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Nickel essentiality and homeostasis in aquatic organisms
Authors: B T.A. Muyssen; K V. Brix; D K. DeForest; C R. Janssen
Source: Environmental Reviews, Volume 12, Number 2, June 2004 , pp. 113-131(19)
Publisher: NRC Research Press
Abstract:
It has been well established that a number of trace metals are essential for various biological functions and are critical in many of the enzymatic and metabolic reactions occurring within an organism. The essentiality of nickel is now generally accepted, based on the numerous symptoms caused by nickel deficiency (mainly in terrestrial vertebrates) and its essential role in various enzymes in bacteria and plants. The information on optimal and deficient concentrations of nickel, however, is limited and the essentiality of nickel to aquatic animals is not established. The purpose of this review is to synthesize the available information on nickel essentiality and homeostasis in aquatic organisms. There is less information on these topics compared to that for other essential metals. Nickel essentiality to aquatic organisms can only be confirmed for plants and (cyano)bacteria due to the documented role of nickel in the urease and hydrogenase metabolism. Deficiency levels ranged from 10-12 M to 2 × 10-6 M Ni in different species. No studies were identified that had the explicit objective of evaluating homeostatic mechanisms for nickel in aquatic life. However, inferences could be made through the evaluation of nickel bioconcentration and tissue distribution data and a comparison to other metals that have been more thoroughly studied. Data suggest active regulation and therefore nickel essentiality, since there are no known examples of active regulation of non-essential metals in invertebrates. Key words: nickel, essentiality, homeostasis, bioconcentration, regulation.Il est bien connu qu'un certain nombre d'éléments traces sont essentiels pour diverses fonctions biologiques, et jouent un rôle déterminant dans plusieurs réactions métaboliques et enzymatiques survenant dans un organisme. Aujourd'hui, on accepte généralement que le nickel est essentiel, sur la base des nombreux symptômes causés par une déficience en nickel (surtout chez les vertébrés terrestres) et de son rôle essentiel dans des activités enzymatiques, chez les bactéries et les plantes. Cependant, l'information dont on dispose sur les concentrations optimales et déficientes sont limitées et l'essentialité du nickel pour les plantes aquatiques n'a jamais été établie. Les auteurs se proposent de synthétiser l'information disponible sur l'essentialité du nickel et l'homéostasie chez les organismes aquatiques. Il y a moins d'information à ces sujets, comparativement à celle qui existe pour les autres éléments essentiels. L'essentialité du nickel pour les organismes aquatiques ne peut être confirmée que pour les plantes et les (cyano)bactéries, compte tenu du rôle documenté du nickel dans le métabolisme de l'uréase et de l'hydrogénase. Les seuils de déficience vont de 10-12 à 2 × 10-6 M en Ni, chez différentes espèces. On ne retrouve aucune étude ayant pour objectif l'évaluation des mécanismes homéostatiques pour le nickel, dans la vie aquatique. Cependant, on peut faire des inférences via l'évaluation de la bio-concentration en nickel et des données de distribution dans les tissus, ainsi que les comparaison avec d'autres métaux qui ont été étudiés plus à fond. Les données suggèrent une régulation active et conséquemment l'essentialité du nickel, puisqu'il existe des exemples de régulation active pour des métaux non-essentiels chez les invertébrés.Mots clés : nickel, essentialité, homéostasie, bio-concentration, régulation.[Traduit par la rédaction]Document Type: Research article
Publication date: 2004-06-01
- Published since 1993, this annual electronic-only journal presents authoritative reviews on a wide range of environmental science and associated environmental studies topics, with emphasis on the effects on and response of both natural and manmade ecosystems to anthropogenic stress. The authorship and scope are international, with critical reviews submitted and invited on such topics as climate change, harvesting impacts, acid rain, pesticide use, lake acidification, air and marine pollution, ecology of oil spills, biological control, food chain biomagnification, rehabilitation of polluted aquatic systems, erosion, agroforestry, and bio-indicators of environmental stress.
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- In this Subject: Aquaculture & Fisheries , Ecology , Hydraulic & Environmental Engineering
- By this author: B T.A. Muyssen ; K V. Brix ; D K. DeForest ; C R. Janssen
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