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“Patagonotothen cornucola como bioindicador de
la contaminación por efluentes urbanos en la
zona costera del Golfo San Jorge”
Contaminación de Sistemas Acuáticos: Evaluación y Manejo 2015
Gonzalez Patricia; Guglielminetti Gastón; López Aca Viviana; Verga Romina.
Zona central del golfo San Jorge (Mazón, 2010)
Hospitales locales
PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DEL GOLFO SAN JORGE
PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DEL GOLFO SAN JORGE
Caracterización sanitaria y ambiental
-Valores bacteriológicos (coliformes totales) por encima de los valores
permitidos por leyes provinciales (Mazón, 2010).
-En relevamiento de parámetros fisicoquímicos, DBO dio por encima e los
valores esperados. (Mazón, 2010)
Emisario cloacal, zona del Puerto
- No existen estudios de la
calidad ambiental mediante
pruebas de toxicidad en
peces.
- En Mitilidos: Niveles de
metales pesados elevados,
aunque solo el Cadmio pera
los valores máximos para
consumo humano (Gil, et al.
2006).
Familia: Nototheniidae (Perciformes)
Especie Endémica de América del Sur
Hábitat : Bentónico , Intermareal de la Costa Patagónica entre 0 y 15 m de profundidad. Asociado a restingas del tipo rocoso.
Alimentación : Poliquetos Nereidos (Polynoidae).
Características Biológicas Particulares : Poseen baja viscosidad sanguínea , carece de vejiga natatoria , poseen flotabilidad neutral, posee acumulación de grasa y de tejido gelatinoso, rico en agua, bajo la piel.
Especie dioica (Brickle, P. et al., 2006)
Pececito de Piedra (Patagonotothen cornucola)
Qué importancia ecológica tiene ??CORMORÁN GRIS
(Phalacrocorax gaimardi)
Especie considerada como amenazada (Bird Life International 2000)
Biomagnificación
Pececito de Piedra (Patagonotothen cornucola)
Patagonotothen cornucola como ORGANISMO DE ENSAYO
� Especie autóctona y ubicua en los ecosistemas marinos de la
Patagonia.
�Tolerantes a la contaminación.
�Por su hábito alimenticio es un bioturbador de los sedimentos.
�Se adaptan fácilmente a las condiciones de cautiverio propias de los bioensayos de laboratorio.
Ventajas
HIPÓTESIS DE TRABAJO
“Las mezclas de contaminantes frecuentemente halladas en la región costera del Golfo San Jorge inducen respuestas biológicas que pueden ser utilizadas como biomarcadores específicos de
exposición y/o efecto”
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1- Estudiar en ejemplares de Patagonotothen cornucola, los efectos de la exposición subcrónica, bajo condiciones controladas de laboratorio, a sedimentos que contienen diferentes mezclas de contaminantes sobre respuestas metabólicas globales y sobre una batería de biomarcadores tradicionales.
2- Validación de las respuestas biológicas estudiadas en ensayos a campo.
Estudiar los efectos de la contaminación por efluentes urbanos en la zona costera del Golfo San Jorge utilizando peces como organismos bioindicadores.
BIOENSAYOS DE TOXICIDAD
� Los bioensayos permiten evaluar la biodisponibilidad de los contaminantes y su capacidad de inducir efectos adversos sobre los organismos (Anderson et al., 2001; Adams
et al., 2003; Riba et al., 2004).
BIOMARCADORES
Cambio bioquímico, celular, fisiológico o del comportamiento que puede ser medido en un tejido, fluido biológico, organismo o población y que proporciona evidencia de exposición a, y/o efectos de uno o más contaminantes. (McCarthy and Shugart, 1990; Van Gestel and Van Brummelen, 1996)
Predice el daño antes que sea demasiado tarde “Señales de alerta temprana”
(Galloway et al., 2004)
LAS TECNOLOGIAS “OMICAS”
� Permiten estudiar respuestas biológicas con una visión holística ya sea a nivel
transcriptoma, proteoma, metaboloma (Martyniuk et al., 2011).
� En particular la metabolómica permite evaluar simultáneamente cambios en el
metaboloma, conjunto total de los metabolitos presentes en una célula, tejido,
organismo o biofluido (Miller, 2007).
