Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

204

There is a lack of information on the biochemical aspects of adap-

t 

ivness to various seawater osmoconcentration in commercially

important Adriatic lobster Homarus gammarus. The osmoregulatory

role of the branchiostegite, as a epidermal tissue underlying carapace

in the region of the trichobranchiate chamber as well as these of anten-

nal gland is unknown. We have studied effect of 38 ppt seawater (SW)

and 20 ppt dilute seawater (DSW) on the branchiostegite and antennal

gland activities of the Na,K-ATPase and carbonic anhydrase (CA),

enzymes which are respectively involved in the primary-driven Na

pump, and in supply of the carriers for secondary active transport of

osmolytes.

Preparation of the homogenates of branchiostegite and antennal

gland and measurements of the enzymes was carried out by modified

procedures described in details (1, 2). The Na,K-ATPase was mea-

sured in native homogenates and saponin treated homogenates of the

branchiostegite (1). CA was determined following the rate of hydra-

tion and dehydration of CO2 comparing the uncatalysed (slightly

buffered saline) and catalysed (branchiostegite homogenate in slightly

buffered saline) reaction times of the enzyme (3). The total carbonic

a 

n 

hydrase was measured in detergent Tryton-100 treated

homogenates. In the lobsters two weeks acclimated to DSW, the Na,K-

ATPase activity in the branchiostegite homogenates (6.2 mmol Pi h-1

per mg protein) and in saponin treated homogenates (12.8 mmol Pi h-

1 per mg protein) was 1.96 and 1.94 times higher of the respective

activities in the SW acclimated lobsters (Fig.1.). Moreover, under the

identical experimental conditions CA activity in the branchistegite

was 5.6 –fold over the seawater acclimated lobsters. When lobsters

acclimated to DSW the increased Na,K-ATPase activity are consistent

with the previously published results on the enzyme activation in tri-

chobranchiate gills and epipodites of the osmoregulating lobster

Homarus gammarus (2, 4) and no activation in stenohaline conform-

ing Crustacea occur (5). Enzymes activation was followed by keeping

osmoconcentration gradient between the haemolymph and hypoos-

motic DSW. Increased activity of CA in DSW in gills (6) and bran-

chiostegite (this study) supporting the conclusion that branchiostegite

CA plays important role in ion regulation processes (Fig.1). However,

when lobster acclimated to DSW, there was no activation of the CA in

the antennal gland homogenates of the SW and DSW acclimated lob-

sters. Slightly increased Na,K-AT 

Pase in the antennal gland

homogenates in DSW-acclimated lobsters, suggests probably active

role in divalent ions regulation and in elimination of nitrogenous waste

products.

References

1- Lucu, C. and Flik,G. 1999. Na-K-ATPase and Na

+

/Ca

2+

exchange

activities in gills of hyperregulating Carcinus maenas.Am. J. Physiol.

27,: R490-R499.

2- Lucu, C and Decescovi,M. 1999. Osmoregulation and branchial Na,K-

ATPase in the lobster I acclimated to dilute seawater.J. Exp. Mar. Biol.

Ecol.,234: 291-304.

3- Böttcher K., Siebers D. and Becker W., 1990. Localization of carbonic

anhydrase in the gills of Carcinus maenas.Comp. Biochem. Physiol.,

96B:  243-246.

4- Flik G. and Haond C., 2000. Na and Ca pumps in the gills, epipodites

and branchiostegites of the European lobster Homarus gammarus: effects

of dilute seawater.J. Exp. Biol.,203: 213-220.

5 - Lucu C. Devescovi M. Skaramuca B. and Kozul V., 2000. Gill Na,K-

ATase in the spiny lobster Palinurus elephasand other marine

osmoconformers. Adaptivneness of enzyme from osmoconformity to

hyperregulation.J. Exp. Mar. Biol. Ecol.,246: 163-178.

6- Wheatly M.G. and Henry R., 1987. Branchial and antennal gland

Na/K dependent ATPase and carbonic anhydrase activity during salinity

acclimation of the euryhaline crayfish Pacifastacus leniusculus. J. exp.

Biol., 133, 73-86.

ENZYMES INVOLVED IN OSMOLYTE TRANSPORT PROCESSES IN THE ADRIATIC LOBSTER 

HOMARUS GAMMARUS

Dijana Pavicic-Hamer*, Massimo Devescovi and Cedomil Lucu

Institute Rucer Bockovic, Center for Marine Research, Rovinj, Croatia - pavicic@cim.irb.hr

Abstract

Transport related enzymes Na,K-ATPase and carbonic anhydrase (CA) were studied in the branchiostegite and antennal gland of the

commercially important Adriatic lobsters Homarus gammarus acclimated to seawater (SW; 38 ppt) and dilute seawater (DSW; 20ppt) . In

homogenates of branchiostegite from DSW-acclimated lobsters, specific activities of Na,K-ATPase was about 2- fold higher of the native

(3.2 mmol Pi h-1 per mg protein) and saponin treated homogenates ( 6.6 mmol Pi h-1 per mg protein) than those of the SW-acclimated

lobsters. In DSW –acclimated Homarus, CA activity of branchiostegite homogenates was 5.6-fold of activities reported in SW (4.42 U per

mg proteins). In DSW specific activity of the Na,K-ATPase in antennal gland native homogenates was 2- fold increased of the SW lobsters

(3.2 mmol Pi h-1 per mg protein). However, the CA in antennal gland was not activated keeping Enhanced activity of branchiostegites CA

and not these in the antennal gland when acclimated to DSW suggest different strategies of the enzyme fitting in these osmoregulatory

tissues.

Key words. Lobster, Homarus gammarus, branchiostegite, antennal gland, Na,K-ATPase, Carbonic anhydrase

Fig.1. Na,K-ATPase and carbonic anhydrase activities in bran-

chiostegite and antennal gland of the lobster Homarus gam-

marusacclimated to seawater (38ppt) and dilute seawater

(20ppt).

H-0 = native homogenate; H+0 = saponin (Na,K-ATPase), and

Tryton-100 (CA) treated homogenates. Mean values for 4-6 indi-

vidual samples are given, error bars indicated SE. Asterix denote

Student's t-test a value significantly different from the seawater

value