Pez “limpiafondos”, buen bioindicador de contaminación por cadmio

La exposición al cadmio, un metal pesado presente de forma natural en los suelos, puede ocasionar problemas ambientales y de salud. Un estudio evidenció el potencial del pez pleco (Hypostomus plecostomus), o “limpiafondos”, como indicador de toxicidad para dicho elemento químico en ríos y quebradas, entre otros ecosistemas acuáticos.

Aunque el cadmio se encuentra de forma natural en los suelos y puede llegar a los ríos a través de la descomposición de las rocas, por ejemplo, la industria lo utiliza en la fabricación de pigmentos, el galvanizado de metales, las pinturas, las artes gráficas y el papel, o las baterías de níquel-cadmio o de plásticos (PVC); también es un subproducto resultante de la fundición de plomo y zinc en la minería.

Pese a las regulaciones existentes, el cadmio puede llegar a los afluentes por medio de las aguas residuales –provenientes de hogares e industrias– y de las aguas superficiales –ríos, lagunas o quebradas– tras el vertido de residuos fertilizantes contaminados, situación que expone a los seres vivos a su toxicidad.

Cuando llega al organismo de los seres vivos provoca efectos adversos como alteraciones en el metabolismo y la motricidad. En las personas incrementa dolores crónicos, desmineralización de los huesos o ansiedad, y además es considerado como cancerígeno.

Ante este escenario, evaluar los efectos ambientales del cadmio en los ecosistemas se ha convertido en una prioridad para diseñar estrategias de monitoreo y plantear medidas de mitigación de dichos contaminantes que pueden afectar la biodiversidad de las especies. Para ello, Hypostomus plecostomus ha sido primordial.

El profesor Mario Monroy López, del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), analizó 30 ejemplares adultos de peces “limpiafondos”, evaluando las afectaciones que presentaron al ser expuestos en condiciones de laboratorio a concentraciones de 1, 5, 10, 50 y 100 microgramos de cadmio por litro, comparándolos con peces en aguas sin exposición al metal.

Peces indicadores

Los peces del experimento fueron aclimatados de manera individual en peceras con tubos de PVC que simulan los refugios que ellos tienen en su hábitat natural; se mantuvieron a temperatura constante de 24 °C.

Las respuestas al contaminante se determinaron a través de biomarcadores, que son cualquier variación bioquímica, celular, fisiológica o de comportamiento, que puede ser medida en un ser vivo. Este provee una respuesta a un agente tóxico.

Para este caso se evaluaron concentraciones de cadmio en branquias, las tasas de consumo de oxígeno y de ingesta, y la concentración de metalotioneínas (familia de proteínas) en hígado, que al unirse a metales pesados pueden cambiarles sus propiedades para que el cuerpo los deseche. También se consideró la actividad de colinesterasa en el cerebro, enzima que ayuda a que el sistema nervioso funcione de manera eficiente y que reacciona antes la presencia de sustancias tóxicas.

Dentro de los biomarcadores que determinaron la afectación de los peces, la colinesterasa, la metalotioneína y las tasas de consumo de oxígeno, fueron las que arrojaron respuestas más relevantes.

“Cuando se graficaron las concentraciones de las metalotioneínas, se esperaba que en la medida en que se iba aumentando las dosis del metal, la curva fuera en ascenso, pero no ocurrió así”, explica el docente.

En las concentraciones de cadmio que iban de 0 a 10 microgramos por litro, la curva fue en ascenso, pero en concentraciones intermedias la colinesterasa descendió, y luego, en concentraciones altas de 100, la curva se comportó como en un inicio.

“Algo similar sucedió con la colinesterasa, la cual fue alta a 0 y a 100 microgramos por litro de cadmio, pero su actividad estuvo completamente inhibida a exposiciones intermedias (5, 10 y 50 microgramos por litro de cadmio)”, agrega.

De esta manera se encontró que el pez “limpiafondos” tiene un mecanismo para afrontar la intoxicación por cadmio, posiblemente dirigiendo el contaminante al riñón para su posterior excreción.

Mediciones

Para estimar las variaciones en la tasa de consumo de oxígeno, este fue medido en cada pez por medio de un oxímetro durante 20 minutos, en un intervalo de 3 segundos. De esta manera se graficó la tasa de consumo por individuo en las diferentes concentraciones de exposición de cadmio.

“Se determinó que a 100 microgramos por litro, la mayor exposición de cadmio, los peces consumieron más oxígeno debido al aumento de su metabolismo, es decir, hubo mayor gasto energético”.

Los resultados de este estudio, en el que también participaron investigadores la Universidad de Florida, la Universidad Jorge Tadeo Lozano y la Pontificia Universidad Javeriana, demuestran que los biomarcadores utilizados son herramientas cuantificables para monitorear el cadmio.