Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Bioacumulación

La bioacumulación es la acumulación gradual de sustancias, como pesticidas u otros químicos, en un organismo. [ 1 ] La bioacumulación ocurre cuando un organismo absorbe una sust...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La bioacumulación es la acumulación gradual de sustancias, como pesticidas u otros químicos, en un organismo. [ 1 ] La bioacumulación ocurre cuando un organismo absorbe una sustancia más rápido de lo que puede perderse o eliminarse mediante catabolismo y excreción . Por lo tanto, cuanto mayor sea la vida media biológica de una sustancia tóxica , mayor será el riesgo de intoxicación crónica , incluso si los niveles ambientales de la toxina no son muy altos. [ 2 ]

La ecotoxicología es el estudio de estos efectos.

La bioacumulación, por ejemplo en peces , puede predecirse mediante modelos. [ 3 ] [ 4 ] Las hipótesis sobre los criterios de corte del tamaño molecular para su uso como indicadores del potencial de bioacumulación no están respaldadas por los datos. [ 5 ] La biotransformación puede modificar fuertemente la bioacumulación de sustancias químicas en un organismo. [ 6 ]

La toxicidad inducida por metales se asocia con la bioacumulación y la biomagnificación . [ 7 ] El almacenamiento o la absorción de un metal más rápido de lo que se metaboliza y excreta conduce a la acumulación de ese metal. [ 8 ] La presencia de diversos productos químicos y sustancias nocivas en el medio ambiente puede analizarse y evaluarse con un conocimiento adecuado de la bioacumulación, lo que ayuda al control y uso de productos químicos. [ 9 ]

Un organismo puede absorber sustancias químicas al respirar, absorberlas a través de la piel o ingerirlas. [ 7 ] Cuando la concentración de una sustancia química es mayor dentro del organismo que en su entorno (aire o agua), se habla de bioconcentración . [ 1 ] La biomagnificación es otro proceso relacionado con la bioacumulación, ya que la concentración de la sustancia química o metal aumenta a medida que asciende de un nivel trófico a otro. [ 1 ] Naturalmente, el proceso de bioacumulación es necesario para que un organismo crezca y se desarrolle; sin embargo, también puede producirse la acumulación de sustancias nocivas. [ 7 ]

Ejemplos

Ejemplos terrestres

Varias plantas, denominadas hiperacumuladoras, concentran elementos (o iones de los mismos). Pueden concentrar hasta 1000 veces más que las plantas adyacentes no hiperacumuladoras. El tema ha recibido atención como posible medio para eliminar metales pesados ​​de áreas contaminadas, como minas abandonadas . También se ha considerado la posibilidad de utilizar hiperacumuladoras para concentrar metales valiosos ( fitominería ). [ 10 ] Una de las consecuencias más graves de las hiperacumuladoras son las plantas que concentran bajos niveles de selenio hasta el punto de amenazar a los animales de pastoreo. [ 11 ]

Ejemplos acuáticos

Los peces costeros (como el pez sapo liso ) y las aves marinas (como el frailecillo atlántico ) suelen ser monitoreados para detectar la bioacumulación de metales pesados . El metilmercurio ingresa a los sistemas de agua dulce a través de las emisiones industriales y la lluvia. A medida que su concentración aumenta en la cadena alimentaria, puede alcanzar niveles peligrosos tanto para los peces como para los seres humanos que dependen del pescado como fuente de alimento. [ 12 ]

Los peces suelen ser evaluados para detectar bioacumulación cuando han estado expuestos a sustancias químicas presentes en sus fases acuosas. [ 13 ] Las especies de peces comúnmente analizadas incluyen la carpa común , la trucha arcoíris y la perca sol . [ 13 ] Generalmente, los peces están expuestos a la bioconcentración y bioacumulación de sustancias químicas orgánicas en el medio ambiente a través de la absorción de sustancias químicas presentes en el agua por la capa lipídica. [ 13 ] En otros casos, los peces están expuestos a través de la ingestión/digestión de sustancias u organismos en el medio acuático que contienen las sustancias químicas nocivas. [ 13 ]

