Producción de enzimas ligninolíticas durante la degradación del herbicida paraquat por hongos de la pudrición blanca / Ligninolytic enzyme production by white rot fungi during paraquat (herbicide) degradation

El paraquat es un herbicida utilizado ampliamente en la agricultura. Debido a su gran distribución y uso inadecuado, representa un problema grave de contaminación del suelo y el agua. Se ha encontrado que los hongos de la podredumbre blanca son capaces de degradar compuestos contaminantes que poseen estructuras similares a la lignina, como es el caso del paraquat. En el presente trabajo se evaluó la degradación de este herbicida y su efecto en la producción de enzimas ligninolíticas por parte de algunos hongos de la podredumbre blanca aislados del sur de México. Seis cepas fúngicas mostraron tolerancia al herbicida durante el cultivo en medio sólido. Tres de las 6 cepas evaluadas, correspondientes a las especies Polyporus tricholoma, Cilindrobasidium laeve y Deconica citrispora, mostraron niveles de degradación del 32, el 26 y el 47%, en ese orden, a los 12 días de cultivo en presencia del xenobiótico. Se detectó un incremento en las actividades de las enzimas lacasa y Mn-peroxidasa en las cepas que presentaron el mayor porcentaje de degradación, probablemente asociado a la disminución del herbicida. Adicionalmente, se realizaron ensayos con extractos enzimáticos procedentes del medio de cultivo extracelular de las 2 cepas que presentaron mayor degradación. Después de 24 h de incubación, se obtuvo una degradación del 49% del paraquat inicial con los extractos de D. citrispora. Los resultados obtenidos indican que la degradación del herbicida estaría asociada a la presencia de enzimas extracelulares en los hongos de la podredumbre blanca. En este trabajo se muestran las primeras evidencias del potencial de biodegradación de diferentes especies de hongos de la pudrición blanca.

Paraquat is a widely used herbicide in agriculture. Its inappropriate use and wide distribution represents a serious pollution problem for soil and water. White rot fungi are capable of degrading pollutants having a similar structure to that of lignin, such as paraquat. This study evaluated the degradation effect of paraquat on the production of ligninolytic enzymes by white rot fungi isolated from the South of Mexico. Six fungal strains showed tolerance to the herbicide in solid culture. Three of the six evaluated strains showed levels of degradation of 32, 26 and 47% (Polyporus tricholoma, Cilindrobasidium laeve and Deconica citrispora, respectively) after twelve days of cultivation in the presence of the xenobiotic. An increase in laccase and manganese peroxidase (MnP) activities was detected in the strains showing the highest percentage of degradation. Experiments were done with enzyme extracts from the extracellular medium with the two strains showing more degradation potential and enzyme production. After 24 hours of incubation, a degradation of 49% of the initial paraquat concentration was observed for D. citrispora. These results suggest that paraquat degradation can be attributed to the presence of extracellular enzymes from white rot fungi. In this work the first evidence of the biodegradation potential of D. citrispora and Cilindrobasidium leave is shown.

Paraquat / Paraquat

Atualmente com os avanços tecnológicos e a diversidade de substâncias químicas em desenvolvimento, a preocupação com o impacto ambiental e a saúde dos seres humanos tem sido motivo de muitos debates. Para assegurar a efetividade dos direitos ambientais e a Constituição ditou como controlar, comercializar e empregar técnicas e métodos para substâncias que comportem risco para vida, qualidade de vida e meio ambiente. Dentre os agrotóxicos utilizados no Brasil, destaca-se o uso do herbicida Paraquat que é um dos efetivos herbicidas existentes e também um dos maiores venenos do mundo. Os efeitos do Paraquat se notam nos ambientes aquáticos, nas plantas, nos seres vivos e principalmente no homem. Felizmente é fácilmente degradada através da luz solar, luz ultra-violeta e microorgansimos existentes no solo. A toxicidade aguda de Paraquat é extrema. Uma colher de chá é dose letal para um homem adulto. Paraquat tem se mostrado tóxico aos seres humanos em todas as formas de exposição quer sejam inalatória, cutânea ou oral. Praticamente todos os sistemas são afetados após a exposição ao Paraquat: pele, sistema renal, sistema gastrointestinal, hepático, sistema cardiovascular, sistema nervoso central, glândula adrenal, sistema hematológico, sistema músculo esquelético, sistema imunológico. O principal meio de exposição dos trabalhadores é por via inalatória e cutânea. Todas as exposições requerem hospitalização e devem ser tratadas como envenenamento potencialmente fatal. A morte resulta de lesão pulmonar após semanas de ingestão. Se grandes quantidades forem ingeridas (como em casos de suicídio) a morte irá ocorrer em poucos dias com vários órgãos vitais comprometidos.

Intoxicação por Paraquat / Paraquat poisoning

A utilização de defensivos agrícolas em larga escala apresenta como um dos fatores que contribuem para o grande número de casos de intoxicações especialmente os referidos em área rural ou próxima. O Paraquat é um hebicida biperideno utilizado mundialmente, o risco de absorção cutânea e inalatória é quase nulo, salvo em algumas situações citadas. Os casos mais graves ocorrem por ingestão da substância, seja acidental ou suicídio, pois são necessárias pequenas doses para graves intoxicações. O quadro apresentado varia desde sinais leves de irritações ao óbito em poucas horas. O principal órgão atingido é o pulmão suas consequências respiratórias como a dispnéia, edema, pneumotórax e fibrose, tem sido o motivo da atenção por parte dos pesquisadores. Outros órgãos como o coração, rim, adrenal, sistema nervoso central e a pele também estão envolvidos. O mecanismo de lesão se deve à produção de radicais livres, especialmente o hidroxil, atuando na membrana do epitélio alveolar pulmonar. O tratamento básico consiste em higienização, emese, hidratação, uso de adsorventes e diurese quando possível. Outras medidas ainda em estudo, como o uso da oxigenoterapia, corticosteróides, imunossupressores, substâncias anti-radicais livres, entre outros. Dosagens sanguineas e urinárias são utilizadas para acompanhamento a evolução do paciente. A principal complicação tardia é a fibrose pulmonar.