Χρήστης:Thanasis Xarisis/πρόχειρο

Προσαρμογές θαλάσσιων μακροφυκών σε συνθήκες στρες από μέταλλα

Οι θαλάσσιοι οργανισμοί συχνά καταπονούνται από βαρέα μέταλλα, με τα περισσότερο μελετημένα και πιο επιβλαβή να είναι ο χαλκός(Cu) και το κάδμιο(Cd). Συνήθως η απελευθέρωση βαρέων μετάλλων σε παράκτια περιβάλλοντα, οφείλεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η γεωργία, η βιομηχανία, οι εξορύξεις κ.ά.(1). Ο χαλκός είναι τοξικός για πολλούς οργανισμούς σε υψηλές συγκεντρώσεις, ενώ είναι απαραίτητος σε μικρές(1). Τα βαρέα μέταλλα εμπλέκονται στο μεταβολισμό των κυττάρων και προκαλούν παραγωγή ενεργών μορφών οξυγόνου(ROS), οι οποίες προκαλούν βλάβες στα κύτταρα(1). Αυτή η διαδικασία συμβαίνει φυσιολογικά στη φύση από την αρχή της ζωής, ωστόσο ο ρυθμός της είναι μικρός υπό κανονικές συνθήκες(2). Σε συνθήκες στρες, όπως σε επίδραση βαρέων μετάλλων, ο ρυθμός αυξάνεται και μπορεί να οδηγήσει σε κυτταρική βλάβη ή ακόμα και σε θάνατο σε υψηλές συγκεντρώσεις(2). Τα μακροφύκη για να μειώσουν τις επιπτώσεις του στρες, παράγουν ουσίες και ένζυμα που εξουδετερώνουν τα ROS (αντιοξειδωτικές ουσίες, όπως ασκορβικό οξύ, φαινόλες, καροτενοειδή), καθώς και αντιοξειδωτικά ένζυμα π.χ.(υπεροξειδική δισμουτάση [SOD], καταλάση[CAT], ασκορβική υπεροξειδάση [APX] κ.ά.)(1)

Πολλά μακροφύκη, όπως η Ulva compressa αναπτύσσουν αρκετά αποτελεσματικούς μηχανισμούς αντιμετώπισης των επιπτώσεων από βαρέα μέταλλα(1). Κάποια έχουν την ικανότητα να βιοσυσσωρεύουν μεγάλες ποσότητες μετάλλων στους ιστούς τους και για αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται ευρέως ως ‘βιολογικοί ενδείκτες’ για ρύπανση από μέταλλα(1).

   Επιπρόσθετα, η υπεροξείδωση των λιπιδίων (MDA), η συγκέντρωση αντιοξειδωτικών ενώσεων και η ενεργότητα των αντιοξειδωτικών ενζύμων μελετήθηκαν σε συνθήκες στρες από μέταλλα(1). Πιο συγκεκριμένα, σε μακροφύκη που έχουν εκτεθεί σε χαλκό ή κάδμιο έχει παρατηρηθεί μείωση της ανάπτυξης τους, η οποία γίνεται εντονότερη όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των μετάλλων(2). Βλάβες έχουν παρατηρηθεί λόγω της έκθεσης σε χαλκό στο φωτοσύστημα ΙΙ, λόγω της παραγωγής ROS που συνεπάγεται ελάττωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας των μακροφυκών(2). Η παρουσία θρεπτικών ουσιών στο περιβάλλον των μακροφυκών σε συνθήκες στρες μετάλλων φαίνεται να ελαττώνει τις κυτταρικές βλάβες(2). Στα κύτταρα μακροφυκών σε επιβαρυμένες από μέταλλα περιοχές παρατηρήθηκε αύξηση της υπεροξείδωσης των λιπιδίων, σε σύγκριση με μακροφύκη μη επιβαρυμένων περιοχών(1). Άλλες μελέτες υποστηρίζουν ότι μόνο ο χαλκός προκαλεί αύξηση της υπεροξείδωσης των λιπιδίων και όχι το κάδμιο(2). Επίσης, ο χαλκός προκαλεί μείωση του συνολικού πρωτεϊνικού περιεχομένου στα κύτταρα(2). Η επίδραση χαλκού προκαλεί αύξηση της ενεργότητας της καταλάσης, της SOD και της APX, ενώ η επίδραση καδμίου της καταλάσης(2). Όσον αφορά στην APX, παρατηρείται συχνά αύξηση των επιπέδων της σε επιβαρυμένες με μέταλλα περιοχές, σε αντίθεση με άλλα αντιοξειδωτικά ένζυμα των οποίων τα επίπεδα παραμένουν αμετάβλητα(1). Αύξηση των συγκεντρώσεων αντιοξειδωτικών ενώσεων, όπως φαινολών, GSH και καροτενοειδών παρατηρήθηκε σε μακροφύκη επιβαρυμένων από μέταλλα περιοχών (1). Επίσης, ο λόγος της GSH προς την οξειδωμένη μορφή της (GSSG) μειώνεται λόγω της οξείδωσης της από τα ROS(1). Η καταλάση φαίνεται αυξημένη σε ορισμένα είδη μακροφυκών που έχουν βιώσει στρες μετάλλων, όχι όμως σε όλα (1). Η APX στα μακροφύκη αυξάνεται σε υψηλά επίπεδα όταν το στρες από μέταλλα είναι έντονο (1). Παρόλα αυτά δεν έχει διευκρινιστεί με σαφήνεια, ποια αντιοξειδωτικά ένζυμα και ενώσεις σημειώνουν αυξημένα επίπεδα υπό την επίδραση μετάλλων(1). Οι ασαφείς και κάποιες φορές αντικρουόμενες πληροφορίες απαιτούν περαιτέρω μελέτη, που θα περιλαμβάνει τον εντοπισμό γονιδίων και τον προσδιορισμό των ρυθμιστικών μηχανισμών των οργανισμών αυτών σε συνθήκες στρες από μέταλλα(1).