Las toxinas producidas naturalmente también pueden bioacumularse. Los peces de arrecife de coral pueden ser responsables de la intoxicación conocida como ciguatera cuando acumulan una toxina llamada ciguatoxina del fitoplancton que consumen. [ 14 ] En algunos sistemas acuáticos eutróficos, puede ocurrir la biodilución . Esto es una disminución de un contaminante con un aumento en el nivel trófico, debido a mayores concentraciones de algas y bacterias que diluyen la concentración del contaminante. [ 15 ] [ 16 ]

La acidificación de los humedales puede elevar las concentraciones de sustancias químicas o metales, lo que conlleva una mayor biodisponibilidad en las plantas marinas y la biota de agua dulce. [ 17 ] Las plantas que se encuentran en ellos, incluidas las plantas enraizadas y sumergidas, pueden verse afectadas por la biodisponibilidad de metales. [ 17 ]

Estudios de tortugas como especies modelo

La bioacumulación en tortugas ocurre cuando contaminantes orgánicos sintéticos (p. ej., PFAS ), metales pesados ​​o altos niveles de oligoelementos ingresan a un organismo, afectando potencialmente su salud. Si bien se están realizando estudios sobre la bioacumulación en tortugas, factores como la contaminación , el cambio climático y la modificación del paisaje pueden afectar las cantidades de estas toxinas en el ecosistema. [ 18 ]

Los elementos más comunes estudiados en tortugas son el mercurio , el cadmio , el plomo y el selenio . [ 19 ] [ 20 ] Los metales pesados ​​se liberan en ríos, arroyos, lagos, océanos y otros ambientes acuáticos, y las plantas que viven en estos ambientes absorben los metales. Dado que los niveles de oligoelementos son altos en los ecosistemas acuáticos, las tortugas consumen naturalmente diversos oligoelementos en diferentes ambientes acuáticos al comer plantas y sedimentos. [ 21 ] Una vez que estas sustancias ingresan al torrente sanguíneo y al tejido muscular, aumentan su concentración y se vuelven tóxicas para las tortugas, pudiendo causar fallas metabólicas, del sistema endocrino y reproductivas. [ 22 ]

Algunas tortugas marinas se utilizan como sujetos experimentales para analizar la bioacumulación debido a sus hábitats costeros, que facilitan la recolección de muestras de sangre y otros datos. [ 21 ] Las especies de tortugas son muy diversas y contribuyen en gran medida a la biodiversidad, por lo que muchos investigadores consideran valioso recolectar datos de diversas especies. Las tortugas de agua dulce son otra especie modelo para investigar la bioacumulación. [ 23 ] Debido a su área de distribución relativamente limitada, las tortugas de agua dulce pueden asociarse con una cuenca hidrográfica particular y su perfil de contaminantes químicos.

Efectos del desarrollo en las tortugas

Las concentraciones tóxicas en los huevos de tortuga pueden dañar el proceso de desarrollo de la tortuga. Por ejemplo, en la tortuga de cuello corto de agua dulce australiana ( Emydura macquarii macquarii ), las concentraciones ambientales de PFAS se bioacumularon en la madre y luego se transfirieron a sus huevos, lo que afectó los procesos metabólicos del desarrollo y las reservas de grasa. [ 24 ] Además, hay evidencia de que los PFAS afectaron el microbioma intestinal en tortugas expuestas. [ 25 ]

