Cadmium toxicity in plants

Abstract

Heavy metals are important environmental pollutants and their toxicity is a problem of increasing significance for ecological, evolutionary, nutritional, and environmental reasons. Plants posses homeostatic cellular mechanisms to regulate the concentration of metal ions inside the cell to minimize the potential damage that could result from the exposure to nonessential metal ions. This paper summarizes present knowledge in the field of higher plant responses to cadmium, an important environmental pollutant. Knowledge concerning metal toxicity, including mechanisms of cadmium homeostasis, uptake, transport and accumulation are evaluated. The role of the cell wall, the plasma membrane and the mycorrhizas, as the main barriers against cadmium entrance to the cell, as well as some aspects related to phytochelatin-based sequestration and compartmentalization processes are also reviewed. Cadmium-induced oxidative stress was also considered as one of the most studied topics of cadmium toxicity.

Metais pesados são importantes poluentes ambientais a sua toxicidade é um problema de importância crescente por razões ecológicas, evolucionárias, nutricional e ambiental. Plantas possuem mecanismos celulares homeostáticos para regular a concentração de íons metálicos dentro das células, para minimizar o dano potencial que poderia resultar pela exposição a íons metálicos não essenciais. Este trabalho resume o presente conhecimento na area de respostas de plantas ao cádmio, um importante poluente ambiental. Conhecimento relativo a toxicidade pelo metal, incluindo mecanismos de homeostase de cádmio, absorção, transporte e acúmulo são avaliados. O papel da parede celular, membrana plasmática e micorrizas, como barreiras principais contra a entrada de cádmio na célula, assim como aspectos relacionados ao seqüestro por fitoquelatinas e compartimentalização são revistos. Estresse oxidativo induzido por cádmio é também considerado como um dos tópicos mais estudados na toxicidade por este metal pesado.