Sistemas de defesa antioxidativo contra a toxicidade induzida por arsênio em aguapé (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) / Antioxidative defense systems against toxicity induced by arsenic in water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms)

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

25/03/2011

RESUMO

Plantas de aguapé (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) foram submetidas a concentrações tóxicas de arsênio (As) para analisar a capacidade de absorção desse metaloide por essa macrófita e os seus efeitos tóxicos no crescimento e nas alterações estruturais em folhas e raízes, além de estudos dos mecanismos bioquímicos relacionados ao metabolismo antioxidativo e da glutationa envolvidos na tolerância ao As. No primeiro experimento, as plantas foram cultivadas em solução nutritiva, contendo 0; 3; 7; 10 e 13 μM de As, na forma de arsenato de sódio, durante três dias. Neste período, observaram-se sintomas visuais de toxidez que variaram conforme a concentração do metaloide presente na solução nutritiva. Os teores de As nas raízes aumentaram com o incremento da concentração de As na solução nutritiva até 9 μM, enquanto nas folhas os teores desse elemento aumentaram linearmente com a concentração de As. Quando submetidas a tratamentos com 3 μM de As, as plantas foram capazes de remover 97% desse elemento da solução e, embora tenha havido redução da eficiência de remoção nas concentrações mais elevadas, verifica-se que mesmo sob 13 μM de As, as plantas foram capazes de remover mais de 50% desse elemento, acumulando grandes quantidades de As. Os valores do fator de bioconcentração (FBC) foram menores que 500, enquanto os valores do fator de transferência (FT) nas plantas submetidas a concentrações maiores que 7 μM de As, foram superiores a 1,0. Isso indica que, à medida que se aumenta a absorção de As por E. crassipes, há maior translocação desse elemento para a parte aérea. Os menores teores de clorofilas e carotenoides encontrados em E. crassipes, provavelmente, comprometeram a sua capacidade fotossintética, justificando a redução na taxa de crescimento relativo das plantas expostas a concentrações mais elevadas de As. Por outro lado, houve aumento dos teores de antocianina com o acréscimo das concentrações de As. Nas plantas expostas a concentrações moderadas de As, houve redução nos teores de peróxido de hidrogênio (H2O2), indicando a ação eficiente das enzimas envolvidas com o combate ao estresse oxidativo. O tratamento com As aumentou a atividade da dismutase do superóxido (SOD) nas folhas, até a concentração de 8 μM desse metaloide, o que pode representar parte do mecanismo de defesa ao estresse oxidativo causado por esse elemento. O aumento na atividade da catalase (CAT) e a redução nos teores de H2O2 nas raízes das plantasexpostas até 6 μM de As, sugere que essa enzima atua efetivamente na remoção desse composto nesse órgão. A exposição ao As reduziu a atividade das peroxidases (POXs) nas raízes, entretanto, nas folhas, houve maior estímulo na atividade dessa enzima. Assim, verifica-se que, provavelmente, a redução nos teores de H2O2, observado nas raízes, foi decorrente da ação da CAT, enquanto as POXs parecem ter sido responsáveis pela remoção eficiente do H2O2 nas folhas. A atividade da peroxidase do ascorbato (APX), também, foi estimulada na presença de moderadas concentrações de As nas folhas, indicando que essa enzima deve contribuir eficientemente para a remoção do H2O2 produzido nesse órgão. No segundo experimento, as plantas foram cultivadas em solução nutritiva, contendo ou não 7 μM de As. A exposição ao As aumentou a atividade da sulfurilase do ATP (ATPS) nas raízes, mas não alterou a atividade dessa enzima nas folhas. Por outro lado, o As reduziu a atividade da peroxidase da glutationa (GSH-Px) e elevou a atividade da redutase da glutationa (GR), tanto nas folhas quanto nas raízes. A sulfotransferase da glutationa (GST) atua de forma mais efetiva nas raízes, onde houve aumento na atividade dessa enzima, indicando provável conjugação de glutationa (GSH) ao metaloide nesses órgãos. O tratamento com As não afetou a atividade da sintetase da γ-glutamilcisteína (γ-ECS) nas raízes, mas estimulou a ação dessa enzima nas folhas. Além disso, houve redução significativa nos teores de glutationa total, e aumento nos teores de tióis totais e de tióis não-protéicos, os quais sugerem maior síntese de fitoquelatinas. As análises anatômicas evidenciaram danos significativos somente na região apical das folhas, onde se iniciam os sintomas de toxidez ao As. A partir desses estudos, verifica-se que E. crassipes apresenta elevada eficiência de absorção de As, e sob concentrações de até 7 μM de As, essa planta apresenta um aumento na atividade das enzimas antioxidativas, contribuindo para a remoção do excesso de espécies reativas de oxigênio decorrentes da toxidez por esse elemento. Além disso, o aumento na atividade de enzimas envolvidas com o metabolismo da glutationa pode representar um mecanismo importante para a tolerância e o acúmulo de As em E. crassipes.

ASSUNTO(S)

fisiologia de plantas cultivadas anatomia vegetal enzimas antioxidantes glutationa macrófita aquática fitorremediação plant anatomy antioxidant enzymes glutathione phytoremediation aquatic macrophyte

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