Comparative study of esterase activities in different tissues of marine fish species Trachurus trachurus, Merluccius merluccius and Trisopterus luscus

Abstract

Los plaguicidas son uno de los xenobióticos antropogénicos más frecuentemente detectados en el agua. Entre ellos, los pesticidas organofosforados (OPs) son muy utilizados en agricultura debido a su amplio espectro de actividad y su bajo precio, pero también tienen efectos muy potentes como compuestos neurotóxicos en organismos no diana. El objetivo de este estudio fue evaluar los biomarcadores acetilcolinesterasa (AChE), butirilcolinesterasa (BChE), propionilcolinesterasa (PChE) y carboxilesterasa (CbE) en las especies representativas de peces atlánticos Trachurus trachurus, Merluccius merluccius y Trisopterus luscus de las "Rías Gallegas", una zona pesquera tradicional española. Estas actividades de esterasa se evaluaron en cerebro, músculo e hígado para determinar el tejido más adecuado para medir dichas actividades enzimáticas. También se comprobó la sensibilidad de las actividades AChE y CbE de diferentes tejidos al ampliamente utilizado insecticida organofosforado clorpirifos (CP), y a su metabolito tóxico (CP-oxón). La actividad AChE fue predominante en todos los tejidos de las especies analizadas (particularmente en cerebro, constituyendo el 78,33%, 89,83% y 88,43% del total de ChEs en Trachurus trachurus, Merluccius merluccius y Trisopterus luscus, respectivamente). Bajo exposición in vitro, las esterasas mostraron ser altamente sensibles al CP y especialmente al CP-oxón. Además, un efecto similar observado en las actividades AChE y CbE podría sugerir que la actividad CbE podría contribuir eficazmente contra los efectos tóxicos del CP, especialmente en el músculo y el hígado. La presencia de las actividades BChE, PChE y CbE superior en el músculo y el hígado y sus OP-sensibilidades se pueden utilizar para estudiar su función en las vías de desintoxicación bioquímica de plaguicidas con un papel destacado como un mecanismo de salvaguardia contra la toxicidad de los plaguicidas.

Pesticides are one of the most frequently anthropogenic xenobiotics detected in water. Among these, the organophosphorus pesticides (OPs) are very widely used in agriculture due to their broad spectrum of activity and their low price, but they also have high potent effects as neurotoxic compounds in non-target organisms. The aim of this study was to evaluate biomarkers acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), propionylcholinesterase (PChE) and carboxylesterase (CbE) in the representative Atlantic fish species Trachurus trachurus, Merluccius merluccius and Trisopterus luscus from “Rías Gallegas”, a traditional Spanish fishing area. These esterase activities were evaluated in the brain, muscle and liver to determine the most adequate tissue to measure such enzymatic activities. The sensitivity of AChE and CbE activities from different tissues the widely used organophosphorus insecticide chlorpyrifos (CP), and its toxic metabolite (CP-oxon) was also tested. AChE activity was predominant in all tissues of the analysed species (particularly in brain constituting from 78.33%, 89.83% and 88.43% of total ChEs in Trachurus trachurus, Merluccius merluccius and Trisopterus luscus, respectively). Under in vitro exposure, esterases were shown to be highly sensitive to CP and especially to CP-oxon. Moreover, a similar effect observed on AChE and CbE activities could suggest that CbE activity might contribute efficiently against the toxic effects of CP, especially in muscle and the liver. The presence of BChE, PChE and upper CbE ac tivities in muscle and the liver and their OP-sensibilities can be used to study their function in the pesticide bio chemical detoxification pathways with a prominent role as a safeguarding mechanism against pesticide toxicity.