Respostas toxicológicas induzidas pela coexposição a diferentes formas cristalinas do nanomaterial dióxido de titânio (rutila e anatase) e cobre no mexilhão dourado Limnoperna fortunei.

Abstract

A ampla produção e consequente utilização de nanomateriais (NM) em diversas áreas e aplicações conduzem para a potencial liberação dos mesmos nos ambientes, principalmente aquático, colocando em risco a biota. O NM de dióxido de titânio (nTiO2) é um composto inorgânico usado na indústria para a fabricação de produtos variados e também tem sido utilizado com a finalidade de descontaminação ambiental, devido a sua capacidade de adsorver metais. Este NM pode existir como diferentes formas cristalinas (principalmente como anatase e rutila) que influenciam na sua aplicabilidade, toxicidade e provavelmente na sua capacidade de adsorção de metais. O cobre (Cu) é um metal de ocorrência natural, porém atividades antropogênicas podem aumentar a sua concentração no ambiente. Embora este metal seja essencial para muitas enzimas e proteinas, concentrações elevadas podem causar efeitos tóxicos aos organismos e consequentemente aos ecossistemas. Dificilmente um contaminante ocorre em forma isolada no ambiente, surgindo assim, a necessidade de se estudar os possíveis efeitos combinados dos mesmos. Como os NM são compostos emergentes, pouco se sabe sobre o efeito da coexposição com outros contaminantes mais conhecidos, como é o caso do Cu. Por esta razão, este trabalho teve como objetivo avaliar se a coexposição a diferentes formas cristalinas do nTiO2 (rutila e anatase) poderiam influenciar na toxicidade e bioacumulação do Cu no mexilhão dourado Limnoperna fortunei. Para alcançar estes objetivos os seguintes parâmetros foram analisados nas brânquias, glândula digestiva e músculo adutor: (1) quantificação de Cu, (2) determinação da atividade das enzimas glutationa-S-transferase (GST), superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) e (3) avaliação dos níveis de peroxidação lipídica (LPO).

The titanium dioxide nanomaterial (nTiO2) has been produced and incorporated into various consumer products and commercial applications, due their catalytic, photocatalytic and ultraviolet (UV) light absorption properties. The wide applications of nTiO2 can lead to the release of this nanomaterial into the environment endangering the organisms. In addition, nTiO2 has been used in environmental remediation because of its ability to degrade or adsorb metals from water, and can coexist with metals such as Cu, for example. The nTiO2 naturally exists in the crystalline forms rutile and anatase, which have different properties and can cause different effects in the organisms. This way, both nTiO2 and Cu can occur together in the environment, and there is a need to study the potential combined effects of them. For this reason, this study aimed to evaluate if the coexposure to different crystalline forms of nTiO2 (rutile and anatase) (1 mg/L) can influence in the toxicity and bioaccumulation of Cu (56 µg/L) in the golden mussel Limnoperna fortunei after 120 h of exposure. The following parameters were analyzed in the gills, digestive gland and adductor muscle: (1) quantification of Cu, (2) determination of the activities of glutathione-S-transferase (GST), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) enzymes, and (3) assessment of the levels of lipid peroxidation (LPO). The results showed that coexpositions increased Cu accumulation in the three tissues independently of crystalline form. In the gills, rutile and coexposure rutile + Cu increased GST activity and decreased SOD activity. In the digestive gland, anatase increased GST activity and decreased SOD activity. In the adductor muscle, rutile and coexposure rutile + Cu decreased the activity of GST and SOD. All treatments inhibited CAT activity in the gills and digestive gland, while in the adductor muscle the CAT activity was inhibited by rutile and coexposure rutile + Cu. Only rutile caused lipid damage in the gills. These results suggest that both crystalline forms exhibited toxicity and that coexposure of nTiO2 with Cu may be harmful to L. fortunei, thus more attention in use and release of nTiO2 into environment are needs to avoid effects in aquatic biota.