� Los perfiles metabólicos pueden ser utilizados como “huellas dactilares” para
identificar exposición y/o efectos inducidos por contaminantes (Miller, 2007).
� Esto permite el desarrollo de biomarcadores sensibles y específicos sobre el
estado de salud de los organismos (Beger and Colatsky., 2012).
BIOENSAYOS DE LABORATORIO
I
II
III
C1 C2 C3Ctrl
Diseño experimental: 6 bioensayos3 compuestos puros: B(a)P - Cd – Fluoxetina / 3 mezclas binariasTiempo de exposición: 30 días
Aireación suave, alimentación diaria, 10°C, 16:8 L/OSe medirán los parámetros fisicoquímicos (diariamente) y los niveles de amonio (semanalmente).
Ensayo preliminar Curva de Decaimiento (B(a)P - Cd – Fluoxetina ): permite establecer cada cuánto tiempo será necesario renovar la concentración del tóxico deseada en la unidad de ensayo (tanque).
1º)
2º) Ensayo definitivo
Hígado Gónadas Sangre
Control Expuestos
ÍndicesFC- IHS- IGS
� EROD� GST� GPx� CAT� SOD� MT’s� Contenido de proteínas
�Histología de rutina con H/E
�Vitelogenina plasmática
�Micronúcleos
�Huella metabolómica
Bilis
�Huella metabolómica
Las diferencias se analizarán con ANOVA (p<0,05) y comparaciones múltiples de Tukey.
Etapas en los estudios metabolómicos: Aproximación no-dirigida
Preparación de la muestra
Técnicas Analíticas
HPLC-MS
Procesamiento de datos
Supervisión visual de integridad de los datos
MZmine
Detección de picos e integración de áreas
XCMS- metaXCMS
Análisis estadístico
Identificación de metabolitos
ANOVA -PCA
RESULTADOS : Impacto en la Reproducción
Ctrl B(a)PFlu+
B(a)P
Cd+
B(a)PCd
Cd +
Flu
FluEjemplares expuestos a Fluoxetina con desarrollo de
ovario y testículos (diferenciados macroscópicamente).
Ovo- testis en ejemplares expuestos a Fluox + B(a)P (diferenciados microscópicamente).
RESULTADOS ESPERADOSRESULTADOS : Biotransformación
Fuente: Sandvik, M. et al., 1997
B(a)P
Fluox
Cd
Ctrl
RESULTADOS ESPERADOSRESULTADOS : Sistema antioxidante
Jifa, W. et al. 2006
� El sedimento sobreagregado promoverá daño oxidativo en el pez de las piedras
ENSAYOS DE CAMPO: Sitios de Estudio
H: Los sedimentos marinos del Golfo San Jorge provocan efectos subletales en peces expuestos a ellos, debido a la descarga de compuestos químicos producto de las actividades antrópicas desarrolladas en sus costas.
GónadasCuerpo
Hígado
� Se colectarán 10 individuos por cada sitio.� Se registrarán las variables fisicoquímicas in situ.� Se determinarán las concentraciones de los compuestos (agua, sedimento).
ENSAYOS DE CAMPOrecolección in situ de ejemplares de Patagonotothen cornucola
FC IGShistología
ERODGSTGPxCATSODMT’sContenido de
proteínas
SangreHuella metabolómica
ANOVA (p<0,05)- Tukey - Multivariado
RESULTADOS ESPERADOS
� Esperamos que los sitios contaminados tengan mayores concentraciones de los 3 compuestos ( Cd - B(a)P - fluoxetina) que el sitio de referencia.
� Parámetros generales como el FC mostrarán un patrón coincidente con los niveles de degradación de la calidad ambiental de los sedimentos .
� En el caso de los biomarcadores se observará un patrón de respuesta específica de acuerdo a cada sitio. (sitios impactados por metales; sitios impactados por fármacos; sitios impactados con HC).
� La estrategia experimental empleada mostraría un desempeño satisfactorio para evaluar toxicidad subletal en sedimentos.
� Los estudios de laboratorio demostrarán su utilidad para detectar efectos por exposición a PAH, metales y fármacos y para anticipar efectos adversos promovidos en condiciones de campo.
� Patagonotothen cornucola resultaría ser un buen organismo de estudio. Su tolerancia le permitiría sobrevivir a las condiciones de ensayo durante los 30 días de exposición.
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
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