研究表明原油损害了鱼类中的心脏激发 - 收缩偶联

原油从2010年深水地平线泄漏对金枪鱼的影响发现，它发现了有效的鱼心细胞击败的能力。Gilbert Van Ryckevorsel.

在研究深水地平线漏油的影响时，斯坦福研究人员发现原油中断细胞途径，允许有效地击败鱼心细胞。

来自斯坦福大学的科学家和国家海洋和大气管理局（NOAA）发现原油干扰鱼心细胞。毒性后果是一种缓慢的心率，减少心脏收缩性和不规则的心跳，可以导致心脏骤停和突然的心脏死亡。

该研究发表于2月14日科学问题，是2010年4月深水地平线漏油的持续自然资源损害评估的一部分。

虽然已知原油是生心毒性的，但其有害影响的生理机制尚不清楚。斯坦福和Noaa科学家研究原油从金枪鱼深水地平线泄漏的影响发现它会发现鱼心细胞有效地击败的能力。

原油是化学品的复杂混合物，其中一些已知对海洋动物有毒。过去的研究特别集中在“多环芳烃”（PAHS）上，这些粉末焦油，克雷糖蛋糖，空气污染和雨水从土地上发现。在漏油泄漏的后果中，PAHS可以在海洋栖息地持续多年，并导致各种不利的环境影响。

研究人员报告说，石油干扰心脏细胞兴奋性，收缩和放松 - 对于正常节拍的萎缩和心脏起搏的重要过程。

他们的测试揭示了非常低浓度的原油破坏了专门的离子通道孔隙 - 其中分子流进出心脏细胞 - 控制心肌细胞中的心率和收缩。

整个心脏细胞中的这种循环信号传导途径是将血液从泵出来的每一个节拍都会出来的。信号通路的蛋白质组分在大多数动物的心脏中高度保守，包括人类。

研究人员发现，油阻挡了在心脏细胞膜中分布的钾通道，增加了每一个节拍重启心脏的时间。这延长了正常的心脏动作潜力，最终减缓了心跳。受到在金枪鱼中受影响的钾离子通道负责在每次节拍后重新启动心肌细胞收缩周期，并且在整个脊椎动物中受到高度保守，提高了动物作为金枪鱼，乌龟和海豚的可能性可能受到原油暴露的影响。 。油也导致某些心室细胞中的心律失常。

“心脏细胞击败的能力”，斯坦福霍普金斯海运站的海洋科学教授芭芭拉街区“依赖于其能够快速地将必需离子移动和钙的必需离子移动。所有脊椎动物共同的动态过程称为“激发收缩耦合”。我们已经发现原油干扰了这种重要的信号传导过程，对于我们的心脏细胞能够正常工作。“街区也是斯坦福伍兹环境研究所的高级研究员。

“我们在过去二十年中从Noaa研究中知道，原油对鱼胚和幼虫的发展心脏有毒，但尚未理解为什么，Noaa的西北部的ECotoxicology计划的领导者表示，”Coauthor Nat Scholz说西雅图的渔业科学中心。“这些新发现更清楚地将石油衍生的化学威胁定义了沿海和海洋栖息地的鱼类和其他物种，这一含义延伸到其他污染源，如陆地城市雨水径流等污染源。”

新的研究还提请注意以前对野生动物和人类的过低的风险，特别是暴露于在空气污染中相对富集水平的心脏活性PAH。

“当我们在心脏细胞水平看到这些急性效果时，”块说，“慢性暴露于溢出的溢出物，如深水地平线可能导致鱼心中的长期问题，因为我们的NOAA是不是令人惊讶的是在幼虫鱼类开发的研究中观察到同事。

“我们在金枪鱼心脏细胞观察到的蛋白质离子通道与我们在任何脊椎动物中找到的东西类似，并提供证据，以便石油产品如何在各种各样的动物中产生负面影响心脏功能。这提出了在许多动物中暴露于环境Pahs的可能性 - 包括人类 - 可能导致心律失常和心动过缓，或者心脏放缓。“

2010年春季大西洋蓝鳍金枪鱼的高峰时期，深水地平线灾难释放了400多万桶原油。电子标签和渔业捕获数据表明，大西洋蓝鳍鳍在深水地平线钻井钻井平台倒塌的地区，提高了鸡蛋和幼虫，漂浮在地表水附近暴露于油。

在墨西哥湾的蓝鳍鳍金枪鱼西部大西洋地区的主要产卵地面发生泄漏。2012年进行的最新股票评估估计产卵人口仅为1970年基线人口的36％。此外，许多其他骨质鱼类也可能在油脂栖息地中产生，包括黄鳍金枪鱼，蓝色马林林和箭鱼。

Noaa科学家以前表明，暴露于原油衍生的PAHS扰乱心脏功能并损害幼虫鱼类的发育。众多研究，特别是在1989年的埃克森·瓦尔德斯溢出的后果，已经描述了胚胎心力衰竭，心动过缓，心律失常和水肿的综合征在暴露的鱼胚中。在深水地平线泄漏的后果中仍在调查墨西哥北部墨西哥北部幼鱼对幼鱼有害影响的潜力。在本研究中，NOAA团队与斯坦福研究人员合作，确定油特别影响心脏细胞的原因。

在金枪鱼研究和保护中心（由斯坦福和蒙特里湾水族馆运营的一个协作设施）的蓝鳍绿鳍和黄鳍金枪鱼中，能够直接观察从海湾所收集的原油样品的影响墨西哥活鱼心脏细胞。

块和她的团队从低剂量原油浓度从金枪鱼中沐浴孤立的心脏细胞，类似于早期生命阶段的鱼类可能在墨西哥湾2010年4月的漏油之后遇到的。

它们使用复杂的电生理技术的组合测量了心脏细胞的响应 - 包括“膜片钳位”和“共聚焦显微镜” - 记录离子流入和移出心脏细胞的方式，并鉴定激发中的特定蛋白质 - 由原油化学成分影响的途径。

“我们可以在体外检查健康心脏细胞的功能，实际测量显微镜，它们如何实时地应对原油的存在，”街区实验室的研究助理说，在该研究中的研究助理。

“心脏的正常序列和同步收缩需要以心脏细胞的协调方式快速激活，”块说。“像侦探一样，我们解释了使用实验室生理技术来询问油在何处影响这种重要机制的地方。”

提交人将在2014年2014年美国芝加哥推进2014年度届年年会上的工作。

该研究由Noaa，斯坦福大学和蒙特利湾水族馆基金会资助。

出版物：Fabien Brente等，“原油损害了鱼类的心脏激发收缩偶联，”2014年2月14日：卷。 343号。 6172 pp.772-776; DOI：10.1126 / science.1242747

图像：Gilbert Van Ryckevorsel.