Efectos genotóxicos e histopatológicos inducidos por el mercurio en Leucostethus fraterdanieli (Anura: Dendrobatidae)

Abstract

El mercurio es un metal pesado altamente tóxico, liberado al ambiente por actividades antrópicas como la minería aurífera. Su persistencia en el ecosistema se debe al potencial de bioacumulación y biomagnificación; por ello, su uso desmedido representa un problema de salud pública y una amenaza para la fauna y la flora. Considerando lo anterior, a través de este estudio se analizaron los efectos genotóxicos e histopatológicos inducidos por el mercurio en renacuajos de Leucostethus fraterdanieli. Se analizaron 4 concentraciones de mercurio: 13,6; 50,13; 86,66 y 123,2 μgHg/L, previamente reportadas para el afluente del río la Teta de Buenos Aires (Cauca) resultado del vertimiento asociado a las intensivas actividades de minería aurífera. Las evaluaciones experimentales se realizaron entre intervalos de 48h, 96h y 144h La genotoxicidad se evaluó a través del test de Micronúcleos (MCN) en eritrocitos. Los análisis histopatológicos se realizaron en tejido hepático mediante descripción micro y ultraestructural (Microscopía óptica de alta resolución). La bioacumulación se evaluó a través de espectroscopia de absorción atómica con vapor frío. Para el análisis de genotoxicidad un total de 6.000 eritrocitos fueron contabilizados para cada concentración de mercurio, control positivo y negativo en cada intervalo de tiempo; la mayor frecuencia significativa de MCN, 3,71± 1,07, se observó a las 48h con la máxima concentración de mercurio usada 123,2μg/L; a las 96h la mayor frecuencia de MCN, 3,4 ± 1,04, se registró para la concentración 86,66 μgHg/L, y a las 144h se registró la frecuencia de MCN, 3,18 ± 0,55 con la concentración 50,13 μgHg/L. La frecuencia de MCN no evidenció un efecto dosis dependiente, según el análisis de correlación de Pearson se indica una correlación positiva en las primeras 48 horas de exposición ( r = 0,7014 p < 0,05) posterior a ello, la relación disminuye (r 96h = 0,4414 p < 0,05) y a las 144 horas no es significante; probablemente esto se relacione a la presencia de anormalidades nucleares, tales como brotes y puentes nucleoplásmicos que presentan un comportamiento similar a la frecuencia de MCN, es decir disminuyen a las 96 y 144 horas. El análisis del tejido hepático permitió identificar hepatocitos con numerosas vacuolas y presencia de glucógeno que indicó la reserva energética y estado nutricional de los renacuajos frente al proceso metamórfico. La bioacumulación tuvo un comportamiento dosis dependiente definido por el incremento del coeficiente de correlación de Pearson (48h r= 0,908 y 144h r= 0,9769 p < 0,05); el mayor registro de bioacumulación fue 101,47 μgHg/0.1g ± 4,8 y se relaciona a la máxima concentración de mercurio (123,2 μgHg/L) y horas (144h) de exposición. En conclusión, la inducción de micronúcleos, anormalidades nucleares y la alteración hepática generada por el mercurio representa riesgo genotóxico e histopatológico para renacuajos de Leucostethus fraterdanieli. La bioacumulación fue rápida y representa el potencial de persistencia y rápida biomagnificación de este metal en los ecosistemas.

Mercury is a highly toxic heavy metal released into the environment by human activities such as gold mining. Its persistence in the ecosystem is due to the potential for bioaccumulation and biomagnification; therefore, its excessive use represents a public health problem and a threat to fauna and flora. Considering the above, through this study the genotoxic and histopathological effects induced by mercury in tadpoles of Leucostethus fraterdanieli were analyzed. Four mercury concentrations were analyzed: 13.6; 50.13; 86.66 and 123.2 μgHg/L, previously reported for the tributary of the La Teta river in Buenos Aires (Cauca) as a result of dumping associated with intensive gold mining activities. The experimental evaluations were carried out between intervals of 48h, 96h and 144h. Genotoxicity was evaluated through the Micronucleus (MCN) test in erythrocytes, at intervals of 48h, 96h and 144h. Histopathological analyzes were performed on liver tissue by means of micro and ultrastructural description (high resolution optical microscopy). Bioaccumulation was assessed by cold vapor atomic absorption spectroscopy. For the genotoxicity analysis, a total of 6,000 erythrocytes were counted for each mercury concentration, positive and negative control at each time interval; the highest significant frequency of MCN, 3.71 ± 1.07, was demonstrated at 48h with the maximum concentration of mercury used, 123.2μg/L; at 96h the highest frequency of MCN, 3.4 ± 1.04, increased for the concentration 86.66 μgHg/L, and at 144h the frequency of MCN increased, 3.18 ± 0.55 with the concentration 50 .13 μgHg/L.The frequency of MCN did not show a dose-dependent effect, according to Pearson's correlation analysis, a positive correlation is indicated in the first 48 hours of exposure (r = 0.7014 p < 0.05) after that, the relationship decreases ( r 96h = 0.4414 p < 0.05) and at 144 hours it is not significant;, this is probably related to the presence of nuclear abnormalities, such as nuclear buds and nucleoplasmic bridges, both presented greater significant differences during the first 48 hours of exposure and, as in the case of micronuclei, their frequency. decreased at 96 and 144 hours. The analysis of the liver tissue allowed the identification of hepatocytes with numerous vacuoles and the presence of glycogen, which indicated the energy reserve and nutritional status of the tadpoles against the metamorphic process. The bioaccumulation had a dose-dependent behavior defined by the increase in the Pearson correlation coefficient (48h r= 0,908 y 144h r= 0,9769 p < 0,05), the highest bioaccumulation record was 101.47 μgHg/0.1g ± 4.8 and is related to the maximum concentration of mercury (123.2 μgHg/L) and hours (144h) of exposure. In conclusion, the induction of micronuclei, nuclear abnormalities and liver damage caused by mercury represents a genotoxic and histopathological risk for Leucostethus fraterdanieli tadpoles. Bioaccumulation was rapid and represents the potential for persistence and rapid biomagnification of this metal in ecosystems.