Disrupción endocrina en Mytilus galloprovincialis, el centinela marino de la contaminación

Por Laura Emilia Fernández González

El mejillón marino (Mytilus galloprovincialis) se usa frecuentemente como organismo centinela indicador de la contaminación marina debido a sus características, ya que se trata de:

  • Un organismo bentónico, que crece adherido a un sustrato del que no se separa y sobre el cual no se desplaza, por lo tanto en el caso de producirse una contaminación de la zona donde se encuentran, estarían permanentemente expuestos.
  • Un organismo filtrador, que se alimenta filtrando el agua circundante de modo que las partículas presentes en la columna de agua son ingeridas por el organismo. Entre estas partículas se pueden encontrar el fitoplancton y la materia orgánica en suspensión, que pueden incluir contaminantes que se pueden acumular en sus tejidos, dejando constancia de la exposición a dicho contaminante.
  • Un organismo ampliamente distribuido por las zonas intermareales bajas y medias de toda la costa gallega.

Todas estas características hacen del mejillón un organismo ideal para la biomonitorización de la contaminación marina.

Por otro lado, se conoce como disruptores endocrinos a aquellos compuestos químicos capaces de alterar la homeostasis de los sistemas endocrinos de los organismos, dando lugar a: efectos adversos sobre la salud, crecimiento, desarrollo y reproducción de los individuos o de su progenie.

La diferenciación sexual, la gametogénesis y la reproducción animal son controladas por las hormonas sintetizadas por el sistema endocrino. Los disruptores endocrinos pueden interferir con el metabolismo de las hormonas e imitarlas uniéndose a los receptores hormonales, lo cual perjudica estos procesos fundamentales para la vida.

Dentro de los disruptores endocrinos, un grupo muy extendido son los xenoestrógenos, es decir, compuestos que presentan capacidad para imitar las hormonas femeninas. Existen muchos contaminantes químicos que se conoce o se sospecha que son xenoestrógenos, incluidos algunos pesticidas organoclorados, bifenilos policlorados y sufractantes como el nonilfenol, a los que recientemente se han añadido una amplia variedad de contaminantes emergentes, incluidos los aditivos para plásticos, retardantes de llama o filtros solares. Además, hormonas naturales y sintéticas con efecto estrogénico también son vertidas en el medio marino a través de los efluentes de aguas residuales.

En los últimos años se han descrito efectos nocivos de los xenoestrógenos en estuarios europeos, y está aumentando la presencia de moluscos bivalvos que exhiben caracteres intersexuales, es decir, presencia simultánea de tejido testicular y ovárico en la gónada masculina, y la cantidad de sitios afectados (Langston et al., 2007; Tankoua et al., 2012). No se sabe como aumentará la magnitud de este efecto en el futuro, o el nivel de afectación actual en las Rías Gallegas, ni cómo podrían afectar estos compuestos a la fertilidad de moluscos bivalvos, de gran importancia comercial.

El uso del mejillón como una especie centinela en la biomonitorización de la contaminación no solo incluye la medición de la concentración de los contaminantes en sus tejidos (OSPAR, 2009), sino también el análisis de distintos marcadores bioquímicos de exposición o efecto.

Uno de los biomarcadores de estrogenicidad más conocidos es la inducción del precursor del vitelo, la vitelogenina (vtg) en machos de especies ovíparas. Este biomarcador se mide tradicionalmente en suero de peces, y existen varios métodos para su detección; entre ellos, el más usado es un ensayo por inmunoadsorción ligado a enzimas (ELISA), que tiene la limitación de ser específico para cada especie. Un método indirecto comúnmente aplicado es el ensayo de fosfatos lábiles en álcali (ALP); este se basa en la suposición de que la vtg, una proteína muy fosforilada, es la proteína más abundante en el suero de peces. El ALP se ha aplicado en bivalvos, observándose un aumento de ALP en bivalvos de agua dulce expuestos a xenoestrógenos en el laboratorio (Blaise et al., 1999) o en el medio ambiente (Gagné et al. , 2001).

En cuanto a los mejillones marinos del género Mytilus, los estudios que utilizan ALP para estimar los niveles de vtg no son concluyentes. Dado que el ALP es una técnica indirecta, puede también detectar otras proteínas fosforiladas (Oliveri et al., 2014), por lo que su utilidad para la detección de vtg en moluscos es dudosa.

