Bioconcentração de metais no tecido branquial de peixes e a relevância no uso dos modelos bióticos

Giorgi Dal Pont

Bioacumulação e bioconcentração são termos que descrevem a transferência de contaminantes de um ambiente externo para um organismo. Em organismos aquáticos a bioacumulação pode ocorrer pela exposição a sedimentos contaminados ou pela via trófica. Já a bioconcentração é definida como o acúmulo de contaminantes, pela exposição à água, por vias não alimentares. Essas vias podem ser o epitélio, mucosas, e membranas, sendo que a principal membrana é a brânquia.

As brânquias são extensos órgãos de interface do peixe com o ambiente aquático e são responsáveis principalmente pela respiração e pelo transporte iônico.  Quando entram em contato com altas concentrações de cobre tem seu epitélio alterado ocasionando rapidamente a morte por hipóxia e/ou desbalanço iônico, devido, principalmente, a diminuição da afinidade com transportadores de íons e uma diminuição da capacidade de absorção de íons.

Um dos principais fatores que interfere na bioconcentração de metais nas brânquias dos peixes é a biodisponibilidade do metal no meio. Nesse sentido, a presença e quantidade de substâncias como o carbono orgânico dissolvido, argila e sais dissolvidos, além da influência do pH e da capacidade de trocas catiônicas da água, irão modular a quantidade de metal biodisponível que pode ser absorvido pela brânquia.

Critérios que definem a qualidade da água podem, às vezes, ser considerados super protetores, pois são definidos a partir de experimentos laboratorialmente controlados e que não consideram a proteção natural do ambiente, como as características físico-químicas da água, no diagnóstico da toxicidade de metais. A partir dessa premissa, foram desenvolvidos, primordialmente, modelos que consideravam as características físico-químicas da água e a capacidade de aderência dos agentes tóxicos às brânquias dos peixes. Baseado nesses modelos um grupo de pesquisadores desenvolveram o Modelo do Ligante Biótico (BLM) que tem como objetivo predizer a toxicidade do cobre e da prata por meio da determinação da quantidade de metal livre capaz de se ligar nas brânquias dos animais considerando as características físico-químicas da água.

O BLM é um modelo fundamentado no equilíbrio químico. No entanto, um dos componentes deste modelo é o local de ação da toxicidade no organismo. Este sítio de ação de toxicidade, que corresponde ao ligante biótico (brânquia), é mostrado no centro da Figura 1. O BLM é utilizado para prever a taxa de metal que pode se associar ao ligante biótico considerando os processos de complexação com ligantes químicos bem como a competição de ligantes abióticos com os sítios de ligação no organismo. A relação entre a exposição e o efeito pode ser matematicamente determinada.

Muitos estudos têm investigado a influência dos compostos dissolvidos na água na toxicidade de metais. Nos últimos anos, o Modelo do Ligante Biótico (BLM), tem sido proposto como uma ferramenta para avaliar quantitativamente a forma pela qual a especiação química da água afeta a disponibilidade biológica e metais em sistemas aquáticos. A abordagem do BLM foi adotada pela Agência Americana de Proteção Ambiental U.S.EPA e vem ganhando um interesse generalizado devido ao seu potencial para uso no desenvolvimento de critérios de qualidade da água e na avaliação de risco dos organismos aquáticos em relação aos metais.

Figura 1. Representação esquemática do modelo do ligante biótico considerando as inter-relações do metal com meio e suas consequências: química, fisiológica e toxicológica. Fonte: adaptado de Paquin et al., 2002.