O ácido húmico atua como um antídoto natural do grafeno.

O Ácido Húmico como Antídoto Natural ao Grafeno: Regulando a Translocação e os Fluxos Metabólicos In Vivo

Xiangang Hu 1, Li Mu , Jia Kang , Kaicheng Lu , Ruiren Zhou , Qixing Zhou
Afiliações expandir PMID: 24857237 DOI: 10.1021 / es5012548

Repostado: Ricardo Camillo

Contexto e Importância do Estudo
O grafeno, um nanomaterial revolucionário, tem sido amplamente estudado devido às suas propriedades únicas e aplicações promissoras em diversas áreas, como eletrônica, medicina e engenharia de materiais. No entanto, à medida que seu uso se expande, crescem também as preocupações sobre seus possíveis impactos ambientais e à saúde. A fitotoxicidade, ou seja, os efeitos tóxicos do grafeno em plantas, é uma área ainda pouco explorada, mas crucial para entender os riscos ecológicos associados a esse material.

Este estudo pioneiro investigou como o grafeno afeta o crescimento e o metabolismo do trigo, uma das culturas mais importantes globalmente, e como o ácido húmico (HA), um componente natural da matéria orgânica do solo, pode mitigar esses efeitos negativos.

Fitotoxicidade do Grafeno:
O grafeno mostrou-se capaz de inibir significativamente o desenvolvimento das raízes do trigo e a biossíntese da clorofila, além de alterar a morfologia da parte aérea das plantas. Esses efeitos sugerem que o grafeno pode interferir diretamente no metabolismo e na estrutura celular das plantas.


Papel do Ácido Húmico (HA):
O HA demonstrou um papel protetor, reduzindo significativamente (P < 0,05) a fitotoxicidade do grafeno. Ele não apenas recuperou a morfologia normal das pontas dos caules, mas também regulou a translocação do grafeno dentro das plantas. O HA aumentou a estrutura desordenada e as cargas negativas superficiais do grafeno, reduzindo sua agregação e facilitando seu armazenamento em vacúolos, o que pode ser um mecanismo de desintoxicação.

Translocação e Acúmulo de Grafeno:
Tanto o grafeno quanto o grafeno-HA foram transportados das raízes para os brotos das plantas, acumulando-se nos citoplasmas e cloroplastos. No entanto, o HA parece modular esse processo, reduzindo os danos celulares.

Regulação Metabólica:
O estudo identificou que o grafeno altera o metabolismo das plantas, aumentando substâncias como cadaverina, alcanos, ácido glicônico e ácido aconítico, que estão associadas à fitotoxicidade. Por outro lado, o grafeno-HA promoveu a regulação positiva de compostos como inositol, fenilalanina, ácido ftálico e ácido octadecanóico, que podem estar relacionados a mecanismos de defesa e recuperação celular.

Implicações das Vias Metabólicas:
A análise das vias metabólicas revelou que a direção dos fluxos metabólicos é crucial para determinar a nanotoxicidade. O HA atua como um regulador desses fluxos, mitigando os efeitos negativos do grafeno.

Implicações Práticas
Essas descobertas têm implicações significativas para a gestão de riscos ambientais associados ao uso de nanomateriais. O HA pode ser utilizado como uma estratégia natural para controlar a contaminação por grafeno em solos agrícolas, protegendo as culturas e mantendo a saúde do ecossistema. Além disso, o estudo sugere que a superestimação dos riscos dos nanomateriais pode ser evitada com o uso de substâncias como o HA, que modulam sua toxicidade.

Conclusão
Este trabalho introduz um conceito inovador: o ácido húmico como um antídoto natural ao grafeno, capaz de regular sua translocação e os fluxos metabólicos in vivo. Essa descoberta não apenas amplia nossa compreensão sobre a interação entre nanomateriais e sistemas biológicos, mas também oferece uma ferramenta promissora para o controle da contaminação por nanomateriais em ambientes agrícolas e naturais.

Artigos semelhantes
Mitigação dos múltiplos efeitos da toxicidade do óxido de grafeno na embriogênese do peixe-zebra impulsionada pelo ácido húmico.
Chen Y, Ren C, Ouyang S, Hu X, Zhou Q.Environ Sci Technol. 18 de agosto de 2015; 49 (16): 10147-54. doi: 10.1021 / acs.est.5b02220. Epub 2015, 28 de julho.PMID: 26171725
MITIGAÇÃO DA FITOTOXICIDADE DO Cu (II) AO ARROZ (ORYZA SATIVA) NA PRESENÇA DE NANOPARTICULOS DE TiO₂ E CeO₂ COMBINADOS COM ÁCIDO HÚMICO.
Wang Y, Peng C, Fang H, Sun L, Zhang H, Feng J, Duan D, Liu T, Shi J.Environ Toxicol Chem. Julho de 2015; 34 (7): 1588-96. doi: 10.1002 / etc.2953. Epub 2015, 30 de abril.PMID: 25771918
Distribuição de rótulos em tecidos de mudas de trigo cultivadas com ácido húmico de Leonardita rotulado com trítio.
Kulikova NA, Abroskin DP, Badun GA, Chernysheva MG, Korobkov VI, Beer AS, Tsvetkova EA, Senik SV, Klein OI, Perminova IV.Sci Rep. 28 de junho de 2016; 6: 28869. doi: 10.1038 / srep28869.PMID: 27350412 Artigo PMC grátis.
Fitotoxicidade de nanofibras grafíticas solúveis para modelar espécies de plantas.
Gorka DE, Jeger JL, Zhang H, Ma Y, Colman BP, Bernhardt ES, Liu J.Environ Toxicol Chem. Dezembro de 2016; 35 (12): 2941-2947. doi: 10.1002 / etc.3478. Epub 2016, 14 de julho.PMID: 27153481
O crosstalk de sinalização do rebento da raiz está envolvido na ação promotora do crescimento do rebento dos ácidos húmicos da rizosfera.
Olaetxea M, Mora V, García AC, Santos LA, Baigorri R, Fuentes M, Garnica M, Berbara RL, Zamarreño AM, Garcia-Mina JM.Plant Signal Behav. 2016; 11 (4): e1161878. doi: 10.1080 / 15592324.2016.1161878.PMID: 26966789 Artigo PMC grátis. Análise.

Fonte: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24857237/