Lección 2 Captación de tóxicos

1. 1.- Vías de entrada de substancias xenobióticas: absorción, distribución, metabolismo, excreción. 1.1.- Vías de entrada en vexetais mariños: mecanismos de transporte, a raíz como órgano de absorción en plantas de litoral. 1.2.- Vías de entrada en animais mariños: inxestión, inhalación, absorción cutánea. Lección 2 Captación de tóxicos

2. 1.- Vías de entrada de substancias xenobióticas: absorción, distribución, metabolismo, excreción. 1.1.- Vías de entrada en vexetais mariños: mecanismos de transporte, a raíz como órgano de absorción en plantas de litoral. 1.2.- Vías de entrada en animais mariños: inxestión, inhalación, absorción cutánea. Lección 2 Captación de tóxicos

3. Vías de entrada de substancias xenobióticas Variables biolóxicas de transporte Coeficiente de difusión Correntes ambientais Concentración no punto de emisión Conentración no entorno do organismo diana Taxa de emisión Taxa de transporte Efectos no organismo diana FONTE Cantidade emitida por unidade de termpo Cantidade que chega por unidade de tempo Taxa de retirada ou acumulación Variables químicas de transformación Variables biolóxicas de transformación Sedimentación (densidade de partícula) Difusión (Mason, 2002).

4. Vías de entrada de substancias xenobióticas Correntes ambientais Conentración no entorno do organismo diana Dende o punto de vista da materia, interésanos resaltar nesta ruta a cantidade de xenobiótico que penetra no organismo Efectos no organismo diana Cantidade que chega por unidade de tempo Variables biológicas de transformación (Mason, 2002).

5. Vías de entrada de substancias xenobióticas Cantidade de xenobiótico que penetra no organismo vai depender de: Vía de exposición Sup. epiteliais do tracto dixestivo, aparato respiratorio, pel. Sup. das paredes celulares Interior do organismo Torrente sanguíneo Vasos conductores Interior celular Ar Auga: absórbese totalmente Ruta de exposición: biodisposición Sedimento: absórbese pouco

6. Vías de entrada de substancias xenobióticas Cantidade de xenobiótico que penetra no organismo vai depender de: Velocidade de entrada Depende de propiedades físico-químicas condicións da zona de contacto Xenobiótico: (estado de inonización) Medio (pH, temperatura) • área de transferencia • permeabilidade da mb. • gradiente de concentración • coeficiente de transferencia de masa • fluxo sanguíneo ou floemático

7. Vías de entrada de substancias xenobióticas MEDIO MARIÑO PAREDE OU MEMBRANA CELULAR PEL INTESTINO PULMÓNS Absorción Excreción SANGUE VASOS CONDUCTORES CITOPLASMA Distribución outros branco fígado riles Metabolismo Posibles rutas de entrada e distribución dun xenobiótico nun organismo mariño

8. Vías de entrada de substancias xenobióticas Toma de xenobióticos Mecanismos de transporte Toma de nutrientes Absorción Proceso por medio do que o material atravesa as membranas ata chegar ao interior celular, ao torrente sanguíneo ou aos vasos conductores. Interior celular

9. Vías de entrada de substancias xenobióticas Toma de xenobióticos Toma de nutrientes Mecanismos de transporte Absorción Interior celular Difusión simple: Gradiente positivo de concentración Propiedades físico-químicas do xenobiótico <600 daltons  poros acuosos e plasmodesmos hidrófobas  difunden a través de zonas lipídicas lipídicas penetran mellor que as iónicas Transporte activo: Compostos de Pm grande polares ou liposolubles Contra un gradiente de concentración

10. Vías de entrada de substancias xenobióticas Distribución Proceso polo que os materiais localízanse e concéntranse nos diferentes tecidos ou orgánulos Factores que inflúen sobre a distribución: Afinidade entre os órganos, tecidos ou orgánulos e o material Fluxo transpiratorio ou sanguíneo. Tempo BPCs: fígado, músculos  pel e tecidio adiposo Procesos de biotransformación, acumulación e excreción

