Publication
Pharmaceutical pollution in a changing climate: the influence of temperature and salinity on the toxicity of carbamazepine in Mytilus Galloprovincialis
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | |
| dc.contributor.advisor | Fonseca, Tainá Garcia da | |
| dc.contributor.author | Bajwa, Farhat-Un-Nisá Nascimento | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-14T13:50:03Z | |
| dc.date.available | 2025-04-14T13:50:03Z | |
| dc.date.issued | 2024-11-29 | |
| dc.description.abstract | The relentless presence of contaminants of emerging concern, such as human pharmaceuticals, in marine and coastal ecosystems has made ocean pollution one of the most pressing challenges of the Anthropocene. The continuous and exacerbated use of pharmaceuticals worldwide has been linked to the ubiquitous presence of different therapeutic classes in marine matrices (e.g., water, sediment and biota), with direct and indirect implications for ocean and human health. Alongside this, the era of climate change exacerbates the interplay of multiple stressors in marine systems through increased seawater temperature and salinity fluctuations, leading to unknown impacts on the marine biota. However, limited information is available on the combined effects of pharmaceuticals in a multiple-stressor marine environment. Psychotropic drugs, such as carbamazepine (CBZ), are consumed for the treatment of epilepsy and some psychiatric disorders. CBZ causes negative effects on marine biota, and its persistence in aquatic ecosystems has been widely studied. A multiple-biomarker approach was employed to assess alterations in energy balance, antioxidant and biotransformation systems, membrane damage, neurotoxicity, and genotoxicity in gills and digestive glands of marine mussels. Therefore, to better understand the combined impacts of CBZ and climate change-driven stressors (increased seawater temperature and salinity), the present study aims to assess the biochemical and genotoxic alterations through an in vivo experiment. For this purpose, marine mussels M. galloprovincialis were exposed to a combination of CBZ (nominal concentration of 5 µg/L) with different temperatures (17° and 23° C) and salinities (35 and 40) for 28 days. The outcomes provide a first insight on the mussel’s responses to CBZ under a changing climate. To best our knowledge, this is the first study to explore the effects of CBZ combined with the rise of seawater temperature and salinity on marine mussels. | eng |
| dc.description.abstract | A presença contínua de contaminantes emergentes, como fármacos, em ecossistemas marinhos e costeiros tornou a poluição marinha um dos desafios mais proeminentes do Antropoceno. Consequentemente, várias classes terapêuticas de fármacos tornaram-se onipresentes na coluna d’água, sedimentos e biota marinha, em concentrações de ng à µg/L. Apesar de ocorrer em baixas concentrações, os fármacos têm demonstrado atividade biológica em organismos marinhos, visando vias terapêuticas ou biomoléculas semelhantes em organismos não-alvo. Evidências científicas crescentes enfatizam o impacto que as diferentes classes terapêuticas de fármacos podem ter na biota marinha com relevância ecológica e socioeconômica, como os mexilhões marinhos. A necessidade de implementar medidas baseadas no potencial impacto destes em ecossistemas marinhos foi enfatizada através da implementação da “lista de vigilância” do Quadro de Água da EU, incluindo vários fármacos sob vigilância, cujas concentrações ambientais provavelmente aumentarão no futuro, como é o caso dos medicamentos psicotrópicos (p. ex., antidepressivos, ansiolíticos, antiepilépticos e estabilizadores do humor). No entanto, o efeito de um único estressor (p. ex., poluição por fármacos) pode afetar a biota marinha diferentemente em comparação com o efeito de uma combinação de fatores devido natureza antagônica ou sinérgica das interações (p. ex., fármacos em combinação com estressores relacionados à mudança climática). Desta forma, a era das alterações climáticas exacerba a interação de múltiplos fatores de stress nos ecossistemas marinhos através do aumento da temperatura e da salinidade, levando a impactos desconhecidos na biota marinha. As projeções de aumento de temperatura e mudanças na salinidade já foram experimentadas em áreas costeiras em todo o mundo, por exemplo no Mar Mediterrâneo. O aumento da temperatura é uma das maiores ameaças à região que tem tido um aumento de 0,4 °C na temperatura da água do mar. Além disso, projeta-se que a chuva diminua nesta região, contribuindo para um aumento alarmante e acelerado de mudanças dos níveis de salinidade. Estas mudanças podem, por si só, alterar os mecanismos fisiológicos de tolerância da biota marinha. No entanto, a informação existente é limitada sobre os efeitos combinados dos fármacos num ambiente marinho com múltiplos fatores de stress. A temperatura da água do mar molda a capacidade aeróbica e a homeostase fisiológica dos invertebrados marinhos, portanto, um aumento de temperatura pode levar a alterações significativas nos processos relacionados ao balanço energético. Juntamente com isso, mudanças de salinidade têm grandes implicações na osmorregulação e na absorção de oxigênio em organismos marinhos, causando alterações significativas nas respostas bioquímicas (p. ex., mudanças metabólicas e alterações significantes na estabilidade da membrana lisossomal). Fármacos psicótropos, como a carbamazepina (CBZ), são utilizados para o tratamento da epilepsia e outros distúrbios psiquiátricos, e este tornou-se um marcador de poluição antropogênica devido ao seu alto consumo e baixa eficiência de eliminação por estações de tratamento de águas residuais. Consequentemente, o CBZ foi amplamente detectada na coluna de água (até dezenas de µg/L) e na biota marinha (p. ex., concentrações na faixa de ng/g peso seco em bivalves). Desta forma, os efeitos negativos da CBZ em organismos marinhos têm sido amplamente estudados nos últimos anos, no qual observou-se alterações no metabolismo energético e estresse oxidativo, redução da estabilidade da membrana, dano celular e efeitos genotóxicos em espécies de bivalves marinhos. Para melhor compreender os impactos combinados da CBZ em combinação com o aumento da temperatura da água do mar e salinidade, o presente estudo visa avaliar as alterações bioquímicas e genotóxicas através de uma exposição in vivo. Mexilhões marinhos Mytilus galloprovincialis foram expostos a uma combinação de CBZ (concentração nominal de 5 µg/L) em diferentes temperaturas (17° e 23° C) e salinidades (35 e 40) durante 28 dias. Os resultados fornecem um primeiro insight sobre as respostas desta espécie de mexilhão exposto a múltiplos fatores de stress (p. ex., CBZ em combinação com alterações na temperatura e salinidade da água do mar). Este é o primeiro estudo a explorar os efeitos da CBZ combinada com o aumento da temperatura e salinidade da água do mar nos mexilhões marinhos. | por |
| dc.identifier.tid | 203802500 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/27027 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation | Centre for Environmental and Marine Studies | |
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| dc.relation | Centre for Environmental and Marine Studies | |
| dc.relation | Centre for Marine and Environmental Research (CIMA) | |
| dc.relation | Aquatic Research Infrastructure Network | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Marine pollution | |
| dc.subject | Pharmaceuticals | |
| dc.subject | Carbamazepine | |
| dc.subject | Climate change stressors | |
| dc.subject | Biochemical biomarkers | |
| dc.subject | Genotoxicity | |
| dc.title | Pharmaceutical pollution in a changing climate: the influence of temperature and salinity on the toxicity of carbamazepine in Mytilus Galloprovincialis | eng |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardTitle | Centre for Environmental and Marine Studies | |
| oaire.awardTitle | Centre for Environmental and Marine Studies | |
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| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Sistemas Marinhos e Costeiros, Especialidade em Ecotoxicologia |