EFEITO DO MERCÚRIO SOBRE PARÂMETROS BIOQUÍMICOS E FISIOLÓGICOS EM PEPINO E MILHO: PAPEL PROTETOR DO ZINCO / EFFECT OF MERCURY ON BIOCHEMICAL AND PHYSIOLOGICAL PARAMETERS IN CUCUMBER AND MAIZE: PROTECTIVE ROLE OF ZINC

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Neste estudo, foram investigados através da análise de parâmetros bioquímicos e fisiológicos os efeitos do mercúrio (Hg) em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.) e em híbridos de milho (Zea mays L.), e a associação do Hg com o Zn em híbridos de milho. Os parâmetros bioquímicos analisados para C. sativus foram: as atividades de enzimas antioxidantes (catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e superóxido dismutase (SOD)) e os níveis dos antioxidantes não-enzimáticos (ácido ascórbico (AsA), carotenóides e tióis nãoprotéicos (NPSH)). Os conteúdos de substância reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), clorofila, proteína carbonil, peróxido de hidrogênio (H2O2) e a atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALAD) foram também determinados. O crescimento de C. sativus foi avaliado baseado na matéria seca (MS) e fresca (MF), e comprimento de raízes (R) e parte aérea (PA). As plântulas de pepino foram expostas de 0 a 500 μM de HgCl2 durante 10 e 15 dias. Os resultados demonstraram que o Hg foi absorvido pelas plântulas de pepino, e seu conteúdo foi maior nas R que na PA. Além disso, uma redução no comprimento das R e da PA foi observada em todas as concentrações e tempos testados. Na concentração de 50 μM HgCl2 a MF das R aos 15 dias aumentou, mas foi reduzida nas outras concentrações. Para as plântulas com 10 dias, foi observada uma redução na MF de R e PA. Em relação à MS das R, houve um aumento na concentração de 500 μM, ambos aos 10 e 15 dias, e também na concentração de 250 μM HgCl2 aos 15 dias. Além disso, uma redução significativa na MS da PA foi observada em todas as concentrações testadas. Os resultados mostraram níveis elevados de TBARS e proteína carbonil, e uma redução no conteúdo de clorofila em plântulas expostas a 250 e 500 μM HgCl2. Um aumento na atividade da CAT e SOD foi observado, respectivamente aos 10 e 15 dias de exposição a 50 μM HgCl2, embora a 500 μM HgCl2, houve uma marcada inibição. Também, tanto aos 10 quanto aos 15 dias, foi observada uma inibição na atividade da enzima APX a 250 e 500 μM HgCl2. Além disso, as plântulas com 10 dias tiveram os níveis de H2O2 reduzidos a 250 JM HgCl2 e aumentados a 500 JM HgCl2. Os antioxidantes não-enzimáticos tais como os NPSH, AsA e carotenóides aumentaram em todas as concentrações, exceto os níveis de carotenóides que reduziram em concentrações altas de HgCl2. A atividade da δ-ALA-D aumentou a 50 JM de HgCl2 aos 15 dias, e foi inibida em concentrações altas. Com o propósito de estudar o efeito do metal em três híbridos de milho, BR205, 30F71 e BR205, em solução nutritiva, os seguintes parâmetros foram analisados para os híbridos após exposição ao Hg (0 100 JM Hg): o crescimento, a concentração de Hg nos tecidos e a atividade da δ-ALA-D. Os resultados indicaram uma alta captação do Hg pelos híbridos de milho, principalmente nas R. O crescimento das R e PA foram reduzidos em todas as concentrações testadas. Uma resposta similar também foi observada para a MS e MF das R e PA. Estes híbridos mostraram inibição de maneira dose-dependente na atividade da δ- ALA-D. Contudo, a atividade da δ-ALA-D de 32R21 foi inibida pelo metal apenas em concentrações superiores a 50 JM Hg e a atividade da enzima do híbrido 30F71 não foi afetada pelo mercúrio. Os estudos in vitro mostraram que o Hg inibiu a atividade da δ-ALA-D de maneira dependente da concentração e esta inibição foi mista. Com o objetivo de investigar o papel antioxidante do Zn frente ao estresse causado pelo Hg foram estudados os mecanismos de toxicidade do metal em dois híbridos de milho, BR205 e BR205, em solução nutritiva. Os parâmetros analisados para os híbridos de milho após exposição ao Hg (25 JM Hg) e ao Zn (50, 100 e 200 JM Zn) foram: o crescimento, a concentração de Hg e Zn nos tecidos, a atividade de enzimas antioxidantes (CAT, APX e SOD) e os níveis de antioxidantes não-enzimáticos (AsA, NPSH e carotenóides). Os conteúdos de H2O2 e proteína carbonil, a atividade da δ-ALAD e os níveis de clorofila foram avaliados. Os resultados da interação entre Hg e Zn indicaram níveis reduzidos de Hg nos tratamentos com 25 JM Hg + 50 JM Zn. Os tratamentos utilizando 25 JM Hg + Zn foram efetivos em reduzir os níveis de proteína carbonil das R em 32R21 e de H2O2 em BR205, aumentados pela exposição ao Hg. Na PA de BR205 o Hg inibiu as atividades da SOD e CAT, enquanto a APX foi ativada. No entanto, a suplementação com Zn aumentou as atividades da CAT e APX. Em 32R21, o Hg reduziu a atividade da APX da PA e o tratamento com 25 JM Hg + 200 JM Zn aumentou a atividade desta enzima. Além disso, os estudos in vitro com Hg e/ou Zn mostraram a ativação das enzimas antioxidantes especialmente na PA. Os resultados mostraram que o Zn restaurou o crescimento dos híbridos de milho que haviam sido reduzidos por 25 JM Hg. O Hg reduziu os níveis de clorofila b nos híbridos de milho, mas apenas a concentração de 100 JM Zn foi efetiva em restabelecer os níveis de clorofila b. Os tratamentos com Zn promoveram uma acumulação de NPSH, reduzidos pela exposição ao Hg. O Hg reduziu o crescimento e os níveis de AsA dos híbridos de milho e apenas o comprimento e a massa fresca foram restabelecidos pela suplementação com Zn. Além disso, os tratamentos com Hg inibiram a atividade da δ-ALA-D de BR205, mas a suplementação com Zn ao tratamento com mercúrio restabeleceu a atividade da enzima. No entanto, estudos in vitro mostraram que o zinco não preveniu a inibição da atividade da δ-ALA-D causada pelo Hg. Com base no exposto, nossos resultados sugerem que o Hg induz estresse oxidativo em plântulas de pepino e milho. Contudo, o Zn desempenhou um papel importante no combate à toxicidade do mercúrio, atuando na modulação de EROs e indução dos NPSH, possibilitando o crescimento dos híbridos de milho.

ASSUNTO(S)

zinco antioxidantes cucumber zinc espécies reativas de oxigênio antioxidants reactive oxygen species milho bioquimica maize

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