En cuanto a los niveles tóxicos de metales pesados, se observó que disminuían las tasas de eclosión de los huevos de la tortuga del río Amazonas, Podocnemis expansa . [ 22 ] En este huevo de tortuga en particular, los metales pesados ​​reducen la grasa y alteran la forma en que se filtra el agua en el embrión; esto puede afectar la tasa de supervivencia del huevo. [ 22 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Alexander (1999). "Bioacumulación, bioconcentración, biomagnificación". Geología ambiental . Enciclopedia de ciencias de la Tierra. págs. 43–44 . doi : 10.1007/1-4020-4494-1_31 . ISBN  978-0-412-74050-3.
  2. ^ Bryan, GW; Waldichuk, M.; Pentreath, RJ; Darracott, Ann (1979). "Bioacumulación de contaminantes marinos [ y discusión ] ". Transacciones filosóficas de la Royal Society de Londres. Serie B, Ciencias Biológicas . 286 (1015): 483– 505. Código bibliográfico : 1979RSPTB.286..504W . JSTOR 2418066 . 
  3. ↑ Stadnicka, Julita; Schirmer, Kristin; Ashauer, Roman (2012). "Predicción de concentraciones de sustancias químicas orgánicas en peces mediante modelos toxicocinéticos" . Environmental Science & Technology . 46 (6): 3273– 3280. Bibcode : 2012EnST...46.3273S . doi : 10.1021/es2043728 . PMC 3308199. PMID 22324398 .  
  4. ↑ Otero-Muras, I.; Franco-Uría, A.; Alonso, AA; Balsa-Canto, E. (2010). "Modelado dinámico multicompartimental de la bioacumulación de metales en peces: implicaciones de identificabilidad". Environmental Modelling & Software . 25 (3): 344– 353. Bibcode : 2010EnvMS..25..344O . doi : 10.1016/j.envsoft.2009.08.009 .
  5. ↑ Arnot, Jon A.; Arnot, Michelle; MacKay, Donald; Couillard, Yves; MacDonald, Drew; Bonnell, Mark; Doyle, Pat (2007). "Criterios de corte de tamaño molecular para evaluar el potencial de bioacumulación: ¿realidad o ficción?" . Integrated Environmental Assessment and Management . 6 (2009): 210–224 . doi : 10.1897/IEAM_2009-051.1 . PMID 19919169 . 
  6. ↑ Ashauer, Roman; Hintermeister, Anita; o'Connor, Isabel; Elumelu, Maline; Hollender, Juliane; Escher, Beate I. (2012). "Importancia del metabolismo de xenobióticos para la cinética de bioacumulación de sustancias químicas orgánicas en Gammarus pulex" . Environmental Science & Technology . 46 (6): 3498– 3508. Bibcode : 2012EnST...46.3498A . doi : 10.1021/ es204611h . PMC 3308200. PMID 22321051 .  
  7. 1 2 3 Blowes, DW; Ptacek, CJ; Jambor, JL; Weisener, CG (1 de enero de 2003), "9.05 - La geoquímica del drenaje ácido de minas" , en Holland, Heinrich D.; Turekian, Karl K. (eds.), Tratado de geoquímica , Oxford: Pergamon, pp. 149–204 , doi : 10.1016/b0-08-043751-6/09137-4 , ISBN  978-0-08-043751-4Consultado el 17 de febrero de 2021.
  8. ↑ Gaion A, Sartori D, Scuderi A, Fattorini D (2014). "Bioacumulación y biotransformación de compuestos de arsénico en Hediste diversicolor (Muller 1776) después de la exposición a sedimentos contaminados" . Environmental Science and Pollution Research . 21 (9): 5952– 5959. Bibcode : 2014ESPR...21.5952G . doi : 10.1007/s11356-014-2538- z . PMID 24458939. S2CID 12568097 .  
  9. ↑ Philip Wexler, ed. (2014). Enciclopedia de toxicología (Tercera ed.). Londres. ISBN  978-1-78402-845-9OCLC 878141491​​ {{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
  10. ↑ Dang, P.; Li, C. (1 de diciembre de 2022). "Una breve revisión de la fitominería" . Revista Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental . 19 (12): 12825– 12838. Bibcode : 2022JEST...1912825D . doi : 10.1007/s13762-021-03807-z . ISSN 1735-2630 . 
