An overview on manufactured nanoparticles in plants: Uptake, translocation, accumulation and phytotoxicity

Resumo

A capacidade sem precedentes de controlar e caracterizar materiais em escala nanométrica levou à rápida expansão de materiais nanoestruturados. A expansão da nanotecnologia, resultando em uma miríade de produtos de consumo e industriais, causa preocupação na comunidade científica quanto aos riscos associados à liberação de nanomateriais no meio ambiente. A biodisponibilidade do excesso de nanomateriais ameaça, em última análise, o ecossistema e a saúde humana. Nos últimos anos, o campo da nanotoxicologia que lida com os efeitos adversos e o provável risco associado a estruturas particuladas de tamanho <100 nm emergiu da compreensão reconhecida dos efeitos tóxicos de partículas fibrosas e não fibrosas e suas interações com as plantas. A presente revisão resume a absorção, translocação e acúmulo de nanomateriais e suas formas reconhecidas de fitotoxicidade nas características morfoanatômicas, fisiológicas, bioquímicas e moleculares das plantas. Além disso, a presente revisão também examina os mecanismos intrínsecos de desintoxicação em plantas à luz do acúmulo de nanomateriais dentro de células ou partes vegetais.
​

Abstract

The unprecedented capability to control and characterize materials on the nanometer scale has led to the rapid expansion of nanostructured materials. The expansion of nanotechnology, resulting into myriads of consumer and industrial products, causes a concern among the scientific community regarding risk associated with the release of nanomaterials in the environment. Bioavailability of excess nanomaterials ultimately threatens ecosystem and human health. Over the past few years, the field of nanotoxicology dealing with adverse effects and the probable risk associated with particulate structures <100 nm in size has emerged from the recognized understanding of toxic effects of fibrous and non-fibrous particles and their interactions with plants. The present review summarizes uptake, translocation and accumulation of nanomaterials and their recognized ways of phytotoxicity on morpho-anatomical, physiological, biochemical and molecular traits of plants. Besides this, the present review also examines the intrinsic detoxification mechanisms in plants in light of nanomaterial accumulation within plant cells or parts.