Efectos ambientales de los disruptores endocrinos

 Información preparada por la alumna MARIA JOSE RECUERDA CARRASCO de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica

Los disruptores endocrinos (Endocrine Disruptors en inglés, EDs) son sustancias que actúan interfiriendo con las hormonas naturales porque tienen una gran afinidad con los receptores de estrógenos y andrógenos. Estas sustancias pueden activar varios receptores hormonales e imitar la función de las hormonas naturales. Los EDs también pueden unirse a los receptores sin activarlos. Esta unión antagónica bloquea los receptores e inhibe su acción. Además, los EDs pueden interferir en la síntesis, transporte, metabolismo y eliminación de las hormonas, disminuyendo por tanto la concentración de las hormonas naturales (Mnif et al., 2011). Se ha visto que estas sustancias pueden tener efectos en dosis muy bajas. Muchos de los EDs identificados son pesticidas como por ejemplo los PCBs (policlorobifenilos), el DDE (dicloro difenil dicloroetileno) y el DDT (dicloro difenil tricloroetano). También encontramos los EDs en plásticos como por ejemplo los ftalatos y el bisfenol-A (BPA) (de Acción, 2006). La fauna salvaje es particularmente vulnerable a los efectos de los disruptores endrocrinos de los pesticidas y se han observado alteraciones en la reproducción de invertebrados, reptiles, peces, aves y mamíferos (Mnif et al., 2011). Por ejemplo, en Inglaterra se ha visto como los gasterópodos Nucella lapillus se ven afectados por los EDs al inducir los caracteres masculinos en las hembras, lo cual ha supuesto una reducción de sus poblaciones al generar problemas en la reproducción (Brian et al,. 1986). Además se ha visto, por ejemplo en ratones, que los EDs pueden generar fenotipos epigenéticos transgeneracionales, es decir que pueden modular la actividad del genoma y aparecer alteraciones en el feto y en próximas generaciones (Stouder & Paoloni-Giacobino, 2010).

En la revisión de Mnif et al., (2011) señalan que a nivel humano, se ha observado que los pesticidas que son disruptores endocrinos afectan al desarrollo reproductivo y sexual y que esto depende de varios factores como la edad, el sexo, la dieta y la ocupación. La edad es un factor particularmente sensible, se ha visto que los fetos y los niños son más susceptibles que los adultos. Gran parte del daño causado por los EDs ocurre durante la gametogénesis y el desarrollo temprano del feto. Además los fetos y los niños reciben grandes dosis de estos compuestos a través de la movilización de las grasas maternas durante el embarazo y al mamar la leche materna. A pesar de ello, los efectos puede que no se aprecien hasta la madurez del individuo, apareciendo problemas intelectuales, alteraciones en el funcionamiento del sistema central y problemas de infertilidad. En base a estudios epidemiológicos se ha concluido que la exposición a estos compuestos a través de pesticidas puede afectar a la espermatogénesis dando lugar a semen de baja calidad y fertilidad masculina reducida. También pueden darse otros problemas como cáncer de testículos, criptorquidia (descenso incompleto de uno u ambos testículos) e hipospadias (abertura de la uretra localizada en la parte inferior del pene). También se ha encontrado que las mujeres con mayores concentraciones de estas sustancias en la grasa tienen mayor riesgo de desarrollar cáncer de mama. Además se ha visto una correlación entre la concentración de organoclorados en tejidos cancerígenos y daños en el sistema inmune.

Es importante que los investigadores consideren exposiciones simultáneas a varias de estas sustancias y también a otros químicos y como pueden actuar de manera aditiva, sinérgica o antagónica a los organismos. Los EDs además de ser un problema para la especie humana, pueden tener consecuencias graves para la conservación de numerosos grupos taxonómicos, sobre todo si afecta a especies raras o con poblaciones pequeñas, ya que puede derivar en extinciones de poblaciones locales al producir alteraciones en la reproducción de los organismos. También hay que tener en cuenta que se pierde variabilidad genética ya que habrá individuos que por los efectos de los EDs pierdan la capacidad reproductiva, lo cual tendrá consecuencias a nivel poblacional. Además hay que tener en cuenta que los problemas de estas sustancias químicas pueden manifestarse en generaciones futuras haciendo que sea más complicado solucionar los problemas que aparezcan, por falta de tiempo para actuar.

Bryan, G. W., Gibbs, P. E., Hummerstone, L. G., & Burt, G. R. (1986). The decline of the gastropod Nucella lapillus around south-west England: evidence for the effect of tributyltin from antifouling paints. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 66(03), 611-640.

de Acción, M. E. (2006). Disruptores endocrinos: potencial problema para la salud pública y medio ambiente. Rev Biomed, 17, 146-150.

