Biomarkers of exposure in macroalgae Gracilaria domingensis exposed to cadmium and copper

Nos últimos anos, os metais vêm ganhando maior atenção em estudos devido aos impactos causados no ambiente, sua persistência e capacidade de bioacumulação e biomagnificação. As zonas costeiras por sua localização sofrem danos maiores, principalmente devido à grande quantidade de efluentes depositada nessa área provenientes de atividades urbanas, industriais, agrícolas e mineiras, dentre outras. As algas são organismos que compõe a base da cadeia alimentar e possuem ainda capacidade de estocar metais tornando-os menos disponíveis para as espécies que habitam a região. Tal característica torna esse organismo uma alternativa economicamente viável e ecológica em processos de biorremediação. As macroalgas pertencentes ao gênero Gracilaria, possuem grande importância econômica na produção de ágar, e alguns de seus metabólitos são utilizados no ramo farmacêutico, medicinal e de cosméticos. No entanto, esse gênero pode ser também um bom bioindicador da presença de metais, e os efeitos causados por esses compostos, potenciais biomarcadores. O objetivo presente estudo é verificar os efeitos dos metais cobre (Cu) e cádmio (Cd) em enzimas antioxidantes e de biotransformação na espécie Gracilaria domingensis, e os mecanismos de retenção e detoxificação desses metais. A descrição desses mecanismos visa contribuir com a possibilidade de utilização dessas macroalgas para remediação de ambientes impactados. Para tanto foram desenvolvidos experimentos para definição de valores de IC50 que estabeleceram que os valores de IC50 para o cobre e cádmio para espécie Graciliaria domingensis são 10,6 e 1,05 mg/L, respectivamente. E foram feitos experimentos utilizando as concentrações de cobre de 5,3 e 10,6 mg/L (½ IC50 e IC50) por períodos de 1, 24 e 48 horas. Experimentos com grupos de recuperação, além de experimentos utilizando as concentrações determinadas pelo CONAMA 357/2005 e experimentos de perfil temporal de formação de fitoquelatinas e resposta de biomarcadores após 24, 48, 72 e 96 horas de exposição. As análises das algas expostas demonstraram aumento na atividade da glutationa peroxidase (GPx), glutationa-Stransferase (GST) e ascorbato peroxidase (APx). No entanto, a catalase (CAT) não apresentou atividade detectável, nem mesmo na presença do metal. As análises teste de fitoquelatinas, GSH e GSSG foram inconclusivas, porém os novos testes realizados com concentrações legisladas e relativas ao IC50 mostraram alterações significativas nos níveis de GSSG e GSH para exposição ao cobre, no entanto, o grupo tratado com cádmio foi o único que apresentou fitoquelatinas detectáveis. A espécie Gracilaria domingensis tem demonstrado potencial como organismos bioindicador e os biomarcadores estão fornecendo resultados promissores.In the last years great importance are being dedicated to the research of metals because of their environmental impact, persistence and the possibility of bioacummulation and biomagnification. The large amount of effluents produced by urban, industrial, agricultural and mining activities among others affect particularly the coastal areas. In this context, the algae which compose the basis of the foodweb, and have the capacity to stock metals decreasing their availability in the environment and therefore to other species inhabiting the area. Such characteristic make the algae a feasibly economic and ecological alternative to be used in bioremediation approaches. Macroalgae belonging to the genus Gracilaria, possess already an economical importance in the production of agar and, some of its metabolites are commonly used in the pharmaceutical industry. The organisms of this genus can also be an indicator of the metal presence in the environment and the effects caused by these compounds potential biomarkers. The objective of this project is to assess the effect of copper (Cu) and cadmium (Cd) on antioxidant or biotransformation enzymes in the algae Gracilaria domingensis and also the mechanisms of retention and detoxification of these metals. The description of these mechanisms can contribute to further use this macroalgae to bioremediation processes. Experiments established the IC50 of copper and cadmium in Gracilaria domingensis at 10.6 and 1.05 mg. L-1, respectively. Experiments using the copper\'s concentrations 5.3 and 10.6 mg. L-1 (½ IC50 and IC50) for 1, 24 and 48 h of were performed. Besides experiments with recovery groups, experiments using CONAMA 357/2005 concentration and experiment with different times of exposure (24, 48,72 and 96 hours) to understand better when phytochelatins starts to be produced and a profile of biomarkers The analysis of exposed algae to copper demonstrated an increased activity of glutathione peroxidase (GPx), glutathione-S-transferase (GST) and ascorbate peroxidase (APx). Interestingly, the catalase (CAT) activity was not detected even though in the presence of metal. Other experiments using concentration determined by CONAMA and IC50 was performed, as well experiments using recovery groups, and a temporal profile, to see the results for 24, 48, 72 e 96 hours of exposure. The analysis of phytochelatine, GSH and GSSG test were inconclusive and new conducted tests with CONAMA\'s and IC50 concentration showed significant alterations in the levels of GSSG e GSH for the samples exposed to copper, however, only the group treated with cadmium demonstrated detectable levels of phytochelatin. The species Gracilaria domingensis has been demonstrating the potential as a bioindicator organism and the biomarkers are producing promising results