Oxidative stress in gills of limpets from the Beagle Channel: comparison with limpets from the Antarctic

• Published in: Scientia Marina
• Main Authors: Malanga, Gabriela, Estevez, Maria Susana, Calvo, Jorge, Abele, Doris, Puntarulo, Susana
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Consejo Superior de Investigaciones Científicas 2005
• Subjects: Antarctic region; antioxidant enzymes; ascorbyl radical; ascorbate; Subantarctic region; enzimas antioxidantes; radicales ascorbilos; ascorbato; región subantártica; región antártica; Antarctic; The Antarctic; Baja; Nacella; Invierno; Antarc*; Antártica; Antártida
• Online Access: https://scientiamarina.revistas.csic.es/index.php/scientiamarina/article/view/331; https://doi.org/10.3989/scimar.2005.69s2297

The aim of this work was to study the oxidative profile of gills of two limpet species (Nacella (Patinigera) magellanica and Nacella (Patinigera) deaurata) (Gmelin, 1971) exposed to different environmental conditions. Due to the tidal characteristics of the Beagle Channel, N. magellanica are exposed to air twice daily for 3 to 5 hours each time, whereas N. deaurata are exposed to air for 3 hours only during spring tides. The different regime of exposure includes extreme temperatures under 0ºC during winter and more than 20°C in summer for N. magellanica, whereas N. deaurata are usually covered by more than 0.3 m of water at 4°C in winter and 11°C in summer. No significant differences were found between the two molluscs regarding the oxygen uptake, the content of ?-tocopherol and ?-carotene and the activities of the antioxidant enzymes catalase and superoxide dismutase. Lipid peroxidation in gills was estimated as the content of lipid radicals, assessed by electron paramagnetic resonance (EPR). Lipid radical content and total iron content were respectively 80.6 and 62% lower in N. magellanica than in N. deaurata. A typical EPR spectrum of ascorbyl radical in gills from both limpets was observed. Both the ascorbyl radical content and the ascorbyl radical content/ascorbate content ratio were significantly lower in N. magellanica than in N. deaurata. In the Antarctic Nacella concinna inhabits all levels of the littoral zone. Limpets at the highest level in the intertidal showed significantly increased activities of both catalase and superoxide dismutase as compared to their intertidal and subtidal relatives. Thus, it seems that Antarctic high intertidal conditions, involving regular exposure to air and presumably also thermal stress on sunny days during the Antarctic summer, cause a necessity for N. concinna to ward off higher oxygen radical species production by increasing its antioxidant defence. Taken as a whole, the data presented here indicate that coping with environmentally demanding conditions requires a complex adjustment of the physiological metabolic pathways to ensure survival by minimising intracellular damage. El objetivo del presente trabajo fue estudiar el perfil oxidativo en branquias de dos especies de lapas (Nacella (Patinigera) magellanica and Nacella (Patinigera) deaurata) (Gmelin, 1971) expuestas a diferentes condiciones ambientales. Debido a las características de las mareas en el Canal del Beagle, las lapas N. magellanica están expuestas diariamente al aire dos veces durante 3 a 5 h cada vez, pero las lapas N. deaurata están expuestas al aire durante 3 h, solamente en las mareas de primavera. El diferente régimen de exposición incluye temperaturas extremas debajo de 0°C durante el invierno y más de 20°C en verano para N. magellanica, mientras que las lapas N. deaurata están habitualmente cubiertas por más de 0.3 m de agua que alcanza una temperatura de 4°C en invierno y 11°C en verano. No se observaron cambios significativos en ambos moluscos con respecto al consumo de oxígeno, el contenido de ?-tocoferol, ?-caroteno y la actividad de las enzimas antioxidantes catalasa y superóxido dismutasa. La peroxidación lipídica fue estimada como el contenido de radicales lipídicos, determinados por resonancia paramagnética electrónica (EPR). El contenido de radicales lipídicos y de hierro total fue de 80,6 y 62% menor en N. magellanica en comparación con N. deaurata. Se observó un típico espectro de EPR del radical ascorbilo en branquias de ambas lapas. Tanto el contenido de radical ascorbilo como el cociente contenido de radical ascorbilo/contenido de ascorbato fue significativamente menor en N. magellanica en comparación con N. deaurata. Estudios realizados en Nacella concinna (Antártida) indican que esta especie cuenta con mayor actividad de catalasa y superóxido dismutasa que sus congéneres de la región subantártica. Por lo tanto, condiciones de baja marea en la región antártica, con una exposición continua al aire y probablemente estrés térmico en días soleados durante el verano, podrían ser responsables de la necesidad de N. concinna de contar con una mayor protección antioxidante. Tomados en su conjunto, los datos presentados aquí indican que soportar condiciones ambientales demandantes requiere un complejo ajuste de las vías metabólicas fisiológicas para asegurar la supervivencia minimizando el daño intracelular.