Οι ανοσολογικές αντιδράσεις των μυδιών ως δείκτες μόλυνσης των κοπράνων

Οι θαλάσσιες παράκτιες περιοχές σε όλο τον κόσμο επηρεάζονται από τις απορρίψεις λυμάτων, ιδιαίτερα κοντά σε μεγάλες πόλεις, που δέχονται ένα ευρύ φάσμα ρύπων και υψηλή μικροβιακή ποικιλότητα. Προκειμένου να αξιολογηθούν οι συνθήκες κολύμβησης και η ασφάλεια της δημόσιας υγείας, τα βακτήρια δείκτη κοπράνων (FIB) μπορούν να παρακολουθούνται σε υδάτινα σώματα για να υποδείξουν τη μόλυνση των κοπράνων και την εμφάνιση άλλων παθογόνων βακτηρίων.

Το FIB κατοικεί στις γαστρεντερικές οδούς των θερμόαιμων ζώων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Απελευθερώνονται σε μεγάλους αριθμούς στα κόπρανα, επιβιώνουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα στο περιβάλλον και ανιχνεύονται σχετικά γρήγορα και εύκολα, γεγονός που τα καθιστά ιδανικούς δείκτες κοπράνων ρύπανσης. Ολικά και θερμοανεκτικά κολοβακτηρίδια όπως Escherichia coli και οι εντερόκοκκοι είναι οι κύριοι στόχοι παρακολούθησης.

Η ποιότητα του νερού είναι ζωτικής σημασίας για τις δραστηριότητες υδατοκαλλιέργειας, ιδίως όσον αφορά τα δίθυρα μαλακάκια. Αυτά τα ζώα τρέφονται με φίλτρο. Έτσι, μπορούν να συσσωρεύουν παθογόνα βακτήρια από τη στήλη του νερού. Η κατανάλωση οστρακοειδών που συλλέγονται από περιοχές μολυσμένες με λύματα συνιστά δυνητικό κίνδυνο για τη δημόσια υγεία, με άμεσες επιπτώσεις στην οικονομία. Κατά συνέπεια, η κατάλληλη νομοθεσία για την προστασία των καταναλωτών μπορεί να ελαχιστοποιήσει την πιθανότητα μικροβιακής μόλυνσης και οικονομικών απωλειών μέσω των οστρακοειδών. Για παράδειγμα, η Ευρωπαϊκή Ένωση και οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν αυστηρή νομοθεσία για την υγειονομική παραγωγή δίθυρων για ανθρώπινη κατανάλωση και αμφότερες χρησιμοποιούν επίπεδα οργανισμών δείκτη κοπράνων ως υποκατάστατο για την εκτίμηση κινδύνου έκθεσης σε παθογόνα.

Τα δίθυρα έχουν αποτελεσματικό ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο ενεργοποιείται σε περιβάλλοντα εμπλουτισμένα με βακτήρια. Τα αιμοκύτταρα είναι τα αμυντικά τους κύτταρα και κυκλοφορούν στην αιμολέμφο, το κυκλοφορικό τους υγρό. Αυτά τα κύτταρα ενεργοποιούνται γρήγορα κατά τις αμυντικές αντιδράσεις και τις φλεγμονώδεις διεργασίες. Παράγουν τοξικούς μεταβολίτες όπως αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), απελευθερώνουν λυσοσωμικά ένζυμα και παρουσιάζουν φαγοκυτταρική δράση. Ο βακτηριακός θάνατος προκαλείται κυρίως σε φαγοκυττάρωση από αιμοκύτταρα, μια διαδικασία που περιλαμβάνει αναγνώριση, δέσμευση και εσωτερίκευση ξένων σωμάτων. Συνεπώς, τα αιμοκύτταρα μπορεί να είναι χρήσιμα για την αξιολόγηση της υγείας ενός δίθυρου που, με τη σειρά του, μπορεί να συνδεθεί με την περιβαλλοντική ποιότητα, συμπεριλαμβανομένης της μόλυνσης από λύματα και βακτηριακό φορτίο.

Το καφέ μύδι Perna perna θεωρείται βασικό είδος υδατοκαλλιέργειας παγκοσμίως, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικό στη Βενεζουέλα, τη Νότια Αφρική και τη Βραζιλία. Για να αξιολογήσουν τις παραμέτρους που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό δίθυρο ως πιθανούς δείκτες κοπράνων, οι συγγραφείς αξιολόγησαν τις παραμέτρους αιμοκυττάρων του καφέ μυδιού που συλλέχθηκαν από τέσσερις αστικές παραλίες από τον κόλπο Guanabara, Ρίο ντε Τζανέιρο, Βραζιλία, με διαφορετικούς βαθμούς μόλυνσης με κόπρανα. Το FIB σε αιμολέμφο μυδιών και θαλασσινό νερό προσδιορίστηκε από το E. coli , εντερόκοκκοι, ολικές και θερμοανεκτική κολοβακτηρίδια, ενώ η ανοσολογική απόκριση των μυδιών αξιολογήθηκε με παραμέτρους αιμοκυττάρων — όπως το σχετικό μέγεθος και η εσωτερική πολυπλοκότητα των κυττάρων, η πυκνότητα των κυττάρων, η φαγοκυτταρική δραστηριότητα και η παραγωγή ROS.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι παραλίες με αυξημένη κυκλοφορία νερού παρουσιάζουν μικρότερη βακτηριακή φόρτιση στο θαλασσινό νερό. Κατά συνέπεια, τα μύδια από αυτές τις παραλίες παρουσίασαν χαμηλότερους αριθμούς FIB στην αιμολέμφη τους σε σύγκριση με εκείνα από παραλίες πιο προστατευμένες από την κυματική δράση. Επιπλέον, Ε. coli και εντερόκοκκοι δεν βρέθηκαν στην αιμολέμφο των μυδιών, αλλά εντοπίστηκαν σε θαλασσινό νερό από τρεις παραλίες. Αυτό υποδηλώνει ότι παρά το φιλτράρισμα του E. coli και εντερόκοκκοι από θαλασσινό νερό, P. περνα Τα μύδια μπορούν να εξαλείψουν αυτά τα παθογόνα βακτήρια από την αιμολέμφο τους μέσω του ανοσοποιητικού συστήματος άμυνας που διαμεσολαβείται από αιμοκύτταρα.

