Reteenin ja pyreenin vaikutus fluoranteenin metaboliaan kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) poikasissa

Abstract

Polyaromaattisia hiilivetyjä (PAH) esiintyy raakaöljyssä sekä orgaanisen aineen epätäydellisen palamisen yhteydessä, mistä ne pääsevät vesistöihin öljypäästöjen sekä ilmalaskeuman seurauksena. Kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) tiedetään metaboloivan PAH:it sytokromi P450-entsyymijärjestelmään (CYP450) kuuluvan CYP1A -entsyymin katalysoimilla hapetus-pelkistysreaktioilla. CYP1A-entsyymiä säätelee aryylihiilivetyreseptori (AhR). Joidenkin PAH:ien tiedetään olevan AhR aktivaattoreitta ja lisäävän CYP1A-entsyymien toimintaa. Tässä työssä käytetyistä yhdisteistä reteeni (Ret, 1-metyyli-7-isopropyylifenantreeni) on vahva AhR aktivaattori ja pyreeni (Pyr) ja fluoranteeni (Flu) ovat heikkoja aktivaattoreita. Flu on myös CYP1Aentsyymin inhibiittori. Tässä Pro gradu -työssä tutkitaan, voiko yhteisaltistus CYP1A-entsyymituotantoa lisäävien AhR-agonistien Ret tai Pyr kanssa vähentää myös CYP1A-inhibiittori Flu konsentraatiota. Työn aineisto on peräisin aikaisemmasta tutkimuksesta, jossa kirjolohen poikasia altistettiin 1, 3 ja 7 päivän ajan yhdisteille Flu (5, 50 ja 500 µg/l), Ret ja Pyr (3,2; 10 ja 32 µg/l) tai seoksille Pyr+Flu ja Ret+Flu (kaikki konsentraatio yhdistelmät). Tässä tutkimuksessa poikaset homogenoitiin ja yhdisteiden pitoisuudet mitattiin korkean erotuskyvyn nestekromatografilla (HPLC) ja fluoresenssidetektorilla. Sekä Pyr- että Ret-pitoisuudet kasvoivat Flualtistuksessa. Pyr-altistuksella ei ollut vaikutusta Flu-pitoisuuksiin, mutta Ret-altistus sai Flu-pitoisuudet laskemaan osassa näytteistä. Tulosten perusteella näyttäisi, että vahva AhR-agonisti voi vähentää CYP1A-inhibiittorin pitoisuuksia kirjolohen poikasissa ja inhibiittori estää myös muiden PAH-yhdisteiden metaboliaa.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) occur in crude oil and following incomplete combustion of organic matter, they find their way to the water bodies through oil spills and atmospheric fallout. Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) is known to metabolize PAHs through CYP1A enzymes that catalyze redox reactions. The CYP1A enzymes are part of the cytochrome P450 superfamily and are induced trough aryl hydrocarbon receptors (AhR). Some PAHs are AhR agonists and induce CYP1A expression. Of the compounds used in this thesis retene (Ret, 1-methyl-7- isopropyl phenanthrene) is a strong AhR agonist and pyrene (Pyr) and fluoranthene (Flu) are weak. Flu is also CYP1A-enzyme inhibitor. The purpose of this thesis is to determine if co-exposure with CYP1A inducers Pyr or Ret will alter Flu tissue concentrations. Rainbow trout fry, from a previous study, were used as material in this thesis. They were exposed for 1, 3 or 7 days to Flu (5, 50 and 500 µg/l), Ret, Pyr (both 3,2; 10 and 32 µg/l), Pyr+Flu or Ret+Flu (all the concentration combinations). The fry were homogenized and the tissue concentrations were measured with high-performance liquid chromatography (HPLC) and fluorescence detector. Both Pyr and Ret body burdens increased with Flu exposure. Pyr exposure did not affect Flu body burden while coexposure with Ret resulted in some decrease over time. Based on these results it seems that strong enough AhR agonist like Ret can reduce the body burden and accumulation of a CYP1A inhibitor when coexposed, and a CYP1A inhibitor can inhibit the metabolism of other PAHs.