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