Τα μύδια από καθαρότερες παραλίες παρουσίασαν μεγαλύτερη εσωτερική πολυπλοκότητα αιμοκυττάρων από εκείνα από μολυσμένες παραλίες. Τα καφέ μύδια παρουσιάζουν δύο υποτύπους αιμοκυττάρων, γνωστά ως υαλινοκύτταρα και κοκκιοκύτταρα. Έτσι, αυτές οι εσωτερικές διαφορές πολυπλοκότητας στα κυκλοφορούντα αιμοκύτταρα υποδηλώνουν αλλοιωμένες αναλογίες και εμπλοκή υποτύπων αιμοκυττάρων ως απόκριση στην έκθεση στη ρύπανση των κοπράνων. Επιπλέον, η μόλυνση των κοπράνων του θαλασσινού νερού αύξησε σημαντικά την πυκνότητα των κυκλοφορούντων αιμοκυττάρων στο P. περνα και τη φαγοκυτταρική τους δράση. Τα μύδια από την πλουσιότερη σε FIB παραλία εμφάνισαν πυκνότητα αιμοκυττάρων και φαγοκυτταρική δραστηριότητα έξι και οκτώ φορές υψηλότερη, αντίστοιχα, από τα μύδια από την πιο φτωχή σε FIB παραλία. Αυτές οι αποκρίσεις υποδεικνύουν μια στρατηγική ανοσίας των μυδιών για την ενίσχυση των ρυθμών βακτηριακής κάθαρσης και άμυνας έναντι βακτηριακής μόλυνσης.

Η παραγωγή ROS από αιμοκύτταρα ήταν υψηλότερη στα μύδια που συγκομίστηκαν από την παραλία με τη δεύτερη υψηλότερη αφθονία FIB στην αιμολέμφο μυδιών. Η παραγωγή ROS σχετίζεται στενά με την άμυνα κατά των βακτηρίων στην αιμολέμφο. Ως εκ τούτου, περιμέναμε μεγαλύτερη παραγωγή ROS από αιμοκύτταρα μυδιών από την πιο μολυσμένη παραλία. Ωστόσο, διαφορές στην παραγωγή ROS έχουν αποδειχθεί αλλού ανάλογα με το βακτηριακό στέλεχος στο οποίο εκτέθηκαν τα οστρακοειδή. Έτσι, τα μύδια από διαφορετικές παραλίες υπόκεινται σε συγκεκριμένα βακτηριακά φορτία, γεγονός που μπορεί να εξηγήσει την παραγωγή διαφορετικών ROS αιμοκυττάρων που βρέθηκαν σε αυτήν τη μελέτη.

Συμπερασματικά, σημαντικό καφέ μύδι (P. perna ) Η απόκριση παραμέτρων που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό υποδηλώνει τη διέγερσή του υπό υψηλά φορτία βακτηρίων στα κόπρανα. Έτσι, οι παράμετροι του ανοσοποιητικού - όπως η πυκνότητα των κυκλοφορούντων αιμοκυττάρων, η φαγοκυτταρική δραστηριότητα και η παραγωγή ROS - φαίνεται να είναι αποτελεσματικοί δείκτες μόλυνσης των κοπράνων, καθώς αντικατοπτρίζουν την αφθονία του FIB που ανιχνεύεται στην αιμολέμφο μυδιών. Επιπλέον, ο τρόπος που P. περνα Η αντιμετώπιση των βακτηρίων στην αιμολέμφη και η διήθηση των μυδιών μπορεί να είναι μια πιθανή στρατηγική για τη βιοαποκατάσταση στα θαλάσσια οικοσυστήματα.

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Αξιολόγηση των ανοσολογικών απαντήσεων του καφέ μυδιού Perna perna ως δείκτες ρύπανσης με κόπρανα, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Fish and Shellfish Immunology . Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Fernanda S. dos Santos, Raquel A. F. Neves, Wanderson F. de Carvalho, Natascha Krepsky και Mirian A. C. Crapez από το Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο Fluminense και το Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο της Πολιτείας του Ρίο ντε Τζανέιρο.