Abstract:
A problemática dos resíduos plásticos ganhou maior atenção nas últimas duas décadas devido à descoberta de diminutos fragmentos entre 1µm e 5mm, nomeados microplásticos (MPs), especialmente em ecossistemas aquáticos. A maior parte das investigações ainda ocorre nos ambientes aquáticos, com prevalência do ambiente marinho, embora pesquisas relacionadas a ecossistemas de água doce e terrestres estejam ganhando popularidade. Estudos com peixes e crustáceos sugerem desbalanço na homeostase iônica, causado por alterações na concentração e no transporte de íons após exposições a MPs, especialmente de cálcio. Para organismos calcificadores tal íon é essencial para o processo de biomineralização, que permite a fabricação de conchas e partes mineralizadas. Assim, o presente trabalho objetivou investigar os efeitos de MPs de polietileno (PE) em biomarcadores da biomineralização do gastrópode dulcícola Pomacea canaliculata, como atividades enzimáticas (Ca2+ATPase e anidrase carbônica) e concentração de cálcio, nos tecidos da borda do manto e da glândula digestiva e hemolinfa. Para tanto os animais foram expostos a 20 µg/L (MP) e água desclorada (CTR) em dois sets experimentais: (1) animais em condição fisiológica, por 24 e 72 h e (2) animais em condição de regeneração, por 72 e 120 h. Os resultados, em ambas as condições, indicaram que os MPs promovem alterações na concentração de cálcio hemolinfático e na atividade das enzimas Ca2+ATPase e anidrase carbônica, nos tecidos da borda do manto e da glândula digestiva. No primeiro set, não foram observados padrões nas respostas enzimáticas da glândula digestiva, enquanto a ativação das atividades enzimáticas na borda do manto sugerem a manutenção da calcificação. Para o segundo set as respostas sugerem captação de cálcio via alimentação, enquanto as reduções de atividades enzimáticas no manto sustentam a utilização de outra via para recuperar a área lesionada. Além disso, a presença de MPs aumentou a taxa de regeneração da concha de P. canaliculata, o que pode estar associado à tentativa de imobilização das partículas pela calcificação, embora o mecanismo permaneça incerto. Por fim, podemos afirmar que (20 µg/L) MPs de PE foram capazes de alterar a disponibilidade de cálcio da hemolinfa em ambos set experimentais, bem como aumentar as atividades enzimáticas envolvidas no processo de biomineralização, especialmente no manto dos animais sem lesão.
The plastic waste issue has gained increased attention in the last two decades due to the discovery of tiny fragments between 1µm and 5mm, named microplastics (MPs), especially in aquatic ecosystems. Most research still takes place in aquatic environments, with a prevalence of the marine environment, although research related to freshwater and terrestrial ecosystems is gaining popularity. Studies with fish and crustaceans suggest imbalance in ion homeostasis, caused by changes in ion concentration and transport after exposures to MPs, especially calcium. For calcifying organisms, this ion is essential for the biomineralization process, which allows the manufacture of shells and mineralized parts. Thus, the present work aimed to investigate the effects of polyethylene (PE) MPs on biomineralization biomarkers in the freshwater gastropod Pomacea canaliculata, such as enzymatic activities (Ca2+ATPase and carbonic anhydrase) and calcium concentration, in mantle edge and digestive gland tissues and hemolymph, respectively. Animals were exposed to 20 µg/L (MP) and dechlorinated water (CTR) in two experimental sets: (1) animals in physiological condition for 24 and 72 h and (2) animals in regeneration condition for 72 and 120 h. The results, in both conditions, indicated that MPs promote changes in hemolymph calcium concentration and in the activity of the enzymes Ca2+ATPase and carbonic anhydrase, in both tissues. In the first set, the absence of a pattern in the enzymatic responses of the digestive gland suggests greater sensitivity of this epithelium to MPs, while the activation of the activities in the mantle edge indicate maintenance of calcification. For the second set, the responses suggest calcium uptake via feeding while the activities reductions in the mantle support the use of another route to recover the injured shell area. Furthermore, the presence of MPs increased the rate of P. canaliculata shell regeneration, which may be associated with particles immobilization attempt, by calcification, although the mechanism remains uncertain. Finally, we can state that (20 µg/L) PE MPs were able to alter the hemolymph calcium concentration, as well promote the enzymatic activity involved in the biomineralization process, specially in the mantle of non-excised gastropods.