  11. ↑ Terry, N.; Zayed, AM; De Souza, MP; Tarun, AS (2000). "Selenio en plantas superiores". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology . 51 : 401–432 . doi : 10.1146/annurev.arplant.51.1.401 . PMID 15012198 . 
  12. ↑ "Mercurio: qué le hace a los humanos y qué deben hacer los humanos al respecto" . Área de Lagos Experimentales del IISD . 23 de septiembre de 2017. Consultado el 6 de julio de 2020 .
  13. 1 2 3 4 Alan., Hoke, Robert. Revisión de los enfoques de evaluación de la bioacumulación terrestre en laboratorio para productos químicos orgánicos: estado actual y posibilidades futuras . OCLC 942770368 . {{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  14. ↑ Estevez, Pablo; Sibat, Manoella; Leão-Martins, José Manuel; Reis Costa, Pedro; Gago-Martínez, Ana; Hess, Philipp (21 de abril de 2020). "Cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas de alta resolución para la confirmación de la ciguatoxina-1 del Caribe como la principal toxina responsable del envenenamiento por ciguatera causado por peces de las costas atlánticas europeas" . Toxins . 12 ( 4): 267. doi : 10.3390/toxins12040267 . ISSN 2072-6651 . PMC 7232264. PMID 32326183 .   
  15. ↑ Deines, Peter; Bodelier, Paul LE; Eller, Gundula (mayo de 2007). "El carbono derivado del metano fluye a través de bacterias oxidantes de metano hacia niveles tróficos superiores en sistemas acuáticos" . Environmental Microbiology . 9 (5): 1126– 1134. Bibcode : 2007EnvMi...9.1126D . doi : 10.1111/j.1462-2920.2006.01235.x . ISSN 1462-2912 . PMID 17472629 .  
  16. ↑ Lin, Han-Yang; Costello, Mark John (7 de septiembre de 2023). "El tamaño corporal y el nivel trófico aumentan con la latitud y disminuyen en las profundidades marinas y la Antártida, para las especies de peces marinos" . PeerJ . 11 e15880 . doi : 10.7717/peerj.15880 . ISSN 2167-8359 . PMC 10493087. PMID 37701825 .   
  17. 1 2 Albers, Peter H.; Camardese, Michael B. (1993). "Efectos de la acidificación en la acumulación de metales por plantas acuáticas e invertebrados. 1. Humedales construidos" . Toxicología y Química Ambiental . 12 (6): 959– 967. Bibcode : 1993EnvTC..12..959A . doi : 10.1002/etc.5620120602 .
  18. ^ Franke, cristiano; Studinger, Gabriele; Berger, Georgia; Böhling, Stella; Bruckmann, Úrsula; Cohors-Fresenborg, Dieter; Jöhncke, Ulrich (octubre de 1994). "La evaluación de la bioacumulación" . Quimiosfera . 29 (7): 1501–1514 . Bibcode : 1994Chmsp..29.1501F . doi : 10.1016/0045-6535(94)90281-X .
  19. ↑ Storelli, M. M; Marcotrigiano, G. O (1 de abril de 2003). "Residuos de metales pesados ​​en tejidos de tortugas marinas" . Marine Pollution Bulletin . 46 : 397–400 . doi : 10.1016/S0025-326X(02)00230-8 .
  20. ↑ Abdallah, Maha Ahmed Mohamed (17 de mayo de 2023). "Bioacumulación y biomagnificación de metales tóxicos en tejidos de tortugas bobas (Caretta caretta) de la costa del mar Mediterráneo, Egipto" . Scientific Reports . 13 (1): 7995. doi : 10.1038/s41598-023-33972-9 . ISSN 2045-2322 . PMC 10192338. PMID 37198257 .   
  21. 1 2 Días de Farías, Daniel Solón; Rossi, Silmara; da Costa Bomfim, Aline; Lima Fragoso, Ana Bernadete; Santos-Neto, Elitieri Batista; José de Lima Silva, Flavio; Lailson-Brito, José; Navoni, Julio Alejandro; Gavilán, Simone Almeida; Souza do Amaral, Viviane (1 de julio de 2022). «Bioacumulación de mercurio total, cobre, cadmio, plata y selenio en tortugas verdes (Chelonia mydas) varadas en la Cuenca del Potiguar, noreste de Brasil» . Quimiosfera . 299 134331. Código bibliográfico : 2022Chmsp.29934331D . doi : 10.1016/j.chemosphere.2022.134331 . ISSN 0045-6535 . PMID 35339524 . S2CID 247638704 .   