Mnif, W., Hassine, A. I. H., Bouaziz, A., Bartegi, A., Thomas, O., & Roig, B. (2011). Effect of endocrine disruptor pesticides: a review. International Journal of Environmental Research and public health, 8(6), 2265-2303.

Stouder, C., & Paoloni-Giacobino, A. (2010). Transgenerational effects of the endocrine disruptor vinclozolin on the methylation pattern of imprinted genes in the mouse sperm. Reproduction, 139(2), 373-379.

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Cambios fisiológicos en peces por metales pesados

Información preparada por la alumna Laura Prieto de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.

 

De todos los metales pesados que se encuentran en el medio algunos son bioelementos esenciales para el metabolismo de los peces y otros vertebrados como es el caso del Zinc, el cobre o el hierro, mientras que otros no desempeñan función alguna en el organismo, tales como el mercurio, el cadmio o el plomo (Ebrahimi & Taherianfard, 2011).

En el primer caso, se podrá dar toxicidad por metales pesados si la concentración del metal supera unos niveles, dado que para ciertos procesos bioquímicos es imprescindible tener unos niveles traza de esos metales pesados que actúan como bioelementos; pero elevadas acumulaciones de esos metales pueden provocar una intoxicación (Sandor et al, 2001). El nivel de contaminantes en peces depende de la concentración en el agua y el tiempo que estén expuestos los organismos acuáticos a los contaminantes, las características químicas del agua, como el ph, la temperatura, la salinidad (Ebrahimi & Taherianfard, 2011), así como los hábitos de alimentación, la talla y edad de los individuos y su posición en el sistema acuático. En referencia este último factor, decir que si la especie es bentónica, estará más expuesta a la contaminación y por tanto tendrá mayores concentraciones del metal en sus tejidos (Bordejani et al, 2003).

Niveles muy bajos de contaminante pueden no tener un efecto aparente sobre el pez, ya que no mostraría signos externos de enfermedad, pero podría disminuir la fecundidad de los peces, dando lugar a un declive a largo plazo y una extinción puntual de poblaciones de peces. La contaminación puede afectar a la reproducción de forma directa (afectando a los gametos libres (esperma u óvulos) que son liberados al agua) o indirectamente (acumulándose en los órganos reproductivos, pudiendo interrumpir la producción normal de esteroides, provocando una producción defectuosa tanto en machos como en hembras, disminuyendo la calidad y cantidad de producción de esperma y óvulos) (Ebrahimi & Taherianfard, 2011). Otros tejidos en los que se pueden acumular los metales pesados es en la piel, en los músculos, intestinos y en las branquias (Uysal, 2011). En las branquias, a corto plazo, se puede incrementar la densidad de mucus de las células de las branquias, y un incremento del nivel basal de cortisol, que puede estar asociado a modificaciones de la fisiología del pez para adaptarse a las elevadas concentraciones del metal (S.M. Wu et al,2007). Otro mecanismo de defensa del metabolismo, en este caso contra el estrés oxidativo causado por la ingesta de metales,  es el glutation y las enzimas asociadas, encargadas de devolver el equilibrio entre oxidantes y antioxidantes (Srikanth et al, 2013).

Bibliografía

Abad, E., Bordejandi, L.R., Fernández M.A., Gómez, G., González, M J., Rivera, J. 2003. Study on PCBs, PCDD/Fs, organochlorine pesticides, heavy metals and arsenic content in freshwater fish species from the River Turia (Spain). Chemosphere, 53: 163-171.

Alexis, M. N., Csengeri, I., Oncsik, M. B., Sandor, Z., Zubcova, E. 2001. Trace metal levels in freshwater fish, sediment and water. Environmental science & pollution Res.8 (4) 265-268.

Ebrahimi, M., Taherianfard, M. 2011. Pathological and hormonal changes in freshwater fishes due to exposure to heavy metals pollutants. Water Air Soil pollution, 217: 47-55.

Uysal, K. 2011. Heavy metal in edible portions (muscle and skin) and other organs (gill, liver and intestine) of selected freshwater fish species. International Journal of food preperities, 14:280-286.

Ho, Y. C., Shih, M-J., Wu, S. 2007. Toxicological stress response and cadmium distribution in hybrid tilapia (Oreochromis sp.) upon cadmium exposure. Comparative biochemistry and physiology, 145: 218-226.

Ahmad, I., Duarte, A. C., Pereira, E., Srikanth, K. 2013. Glutathione and its dependent enzymes’ modulatory responses to toxic metals and metalloids in fish—a review.Environ. Sci. Pollut. Res, 20:2133, 2149.