Investigación Actual

Actualmente la investigación que estoy llevando a cabo en el grupo de investigación ECOTOX de Ecotoxicología y Contaminación Marina de la Universidad de Vigo, que actualmente se encuentra integrado en el grupo EcoCost de Ecología Costera de la Universidad de Vigo, bajo la dirección de Paula Sánchez Marín y Ángel P. Diz, se centra en primer lugar en desarrollar y validar una técnica para la medición cuantitativa adecuada de vtg en M. galloprovincialis.

Para ello se comparó una técnica indirecta (ALP) con la determinación directa de proteínas mediante espectrometría de masas tras la separación por electroforesis 1D-SDS-PAGE.

Los resultados indicaron que la técnica indirecta (ALP) no es adecuada para la determinación de vtg en este bivalvo, ya que mostraba valores similares en machos y hembras y sus niveles eran independientes del estado de maduración de los individuos.

Por el contrario, los resultados de determinación directa mediante espectrometría de masas mostraron la presencia de vtg en hembras pero no en machos, y en el caso de las hembras, sus niveles variaban en función del estado de maduración.

Por otro lado, por medio de exposiciones experimentales del mejillón a hormonas sintéticas, se ha tratado de determinar si la vtg de M. galloprovincialis es un biomarcador adecuado de estrogenicidad, y establecer el tiempo de exposición adecuado para su inducción.

Para poder llevar a cabo este trabajo, se expusieron mejillones macho y hembra a la hormona sintética etinilestradiol , porque que se trata de una hormona con efecto estrogénico, durante 4 días, empleando las instalaciones de la Estación de Ciencias Mariñas de Toralla (ECIMAT) (Figura 1) ; una vez transcurrido ese tiempo se midieron los niveles de vtg mediante la técnica de espectrometría de masas tras la separación mediante electroforesis 1D-SDS-PAGE.

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Figura 1. Experimento de exposición. Sala isoterma, instalaciones de la ECIMAT en Toralla. ©L.E. Fernández González.

Los resultados de este experimento son preliminares, pero indican que la hormona sintética ensayada no actúa como disruptor endocrino en los machos en una exposición corta (4 días) ya que mediante espectrometría de masas no se detectaron niveles de vtg. En el caso de las hembras todavía no está claro si esta hormona produce algún efecto en los niveles de vtg, dado que se observó un incremento tras la exposición, pero no estadísticamente significativo.

Actualmente se están llevando a cabo más análisis, de modo que estos resultados se completarán en los próximos meses para poder dar una respuesta más robusta sobre la posible acción del etinilestradiol sobre el mejillón marino Mytilus galloprovincialis.

Estos estudios permitirán en un futuro determinar si este biomarcador, cuantificación de los niveles de vitelogenina, sería una herramienta útil, para la evaluación de los efectos xenoestrogénicos en zonas costeras, y por lo tanto, su adecuación para ser incluido durante las campañas de vigilancia de la contaminación del medio marino.

Referencias:

Blaise, C., Gagné, F., Pellerin, J. and Hansen, P.D., 1999. Determination of vitellogenin-like properties in Mya arenaria hemolymph (Saguenay Fjord, Canada): A potential biomarker for endocrine disruption. Environ. Toxicol. 14: 455-465.

Gagné, F., Blaise, C., Salazar, M., Salazar, S. and Hansen, P.D., 2001. Evaluation of estrogenic effects of municipal effluents to the freshwater mussel Elliptio complanata. Comp. Biochem. Phys. C. 128: 213-225.

Langston, W.J., Burt, G.R. and Chesman, B.S., 2007. Feminisation of male clams Scrobicularia plana from estuaries in Southwest UK and its induction by endocrine-disrupting chemicals. Mar. Ecol. Prog. Ser. 333: 173-184.

Oliveri, C., Peric, L., Sforzini, S., Banni, M., Viarengo, A., Cavaletto, M. and Marsano, F., 2014. Biochemical and proteomic characterisation of haemolymph serum reveals the origin of the alkali-labile phosphate (ALP) in mussel (Mytilus galloprovincialis). Comp. Biochem. Phys. D. 11: 29-36.

OSPAR (2009). CEMP assessment report: 2008/2009. Assessment of trends and concentrations of selected hazardous substances in sediments and biota. Publication Number: 390/2009. ISBN 978-1-906840-30-3.

Tankoua, O.F., Amiard-Triquet, C., Denis, F., Minier, C., Mouneyrac, C. and Berthet, B., 2012. Physiological status and intersex in the endobenthic bivalve Scrobicularia plana from thirteen estuaries in northwest France. Environ. Pollut. 167: 70-77.

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