Peixos feminitzats per abocaments de depuradores
ZBIT ikerketa taldea, Plentziako Itsas Estazioa (PIE-UPV/EHU) eta Zoologia eta Animalia Zelulen Biologia Saila (UPV/EHU)
Alguns contaminants afecten el funcionament del sistema endocrí animal, ja que afecten les senderes hormonals. Aquests contaminants es denominen compostos disruptors endocrins (EDC, en anglès). Dins del grup d'EDC s'han classificat gran quantitat de substàncies químiques que podem trobar en la nostra vida quotidiana, com a hidrocarburs, alquilfenoles de detergents, ftalats de plàstics, pesticides, etc.
El grup de compostos de xenoestrógenos és el més preocupant EDC, ja que són capaços d'imitar l'hormona, l'estrogen, més important per a la reproducció en les femelles vertebrades. Aquest és el cas de les hormones sintètiques, com les que s'utilitzen en les pastilles anticonceptives, i altres compostos químics, com el bisfenol i el ftalat, utilitzats en la síntesi de plàstics, o el nonilfenol present en alguns detergents i insecticides. Tots ells es troben en el mitjà i són capaços d'interactuar amb els organismes allí presents, fins i tot en concentracions baixes.
A causa de diverses activitats humanes, tots aquests compostos arriben a mitjans aquàtics. La recollida, tractament i neteja de les aigües residuals industrials i domèstiques es realitza en les plantes depuradores, però els xenoestrógenos no poden ser eliminats totalment de l'aigua, existint una activitat estrogénica en les aigües que s'alliberen de les depuradores als rius.
Els peixos poden estar en contacte permanent amb aquestes substàncies. Els xenoestrógenos s'associen als receptors d'estrògens presents en les cèl·lules, afectant els processos que haurien d'estar sotmesos a control hormonal i provocant canvis en les funcions que exerceixen els animals a causa de l'estrogen (desenvolupament i reproducció). Poden tenir efectes a llarg termini. Els xenoestrógenos afecten els mecanismes de fixació i diferenciació del sexe dels peixos, la qual cosa pot provocar un desequilibri entre el cicle reproductiu i un canvi de sexe radical en els casos més greus.
Biomarcadores
Analitzant les respostes d'organització biològica de baix nivell (gènica, cel·lular o tèxtil), es poden obtenir avisos precoços sobre els efectes que es poden produir en nivells més alts (fisiologia animal, organisme o població). Aquestes respostes analitzades es denominen biomarcadores i són indicadors precoços dels efectes potencials sobre la salut a llarg termini.
Per a descriure les transformacions dels peixos afectats per xenoestrógenos es poden utilitzar biomarcadores. La vitelogenina (vtg), produïda per la proteïna estrógena en el fetge de les peixos femelles, és transportada als ovòcits, precursor de les proteïnes de reserva, el vitel·le de l'ou. Els compostos xenoestrogénicos provoquen una expressió vtg no habitual en peixos mascles i immadurs, per la qual cosa s'utilitza com biomarcador de compostos estrogénicos.
Un altre biomarcador apropiat de xenoestrógenos són les aromatasas (Cyp19). Aquests enzims actuen en la síntesi d'hormones esteroidals, com els estrògens. Responsables de regular el nivell d'estrògens dels vertebrats, són molt importants per a la determinació i diferenciació del sexe dels peixos. L'exposició a xenoestrógenos provoca el desequilibri dels nivells de transcripció dels gens aromatasa i afavoreix el canvi sexual dels peixos.
Primer es produeixen canvis a nivell molecular i després a nivell de teixit. Per exemple, s'han detectat ovòcits en els testicles d'alguns peixos mascles. Són els anomenats “intersex”. Aquest fenomen s'ha detectat en les poblacions de peixos de tot el món en les quals existeix contaminació de xenoestrógenos, que s'utilitza com biomarcador a nivell de teixits.
