Effect of soil contamination with petroleum products on esterase activity in earthworm Lumbricus terrestris

Alina Kafel , Agnieszka Zawisza-Raszka , Elżbieta Szulińska , Janina Gospodarek , Grzegorz Dziubanek , Katarzyna Rozpędek

Abstract

Among biomarkers of exposure the suitability of esterases especially carboxylesterases (CarE), metabolizing wide array of xenobiotics being important for organismal functioning, was very often underlined. Moreover, neurotoxic effects of constituents of petroleum products may be exert by inhibition of cholinesterase (ChE) isozymes in animals. Here, we examined esterase activity toward acetylthiocholine iodide and p-nitrophenyl acetate in earthworms Lumbricus terrestris reared through four weeks on loamy sand soil contaminated with petroleum products (unleaded petrol, used engine oil), in two weeks intervals. Such contamination was simulated in one m3 volume soil containers, at a dose of 6 g · kg–1 of dry soil (experimental field in Mydlniki, Krakow suburb, Poland; 50.0815oN, 19.84730oE). We compared the effects of these contaminants action in soil collected in the year of treatment and one year later. We evaluated also effects of animals rearing on soil unremediated and remediated with “cocktail” of microorganism, and also checked the enzymatic activities response in two weeks intervals. We found lower ChE activity in animals reared on petroleum derivatives contaminated soil when compared with control animals, but only in the case of four weeks rearing on soil collected in the year of treatment. Similar response of ChE in animals reared on soil collected a year after the treatment, but estimated in earlier period of time – after two weeks exposure to petrol unleaded contamination was observed. CarE activity characterized higher variability with time than ChE activity. Generally, the activity of CarE lowered from the beginning to the end of the rearing (in all experimental groups). Animals reared on remediated soil, in most cases, had higher ChE activity than those reared on unremediated soil (control and diesel oil exposed animals).
Author Alina Kafel
Alina Kafel,,
-
, Agnieszka Zawisza-Raszka
Agnieszka Zawisza-Raszka,,
-
, Elżbieta Szulińska
Elżbieta Szulińska,,
-
, Janina Gospodarek (FoAE / DoAEP)
Janina Gospodarek,,
- Department of Agricultural Environment Protection
, Grzegorz Dziubanek
Grzegorz Dziubanek,,
-
, Katarzyna Rozpędek
Katarzyna Rozpędek,,
-
Other language title versionsWpływ ropopochodnych zanieczyszczeń glebowych na aktywność esterazową dżdżownic Lumbricus terrestris
Journal seriesEcological Chemistry and Engineering. A, ISSN 1898-6188, (B 11 pkt)
Issue year2013
Vol20
No7/8
Pages847-856
Publication size in sheets0.5
Keywords in Polishesterazy, zanieczyszczenia ropopochodne, dżdżownica, Lumbricus terrestris L
Keywords in Englishesterase, petroleum contamination, earthworm, Lumbricus terrestris L
Abstract in PolishSpośród biomarkerów ekspozycji szczególnie użyteczne są esterazy, a zwłaszcza karboksylśsterazy (CarE) metabolizujące szeroki zakres ksenobiotyków. Podkreśla się często, że odgrywają one również ważną rolę w funkcjonowaniu organizmów. Co więcej, neurotoksyczne efekty składników substancji ropopochodnych mogą być wywierane również na izśnzymy cholinśsteraz (ChE) u zwierząt. W tym doświadczeniu, w dwutygodniowych interwałach, badaliśmy aktywność esteraz wobec jodku acetylotiocholiny i octanu para-nitrofenylu u dżdżownic Lumbricus terrestris, hodowanych przez cztery tygodnie w glebie gliniasto-piaszczystej zanieczyszczonej produktami ropopochodnymi (benzyną bezołowiową, zużytym olejem silnikowym). Takie zanieczyszczenie symulowano w glebie umieszczonej w kontenerach o pojemności jednego m3 w stężeniu 6 g kg–1 suchej masy gleby (eksperyment prowadzono w Mydlnikach, na przedmieściu Krakowa, 50.0815oN, 19.84730oE). Porównano efekty działania tych zanieczyszczeń w glebie zebranej w roku kontaminacji i rok później. Oceniono także wpływ gleby remediowanej z użyciem „koktajlu” mikroorganizmów i nieremediowanej na hodowane zwierzęta, i sprawdzano u nich zmiany aktywności enzymatycznej, również w dwutygodniowych interwałach. Stwierdzono niższą aktywność ChE u zwierząt hodowanych w glebie skażonej substancjami ropopochodnymi w porównaniu do zwierząt kontrolnych, lecz tylko w przypadku czterotygodniowej hodowli na glebie zebranej w roku kontaminacji. Podobną odpowiedź ChE ustalono u zwierząt hodowanych w glebie skażonej benzyną bezołowiową zebranej rok później, ale w krótszym okresie czasu, już po dwóch tygodniach. Aktywność CarE cechowała się dużą zmiennością w czasie, w porównaniu ze aktywnością AChE. Generalnie, aktywność CarE obniżała się od początku hodowli wraz z upływem czasu (we wszystkich grupach eksperymentalnych). Zwierzęta hodowane w glebie poddanej remediacji w większości przypadków wykazywały się wyższą aktywnością ChE niż te, które były hodowane w glebie nie poddanej remediacji (grupy: kontrolna i eksponowana na zużyty olej silnikowy).
DOIDOI:10.2428/ecea.2013.20(07)079
URL http://tchie.uni.opole.pl/ece_a/A_20_7_8/ECE_A20(7-8).pdf
Internal identifierWRE/2013/42
Languageen angielski
Score (nominal)11
Score sourcejournalList
Citation count*
Additional fields
FinansowanieProjekt nr N N305 151537, lata 2009-2012
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?