Peces feminizados por verteduras de depuradoras
ZBIT ikerketa taldea, Plentziako Itsas Estazioa (PIE-UPV/EHU) eta Zoologia eta Animalia Zelulen Biologia Saila (UPV/EHU)
Algúns contaminantes afectan o funcionamento do sistema endocrino animal, xa que afectan os carreiros hormonais. Estes contaminantes denomínanse compostos disruptores endocrinos (EDC, en inglés). Dentro do grupo de EDC clasificáronse gran cantidade de sustancias químicas que podemos atopar na nosa vida cotiá, como hidrocarburos, alquilfenoles de deterxentes, ftalatos de plásticos, pesticidas, etc.
O grupo de compostos de xenoestrógenos é o máis preocupante EDC, xa que son capaces de imitar a hormona, o estrógeno, máis importante paira a reprodución nas femias vertebradas. Este é o caso das hormonas sintéticas, como as que se utilizan nas pastillas anticonceptivas, e outros compostos químicos, como o bisfenol e o ftalato, utilizados na síntese de plásticos, ou o nonilfenol presente nalgúns deterxentes e insecticidas. Todos eles atópanse no medio e son capaces de interactuar cos organismos alí presentes, mesmo en concentracións baixas.
Debido a diversas actividades humanas, todos estes compostos chegan a medios acuáticos. A recollida, tratamento e limpeza das augas residuais industriais e domésticas realízase nas plantas depuradoras, pero os xenoestrógenos non poden ser eliminados totalmente da auga, existindo una actividade estrogénica nas augas que se liberan das depuradoras aos ríos.
Os peixes poden estar en contacto permanente con estas sustancias. Os xenoestrógenos asócianse aos receptores de estrógenos presentes nas células, afectando os procesos que deberían estar sometidos a control hormonal e provocando cambios nas funcións que desempeñan os animais debido ao estrógeno (desenvolvemento e reprodución). Poden ter efectos a longo prazo. Os xenoestrógenos afectan os mecanismos de fixación e diferenciación do sexo dos peixes, o que pode provocar un desequilibrio entre o ciclo reprodutivo e un cambio de sexo radical nos casos máis graves.
Biomarcadores
Analizando as respostas de organización biolóxica de baixo nivel (génica, celular ou téxtil), pódense obter avisos precoces sobre os efectos que se poden producir en niveis máis altos (fisiología animal, organismo ou poboación). Estas respostas analizadas denomínanse biomarcadores e son indicadores precoces dos efectos potenciais sobre a saúde a longo prazo.
Paira describir as transformacións dos peixes afectados por xenoestrógenos pódense utilizar biomarcadores. A vitelogenina (vtg), producida pola proteína estrógena no fígado das peces femias, é transportada aos ovocitos, precursor das proteínas de reserva, o vitelo do ovo. Os compostos xenoestrogénicos provocan una expresión vtg non habitual en peixes machos e inmaturos, polo que se utiliza como biomarcador de compostos estrogénicos.
Outro biomarcador apropiado de xenoestrógenos son as aromatasas (Cyp19). Estas encimas actúan na síntese de hormonas esteroideas, como os estrógenos. Responsables de regular o nivel de estrógenos dos vertebrados, son moi importantes paira a determinación e diferenciación do sexo dos peixes. A exposición a xenoestrógenos provoca o desequilibrio dos niveis de transcrición dos xenes aromatasa e favorece o cambio sexual dos peixes.
Primeiro prodúcense cambios a nivel molecular e logo a nivel de tecido. Por exemplo, detectáronse ovocitos nos testículos dalgúns peixes machos. Son os chamados “intersex”. Este fenómeno detectouse nas poboacións de peces de todo o mundo nas que existe contaminación de xenoestrógenos, que se utiliza como biomarcador a nivel de tecidos.
