Del nèctar a la mel: el paper de les metal·lotioneïnes en la retenció de metalls pesants (Bioquímica mediterrània, 34/2017)

Fa unes setmanes, amb motiu d’una recerca del grup de Theodora Petanidou, de Mitilene, parlàvem de les relacions que s’estableixen entre els insectes pol·linitzadors i les plantes que ells pol·linitzen. Aquestes plantes entomòfiles, tot sovint, produeixen nèctar, és a dir una solució aquosa rica en nutrients (particularment, glúcids, però també en aminoàcids i sals minerals) que serveix alhora de reclam (d’ací el seu contingut en substàncies aromàtiques) i de recompensa (d’ací el seu valor nutricional) per als insectes pol·linitzadors. L’insecte és atret a la flor pel nèctar, inversió que la planta recupera pel fet que l’insecte realitzarà una funció de difusió dirigida dels grans de pol·len de la flor visitada. En el cas de l’abella de la mel (Apis mellifera L., 1758), el consum del nèctar obtingut en la visita de flors es socialitza. El nèctar no és consumit per l’abella que l’ha captat, sinó que és emmagatzemat en el sac mel·lífer i després regurgitat ja en el rusc; elles mateixes o altres obreres tornen a ingerir aquest material i, a través d’un procés relativament llarg i complex, en el qual participen enzims digestius (invertasa, amilasa, diastasa) i àcids gàstrics, s’obté una barreja de glucosa i fructosa. Aquesta barreja les abelles la dipositen en cel·les, on seguirà un procés de deshidratació i fermentació fins arribar a la mel. El contingut en metalls pesants de la mel és uniformement baix o, fins i tot, indetectable, fins i tot en ruscs on sí poden detectar-se nivells de metalls pesant en la cera. La presència de metalls pesants en els cossos d’abelles o en els seus productes (exceptuant la mel) és un biomarcador de la presència d’aquests contaminants. Com s’esdevé que aquests metalls pesants no passin pràcticament a la mel? Un grup d’investigadors de Catània, coordinat per Maria Violetta Brundo, han volgut estudiar el sistema de detoxificació del sistema digestiu de les abelles que ho faria possible i, en particular, les metal·lotioneïnes, proteïnes responsables en bona part del control homeostàtic dels metalls. Combinant la detecció de metalls pesants per espectrometria de masses i de metal·lotioneïnes mitjançant anàlisis immunohistoquímics, fan una descripció d’aquest sistema en un article que es publicarà a la revista Microscopy Research and Technique.

Jon Sullivan retratava així el 14 d’agost del 2004 una abella omplint-se de pol·len per unes gotetes de nèctar

Un estudi morfostructural i immunohistoquímic

Antonio Salvaggio és investigador a l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Sicilia, de Catania. Maria Violetta Brundo és professora de biologia cel·lular a la Secció de Biologia Animal del Departament de Ciències Biològiques, Geològiques i Ambientals de la Univirsitati di Catania. D’aquest mateix departament són Roberta Pecoraro, Elena Maria Scalisi, Bianca Maria Lombardo, Giuseppina Messina, Giusi D’amante, Claudia Genovese i Salvatore Antonio Raccuia. Del Departament de Ciències Biomèdiques i Biotecnològiques de la mateixa universitat són Daniele Tibullo i Roberto Avola. Chiaria Copat ho és del Departament d’Anatomia, Patologia Diagnòstica, Medicina Legal, Higiene i Sanitat Pública. D’amante, Genovese i Raccuia són, a més, investigadors de l’Istituto per i sistemi agricoli e forestali del mediterraneo (ISAFoM).

Aquesta recerca ha estat finançada en el marc del Projecte FIR-2014 145E99 (“Indicatori biologici e biomarkers per la valutazione della qualitat del suolo in aree naturali e coltivate de la R.N.O. Oasi Faunistica di Vendicari (Sicilia orientale)”), coordinat per Brundo. La “Reserva Natural Orientada” de Vendicari, situada entre Noto i Marzameni, protegeix des de 1984 una sèrie d’espais d’aiguamolls del litoral sud-oriental sicilià. L’apicultura és una de les activitats econòmiques de la reserva, i el projecte de Brundo havia inclòs els ruscs i els seus productes com a indicadors biològics i biomarcadors de la salut ambiental de la contrada. Ara bé, com ja hem dit, la mel no pot ésser utilitzada com a biomarcador de la presència de metalls pesants, perquè en el seu propi procés d’elaboració n’hi ha una depleció selectiva.

Salvaggio et al. estudiaren ruscs de tres zones diferents, una de rural, a Vendicari, una altra d’urbana, a la ciutat de Catània (315.000 habitants), i una tercera d’industrial (farmacèutica, electrònica, informàtica, agro-alimentària, mecànica), a la plana que envolta Catània.

Per a la detecció de metalls pesants, Salvaggio et al. empraren l’espectrometria de masses per plasma d’acoblament inductiu (ICP-MS), que fou aplicada a mostres de mel i a mostres de teixit intestinal d’abelles.

Per a la detecció de metal·lotioneïnes empraren tècniques de Western blot i obtingueren imatges microscòpiques de preparacions histològiques d’intestins d’abella. En un cas i en l’altre, la detecció es fa mitjançant anticossos específics de metal·lotioneïnes. Les metal·lotioneïnes foren descrites per primera vegada fa 60 anys per Margoshes & Vallee (1957). Són proteïnes de baix pes molecular, riques en l’aminoàcid cisteïna (30%) i, per tant, en grups tiol, -SH, a través dels quals tenen la capacitat d’unir-se a metalls pesants tan fisiològics o essencials (com el zinc, el coure o el seleni) com a xenobiòtics o no-essencials (com el cadmi, el mercuri, l’argent o l’arsènic).

Un sistema eficient de detoxificació de metalls pesants

Les dades d’ICP-MS de Salvaggio et al. constaten com els nivells de metalls pesants de les mels analitzades són indetectables, mentre que sí hom pot detectar aquests metalls pesants en el teixit intestinal de les abelles.

Les dades immunohistoquímiques assenyalen com les metal·lotioneïnes tan sols són abundants en l’epiteli del sac mel·lífer. L’afinitat de les metal·lotioneïnes pels metalls pesants acaben per “detoxificar” el nèctar emmagatzemat i que després tornarà mel.

La mel, doncs, queda lliure de metalls pesants. És clar que això implica l’acumulació de metalls pesants en la paret digestiva de l’abella i, eventualment, en el rusc i en tots els productes derivats (cera, pròpolis, jalea).

Esquema anatòmic d’una abella obrera. El “honey stomach” o sac mel·lífer és un diverticle de tub digestiu on s’emmagatzema i digereix el nèctar fins a convertir-lo en mel

Lligams:

Morphostructural and immunohistochemical study on the role of metallothionein in the detoxification of heavy metals in Apis mellifera L., 1758. Antonio Salvaggio, Roberta Pecoraro, Elena Maria Scalisi, Daniele Tibullo, Bianca Maria Lombardo, Giuseppina Messina, Francesco Loreto, Chiara Copat, Margherita Ferrante, Roberto Avola, Giusi D’amante, Claudia Genovese, Salvatore Antonino Raccuia, Maria Violetta Brundo. Microsc. Res. Tech. Doi: 10.1002/jemt.22919 (2017).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
One comment on “Del nèctar a la mel: el paper de les metal·lotioneïnes en la retenció de metalls pesants (Bioquímica mediterrània, 34/2017)
  1. Emilio Monís ha dit:

    Molt interessant, gràcies per la publicació

Els comentaris estan tancats.

%d bloggers like this: