Light driven lipid peroxidation of coral membranes and a suggested role in calcification

Abstract

La bomba de calcio Ca-ATPase de la membrana de plasma mantiene bajas las concentraciones de iones de calcio (Ca2+) en las células vivas. La presencia de una bomba de calcio en los corales ha sido confirmada, y su fallo en el funcionamiento debido al cambio de temperatura es lo que conlleva al blanqueamiento de coral. Existe también abundante evidencia obtenida de los proporciones de los isótopos estables del calcio en el esqueleto, de que hay una bomba de calcio involucrada en la calcificación del coral. Como se sabe, el peróxido de hidrógeno (H2O2) es generado por las zooxantelas durante la fotosíntesis y pasa fácilmente a través de las membranas celulares. Además, el H2O2 produce la peroxidación de lípidos de la membrana plasmática y lo hace permeable al Ca2+. En el presente estudio, se midió la peroxidación lípida en los tejidos de Agaricia agaricites. Los peróxidos lípidos en la luz se duplicaban, de 5.83 a 11.23 μMol.cm-2 (n=17), durante las primeras 3 a 4 horas, y luego, disminuían lentamente durante las siguientes 4 horas. El glutatión, que en muchos organismos actúa como parte del sistema de reparo de la peroxidación de los lípidos, fue encontrado en niveles significativos, 79 μg.cm-2 (n=14), e indica probablemente la reducción observada en los niveles de peróxido lípido. Se sugiere que la peroxidación de lípidos hace que la membrana de plasma permita la fuga de Ca2+, y por lo tanto, que el Ca2+ tenga una ruta para entrar en las células de la capa calcioblástica. El modelo de calcificación según Adkins et al. (2003), presenta cómo la calcificación se lleva a cabo entre el líquido calcificante extracellular (ECF: extracellular calfifying fluid), que está en la capa calcioblástica, y el esqueleto. La bomba de calcio Ca-ATPase dirige la calcificación en la medida en que transporta el Ca2+ al ECF y establece los gradientes de pH y dióxido de carbono (CO2) que permiten la difusión pasiva del CO2 y la formación de carbonato de calcio. Se sugiere que, en la luz, el H2O2 producido por las zooxantelas hace que las membranas permitan la fuga de Ca2+. La bomba de calcio tiene que trabajar más para mantener bajos los niveles internos de calcio, y consecuentemente, más Ca2+ sería transportado activamente al ECF para ser depositado como carbonato de calcio.