Avaluació dels efectes dels factors ambientals en el metaboloma de la Daphnia magna mitjançant mètodes cromatogràfics i quimiomètrics
[cat] Durant el segle XX i principis del XXI, el clima i els ecosistemes han patit canvis apreciables com a conseqüència directa de l’activitat humana. Els impactes naturals i antropogènics juntament amb els efectes del canvi climàtic han esdevingut un problema urgent per resoldre. Aquestes alteraci...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/144920 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/144920 http://hdl.handle.net/10803/667876 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Metabolòmica Cromatografia Quimiometria Indicadors ambientals Metabolomics Chromatography Chemometrics Environmental indicators |
| Sumario: | [cat] Durant el segle XX i principis del XXI, el clima i els ecosistemes han patit canvis apreciables com a conseqüència directa de l’activitat humana. Els impactes naturals i antropogènics juntament amb els efectes del canvi climàtic han esdevingut un problema urgent per resoldre. Aquestes alteracions químiques i físiques de l’entorn i dels ecosistemes aquàtics produeixen canvis en els sistemes metabòlics dels organismes vius. En el camp de la metabolòmica ambiental, l’estudi i l’anàlisi d’aquests canvis proporciona informació significativa sobre les respostes biològiques a aquestes alteracions ambientals. En aquest context, els enfocaments basats en l’espectrometria de masses (MS) han estat clau en el ràpid desenvolupament de les tecnologies metabolòmiques, ja que han proporcionat un nou enfocament per investigar i avaluar els efectes dels productes químics i altres factors abiòtics en la complexitat molecular dels sistemes biològics. En aquest context, aquesta Tesi s’ha centrat en el desenvolupament de mètodes analítics de metabolòmica dirigida i no dirigida basats en tècniques de separació acoblades a la MS, com per exemple la cromatografia de gasos i la cromatografia de líquids (GC-MS i LC-MS, respectivament), i en l’aplicació dels mètodes quimiomètrics per tal de determinar, identificar i avaluar els canvis produïts en el metaboloma de la D. magna a causa de l’exposició a un estressant ambiental. Per una banda, s’han desenvolupat i optimitzat els mètodes analítics de GC-MS i cromatografia de gasos bidimensional acoblada a l’espectrometria de masses (GCxGC-MS) i de tractament de les dades multivariants per a estudis de metabolòmica no dirigida. En concret, s’han optimitzat les condicions experimentals d’extracció i de derivatització i s’han avaluat diferents tipus de columnes cromatogràfiques per la determinació dels metabòlits presents en la D. magna. Per altra banda, s’han presentat dues aproximacions per la compressió dels grans conjunts de dades que es generen per tal d’extreure la informació biològica rellevant i facilitar-ne la seva interpretació. D’aquesta manera, s’ha demostrat la gran eficàcia i la robustesa del mètode quimiomètric de resolució multivariant de corbes per mínims quadrats alternats (MCR-ALS) per la resolució dels perfils d’elució i dels espectres de masses dels metabòlits presents en les mostres de metabolòmica de D. magna analitzades mitjançant GC-MS i GCxGC-MS. A més, s’han avaluat els efectes de les exposicions a diferents factors abiòtics com la salinitat, la temperatura i la hipòxia en el metaboloma de la D. magna. L’aplicació del disseny experimental per a l’estudi dels factors d’exposició ha permès avaluar les possibles interaccions entre els diferents tractaments i llurs combinacions. Els resultats han demostrat la gran influència de la salinitat en el perfil metabolòmic de la D. magna, la qual està relacionada amb el metabolisme dels aminoàcids, de les proteïnes, dels sucres, dels àcids grassos i amb el metabolisme energètic, com el cicle de Krebs. Finalment, s’han presentat els resultats de l’avaluació de les alteracions de diversos contaminants ambientals mitjançant les estratègies dirigida i no dirigida per a l’estudi del metaboloma de la D. magna. L’anàlisi dirigida ha permès la quantificació absoluta dels nivells de les oxilipines i l’avaluació dels efectes de la fluoxetina, el diazepam i la carbamazepina en el metaboloma de la D. magna. Els resultats han demostrat una influència de les exposicions als productes farmacèutics en els nivells de diversos derivats de l’àcid araquidònic, l’àcid linoleic, l’àcid alfa-linoleic i àcid eicosapentaenoic. Per altra banda, s’ha realitzat una caracterització exhaustiva dels efectes del bisfenol A en els perfils metabolòmics de la D. magna mitjançant la combinació de les estratègies dirigida i no dirigida. S’ha realitzat una interpretació detallada i quantitativa dels metabòlits afectats per l’exposició a bisfenol A mitjançant l’estratègia dirigida. Mentre que, en l’anàlisi no dirigida s’ha aplicat la compressió de les dades mitjançant la selecció de les regions d’interès (ROIs) i la resolució mitjançant MCR-ALS a causa de la complexitat de les dades obtingudes per cromatografia de líquids acoblada a l’espectrometria de masses d’alta resolució (LC-HRMS). La interpretació biològica de les alteracions produïdes a causa de l’exposició al bisfenol A estan relacionades amb el metabolisme del carboni i amb una disminució dels nivells de glutamat, el qual juga un paper central en el metabolisme dels aminoàcids. |
|---|