Oxidative stress biomarkers, metal(loid)s and persistent organic pollutants in European hedgehogs: An integrated approach to environmental contamination

Abstract

The European hedgehog (Erinaceus europaeus) is considered a suitable bioindicator for monitoring metal(loid)s and persistent organic pollutants (POPs), such as polychlorinated biphenyls (PCBs), organochlorine pesticides (OCPs) or polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). However, physiological responses to these pollutants remain understudied. In this study, oxidative stress biomarkers (catalase, glutathione S-transferase and malondialdehyde production) in liver and kidney of 70 European hedgehogs from Northwest Spain were assessed. Moreover, As, Hg, Cd, and Pb concentrations in hair, spines, liver and kidney were measured, and POPs including PCBs, OCPs and PAHs, were measured in adipose tissue. Metal(loid) interactions between tissues were estimated along with the relationships between oxidative stress biomarkers and endogenous factors such as age and sex. Mercury was the most abundant metal in all tissues, exceeding critical thresholds (8.09, 14.0, 5.3 and 3.1 mg kg−1 dw in hair, spines, kidney and liver). PAHs, PCBs and OCPs were detected in 57, 28 and 15 % of the samples, respectively. All metal(loid)s in hair and spines were significantly correlated with organs, as well as oxidative stress biomarkers with Cd, Hg, Pb, and POPs. Our results describe the oxidative status of hedgehogs, and the observed correlations suggest that the levels of contaminants found in the animals may be associated with oxidative stress responses. Moreover, the correlations observed between metal(loid) levels in hair and spines with internal organs suggest that these keratinized tissues serve as reliable indicators of internal metal burden.

El erizo europeo (Erinaceus europaeus) se considera un bioindicador adecuado para el seguimiento de metales (y metaloides) y contaminantes orgánicos persistentes (COP), como los bifenilos policlorados (PCB), los plaguicidas organoclorados (OCP) o los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Sin embargo, las respuestas fisiológicas a estos contaminantes siguen sin estar suficientemente estudiadas. En este estudio se evaluaron los biomarcadores de estrés oxidativo (catalasa, glutatión S-transferasa y producción de malondialdehído) en el hígado y el riñón de 70 erizos europeos del noroeste de España. Además, se midieron las concentraciones de As, Hg, Cd y Pb en el pelo, las púas, el hígado y el riñón, y se midieron los COP, incluidos los PCB, los OCP y los HAP, en el tejido adiposo. Se estimaron las interacciones de metales (y metaloides) entre los tejidos, junto con las relaciones entre los biomarcadores de estrés oxidativo y factores endógenos como la edad y el sexo. El mercurio fue el metal más abundante en todos los tejidos, superando los umbrales críticos (8,09, 14,0, 5,3 y 3,1 mg kg−1 de peso seco en el pelo, las púas, el riñón y el hígado). Se detectaron HAP, PCB y OCP en el 57 %, el 28 % y el 15 % de las muestras, respectivamente. Todos los metales (y metaloides) presentes en el pelo y las espinas mostraron una correlación significativa con los órganos, al igual que los biomarcadores de estrés oxidativo con el cadmio, el mercurio, el plomo y los COP. Nuestros resultados describen el estado oxidativo de los erizos, y las correlaciones observadas sugieren que los niveles de contaminantes encontrados en los animales podrían estar asociados a respuestas de estrés oxidativo. Además, las correlaciones observadas entre los niveles de metales (y metaloides) en el pelo y las púas con los órganos internos sugieren que estos tejidos queratinizados sirven como indicadores fiables de la carga interna de metales.

O ourizo europeo (Erinaceus europaeus) considérase un bioindicador adecuado para o seguimento de metais (e metaloides) e contaminantes orgánicos persistentes (COP), como os bifenilos policlorados (PCB), os praguicidas organoclorados (OCP) ou os hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Con todo, as respostas fisiolóxicas a estes contaminantes seguen sen estar suficientemente estudadas. Neste estudo avaliáronse os biomarcadores de tensións oxidativo (catalasa, glutatión S-transferasa e produción de malondialdehído) no fígado e o ril de 70 ourizos europeos do noroeste de España. Ademais, medíronse as concentracións de As, Hg, Cd e Pb no pelo, as púas, o fígado e o ril, e medíronse os COP, incluídos os PCB, os OCP e os HAP, no tecido adiposo. Estimáronse as interaccións de metais (e metaloides) entre os tecidos, xunto coas relacións entre os biomarcadores de tensións oxidativo e factores endóxenos como a idade e o sexo. O mercurio foi o metal máis abundante en todos os tecidos, superando os limiares críticos (8,09, 14,0, 5,3 e 3,1 mg kg−1 de peso seco no pelo, as púas, o ril e o fígado). Detectáronse HAP, PCB e OCP no 57%, o 28% e o 15% das mostras, respectivamente. Todos os metais (e metaloides) presentes no pelo e as espiñas mostraron unha correlación significativa cos órganos, do mesmo xeito que os biomarcadores de tensións oxidativo co cadmio, o mercurio, o chumbo e os COP. Os nosos resultados describen o estado oxidativo dos ourizos, e as correlacións observadas suxiren que os niveis de contaminantes atopados nos animais poderían estar asociados a respostas de tensións oxidativo. Ademais, as correlacións observadas entre os niveis de metais (e metaloides) no pelo e as púas cos órganos internos suxiren que estes tecidos queratinizados serven como indicadores fiables da carga interna de metais.