engleski

Oxidative stress mediated response of tobacco seedlings experimentally exposed to cadmium and copper

Because of their persistence, heavy metals of either natural or anthropogenic origin are considered to be the most common environmental pollutants. Although the impacts of single metals on various levels of biological organisation are well known, the combined impact of several metals has not been sufficiently investigated up to this moment. The aim of this study was to explore the effect of environmentally relevant concentrations and interactions between copper and cadmium on seedlings of tobacco, Nicotiana tabacum L. Seedlings were exposed for one month, under laboratory conditions, first to cadmium and copper separately, and then to the combination of the two. The assessment of cadmium and copper contents showed that both metals were present at high concentrations in tobacco seedlings, although the bioaccumulation pattern of the mixture did not display linear dose-response relationship. The results of this study confirm that oxidative stress caused by heavy metals damages DNA, lipids, and proteins, and the cell reacts by activating the enzymatic antioxidant system. In conclusion, although cadmium induced more pronounced oxidative stress than copper, exposure to mixed heavy metals reflected a complexity of their interaction in tobacco seedlings./Teški metali, prirodnog ili antropogenog podrijetla, zbog svoje postojanosti se ubrajaju u najčešće zagañivače okoliša. Iako su učinci pojedinih metala na različitim razinama biološke organizacije uglavnom dobro poznati, kombinirani učinak više metala još je nedovoljno istražen. U ovom radu je istražen učinak ekološki relevantnih koncentracija bakra i kadmija, te njihovih kombinacija na klijance duhana, Nicotiana tabacum L. U tu svrhu biljke su mjesec dana izlagane u laboratorijskim uvjetima kadmiju i bakru pojedinačno, te u kombinaciji. Iako su klijanci akumulirali znatne količine Cd ili Cu u pojedinačnom tretmanu, kod kombiniranog tretmana nije uočena pravilnost u bioakumulaciji metala prema obrascu doza-učinak. Rezultati istraživanja su pokazali da teški metali putem oksidacijskog stresa oštećuju važne molekule poput DNA, lipida i proteina, a stanica se protiv toga bori aktivacijom enzimskog antioksidacijskog sustava. Premda je kadmij u pojedinačnim koncentracijama uzrokovao značajniji oksidacijski stres u odnosu na bakar, učinci metala u kombinacijama ukazali su na složenost meñudjelovanja metala u klijancima duhana. Na temelju dobivenih rezultata može se zaključiti da bakar pri nižim koncentracijama može umanjiti toksično djelovanje kadmija što ukazuje na antagonističko djelovanje istraživanih metala.

heavy metals; oxidative stress; genotoxicity

nije evidentirano