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Dynamic Links between Lipid Storage, Toxicokinetics and Mortality in a Marine Copepod Exposed to Dimethylnaphthalene
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b02212 Tjalling Jager 1 , Ida Beathe Øverjordet 2 , Raymond Nepstad 2 , Bjørn Henrik Hansen 2
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2017-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.est.7b02212 Tjalling Jager 1 , Ida Beathe Øverjordet 2 , Raymond Nepstad 2 , Bjørn Henrik Hansen 2
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Efficiently assessing and managing the risks of pollution in the marine environment requires mechanistic models for toxic effects. The General Unified Threshold model for Survival (GUTS) provides a framework for deriving toxicokinetic-toxicodynamic (TKTD) models for the end point survival. Two recurring questions in the application of GUTS concern the most appropriate death mechanism, and whether the total body residue is a proper dose metric for toxic effects. We address these questions with a case study for dimethylnaphthalene in the marine copepod Calanus finmarchicus. A detailed analysis revealed that body residues were best explained by representing copepods with two toxicokinetic compartments: separating structural biomass and lipid storage. Toxicity is most likely related to the concentration in structure, which led to identification of “stochastic death” as the most appropriate death mechanism. Interestingly, the parametrized model predicts that lipid content will have only minor influence on short-term toxicity. However, the toxicants stored in lipids may have more substantial impacts in situations not included in our experiments (e.g., during diapause and gonad maturation), and for contaminant transfer to eggs and copepod predators.
中文翻译：
暴露于二甲基萘的海洋Co足类动物的脂质存储，毒物动力学和死亡率之间的动态联系
要有效地评估和管理海洋环境中的污染风险，就需要使用机械模型来产生毒性作用。通用的生存统一阈值模型（GUTS）提供了一个框架，用于导出终点生存的毒物动力学-毒物动力学（TKTD）模型。在使用GUTS时，有两个反复出现的问题，涉及最合适的死亡机制，以及体内总残留物是否是针对毒性作用的适当剂量指标。我们以海洋co足类龟（Calanus finmarchicus）中二甲基萘的案例研究解决了这些问题。。详细的分析表明，通过用两个毒代动力学区室代表representing足类动物，可以最好地解释人体残留：分离结构生物质和脂质存储。毒性最可能与结构集中有关，这导致将“随机死亡”确定为最适当的死亡机制。有趣的是，参数化模型预测脂质含量只会对短期毒性产生较小的影响。但是，在我们的实验未包括的情况下（例如，在滞育和性腺成熟期间），以及将污染物转移到卵和co足类捕食者中，脂质中存储的有毒物质可能会产生更大的影响。
更新日期：2017-06-28
中文翻译：
暴露于二甲基萘的海洋Co足类动物的脂质存储，毒物动力学和死亡率之间的动态联系
要有效地评估和管理海洋环境中的污染风险，就需要使用机械模型来产生毒性作用。通用的生存统一阈值模型（GUTS）提供了一个框架，用于导出终点生存的毒物动力学-毒物动力学（TKTD）模型。在使用GUTS时，有两个反复出现的问题，涉及最合适的死亡机制，以及体内总残留物是否是针对毒性作用的适当剂量指标。我们以海洋co足类龟（Calanus finmarchicus）中二甲基萘的案例研究解决了这些问题。。详细的分析表明，通过用两个毒代动力学区室代表representing足类动物，可以最好地解释人体残留：分离结构生物质和脂质存储。毒性最可能与结构集中有关，这导致将“随机死亡”确定为最适当的死亡机制。有趣的是，参数化模型预测脂质含量只会对短期毒性产生较小的影响。但是，在我们的实验未包括的情况下（例如，在滞育和性腺成熟期间），以及将污染物转移到卵和co足类捕食者中，脂质中存储的有毒物质可能会产生更大的影响。
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