Evaluación de las respuestas moleculares producidas por la exposición de peces a plaguicidas fosforados y carbamatos

Abstract

La región del Alto Valle de Río Negro y Neuquén es una zona de cultivo intensivo de frutales con una alta tasa de aplicación de agroquímicos de las familias de organofosforados y carbamatos. Debido a que el principal blanco de acción de estos plaguicidas es la enzima acetilcolinesterasa presente en el sistema nervioso y uniones neuromusculares de la mayoría de los animales, afectan tanto a los organismos a los cuales están dirigidos como a aquellos que no constituyen su blanco específico. En esta tesis se evaluaron biomarcadores bioquímicos y moleculares de exposición a plaguicidas organofosforados: (metil azinfos y paratión) y carbamatos (carbarilo) en peces juveniles, para identificar aquellos más sensibles que permiten predecir efectos deletéreos sobre las especies. Se evaluó así mismo, la relación entre inhibición de colinesterasas y mortalidad. La toxicidad aguda de ambos organofosforados fue mayor que la correspondiente al carbarilo para los juveniles de Carassius auratus (carasius) y Oncorhynchus mykiss (trucha arcoiris). La susceptibilidad de ambas especies frente a los organofosforados evidenció diferencias importantes, resultando la trucha arcoiris 1000 veces más sensible a metil azinfos (CL50: 7,2 g/L) que el carasius (CL50 7180 g/L). La toxicidad aguda del carbarilo estuvo en el mismo orden de magnitud para ambas especies. Las colinesterasas cerebral y muscular resultaron fuertemente inhibidas a concentraciones subletales (7 a 100 veces menores a la CL50) de los organofosforados alcanzando el 80-95% de inhibición sin observarse síntomas evidentes de intoxicación, hecho que sugiere que otros blancos podrían ser responsables de los efectos letales. Con carbarilo, se requieren para ambas especies concentraciones 340 a 400 veces mayores para lograr una inhibición equivalente de las enzimas. Las cinéticas de inhibición y recuperación de colinesterasa por exposición a organofosforados revelaron que se requieren tiempos mayores a 35 días para lograr la recuperación de la actividad enzimática a valores controles, mientras que 4 días son suficientes para recuperar la actividad de las enzimas luego de la exposición a carbarilo. La exposición de juveniles de Cyprinus carpio (carpa) a la concentración subletal de 50 g/L de 14C-paratión reveló una bioacumulación preferente en hígado, con concentraciones 4 a 6 veces más altas que en otros órganos. Los biomarcadores evaluados en este órgano, glutatión reducido, peróxidos lipídicos, no revelaron efecto del insecticida; mientras que la colinesterasa cerebral resultó inhibida en un 90%. El análisis de blancos secundarios en juveniles de O. mykiss expuestos a metil azinfos y carbarilo demostró efectos a nivel del sistema antioxidante y detoxificante en hígado y riñón, disminuyendo el contenido de glutatión reducido endógeno y alterándose la actividad de la catalasa y glutatión S-transferasa. Se observaron efectos relevantes sobre la fosforilación proteica en diferentes órganos. No se observó inducción de proteínas de estrés por exposición a estos insecticidas pero si un alto nivel constitutivo de Hsp 60 y Hsp 70 que tendría un efecto protector sobre la especie. Se observó también la inducción del citocromo P450-1A en hígado de O. mykiss por exposición a carbarilo. Se concluye que la colinesterasa constituye un biomarcador perdurable en el tiempo, resultando útil para señalar eventos de contaminación por estos tóxicos aun después de la desaparición de los mismos en el cuerpo de agua. Sin embargo, la falta de correlación entre la inhibición de la enzima blanco de cerebro y la mortalidad indica que la sola inhibición de esta enzima no podría ser la causa principal de toxicidad aguda y que el análisis de los mecanismos de acción secundarios debe ser considerado. Los efectos del metil azinfos y carbarilo a nivel del sistema antioxidante de O. mykiss revelan la capacidad de inducir estrés oxidativo y destacan la utilidad del glutatión reducido y la catalasa como biomarcadores. Las proteínas de estrés, en estas especies, no resultan buenos biomarcadores para las familias de plaguicidas analizadas. En cambio, si lo serían las alteraciones en la fosforilación proteica, que proveen una herramienta interesante para monitorear la cascada de señalización celular y el funcionamiento normal de la célula.