水生生態系における希土類元素ガドリニウムの生態毒的な意味について、私たちは何を知っていますか？

ガドリニウム（GD）は、造影剤として磁気共鳴画像像で一般的に使用される最も商業的に活用された希土類元素の1つです。現在のレビューは、海洋および淡水環境のGD濃度を特定することを目指して実施されました。さらに、各化学物質が環境での運命にどのように影響するかを理解するために、環境でのGD種分化に関する情報について説明します。GD曝露によって引き起こされる生物学的反応と、異なる水生脊椎液におけるその生物蓄積についても議論されています。この生物グループには汚染の生物指標として広く使用されている種が含まれており、食用の魚介類、釣り餌、他の種に食品資源を提供する人間の社会経済的発達の重要な資源を表しているため、このレビューは水生無脊椎動物に捧げられました。文献から、公開されたデータのほとんどは淡水環境に焦点を当てており、0.347から80μg/Lの濃度を明らかにし、高度に工業化された領域に近いGD異常が見られます。海洋環境では、公開された研究では、0.36〜26.9 ng/L（2.3および171.4 pmol/kg）の濃度が特定され、海底の出場で409.4 ng/L（2605 pmol/kg）に達しました。水生種におけるGDの生物蓄積と効果に関して、ほとんどの文献は淡水種に関して、0.006〜0.223μg/gの範囲の濃度を明らかにし、GD複合体の化学的種分化による生体蓄積範囲の変動性が高い。逆に、海洋種の組織におけるGD生物蓄積に関するフィールドデータは公開されていません。最後に、遺伝子発現、細胞恒常性、シェル形成、代謝能力、抗酸化メカニズムの変化を含む、無脊椎動物の水生種におけるGDの影響は、さまざまな生物学的レベルで特定されました。ここで提示された情報は、GDが環境の脅威と人間の健康に対するリスクを表している可能性があるというハイライトであり、水生野生生物に対するGD毒性に関するさらなる研究と新しい水修復戦略の必要性を示しています。

Gadolinium (Gd) is one of the most commercially exploited rare earth elements, commonly employed in magnetic resonance imaging as a contrast agent. The present review was performed aiming to identify the Gd concentrations in marine and freshwater environments. In addition, information on Gd speciation in the environment is discussed, in order to understand how each chemical form affects its fate in the environment. Biological responses caused by Gd exposure and its bioaccumulation in different aquatic invertebrates are also discussed. This review was devoted to aquatic invertebrates, since this group of organisms includes species widely used as bioindicators of pollution and they represent important resources for human socio-economic development, as edible seafood, fishing baits and providing food resources for other species. From the literature, most of the published data are focused on freshwater environments, revealing concentrations from 0.347 to 80 μg/L, with the highest Gd anomalies found close to highly industrialized areas. In marine environments, the published studies identified a range of concentrations between 0.36 and 26.9 ng/L (2.3 and 171.4 pmol/kg), reaching 409.4 ng/L (2605 pmol/kg) at a submarine outfall. Concerning the bioaccumulation and effects of Gd in aquatic species, most of the literature regards to freshwater species, revealing concentration ranging from 0.006 to 0.223 μg/g, with high variability in the bioaccumulation extent according to Gd complexes chemical speciation. Conversely, no field data concerning Gd bioaccumulation in tissues of marine species have been published. Finally, impacts of Gd in invertebrate aquatic species were identified at different biological levels, including alterations on gene expression, cellular homeostasis, shell formation, metabolic capacity and antioxidant mechanisms. The information here presented highlights that Gd may represent an environmental threat and a risk to human health, demonstrating the need for further research on Gd toxicity towards aquatic wildlife and the necessity for new water remediation strategies.