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Combining elevated temperature with waterborne copper: Impacts on the energy metabolism of the killifish Poecilia vivipara.
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126631 Yuri Dornelles Zebral 1 , Juliana da Silva Fonseca 1 , Mauricio Roza 1 , Patrícia Gomes Costa 1 , Ricardo Berteaux Robaldo 2 , Adalto Bianchini 1
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126631 Yuri Dornelles Zebral 1 , Juliana da Silva Fonseca 1 , Mauricio Roza 1 , Patrícia Gomes Costa 1 , Ricardo Berteaux Robaldo 2 , Adalto Bianchini 1
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We have previously demonstrated in a companion work that acclimation to 28 °C potentiated waterborne copper (Cu) toxic effects in Poecilia vivipara through oxidative stress-related processes. In the present study, we hypothesized that these results were related to kinetic metabolic adjustments in enzymes from aerobic and anaerobic pathways. To test this, P. vivipara was acclimated to two temperatures (22 °C or 28 °C) for three weeks and then exposed to Cu (control, 9 or 20 μg/L) for 96 h. The activity of enzymes from glycolysis (pyruvate kinase [PK] and lactate dehydrogenase [LDH]), Krebs cycle (citrate synthase [CS]) and the electron transport chain system (ETS) were assessed in gills, liver and muscle. Interactive effects were only seen for hepatic LDH activity, as both metal exposure and heat stress, combined or not, inhibited this enzyme, showing a suppression in anaerobic pathways. Conversely, a Cu main effect was present in the liver, expressed as an elevation in ETS activity, showing an enhancement in hepatic aerobic metabolism likely related with the very energy-demanding process of metal detoxification. Moreover, this study shows that P. vivipara has a remarkable ability to compensate heat stress in terms of energy metabolism, as we could not observe acclimation temperature effects for most of the cases. Nonetheless, a tissue-dependent effect of elevated temperature was observed, as we could observe an inhibition in muscular CS activity. Finally, it is concluded that kinetic adjustments in terms of the energy metabolism are not related with the temperature-dependent elevation of Cu toxicity in P. vivipara as we previously hypothesized.
中文翻译：
高温和水性铜的结合：对致死鱼类Poecilia vivipara能量代谢的影响。
我们之前在一项伴随工作中已经证明，通过氧化应激相关的过程，Poecilia vivipara可以适应28°C的增强水生铜（Cu）毒性作用。在本研究中，我们假设这些结果与需氧和厌氧途径中酶的动力学代谢调节有关。为了测试这一点，将P. vivipara适应两个温度（22°C或28°C）持续三周，然后暴露于Cu（对照，9或20μg/ L）中96小时。在g，肝和肌肉中评估了糖酵解酶（丙酮酸激酶[PK]和乳酸脱氢酶[LDH]），克雷布斯循环（柠檬酸合酶[CS]）和电子传输链系统（ETS）的活性。仅在肝脏LDH活性方面观察到相互作用，因为金属暴露和热应激（无论是否结合）均会抑制该酶，显示出厌氧途径的抑制。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。表示为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒过程中非常耗能的过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。表示为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒过程中非常耗能的过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。因为我们可以观察到肌肉CS活性受到抑制。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。因为我们可以观察到肌肉CS活性受到抑制。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。
更新日期：2020-04-01
中文翻译：
高温和水性铜的结合：对致死鱼类Poecilia vivipara能量代谢的影响。
我们之前在一项伴随工作中已经证明，通过氧化应激相关的过程，Poecilia vivipara可以适应28°C的增强水生铜（Cu）毒性作用。在本研究中，我们假设这些结果与需氧和厌氧途径中酶的动力学代谢调节有关。为了测试这一点，将P. vivipara适应两个温度（22°C或28°C）持续三周，然后暴露于Cu（对照，9或20μg/ L）中96小时。在g，肝和肌肉中评估了糖酵解酶（丙酮酸激酶[PK]和乳酸脱氢酶[LDH]），克雷布斯循环（柠檬酸合酶[CS]）和电子传输链系统（ETS）的活性。仅在肝脏LDH活性方面观察到相互作用，因为金属暴露和热应激（无论是否结合）均会抑制该酶，显示出厌氧途径的抑制。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。相反，铜主要作用存在于肝脏中，表现为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒的能量非常需求过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。表示为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒过程中非常耗能的过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。表示为ETS活性的升高，表明肝脏有氧代谢的增强可能与金属排毒过程中非常耗能的过程有关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。此外，这项研究表明，P。vivipara具有在能量代谢方面补偿热应激的显着能力，因为在大多数情况下我们无法观察到适应温度的影响。尽管如此，由于我们可以观察到对肌肉CS活性的抑制作用，因此观察到了组织依赖性的高温升高作用。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。因为我们可以观察到肌肉CS活性受到抑制。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。因为我们可以观察到肌肉CS活性受到抑制。最后，得出的结论是，就能量代谢而言，动力学调节与我们先前假设的对虾卵中铜毒性的温度依赖性升高无关。
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