Ecotoxicidad

La ecotoxicidad , objeto de estudio en el campo de la ecotoxicología ( término que combina ecología y toxicología ), se refiere a los factores de estrés biológicos , químicos o físicos que afectan a los ecosistemas . Dichos factores pueden presentarse en el medio natural en densidades, concentraciones o niveles lo suficientemente altos como para alterar el comportamiento y las interacciones bioquímicas y fisiológicas naturales. En última instancia, esto afecta a todos los organismos vivos que conforman un ecosistema.

La ecotoxicología se ha definido como una rama de la toxicología que se centra en el estudio de los efectos tóxicos causados ​​por contaminantes naturales o sintéticos. Estos contaminantes afectan a los animales (incluidos los humanos), la vegetación y los microbios de forma intrínseca. ^{[ 1 ]}

En el artículo de Barrie Peake, " Impacto de los productos farmacéuticos en el medio ambiente" , la ecotoxicidad se define en función del nivel de exposición a sustancias peligrosas. Peake identifica dos categorías: ecotoxicidad aguda y crónica (Peake, 2016).

La ecotoxicidad aguda se refiere a los efectos nocivos que se producen por la exposición a una sustancia peligrosa durante un máximo de 15 días. Estos efectos son causados ​​por la interacción del compuesto químico con las membranas celulares del organismo, lo que a menudo provoca daños o la muerte celular o tisular (Peake, 2016).

Por otro lado, la ecotoxicidad crónica se refiere a los efectos nocivos de la exposición prolongada, que puede durar desde 15 días hasta varios años. Generalmente, está relacionada con interacciones específicas entre fármacos y receptores que desencadenan una respuesta farmacológica en organismos acuáticos o terrestres. Si bien la ecotoxicidad crónica tiene menos probabilidades de ser letal, reduce las funciones bioquímicas celulares, lo que puede provocar cambios en las respuestas psicológicas o conductuales del organismo a los estímulos ambientales (Peake, 2016).

1. El ftalato de dietilo llega al medio ambiente a través de las industrias que fabrican cosméticos, plásticos y otros productos comerciales.
2. Bisfenol A (BPA): se encuentra en productos de producción masiva como dispositivos médicos, envases de alimentos , cosméticos, juguetes para niños, computadoras, CD, etc.
3. Productos farmacéuticos: un fungicida que se encuentra en los champús anticaspa . El ejemplo más común es el climbazol .
4. plaguicidas
5. Algunos, pero no todos: productos de limpieza , detergentes para ropa , suavizantes de telas , limpiadores de hornos y desinfectantes .
6. Fosfatos
7. Aceite

En Canadá, no existe ninguna ley que obligue a los fabricantes a declarar los riesgos para la salud y el medio ambiente asociados a sus productos de limpieza. Muchas personas compran estos productos para mantener un hogar limpio y saludable, a menudo sin ser conscientes de que pueden dañar tanto su propia salud como el medio ambiente. "Los canadienses gastan más de 275 millones de dólares en productos de limpieza para el hogar al año". ^{[ 2 ]} Los productos químicos de estos limpiadores entran en nuestro organismo a través de las vías respiratorias y la piel . Cuando estos productos se vierten por el desagüe, pueden afectar negativamente a los ecosistemas acuáticos . Tampoco existen regulaciones que exijan que los ingredientes figuren en las etiquetas de los productos de limpieza. Esto suele provocar que los usuarios desconozcan los productos químicos a los que se exponen a sí mismos y a su entorno.

Los ftalatos y el BPA se han utilizado desde las décadas de 1920 y 1930. Los ftalatos se han empleado como aditivos en el cloruro de polivinilo (PVC) desde 1926, pero también se utilizaron en el sector sanitario como repelentes de insectos y cercaricidas. El BPA está presente actualmente en la mayoría de los entornos acuáticos, ingresando a los sistemas de agua a través de vertederos y escorrentía de plantas de tratamiento de aguas residuales , lo que provoca su bioacumulación en organismos acuáticos. ^{[ 4 ]} Estos productos químicos, conocidos como disruptores endocrinos, llegan a los entornos acuáticos a través de la fabricación de productos industriales y de consumo, la agricultura, el procesamiento de alimentos y medicamentos, las plantas de tratamiento de aguas residuales y los desechos humanos.