Nos últimos anos describiuse un indicador molecular de presenza e calidade de ovocitos: 5S rRNA. Esta molécula é o ARN ribosómico necesario paira formar a subunidad máis grande dos ribosomas, presente en todas as células eucariotas de dúas formas: nas células somáticas por unha banda e nos ovocitos por outro. Observouse que o nivel de transcrición de 5S rRNA é moi alto nos ovocitos de peces que se están desenvolvendo, en comparación con outros RNA ribosómicos (18S rRNA…). Considérase necesario apoiar o desenvolvemento inicial do embrión tras unha fecundación exitosa, xa que grazas á súa acumulación o embrión disporá dos ribosomas necesarios paira a síntese de proteínas. Por tanto, a alta transcrición do rARN 5S dos ovocitos permite o seu uso como marcador de cambio sexual, como indicador de femias. Nos peixes que dependen de xenoestrógenos, pola contra, converteuse nun marcador molecular do estado de intersex.
Xenoestrógenos en Euskal Herria
No País Vasco, en 2007 detectáronse os primeiros efectos xenoestrogénicos na poboación de Chelón labrosus korrokoi que habita ao redor da depuradora de Gernika. O 30% dos machos estudados eran intersexos e a pesar de que no plasma sanguíneo detectouse vitelogenina, é especificamente máis feminina. Na bilis dos korrokois atopáronse restos de EDC, principalmente alquilfenoles derivados de deterxentes e pinturas.
Posteriormente detectáronse peixes feminizados en máis zonas da costa vasca: Abran, Ondarroa, Deba e Pasaia, entre outros. Nestas poboacións de peces detectáronse mesturas complexas de contaminantes como lindane, ftalatos, alquilfenoles, bisfenol A e fármacos estrogénicos. Os caudais da EDAR son as principais fontes de emisión destes compostos.
Paira estudar a orixe e a evolución dos efectos dos EDCs que aparecen na costa vasca, analizáronse recentemente as poboacións de korrocoas que viven por baixo das verteduras das depuradoras de Gernika e Galindo. Durante os meses de xuño de 2013 e febreiro de 2014 procedeuse á captura dos peixes en ambos os emprazamentos e realizáronse estudos histolóxicos e moleculares paira detectar posibles indicios de procesos de intersexo e feminización.
Nestas dúas poboacións localizáronse os peixes intersex, e os niveis de Gernika foron moito máis altos: a pesar diso, o 90% das intersexos eran na mostraxe de febreiro. Pola contra, o 9% dos peixes de Galindo eran intersexos. Con todo, o grao de feminización dos peixes galindos era máis grave, xa que os ovocitos eran abundantes nos testículos. En Gernika apareceron uns poucos ovocitos.
Á marxe destas prevalencias, a presenza de peixes intersexos confirma que a auga destas depuradoras escapa probablemente a compostos xenoestrogénicos. O estudo dos biomarcadores moleculares permitiu detectar altos cocientes de moléculas marcadoras de obocitos en peixes intersexos. Os niveis de transcrición dos xenes 5S rRNA e cyp19a1 aromatasa foron similares aos das peces intersex femias, reflexo do proceso de feminización dos testículos. O estudo da vitelogenina confirmou os resultados e confirmou a exposición a xenoestrógenos no fígado dos peixes intersexos e dos machos, onde se produce a expresión do xene desta proteína.
Conclusións
Detectáronse os machos intersexos nas poboacións de mucosos que habitan ao redor das depuradoras de Gernika e Galindo. En Gernika atopáronse máis intersex, pero o grao de gravidade dos intersexos en Galindo era maior, xa que o número de ovocitos nos testículos era maior. Por tanto, os peixes machos están a converterse en femias en poboacións de peixes en contacto cos contaminantes emitidos polas depuradoras.
Futuro
Aínda que son coñecidos os peixes intersexos, non está claro cales son os mecanismos moleculares do fenómeno, en que momento do ciclo de vida convértense os peixes intersex, que é o que provocou este cambio... Paira comprender ben este proceso celular, o primeiro que hai que facer é coñecer que xenes inflúen no desenvolvemento do aparello reprodutor de peixes machos e femias e medir en que fase do desenvolvemento testicular/ovario exprésanse. Ademais, convén analizar a evolución dos gametos. A información así obtida permite deseñar biomarcadores precoces paira peixes intersexos e xestionar máis eficazmente o risco de presenza de xenoestrógenos.
Referencias
Nota
Este traballo de investigación foi galardoado no Congreso IkerGazte a área de Ciencias e Ciencias Naturais. Este artigo é una adaptación paira a revista Elhuyar.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
