Modulação da toxicidade do óxido de grafeno no bivalve Ruditapes philippinarum: efeito da co-exposição com o cobre e alterações em condições ambientais

Abstract

Hoje a tecnologia mundial conta com diversos nanomateriais (NMs) como matéria prima, em especial os materiais a base de carbono, como o óxido de grafeno (GO), os quais possuem características únicas extraordinárias, que garantem força, resistência, condutividade e transparência aos produtos com ele produzidos. Em decorrência do intensivo desses NM, é esperado que os ambientes aquáticos sejam seu destino final, ficando clara a importância da intensificação dos estudos na área da nanotoxicologia. Nesse sentido, utilizando a espécie de bivalve Ruditapes philippinarum, foi avaliado o efeito per se do GO em diferentes concentrações, e o efeito que condições ambientais, como valor de pH e a presença de sedimento podem acarretar na sua toxicidade. Além disso, também foi avaliado o efeito da coexistência do GO com metais, como o cobre. Uma exposição de 28 dias foi realizada e analisados parâmetros de estresse oxidativo como atividade de catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa-S-transferase (GST), e quantificação do conteúdo de glutationa reduzida (GSH), peroxidação lipídica (LPO) e proteínas totais, além de parâmetros metabólicos como transporte de elétrons (ETS) e conteúdo de glicogênio. De maneira geral, foi verificado que os tratamentos feitos isolados com GO (em várias concentrações) e o Cu não parecem ser capazes de induzir efeitos tóxicos. No entanto, com alterações de fatores ambientais do meio, como baixas no valor do pH dá água e presença de sedimento, o quadro se alterou, o que provocou nos organismos a ativação de diferentes respostas antioxidante. Em suma, nossos dados mostram que a pré-disposição dos organismos a sofrer efeito do GO é dependente em grande parte, das condições ambientais, em particular da presença ou ausência de sedimento ao fundo e acidificação da água. Acredita-se ainda que essa somatória de fatores possa levar a um ambiente oxidante, que faz com que o animal ative seu metabolismo aeróbico, feche suas conchas e passe a utilizar respostas preparatórias ao estresse oxidativo, como por exemplo o aumento de defesas antioxidantes, o que já é utilizado por várias outras espécies animais frente a condições estressoras.Currently the world's technology relies on several nanomaterials (NMs) as raw materials, especially carbon-based materials such as graphene oxide (GO), which have extraordinary and unique characteristics that guarantee strength, resistance, conductivity and transparency to products. Due to the intensive nature of these NM, it is expected that the aquatic environments will be their final destination, being clear the importance of the intensification of studies in the area of nanotoxicology. In this sense, using the bivalve species Ruditapes philippinarum, the effect per se of GO was evaluated in different concentrations, and the effect that environmental conditions, such as pH value and the presence of sediment can cause in its toxicity. Furthermore, the effect from the co- existence of GO with environmental contaminants, such as copper, was evaluated. An exposure of 28 days was made and the oxidative stress parameters such as catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutatione- S-transferase (GST) activity, glutatione reduced (GSH), lipidic peroxidation (LPO) and total protein contents, as well as metabolic parameters such as electron transport system (ETS) and glycogen content were evaluated. In general, it was verified that the treatments with GO (in various concentrations) as well as Cu, doesn’t seem to be able to induce major toxic effects, however, once alterations of environmental factors were added, such as lower pH levels of the water and in presence of sediment, there was a change in scenery, possibly leading to a more oxidative environment that causes the activation of different antioxidant responses in the organisms. Our data show that the organisms pre-disposal to suffer deleterious effects due to exposure to GO it’s dependent, in most, from the environmental conditions, in particular from the presence or absence of sediment in the bottom and the water acidification. Our data also suggest that this sum of factors may lead to an oxidative environment that makes the animal activate its anaerobic metabolism, close its shells and start to use preparatory responses to the oxidative stress, such as the increase of antioxidant defenses, which is already used by various other animal species face to stress conditions.