  22. 1 2 3 Frossard, Alejandra; Coppo, Gabriel Carvalho; Lourenço, Amanda Toledo; Heringer, Otávio Arruda; Chippari-Gomes, Adriana Regina (1 de mayo de 2021). "Bioacumulación de metales y sus efectos genotóxicos sobre huevos y crías de tortuga gigante del río Amazonas (Podocnemis expansa)". Ecotoxicología . 30 (4): 643– 657. Bibcode : 2021Ecotx..30..643F . doi : 10.1007/s10646-021-02384-8 . ISSN 1573-3017 . PMID 33754232 . S2CID 232315423 .   
  23. ↑ Beale, David J.; Hillyer, Katie; Nilsson, Sandra; Limpus, Duncan; Bose, Utpal; Broadbent, James A.; Vardy, Suzanne (1 de febrero de 2022). "Bioacumulación y respuesta metabólica de mezclas de PFAS en tortugas de agua dulce silvestres (Emydura macquarii macquarii) utilizando técnicas de ecovigilancia basadas en ómicas" . Science of the Total Environment . 806 (Pt 3) 151264. Bibcode : 2022ScTEn.80651264B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.151264 . ISSN 0048-9697 . PMID 34715216 .  
  24. ↑ Beale, David J.; Nilsson, Sandra; Bose, Utpal; Bourne, Nicholas; Stockwell, Sally; Broadbent, James A.; Gonzalez-Astudillo, Viviana; Braun, Christoph; Baddiley, Brenda; Limpus, Duncan; Walsh, Tom; Vardy, Suzanne (15 de abril de 2022). "Bioacumulación e impacto de la descarga materna de PFAS en la bioquímica de los huevos de tortugas de agua dulce capturadas en la naturaleza (Emydura macquarii macquarii)" . Science of the Total Environment . 817 153019. Bibcode : 2022ScTEn.81753019B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2022.153019 . ISSN 0048-9697 . PMID 35026273 .  
  25. ^ Beale, David J.; Bissett, Andrés; Nilsson, Sandra; Bosé, Utpal; Nelis, Joost Laurus Dinant; Nahar, Akhikun; Smith, Mateo; González-Astudillo, Viviana; Braun, Christoph; Baddiley, Brenda; Vardy, Suzanne (10 de septiembre de 2022). "Perturbación del microbioma intestinal en tortugas de agua dulce capturadas en la naturaleza (Emydura macquarii macquarii) expuestas a niveles elevados de PFAS" . Ciencia del Medio Ambiente Total . 838 (Parte 3) 156324. Bibcode : 2022ScTEn.83856324B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2022.156324 . ISSN 0048-9697 . PMID 35654195 . S2CID 249213966 .   
  • Bioacumulación y biomagnificación
  • Bioacumulación y biotransformación
Lecturas relacionadas
6 articulos
PesticidaPesticidaLos pesticidas son sustancias que se utilizan para controlar plagas . [1] Incluyen herbicidas , insecticidas , nematicidas , fungicidas y muchos ot...CatabolismoDiagrama esquemático Mapa de la vía del catabolismo del carbono para la energía libre, que incluye fuentes de energía de carbohidratos y lípidos El...ExcreciónExcreciónLa excreción es la eliminación de desechos metabólicos , que es un proceso esencial en todos los organismos . En los vertebrados , esto se lleva a ...Vida media biológicaEvolución temporal de las concentraciones plasmáticas del fármaco durante 96 horas tras administraciones orales cada 24 horas (τ). Vida media de ab...ToxinaToxinaUna toxina es un veneno natural [1] producido por actividades metabólicas de células u organismos vivos . [2] Se presentan especialmente como prote...EnvenenamientoEnvenenamientoEl envenenamiento es el efecto nocivo que se produce cuando se introducen sustancias tóxicas en el cuerpo. [1] El término "envenenamiento" es un de...