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Ecotoxicología del arsénico y mecanismos de acción en el desarrollo del anfibio Rhinella arenarum
Mariana Noelia Mardirosian Andrés Venturino
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
El arsénico (As) es un elemento natural de relevancia ecológica que se encuentra en fuentes naturales de agua en toda la Argentina en concentraciones entre 0,001 y 15 mg/L. La especie autóctona de sapo Rhinella arenarum fue seleccionada para estudiar la toxicidad sub-crónica y crónica del arsénico y las respuestas bioquímicas y moleculares provocadas por la exposición a este tóxico durante su desarrollo embrionario y larval, con el objetivo de identificar biomarcadores moleculares y bioquímicos. El valor promedio de la CL50 fue de 24,27 mg As/L y se mantuvo constante a lo largo del desarrollo embrionario. Sin embargo, cuando los embriones fueron expuestos a partir del estadio de “latido cardíaco” (5 días de desarrollo), la toxicidad del arsénico disminuyó drásticamente, lo que sugiere la activación de mecanismos de desintoxicación. El valor de NOEC arrojó un resultado de 10 mg As/L y el de LOEC (efecto: mortalidad) un valor de 20 mg As/L para los distintos experimentos. Dadas las concentraciones ambientales de arsénico en Argentina, hay una probabilidad de exceder los niveles letales en un 1 por ciento de los sitios. El valor de LOEC sería superado en el 1,3 por ciento de los sitios, mientras que el de NOEC en el 3,5 por ciento de los sitios en términos probabilísticos. El arsénico en concentraciones de 10 y 20 mg/L causó una disminución significativa en la capacidad antioxidante total (TRAP), pero generó un aumento en el contenido de glutatión reducido (GSH) endógeno y en la actividad de glutatión S-transferasa (GST) cuando la exposición se realizó en forma subcrónica hasta el final del desarrollo embrionario. Esta respuesta protectora podría estar impidiendo un descenso más profundo en el sistema antioxidante y un mayor daño oxidativo, o estar vinculado a la conjugación del arsénico con GSH para su excreción. Cuando la exposición a arsénico se realizó en forma crónica durante 23 días a concentraciones por debajo de 10 mg/L, se observó la inducción de las actividades de GST y glutatión reductasa (GR). Por su parte, el arsénico disminuyó la actividad de catalasa (CAT) en los estadios embrionarios, mientras que la actividad de la glutatión peroxidasa Sedependiente no se vio afectada con la presencia del tóxico. Si bien se observó una disminución de TRAP durante toda la exposición a 1 y 10 mg/L, no se observó alteración en el contenido de GSH ni en los niveles de peroxidación de lípidos. La actividad de superóxido dismutasa (SOD) se vio inducida a los 9 y 16 días e inhibida al final de la exposición, sugiriendo la inactivación de la enzima. Se detectó la misma tendencia en la expresión de las proteínas CAT, SOD y GST, analizadas por Western blot, que la observada en sus actividades enzimáticas. Se estudiaron los efectos del arsénico sobre vías de transducción de señales y factores de transcripción que podrían estar relacionados a su toxicidad crónica. Las quinasas de la vía MAPK, MEK y ERK y los factores de transcripción c-FOS y c-JUN fueron inducidos por la exposición a arsénico, pudiendo estar modulando la respuesta antioxidante. Además, se evaluó la acumulación de arsénico y la concentración de hierro, zinc y cobre en embriones y larvas expuestos a arsénico. Los resultados mostraron que los embriones expuestos crónicamente a 1 y 10 mg/L acumularon arsénico a partir del día 5, mientras que los embriones expuestos a 0,01 y 0,1 mg/L lo hicieron entre el día 5 y el día 9 de desarrollo. Luego de 23 días de exposición, se determinó una bioacumulación de arsénico de 27 veces en el grupo expuesto a 0,01 mg/L, de 11 veces en el grupo expuesto a 0,1 mg/L, de 44 veces en el grupo expuesto a 1 mg/L, y de solamente 5 veces en el grupo expuesto a 10 mg/L, tomando como referencia el arsénico presente en el medio. La bioacumulación se comportó de manera lineal en el tiempo de la exposición excepto para el valor más alto de 10 mg/L, concentración que podría provocar la saturación de los sistemas de transporte. El arsénico utilizaría el sistema de excreción de transportadores ABC según los estudios ex vivo que realizamos sobre la actividad de proteínas de resistencia a múltiples xenobióticos, MRP, las cuales transportan en forma fisiológica compuestos conjugados con GSH. Asimismo, se observó un aumento en las concentraciones de hierro, zinc y cobre en las larvas expuestas a arsénico, sugiriendo que el arsénico podría estar modulando la retención o acumulación de estos elementos dentro de las larvas expuestas. Los resultados obtenidos nos permiten concluir que los embriones de R. arenarum son más sensibles al arsénico durante las etapas tempranas del desarrollo, probablemente debido a que se requiere la evolución de mecanismos detoxificantes ligados a GSH; asimismo, altas concentraciones de este elemento son necesarias para provocar la mortalidad cuando la exposición se realiza hasta el final del desarrollo embrionario. El arsénico es capaz de alterar el estado oxidativo en embriones y larvas de R. arenarum, afectando el estado redox celular a concentraciones subletales tanto en la exposición subcrónica como crónica, modulando la respuesta antioxidante a través de la vía de MAPK por MEK y ERK y la acción de los factores de trascripción muy tempranos c-FOS y c-JUN. El arsénico en concentraciones de hasta el orden de mg/L se bioacumularía en forma continua desde el medio, probablemente debido a su transformación enzimática a compuestos organoarsenicales, entre ellos la conjugación con GSH para su excreción por MRP. Además, debido a que la actividad de las enzimas GR y GST, los niveles de proteínas de la vía de MAPK MEK y ERK y de los factores de transcripción c-FOS y c-JUN se vieron alterados a bajas concentraciones de arsénico, su respuesta puede ser utilizada como marcador de exposición temprana a dicho tóxico.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
RHINELLA ARENARUM; ARSENICO; ECOTOXICIDAD; ESTRES OXIDATIVO; SISTEMA ANTIOXIDANTE; VIAS DE SEÑALIZACION; BIOACUMULACION; ARSENIC; OXIDATIVE STRESS; ANTIOXIDANT SYSTEM; SIGNALING PATHWAYS; BIOACCUMULATION; ECOTOXICITY
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2015 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2015-03-10
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