Participação do silício nos processos de absorção, translocação e atenuação da toxicidade do arsênio em alface (Lactuca sativa L.)

Abstract

O arsênio (As) causa a superprodução de espécies reativas de oxigênio (EROs) que acarreta danos em todo o metabolismo vegetal. Plantas contaminadas representam sério risco à saúde, visto que o consumo de alimentos contaminados é uma das formas de intoxicação em seres humanos. O silício é um elemento benéfico para plantas e reconhecido por aliviar o estresse abiótico, incluindo o estresse por As. Portanto, buscamos avaliar o efeito do silício, iônico e nanoparticulado, na mitigação do estresse por As em alface. Para isso, plantas de alface foram cultivadas hidroponicamente por 40 dias e, após aclimatação por 5 dias, foram submetidas a 50 μM de arsenito (As III ) e arsenato (As V ) e 2 mM de silício iônico (Si) e silício nanoparticulado (SiNP) durante dois períodos de exposição (24 e 72 h). Foram realizadas análises relacionadas a anatomia, fotossíntese e bioquímica dessas plantas. Os resultados mostraram que o As, tanto As III quanto As V , causa efeitos negativos sobre todos os parâmetros avaliados e ambas as formas de silício foram capazes de diminuir o estresse por As, por meio da diminuição da absorção e da concentração nas folhas, melhoria nos aspectos anatômicos e modulação da maquinaria antioxidante, onde se destaca uma reduzida peroxidação lipídica. Além disso, contatamos que nanopartículas de silício são tão eficientes quanto a forma iônica na diminuição do estresse por As. Palavras-chave: Estresse oxidativo. Sistema antioxidante. Nanopartículas de silício.

Arsenic (As) causes the overproduction of reactive oxygen species (ROS) that damages the entire plant metabolism. Contaminated plants represent a serious health risk, since the consumption of contaminated food is one of the forms of intoxication in humans. Silicon is a beneficial element for plants and recognized for relieving abiotic stress, including As stress. Therefore, we sought to evaluate the effect of silicon, ionic and nanoparticulate, in the mitigation of stress by As in lettuce. For this, lettuce plants were grown hydroponically for 40 days and, after acclimatization for 5 days, were subjected to 50 μM of arsenite (As III ) and arsenate (As V ) and 2 mM of ionic silicon (Si) and nanoparticulate silicon (SiNP) during two exposure periods (24 and 72 h). Analyzes related to the anatomy, photosynthesis and biochemistry of these plants were performed. The results showed that As, both As III and As V , causes negative effects on all parameters evaluated and both forms of silicon were able to reduce As stress, through decreased absorption and concentration in leaves, improvement in aspects anatomy and modulation of the antioxidant machinery, where a reduced lipid peroxidation stands out. Furthermore, we found that silicon nanoparticles are as efficient as the ionic form in decreasing As stress. Keywords: Oxidative stress. Antioxidant system. Silicon nanoparticles.