Metabolismo de especies de oxígeno reactivo en plantas de guisante (Pisum Sativum L.) y en peroxisomas de hojas en condiciones de estrés por cadmio

Abstract

El cadmio es un contaminante muy peligroso para la salud humana y animal, y también es tóxico para las plantas. En esta Tesis Doctoral utilizando plantas de guisante se han estudiado los mecanismos de la toxicidad del cadmio relacionados con el metabolismo de especies de oxígeno reactivo (ROS). Para ello, se han empleado aproximaciones fisiológicas, bioquímicas, moleculares y celulares, con el fin de conocer de una forma integrada la respuesta de la planta frente a niveles tóxicos de cadmio. Así, se ha observado que el cadmio reduce considerablemente el crecimiento de la planta, e induce estrés oxidativo en las hojas, afectando a las defensas antioxidantes, a proteínas implicadas en la fotosíntesis, y provocando daños en las membranas biológicas. Su efecto sobre las distintas enzimas antioxidantes parece responder a modificaciones transcripcionales, en el caso de la glutation reductasa, y a modificaciones traduccionales o postraduccionales, en el caso de la catalasa, la CuZn-SOD y la Mn-SOD. Por otro lado, el cadmio induce ligeramente la proliferación de peroxisomas en hojas de guisante y un incremento en el contenido de peróxido de hidrógeno y en las actividades enzimáticas responsables de su eliminación. El Cd también provoca la transición metabólica de peroxisomas a glioxisomas y en este proceso podrían participar proteasas peroxisomales que se inducen por cadmio. Sobre la base de estos resultados, y de los de actividad proteolítica y ultraestructura, se puede concluir que el cadmino causa síntomas de senescencia en hojas de guisante. Finalmente, parece que el cadmio provoca en hojas de guisante una respuesta similar a la descrita en infecciones por patógenos en plantas, caracterizada por un incremento en la produción subcelular de especies de oxígeno reactivos (ROS) y por una cascada de reacciones en las que intervienen proteína quinasas/fosfatasas, canales de CA2+, GMPc, la NADPH-oxidasa, y el óxido nítric