En els últims anys s'ha descrit un indicador molecular de presència i qualitat d'ovòcits: 5S rRNA. Aquesta molècula és l'ARN ribosòmic necessari per a formar la subunitat més gran dels ribosomes, present en totes les cèl·lules eucariotes de dues formes: en les cèl·lules somàtiques d'una banda i en els ovòcits per un altre. S'ha observat que el nivell de transcripció de 5S rRNA és molt alt en els ovòcits de peixos que s'estan desenvolupant, en comparació amb uns altres RNA ribosòmics (18S rRNA…). Es considera necessari donar suport al desenvolupament inicial de l'embrió després d'una fecundació reeixida, ja que gràcies a la seva acumulació l'embrió disposarà dels ribosomes necessaris per a la síntesi de proteïnes. Per tant, l'alta transcripció del rARN 5S dels ovòcits permet el seu ús com a marcador de canvi sexual, com a indicador de femelles. En els peixos que depenen de xenoestrógenos, per contra, s'ha convertit en un marcador molecular de l'estat d'intersex.
Xenoestrógenos a Euskal Herria
Al País Basc, en 2007 es van detectar els primers efectes xenoestrogénicos en la població de Chelón labrosus korrokoi que habita al voltant de la depuradora de Guernica. El 30% dels mascles estudiats eren intersexos i a pesar que en el plasma sanguini es va detectar vitelogenina, és específicament més femenina. En la bilis dels korrokois es van trobar restes d'EDC, principalment alquilfenoles derivats de detergents i pintures.
Posteriorment s'han detectat peixos feminitzats en més zones de la costa basca: Obrin, Ondarroa, Degui i Pasaia, entre altres. En aquestes poblacions de peixos es van detectar mescles complexes de contaminants com lindane, ftalats, alquilfenoles, bisfenol A i fàrmacs estrogénicos. Els cabals de les EDAR són les principals fonts d'emissió d'aquests compostos.
Per a estudiar l'origen i l'evolució dels efectes dels EDCs que apareixen en la costa basca, s'han analitzat recentment les poblacions de korrocoas que viuen per sota dels abocaments de les depuradores de Guernica i Galindo. Durant els mesos de juny de 2013 i febrer de 2014 es va procedir a la captura dels peixos en tots dos emplaçaments i es van realitzar estudis histològics i moleculars per a detectar possibles indicis de processos d'intersexo i feminització.
En aquestes dues poblacions es van localitzar els peixos intersex, i els nivells de Guernica van ser molt més alts: malgrat això, el 90% de les intersexos eren en el mostreig de febrer. Per contra, el 9% dels peixos de Galindo eren intersexos. No obstant això, el grau de feminització dels peixos galindos era més greu, ja que els ovòcits eren abundants en els testicles. A Guernica van aparèixer uns pocs ovòcits.
Al marge d'aquestes prevalences, la presència de peixos intersexos confirma que l'aigua d'aquestes depuradores escapa probablement a compostos xenoestrogénicos. L'estudi dels biomarcadores moleculars va permetre detectar alts ràtios de molècules marcadores d'obocitos en peixos intersexos. Els nivells de transcripció dels gens 5S rRNA i cyp19a1 aromatasa van ser similars als de les peixos intersex femelles, reflex del procés de feminització dels testicles. L'estudi de la vitelogenina va confirmar els resultats i va confirmar l'exposició a xenoestrógenos en el fetge dels peixos intersexos i dels mascles, on es produeix l'expressió del gen d'aquesta proteïna.
Conclusions
Es van detectar els mascles intersexos en les poblacions de mucosos que habiten al voltant de les depuradores de Guernica i Galindo. A Guernica es van trobar més intersex, però el grau de gravetat dels intersexos en Galindo era major, ja que el nombre d'ovòcits en els testicles era major. Per tant, els peixos mascles s'estan convertint en femelles en poblacions de peixos en contacte amb els contaminants emesos per les depuradores.
Futur
Encara que són coneguts els peixos intersexos, no és clar quins són els mecanismes moleculars del fenomen, en quin moment del cicle de vida es converteixen els peixos intersex, què és el que ha provocat aquest canvi... Per a comprendre bé aquest procés cel·lular, el primer que cal fer és conèixer quins gens influeixen en el desenvolupament de l'aparell reproductor de peixos mascles i femelles i mesurar en quina fase del desenvolupament testicular/ovari s'expressen. A més, convé analitzar l'evolució dels gàmetes. La informació així obtinguda permet dissenyar biomarcadores precoces per a peixos intersexos i gestionar més eficaçment el risc de presència de xenoestrógenos.
Referències
Nota
Aquest treball de recerca va ser guardonat en el Congrés IkerGazte l'àrea de Ciències i Ciències Naturals. Aquest article és una adaptació per a la revista Elhuyar.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
