Influências das nanopartículas de dióxido de titânio na metabolização, padrão de acumulação e toxicologia do arsênio no camarão branco Litopenaeus vannamei (Penaeidae)

Abstract

A toxicidade aguda de nanodióxido de titânio (nTiO2) conjuntamente a estressores ambientais, como o arsênio (As), é pouco conhecida. Além disso, sabe-se muito pouco sobre como nTiO2 pode afetar fatores como acumulação e metabolização de As, em experimentos com nanopartículas, expecialmente em água salgada. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se a co-exposição de 48h ao nTiO2 e As poderia potencializar os efeitos induzidos pelo As, bem como a capacidade de acumulação e metabolização do semi-metal, em hepatopâncreas e brânquias de Litopenaeus vannamei, em exposições em água salgada. Os experimentos consistiram de exposições ao As, ao nTiO2 e exposições a ambos os compostos simultâneamente. Foram feitas exposições utilizando concetrações de 1 mg/L para ambos os compostos e outras com exposições de 0,01 mg/L também para ambos os compostos. Nas exposições a 0,01 mg/L para ambos os compostos, não foram observadas alterações significativas no padrão de acumulação e na toxicidade de As por influência de nTiO2. O metabolismo do As, entretanto, foi afetado pela presença da nanopartícula, havendo um acúmulo importante de DMA apenas na co-exposição e não nas exposições individuais (apenas As ou nTiO2). As brânquias também foram afetadas de forma mais significativa que hepatopâncreas, devido provavelmente pelo fato do órgão permenecer em contato direto com o ambiente e possuir uma capacidade antioxidante menor que hepatopêncreas. Nas exposições a 1 mg/L para ambos os compostos, houveram alterações na toxicidade de As importantes por ação de nTiO2. A nanopartícula também afetou o padrão de acumulação de As, reduzindo a entrada de As em ambos os tecidos testados. Além disso, nTiO2 afetou a metabolização de As de forma significativa, resultando em um aumento expresivo de espécies especialmente tóxicas em brânquias, como As inorgânicos e MMA. Independentemente da concentração, nTiO2 parece reduzir a capacidade de metabolização ao As nos tecidos, o que pode resultar em um aumento na toxicidade do semi-metal.

The present study had the objective to evaluate the effects of the 48h co-exposure of high nominal concentrations of As and nTiO2 (1 mg of As or/and nTiO2) in gills and hepatopancreas of Litopenaus vannamei. The results showed: (1) both in gills and hepatopancreas the group exposed only to As presented a higher accumulation of this metalloid. (2) Glutamate cysteine ligase (GCL) activity was decreased in both tissues in the groups exposed to nTiO2 alone or in combination with As. (3) The reduced glutathione (GSH) levels and (4) glutathione reductase (GR) activity (5) were diminished in response to co-exposure to both contaminants in gills and hepatopancreas. Also, GSH levels were raised by individually applied As and nTiO2, in hepatopancreas and GR activity was also raised by As in gills. (6) In gills, glutathione S-transferase (GST) activity was negatively modulated in all treated groups. (7) Total antioxidant capacity against peroxyl radicals was not modulated in the group co-exposed to As and nTiO2 in any tissue, but the antioxidant capacity was raised by As in hepatopancreas (8) Even if the exposure to each contaminants alone induced lipid damage in hepatopancreas, in the group co-exposed to As and nTiO2 it was not observed any damage. (9) In terms of As metabolization, the co-exposure induced a decrease in the percentage of non-toxic or moderately toxic compound and increased the percentage of more toxic ones. The results showed that the co-exposure to As and nTiO2may decrease antioxidant and metabolization capacity in both tissues, although no oxidative damage was observed in this time length of exposure.