11. Vías de entrada de substancias xenobióticas Excreción de xenobióticos Mecanismos de excreción Excreción de residuos metabólicos endóxenos Excreción Proceso polo que os materiais son eliminados do interior do organismo mariño Exterior celular

12. Vías de entrada de substancias xenobióticas Metabolismo Procesos que implican as transformacións de materiais que se producen constantemente nas células dos organismos mariños Dependen de: Tipo de tóxico Organismo de interacción Orixinan: Desintoxicación ou desactivación Bioactivación do material

13. Vías de entrada de substancias xenobióticas Biotransformación de xenobióticos Mecanismos fisiolóxicos Transformación de metabólicos endóxenos Metabolismo Procesos que implican as transformacións de materiais que se producen constantemente nas células dos organismos mariños Compostos activos ou inactivos Metabolitos e xenobióticos similares

14. Vías de entrada de substancias xenobióticas Metabolismo Proceso de bioactivación do benzo-α-pireno no fígado, vía un citocromo P-450, formando un epoxidiol altamente electrofílico que se liga ao ADN. Proceso de desactiviación do BOA por introducción dun grupo OH na posición 6 como primeiro paso seguido por glucosidación nesta mesma posición

15. 1.- Vías de entrada de substancias xenobióticas: absorción, distribución, metabolismo, excreción. 1.1.- Vías de entrada en vexetais mariños: mecanismos de transporte, a raíz como órgano de absorción en plantas de litoral. 1.2.- Vías de entrada en animais mariños: inxestión, inhalación, absorción cutánea. Lección 2 Captación de tóxicos

16. Vías de entrada en vexetais mariños Pluricelulares Unicelulares Algas Sen verdadeiros tecidos Sen vasos conductores VÍA DE ENTRADA PRINCIPAL

17. Vías de entrada en vexetais mariños Membrana celular: barreira selectiva que separa o compartimento exterior do interior celular e que determna a absorción selectiva e os mecanismos acumulativos contra gradiente de concentración Apoplasto: forma o espacio de difusión libre e sitúase sempre por fora das membranas (espacios intercelulares, parede celular) A distribución de xenobióticos seguen as leis da difusión. Simplasto:forma un sistema contínuo que se comunica célula a célula polos plasmodesmos. A distribución dos xenobióticos require que os solutos superen a barreira semipermeable do plasmalema.

18. Vías de entrada en vexetais mariños xenobiótico Tonoplasto: barreira selectiva que separa o citoplasma do interior vacuolar

19. Vías de entrada en vexetais mariños Concentración do xenobiótico Tempo Curva de absorción simplasto apoplasto

20. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Transporte pasivo Transporte activo ENERXÍA Física Metabólica

21. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Transporte pasivo • Difusión a favor de gradiente electroquímico • Proceso exergónico ENERXÍA Física

22. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Transporte activo Sistemas ligados a proteínas de transporte • Bombas primarias • Transportadores • Canais ENERXÍA Metabólica

23. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Sistemas ligados a proteínas de transporte Transporte activo • Bombas primarias • xeneran transporte activo primario • requiren enerxía química (ATP) ou lumínica • velocidade de transporte lenta (<500 ións · s-1) • Transportadores • Canais ENERXÍA Metabólica

24. Bombas ATP ATP ATP ADP ADP ADP Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte + + + - - - H+ H+ Ca2+ PPi H+ 2Pi NADH, O2 H+ pH = 5,5 NAD+, H2O pH = 7,0 pH = 5,5

25. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Sistemas ligados a proteínas de transporte • Bombas primarias • Transportadores • xeneran transporte activo secundario • non se acoplan directamente coa fonte de enerxía • utilizan o gradiente electroquímico creado polas bombas (cotransporte) • velocidade de transporte intermedia (103-105 molc. · s-1) • Canais Transporte activo ENERXÍA Metabólica

