PRELIMINARY EVIDENCE OF AN OXIDATIVE STRESS SYSTEM IN FRESHWATER CRAYFISH AUSTROPOTAMOBIUS PALLIPES ITALICUS

LE STRESS D’OXYDATION DE L’ÉCREVISSE AUSTROPOTAMOBIUS PALLIPES ITALICUS

Dept of Biological and Environmental Biology Faculty of Science, University of Sannio, Via Port’arsa, 11, 82100 Benevento, Italy. Corresponding author: Tel: 0039-0824-305126, Fax: 0039-0824-23013. E-Mail: paolucci@unisannio.it

Received: September 2003
Accepted: 12 December 2004

Abstract

Oxidative damage reflects an imbalance between the production of oxidants and removal or scavenging of those oxidants. The antioxidants neutralize via enzymatic and non-enzymatic mechanisms the toxic effects of the free radicals, acting at different levels both within the cell and in the extra cellular fluids. A study on the oxidative defenses under conditions of stress temperature was carried out in the freshwater crayfish Austropotamobius pallipes italicus, an endangered species now distributed in scattered areas in Italy and a few Europeans countries. Glutatione peroxidase (GPX) and Glutatione reductase (GR) activity have been measured in the hemolymph, hepatopancreas and muscle tissue by an enzymatic assay in male individuals exposed, for seven days, to three different temperature: 4 °C, 15 °C and 25 °C. Antioxidative enzyme activity was found in the hemolymph, but not in the hepatopancreas and in the muscle tissue. The enzyme activity varied in the hemolymph according to the temperature the animals were exposed to. As far as the GPX is concerned we found the activity only in the hemolymph of animals exposed to the temperature of 15 °C. On the contrary, GR activity was detected in the hemolymph at the three considered temperatures. Although the highest level of GR activity was found at 25 °C, followed by 4 °C and 15 °C, it was nonetheless very low and much lower than the level of GPX activity. Very little is known on oxidative stress in crustaceans and virtually nothing in the freshwater crayfish A. pallipes italicus. Our data, although preliminary, indicate that the antioxidant defenses provide a useful criterion for the thermal tolerance in studies on natural distribution and suitability of aquacultural environments.

Résumé

Les lésions dues à l’oxydation reflètent un déséquilibre entre la production des oxydants et leur élimination. Les antioxydants neutralisent les effets toxiques des radicaux libres par réactions enzymatiques et non-enzymatiques, et agissent soit à un niveau cellulaire soit à un niveau extra-cellulaire. Une étude a été réalisée sur les défenses contre l’oxydation de l’écrevisse Austropotamobius pallipes italicus soumise à un stress thermique. A. pallipes italicus est une espèce menacée, qui vie actuellement dans des zones limitées de l’Italie et d’Europe. L’activité des enzymes – glutatione peroxidase (GPX) et glutatione reductase (GR) – a été mesurée dans l’hémolymphe, dans l’hépatopancréas et dans le tissu musculaire des écrevisses mâles qui ont été stockés à 4 °C, 15 °C et 25 °C pendant 7 jours. On a relevé une activité enzymatique dans l’hémolymphe, mais pas dans l’hépatopancréas ni dans le tissu musculaire. L’activité enzymatique varie dans l’hémolymphe en fonction des températures auxquelles les animaux étaient soumis. L’activité GPX n’a été trouvée que dans l’hémolymphe d’animaux soumis à une température de 15 °C. Par contre, l’activité GR a été trouvée dans l’hémolymphe d’animaux soumis aux trois différentes températures (4 °C, 15 °C et 25 °C). Le niveau le plus élevé d’activité GR a été relevé à 25 °C, suivi de 4 °C et 15 °C. Dans tous les cas, le niveau du GR était de beaucoup inférieur au niveau du GPX. On connaît très peu de chose sur le stress d’oxydation des crustacés et de l’écrevisse A. pallipes italicus. Nos données, bien qu’elles soient préliminaires, dénotent que les défenses contre l’oxydation fournissent un critère utile pour les études de la tolérance thermique associée à la distribution des espèces dans le milieu naturel et à l’importance des habitats aquatiques.