El análisis de la respuesta a los iones de cobalto revela el papel protector de los tioles, el ascorbato y los antioxidantes prenilados, así como el impacto negativo de la toxicidad del cobalto en los mecanismos fotoprotectores
Autores: Kökten, Aylin; Nowicka, Beatrycze
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
El análisis de la respuesta a los iones de cobalto revela el papel protector de los tioles, el ascorbato y los antioxidantes prenilados, así como el impacto negativo de la toxicidad del cobalto en los mecanismos fotoprotectores
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cobalto
Algas
Estrés oxidativo
Antioxidantes
Inhibición enzimática
Iones metálicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El cobalto (Co) es un micronutriente esencial para muchos organismos, pero, a concentraciones más altas, se vuelve perjudicial, principalmente debido a interacciones competitivas con otros iones metálicos. La inhibición enzimática y la interrupción de la homeostasis de nutrientes pueden llevar a estrés oxidativo en las células expuestas a Co. En comparación con otros metales pesados, como Cd, Cu, Cr, Pb o Ni, este elemento ha sido menos estudiado en algas en relación con su toxicidad y tolerancia. Teniendo en cuenta el estrés oxidativo inducido por Co y la respuesta antioxidante, los estudios sobre algas generalmente no cubrieron un rango más amplio de antioxidantes y enzimas desintoxicantes de ROS monitoreadas en un solo modelo. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de CoCl en la microalga verde modelo desde una perspectiva más amplia. Monitoreamos el crecimiento algal, el contenido de pigmentos fotosintéticos, el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II (F/F), la eficiencia del apagamiento no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila (NPQ) y los marcadores de estrés oxidativo (producción de superóxido, peroxidación lipídica). Los antioxidantes medidos incluyeron tioles solubles, ascorbato (Asc), prolina (Pro), alfa-tocoferol (alfa-Toc) y plastoquinol (PQH-9). También se determinaron las actividades de la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasa de ascorbato (APX). La exposición a CoCl resultó en niveles aumentados de tioles, Asc, alfa-Toc, PQH-9 y actividad de CAT. A concentraciones más bajas de CoCl, no se observó un aumento en los marcadores de estrés oxidativo, lo que sugiere una protección antioxidante eficiente. Por el contrario, la exposición a concentraciones más altas de CoCl causó la inhibición del crecimiento y la síntesis de clorofila (Chl), así como la reducción en la relación Chl/Chl, el parámetro F/F, la eficiencia de la inducción de NPQ y los niveles de antioxidantes lipofílicos, junto con un aumento en los hidroperóxidos lipídicos. Un resultado interesante y novedoso es el efecto inhibitorio de la toxicidad de Co en las transiciones de estado en las algas expuestas.
Descripción
El cobalto (Co) es un micronutriente esencial para muchos organismos, pero, a concentraciones más altas, se vuelve perjudicial, principalmente debido a interacciones competitivas con otros iones metálicos. La inhibición enzimática y la interrupción de la homeostasis de nutrientes pueden llevar a estrés oxidativo en las células expuestas a Co. En comparación con otros metales pesados, como Cd, Cu, Cr, Pb o Ni, este elemento ha sido menos estudiado en algas en relación con su toxicidad y tolerancia. Teniendo en cuenta el estrés oxidativo inducido por Co y la respuesta antioxidante, los estudios sobre algas generalmente no cubrieron un rango más amplio de antioxidantes y enzimas desintoxicantes de ROS monitoreadas en un solo modelo. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de CoCl en la microalga verde modelo desde una perspectiva más amplia. Monitoreamos el crecimiento algal, el contenido de pigmentos fotosintéticos, el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II (F/F), la eficiencia del apagamiento no fotoc químico de la fluorescencia de clorofila (NPQ) y los marcadores de estrés oxidativo (producción de superóxido, peroxidación lipídica). Los antioxidantes medidos incluyeron tioles solubles, ascorbato (Asc), prolina (Pro), alfa-tocoferol (alfa-Toc) y plastoquinol (PQH-9). También se determinaron las actividades de la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasa de ascorbato (APX). La exposición a CoCl resultó en niveles aumentados de tioles, Asc, alfa-Toc, PQH-9 y actividad de CAT. A concentraciones más bajas de CoCl, no se observó un aumento en los marcadores de estrés oxidativo, lo que sugiere una protección antioxidante eficiente. Por el contrario, la exposición a concentraciones más altas de CoCl causó la inhibición del crecimiento y la síntesis de clorofila (Chl), así como la reducción en la relación Chl/Chl, el parámetro F/F, la eficiencia de la inducción de NPQ y los niveles de antioxidantes lipofílicos, junto con un aumento en los hidroperóxidos lipídicos. Un resultado interesante y novedoso es el efecto inhibitorio de la toxicidad de Co en las transiciones de estado en las algas expuestas.