26. Transportadores Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte + + + - - - NH4+ Na+ Na+ H+ H+ Ca2+ Cl- 2H+ 2H+ NO3- H+ azucre H+ Malato2- 2H+ aas pH = 5,5 H+ pH = 7,0 pH = 5,5

27. Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte Sistemas ligados a proteínas de transporte Transporte activo • Bombas primarias • Transportadores • Canais • orificios regulables • velocidade de transporte superior (106-108 ións · s-1) ENERXÍA Metabólica

28. Canais Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte + + + - - - Cl- K+ Ca2+ NO3- K+ Malato2- pH = 5,5 pH = 7,0 pH = 5,5

29. ATP ATP ATP ADP ADP ADP Canais + + + - - - Cl- K+ Ca2+ NO3- K+ Malato2- H+ NH4+ Na+ H+ Na+ H+ H+ Ca2+ Ca2+ Bombas Transportadores Cl- 2H+ PPi 2H+ NO3- H+ H+ azucre 2Pi H+ NADH, O2 Malato2- H+ 2H+ pH = 5,5 aas NAD+, H2O H+ pH = 7,0 pH = 5,5 Vías de entrada en vexetais mariños Mecanismos de transporte

30. Vías de entrada en vexetais mariños A raíz como órgano de absorción en plantas de litoral Plantas de litoral Constitúen un grupo de plantas vasculares que presentan unha gran parte da súa estructura enterrada na area formando un entramado amplo de raíces. A súa parte superior pode estar total ou parcialmente sumerxida

31. Ammophila arenaria Calystegia soldanella Eryngium maritimum Otanthus maritimus Pancratium maritimum Silene littorea Vías de entrada en vexetais mariños A raíz como órgano de absorción en plantas de litoral

32. Vías de entrada en vexetais mariños A raíz como órgano de absorción en plantas de litoral Endoderma Córtex Xilema Banda de Caspari Epiderme Vía simplástica Zona de máxima absorción Vía apoplástica Floema Banda de Caspari Composto tóxico permeabilidade selectividade afinidade canais transportadores area auga

33. Vías de entrada en vexetais mariños A raíz como órgano de absorción en plantas de litoral Vía simplástica plasmodesmos plasmodesmos plasmalema parede celular lámina media xenobiótico plasmodesmos Conexións tubulares de 20-60 nm de diámetro entre células.

34. 1.- Vías de entrada de substancias xenobióticas: absorción, distribución, metabolismo, excreción. 1.1.- Vías de entrada en vexetais mariños: mecanismos de transporte, a raíz como órgano de absorción en plantas de litoral. 1.2.- Vías de entrada en animais mariños: inxestión, inhalación, absorción cutánea. Lección 2 Captación de tóxicos

35. Vías de entrada en animais mariños inxestión VÍAS DE ENTRADA inhalación exposición cutánea

36. Toma de xenobióticos Mecanismos de transporte Toma de nutrientes Vías de entrada en animais mariños inxestión inhalación exposición cutánea Inxestión Vía de exposición máis común O lugar de absorción depende do estado de ionización do xenobiótico ácidos débiles  absorción máis probable no estómago bases débiles  absorción máis probable no intestino Interior celular

37. Toma de xenobióticos Mecanismos de transporte Toma CO2 e O2 Vías de entrada en animais mariños inxestión inhalación exposición cutánea Inhalación Vía de exposición a gases, vapores de líquidos volátiles, etc. Velocidade de difusión moi grande distancia de difusión moi pequena fluxo sanguíneo moi alto área de transferencia moi grande Interior celular

38. Vías de entrada en animais mariños inxestión inhalación exposición cutánea Absorción cutánea Non está deseñada para a absorción de substancias útiles permeabilidade moi baixa escasa irrigación sanguínea Transporte por difusión simple carece de mecanismos de transporte activo

39. Bibliografía MASON, C. (2002) Biology of freshwater pollution. Pearson Education. Essex, Reino Unido. TAIZ, L. e ZEIGER, E. (2002) Plant Physiology. Sinauer Associates, Sunderland, MA. Estados Unidos.