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Tipo: Tese
Título: Efeitos da inclusão da lectina de sementes de Cratylia floribunda Mart. em dietas para ratos e sua participação no mecanismo de defesa da planta
Autor(es): Rios, Francisco José Barroso
Orientador: Oliveira, José Tadeu Abreu de
Palavras-chave: Lectinas de plantas;Lectinas vegetais;Cratylia
Data do documento: 1998
Citação: RIOS, Francisco José Barroso. Efeitos da inclusão da lectina de sementes de Cratylia floribunda Mart. em dietas para ratos e sua participação no mecanismo de defesa da planta. 1998. 127 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 1998.
Resumo: A lectina purificada de sementes de Cratylia floribunda Mart. tem ação inseticida contra larvas do gorgulho (Callosobruchus maculatus) que ataca o feijão-de-corda ou caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp], particularmente quando armazenado. Este resultado sugere papel fisiológico de defesa desta proteína. Todavia, questiona-se se a expressão desta lectina em sementes de plantas transgênicas, por exemplo, no feijoeiro, trará complicações para seus consumidores, como o homem e animais domésticos. Desta hipótese que norteou o presente trabalho indagava se esta lectina era capaz de causar danos a um outro modelo experimental, reforçando a idéia de seu envolvimento no mecanismo de defesa da planta contra a herbivoria. Para avaliar esta hipótese, experimentos utilizando-se dietas contendo a lectina de Cratylia floribunda foram conduziratos em crescimento. Os animais alimentados com a dieta contendo como única fonte de proteína a farinha das sementes de Cratylia floribunda apresentaram, inicialmente, uma expressiva redução do crescimento, sendo, até mesmo, mais significativa do que a observada nos indivíduos alimentados com a dieta isenta de proteínas (NPC). Foram, também, verificados valores extremamente baixos referentes à digestibilidade, à NPU a ao valor biológico, além de hipertrofia dos intestinos delgado e grosso, estômago, rins, figado, pâncreas, coração e pulmões e atrofia do timo, quando comparados ao mesmos órgãos dos animais alimentados com a dieta contendo a proteína animal ("Egg-white"). Estes resultados demonstraram que a farinha das sementes de Cratylia flori bunda, no seu estado in natura, é biologicamente muito inferior quando comparada à proteína animal. Os animais alimentados com a dieta contendo a lectina purificada de sementes de Cratylia floribunda apresentaram, apenas, um ligeiro decréscimo no seu consumo, quando comparado ao da dieta padrão. Foi observado, ainda, crescimento dos animais, apresentaram excelente aspecto fisico, revelando sinais externos de vitalidade, idênticos aos evidenciados nos animais alimentados com a dieta à base de "egg-white". Então, numa análise mais detalhada, observou-se que a lectina de Cratylia floribunda além de ter resistido, in vivo, à hidrólise pelas enzimas digestivas, causou algumas alterações metabólicas, retratadas pela redução moderada da digestibilidade, NPU e valor biológico e, ainda, hipertrofia de alguns órgãos chave, tais como: estômago, intestinos delgado e grosso, pâncreas, rins, coração e pulmões. As análises imunohistoquímicas mostraram que esta proteína interagiu com a mucosa intestinal, o que, certamente, levou a disturbios morfológicos e funcionais do aparelho digestório e outras alterações sistêmicas detectadas experimentalmente. Os resultados deste trabalho sugerem que a lectina de Cratylia floribunda está relacionada com o papel fisiológico de defesa da planta contra a herbivoria praticada alguns animais. Desta forma, embora esta lectina tenha efeito inseticida contra larvas do gorgulho do feijão-de-corda, a inclusão de seu gene em plantas transformadas poderá trazer complicações para o homem e animais domésticos. Entretanto, dado o seu potencial inseticida e em virtude das possíveis vantagens econômicas e ecológicas advindas da eliminação do uso de inseticidas sintéticos e, ainda, pela possibilidade do emprego de métodos de eliminação dos efeitos adversos observados, causados por esta lectina, seria interessante sua expressão nas sementes de plantas transgênicas de feijão-de-corda e posterior ensaios de toxicidade deste material transformado.
Abstract: The Cratylia floribunda Mart. lectin has insecticidal action against the larvae of the bruchid beetle (Callosobruchus maculatusy which spoiled the storage cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp], suggesting a defensive physiological role for this protein. However, it is questioned if the expression of this lectin in seeds of transgenic plants, for expie, in cowpea, will bring about some deleterious effects upon men and their domestic animals. The hypothesis which directed the present work asked if this lectin was able to cause deleterious effects upon another experimental model, reinforcing the idea of its involvemem in plant defense mechanisms against herbivory. To test this hypothesis, diets containing the Cratylia floribunda lectin were offered to growing rats. The rats fed on the diet containing Cratylia flori bunda flour, as the sole source of protein, induced stunted growth of the animais even more expressive than that observed for rats fed the protein free diet (NPC). Furthermore the protein digestibility, NPU and biological value were very much lower than those observed for the control diet (Egg-white). In addition, the rats suffered from enlargement of stomach, small intestine, caecum + colon, kidneys, liver, pancreas, heart and lungs and thymus atrophy. These redemonstrated that the seed flour of Cratylia floribunda is a very poor protein source as compared to animal protein. The rats on the diet containing the lectin purified from Cratylia floribunda seeds ate slightly less diet than those fed on control diet. They had a good growth and showed fitness and vitality similar to rats fed on egg-white. However, detailed analyses revealed that the Cratylia floribunda lectin was resistant to in vivo proteolytic cleavage and induced metabolic changes, identified by a slight reduction on protein digestibility, and biological value, besides to enlargement of stomach, small intestine, caecum + colon, kidneys, pancreas, heart and lungs. Furthermore immunohistochemical analyses showed that the lectin interacted with the gut epithelium. This interaction may have afed the morphology and function of the gut leading to systemic alterations. These results suggest that the Cratylia floribunda lectin is related to the plant ensive role against herbivory. Thus, although this lectin inhibited the development of larvae of Callosobruchus maculatus, the cowpea weevil, transgenic plants expressing this protein could not be safe for consumption. However, due to its insecticidal action and economic and ecological advantages in place of synthetic insecticides and, also, because of the possibility of elirnination of the deleterious effects caused by this lectin, it is important to produce transgenic cowpea and to evaluate its toxicity.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/43176
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