Mecanismos de transporte iônico e de acumulação e toxicidade aguda do cobre em células do manto do marisco branco Mesodesma mactroides Deshayes, 1854

Abstract

Moluscos bivalves acumulam o cobre (Cu) de forma proporcional à concentração do metal na água. Em animais dulcícolas, a toxicidade aguda do Cu é caracterizada por distúrbios na regulação iônica dos fluídos corporais. Em animais marinhos, esta toxicidade parece estar relacionada a distúrbios no balanço ácido-base e na excreção de amônia. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a importância do manto como via de acumulação do Cu, bem como estudar o envolvimento dos principais mecanismos de transporte iônico envolvidos neste processo e o mecanismo de toxicidade aguda deste metal no marisco Mesodesma mactroides. Para isso, a acumulação in vivo do Cu foi determinada em diferentes tecidos (manto, brânquias, glândula digestiva e hemolinfa) de mariscos expostos (96h) ao Cu (CL20 = 5 µM). Os resultados apontaram o manto como sendo o tecido que mais acumulou Cu. Assim, o envolvimento das proteínas transportadoras de íons na acumulação de cobre e o mecanismo de toxicidade do metal foram analisados em células isoladas do manto. Com base nos resultados obtidos, foi proposto que o influxo de íons nestas células estaria associado à atividade das seguintes proteínas: trocadores Na+/H+ e Cl-/HCO3-, cotransportadores Na+/K+/2Cl- e Na+/Cl-, canal de Na+, Na+/K+-ATPase e anidrase carbônica. Por sua vez, o efluxo de íons envolveria as seguintes proteínas: Na+/K+-ATPase e H+-ATPase e os canais de K+ e Cl-. Com base nestas informações, o efeito do Cu sobre o conteúdo iônico foi avaliado em células do manto expostas ao Cu por 1 h (5 µM) e 3 h (2.5 e 5 µM). Os resultados indicaram uma redução no conteúdo de Cl- nas células expostas a 2.5 µM e de Na+, K+ e Cl- naquelas expostas a 5 µM. Para análise da acumulação in vitro de Cu, as células do manto foram expostas (1 e 3 h) ao Cu (0.5, 1.0, 2.5 e 5.0 µM). Houve acumulação significativa de Cu nas células expostas a 2.5 e 5 µM, em ambos os tempos de exposição. Portanto, o envolvimento dos diferentes mecanismos de transporte iônico na acumulação de Cu foi avaliado em células expostas a 2.5 µM de Cu por 1 h, utilizando-se ferramentas farmacológicas. A inibição da anidrase carbônica ou do canal de Cl- aumentou o conteúdo celular de Cu. Por outro lado, a inibição do cotransportador Na+/K+/2Cl- reduziu a acumulação de Cu. Portanto, conclui-se que o manto é uma importante via de acumulação de Cu no marisco M. mactroides, sendo o cotransportador Na+/K+/2Cl- a principal proteína envolvida na acumulação deste metal. Conclui-se ainda que o mecanismo de toxicidade aguda do Cu está associado a um desequilíbrio da regulação iônica nas células do manto.

Mechanisms involved in ion transport in isolated mantle cells of the clam Mesodesma mactroides were investigated using pharmacological tools. Mantle cells were isolated and incubated in saline solution of ionic composition similar to the clam hemolymph. Cells were incubated (1 h, 20oC) in the absence (control) and the presence of different drugs: phenamil (10 M; Na+ channel blocker, quinine sulfate (50 M; K+ channel blocker), furosemide (100 M; Na+/K+/2Cl- blocker), amiloride (100 M; Na+/H+ exchanger blocker), SITS (500 M; Cl-/HCO3- blocker), EIPA (0.02 M; Na+/H+ exchanger blocker), ouabain (100 M; Na+/K+-ATPase inhibitor), benzthiazide (100 M; Na+/Cl- cotransporter blocker), bafilomycin A1 (1 M; V-ATPase inhibitor), and acetazolamide (1 mM; carbonic anhydrase inhibitor). Results were expressed as percentage of the cell ion (Na+, K+, and Ca2+) content, considering the mean values for control cells as 100%. Based on results obtained, a functional hypothetical model depicting the major mechanisms involved in ion transport in mantle cells of M. mactroides was generated. According to the proposed model, the influx of ions would occur via the following mechanisms: Na+/H+ and Cl-/HCO3- exchangers, Na+/K+/2Cl- and Na+/Cl- cotransporters, Na+ channels, and Na+/K+-pump. The H+ and HCO3- for operation of the Na+/H+ and Cl-/HCO3- exchangers would be provided by the carbonic anhydrase activity. In turn, the efflux of ions would involve the following mechanisms: Na+/K+- and H+-pump, and K+ and Cl- channels. Results also indicate that the Ca2+ transport across the mantle cells is strongly dependent on the transport of monovalent (Na+, K+, and/or Cl-) ions.