Geukensia demissa. Biol. Bull., 191: 421–430. Li, F. L., Wang, W., and Zhou, H., 1994. Studies on the Echiurans (Echiura) of the Yellow Sea (Huanghai) and Bohai Sea. J. Ocean Univ. China, 24(2): 203–210 (in Chinese with English abstract). Li, N., Song, S. L., and Tang, Y. Z., 1998. Life hisrory of Urechis unicinctus. Chin. Biol. Bull., 33(8): 12–14. Ma, Z. J., Bao, Z. M., Kang, K. H., Yu, L., and Zhang, Z. F., 2005. The changes of three components in coelomic fluid of Urechis unicinctus exposed to different concentrations of sulfide. Chin. J. Oceanol. Limnol., 2005, 23(1): 104–109. National Research Council, Division of Medical Sciences, Subcommittee on Hydrogen Sulfide, 1979. In: Hydrogen Sulphide. University Park Press, Baltimore, 183pp. Nicholls, P., 1975. The effect of sulphide on cytochrome aa3 isosteric and allosteric shifts of the reduced α-peak. Biochim. Biophys. Acta., 396: 24–35. O’Brien, J., and Vetter, R. D., 1990. Production of thiosulphate during sulphide oxidation by mitochondria of the symbiont-containing bivalve Solemya reidi. J. Exp. Biol., 149: 133–148. Vetter, R. D., Matrai, P. A., Javor, B., and O’Brien, J., 1989. Reduced sulfur compounds in the environment: analysis by HPLC. Symp. Ser. Am. Chem. Soc., 393: 243–261. Völkel, S., and Grieshaber, M. K., 1994. Oxygen dependent sulfide detoxification in the lugworm Arenicola marina. Mar. Biol., 118: 137–147. Völkel, S., Hauschild, K., and Grieshaber, M. K., 1995. Sulfide stress and tolerance in the lugworm Arenicola marina during low tide. Mar. Ecol. Prog. Ser., 122: 205–215. Widdel, F., 1988. Microbiology and ecology of sulfate- and sulfur-reducing bacteria. In: Biology of Anaerobic Microorganisms. Zehnder, A. J. B., ed., Wiley, New York, 469–585. Wohlgemuth, S. E., Taylor, A. C., and Grieshaber, M. K., 2000. Ventilatory and metabolic responses to hypoxia and sulphide in the lugworm Arenicola marina (L.). J. Exp. Biol., 203: 3177–3188. Zhang, Z. F., Shao, M. Y., and Kang, K. H., 2003. Studies on the tolerating mechanism for sulfide in Urechis unicinctus (Echiura: Urechidae) — cytological observation on Urechis unicinctus in different hydrogen sulfide environment. Chin. J. Oceanol. Limnol., 21(1): 86–90. Zhang, Z. F., Wang, S. F., Huo, J. G., Shao, M. Y., and Kang, K. H., 2006. Adaptation of repiratory metabolism to sulfide exposure in Urechis unicinctus. J. Ocean Univ. China, 36(4): 639–644.