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A toxicidade do Arsênio em organismos aquáticos
Dissertação (mestrado)-Universidade Federal do Rio Grande, Programa De Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas – Fisiologia Animal Comparada, Instituto de Ciências Biológicas, 2006.O arsênio (As), um metalóide abundantemente distribuído na natureza, é um
poluente despejado no ambiente aquático principalmente por processos agrícolas e
industriais, podendo ocorrer em formas químicas diferentes. Os principais efeitos
tóxicos do As são: inibição da respiração mitocondrial, competição com o fosfato
durante a fosforilação oxidativa, inibição de enzimas de reparo de DNA, diminuição nas
defesas antioxidantes, diminuição na atividade de algumas enzimas mitocondriais. O As
pode acarretar um aumento na geração de espécies reativas de oxigênio (ROS), levando
a uma situação de estresse oxidativo, que inclui o aumento na oxidação de proteínas.
Dentre as defesas antioxidantes não enzimáticas pode-se destacar a glutationa reduzida
(GSH), um tripeptídeo composto por glutamato, cisteína e glicina. A enzima glutamato
cisteína ligase (GCL) é o passo limitante para a síntese da GSH. A GSH é conhecida por
ser um dos mais importantes antioxidantes celulares e está diretamente ligada ao
metabolismo do As no organismo para que este possa ser metilado. Hoje, esta reação
também é considerada importante no processo de ativação da toxicidade do As, visto
que metabólitos orgânicos intermediários que possuem As na sua forma trivalente
[As(III)] são mais citotóxicos e mais genotóxicos que o As na sua forma inorgânica, que
eram originalmente consideradas as formas químicas mais tóxicas. Dentre as defesas
antioxidantes enzimáticas podemos destacar a catalase (CAT), superóxido dismutase
(SOD) e a glutationa-S-transferase (GST), que desempenham um importante papel no
processo de detoxificação de poluentes. Também podemos mencionar a importância da
glutationa redutase (GR), uma enzima que catalisa a redução da glutationa a partir da
glutationa oxidada que tem importante função no restabelecimento nos níveis de GSH.
O objetivo geral deste trabalho é avaliar as respostas toxicológicas em
organismos aquáticos após exposição ao arsênio. Estão presentes nesta dissertação dois trabalhos experimentais, no 1° trabalho foi avaliado as
respostas antioxidantes mediadas pela GSH no peixe Danio rerio (Cypridinae)
após exposição ao arsênio. Os peixes foram expostos a três concentrações
incluindo a máxima permitida pela atual legislação brasileira (10 μg de As/L)
durante 2 dias. Neste mesmo trabalho foram avaliados os níveis de GSH, a
atividade das enzimas: GCL, GR, GST e CAT. Também foram avaliados os
níveis de peroxidação lipídica, a produção de ROS e o consumo de oxigênio.
Foram determinadas as espécies químicas de As presentes na água e nas
brânquias do D. rerio expostos a este metalóide. Os resultados mostraram que
a exposição ao arsênio pode afetar as respostas antioxidantes, uma vez que
houve um aumento nos níveis de GSH concomitante com um aumento na
atividade da GCL na concentração de 10 e 100 μg de As/L. Não foram
observadas alterações na atividade das enzimas GR, GST e CAT. Foi
detectada uma diminuição do consumo de oxigênio na maior concentração
(100μg de As/L). Não foram observados danos lipídicos nem alterações na
produção de ROS. A especiação química da água e do tecido mostrou que o
arsênio inorgânico foi a forma química predominante em ambos.
No 2° trabalho foi avaliado as respostas toxicológicas no poliqueto Laeonereis
acuta (Nereididae) após exposição ao arsênio. Os poliquetos foram expostos a duas
concentrações incluindo a máxima permitida pela legislação brasileira anterior (50 μg
de As/L), durante 2 e 7 dias. Os resultados mostraram que houve um aumento no
conteúdo de peroxidação lipídica nos animais expostos durante 2 dias a 50 μg de As/L.
Paralelo a este resultado foi observado um aumento da atividade da SOD e uma
diminuição na atividade da CAT. Também foi detectada uma diminuição da atividade
da GST após 7 dias de exposição a 500 μg de As/L. Não foi detectado nenhum dano em nível de DNA, porém houve um aumento da peroxidação lipídica. A especiação química
no tecido do L. acuta mostrou que a forma de arsênio predominante foi arsenobetaína
(AsB), porém uma quantidade significativa de dimetilarsenato (DMA) e formas
inorgânicas também foram detectadas, mostrando que o animal embora possua uma boa
capacidade de metabolização não foi capaz de biotransformar completamente todo
arsênio presente. Em ambos trabalhos as concentrações consideradas seguras pela atual
e pela legislação brasileira anterior mostraram ser suficientes para induzir no caso do D
rerio, uma resposta antioxidante e no caso do L. acuta, uma situação de estresse
oxidativo em termos de peroxidação lipídica.
A importância do presente trabalho reside no fato que até agora poucas
pesquisas estudaram as respostas bioquímicas após exposição ao As em
espécies aquáticas. Uma avaliação dos efeitos do As neste nível de
organização poderá também fornecer informações a respeito dos níveis de
segurança estabelecidos hoje pela legislação brasileira