Zinc and copper impacts on freshwater diatoms: physiological, biochemical and metabolomic response of Tabellaria flocculosa - Gonçalves, Sara Isabel Bastos (2017)
Os ecossistemas dulçaquícolas encontram-se sob a ameaça constante de pressões antropogénicas, nomeadamente contaminação por metais. As diatomáceas são utilizadas como indicadores de qualidade da água, contudo a influência de micronutrientes, como zinco (Zn) e cobre (Cu), e os seus possíveis impactes são pouco compreendidos. Os objetivos deste estudo passam por elucidar o nível de tolerância, os alvos e repostas celulares para contradizer a toxicidade dos metais Zn e Cu em diatomáceas de água doce, expondo Tabellaria flocculosa (TFLO), isolada de um local contaminado, a 30, 500 e 1000 μg Zn/L e 0,3, 6 e 10 μg Cu/L. Diferentes abordagens bioquímicas, fisiológicas e metabolómicas foram utilizadas. Concentrações de Zn e Cu que ocorrem em ambientes contaminados tem efeitos tóxicos nesta espécie. O Cu, este é tóxico para TFLO a concentrações comuns no ambiente que não são considerados contaminados (0.3 μg Cu/L) e a sua toxicidade aumenta com a concentração. TFLO mostrou ainda ter estratégias distintas para sobreviver à exposição a diferentes níveis de stress impostos por Zn e Cu. TFLO sobrevive a elevadas concentrações intracelulares de Zn e Cu pelo aumento das enzimas antioxidantes (SOD, CAT) e recorrendo a compostos antioxidantes de baixo peso molecular (GSH). Estes mecanismos são suportados pela elevada produção de energia (atividade ETS e ainda no caso do cobre, açucares e lípidos). Às concentrações de 1000 μg Zn/L e 6 e 10 μg Cu/L, todos estes processos metabólicos mostraram ser especialmente aumentados em acréscimo aos processos de imobilização extracelular. O aumento da imobilização extracelular (EPS e frustulinas) parece ser uma estratégia comum de combate à toxicidade do Cu. Desta forma as células procuram restringir e mitigar o stress oxidativo gerado pelo aumento das concentrações intracelulares de Zn e Cu. Contudo, estes mecanismos não foram suficientes para proteger as células de danos em membranas e proteínas, incluindo do aumento do numero de valvas com teratologias a elevadas concentrações de Zn (500 e 1000 μg Zn/L) e em todas as concentrações de Cu. Mais ainda, uma diminuição nos compostos como a sacarose e especialmente o lumicromo deveriam ser estudados futuramente como marcadores específicos da toxicidade do Zn. No caso do Cu, a diminuição do composto hidroxilamina e de ácidos gordos (FA) insaturados e o aumento dos FA saturados, 2-palmitoilglicerol, glicerol e compostos diterpenos assim como o conteúdo em clorofila c devem ser testados como marcadores específicos de exposição ao Cu. Esta informação pode suportar o melhor entendimento do modo de ação de Zn e Cu a predição da resposta da comunidade de diatomáceas de água doce em diferentes ambientes contaminados com Cu e Zn, incluindo ambientes altamente contaminados, como na exploração mineira, pode ainda ajudar no desenvolvimento de novos índices para contaminação por metais, tendo em conta a existência de espécies tolerantes e ajudando políticas de avaliação de risco ambiental.