Los ésteres de ftalato, aditivos comunes que suavizan y hacen más flexible el PVC, se encuentran en muchos artículos cotidianos como dispositivos médicos, envases de fragancias y cosméticos, cuerdas, barnices, envoltorios de plástico para alimentos y cortinas de ducha. Se han detectado ésteres de ftalato en agua, aire, sedimentos y cuerpos de agua en todo el mundo (Giam et al.). ^{[ 5 ]} Tanto los ftalatos como el BPA afectan la reproducción en animales, incluidos moluscos, crustáceos, anfibios y peces, principalmente al alterar los sistemas hormonales. Algunos ftalatos tienen vías de alteración aún más amplias, afectando el desarrollo y la reproducción en múltiples especies. Los impactos incluyen cambios en la producción de descendencia y una reducción del éxito de eclosión. Por ejemplo, en anfibios, los ftalatos y el BPA alteran la función tiroidea, afectando el desarrollo larvario. Los moluscos, crustáceos y anfibios son generalmente más sensibles a estos químicos que los peces, aunque se ha observado alteración de la espermatogénesis en peces a bajas concentraciones. ^{[ 4 ]}

Un ftalato específico, el ftalato de dietilo (DEP), ingresa a los ambientes acuáticos a través de industrias que producen cosméticos, plásticos y diversos productos comerciales, lo que representa un peligro para los organismos acuáticos y la salud humana. Estudios han demostrado que la bioacumulación de DEP ocurre en los tejidos de peces, como la carpa común ( Cyprinus carpio ), incluyendo los testículos, el hígado, el cerebro, las branquias y los músculos. Después de cuatro semanas de exposición a 20 ppm de DEP, la carpa se volvió somnolienta y descolorida. La contaminación por DEP también representa riesgos para los humanos por contacto con cosméticos y consumo de pescado. En países que practican la piscicultura con aguas residuales, donde estas se utilizan para el cultivo de peces, es muy probable que se produzcan alteraciones endocrinas y la presencia de residuos de ftalatos. Este riesgo aumenta cuando las aguas residuales de industrias que contienen DEP se vierten en estos ambientes. En peces, la exposición al DEP se ha relacionado con un aumento del tamaño del hígado, una disminución del tamaño de los testículos y alteraciones en la actividad enzimática (ALT y AST). ^{[ 5 ]} Además, se ha descubierto que el DEP disminuye la inmunidad de M. rosenbergii después de la exposición. Dado que las concentraciones de plastificantes utilizadas en entornos de laboratorio son similares a las que se encuentran en el medio ambiente, es probable que las especies silvestres se vean afectadas negativamente.

Los plaguicidas suelen causar graves problemas al medio ambiente. No solo matan a los organismos objetivo, sino también a otros no objetivo. Los plaguicidas se liberan intencionadamente al medio ambiente natural por personas que a menudo desconocen que estos productos químicos se dispersarán más de lo previsto (Hatakeyama et al., citado en ^{[ 6 ])} . Por lo tanto, los plaguicidas afectan en gran medida a las comunidades naturales en las que se utilizan. Afectan negativamente a múltiples niveles, desde moléculas, tejidos y órganos, hasta individuos, poblaciones y comunidades.

En el medio natural, una combinación de exposición a pesticidas y factores de estrés naturales como fluctuaciones de temperatura, escasez de alimento o disminución de la disponibilidad de oxígeno son peores que cuando se presentan por separado. Los pesticidas pueden afectar las tasas de alimentación del zooplancton. En presencia de pesticidas, el zooplancton muestra tasas de alimentación más bajas, lo que resulta en una reducción del crecimiento y la reproducción. La natación también puede verse afectada por los pesticidas, lo que representa un problema mortal para el zooplancton, ya que nada para obtener alimento y evitar a los depredadores. Dichos cambios pueden alterar las relaciones depredador-presa. Se observó un comportamiento de giro en Daphnia cuando fue inducido por carbaryl. La presencia de carbaryl aumentó la probabilidad de que Daphnia fuera devorada por otros peces, Dodson et al. citado por ^{[ 6 ]} . El tóxico pentaclorofenol aumenta la velocidad de natación en el rotífero Brachionus calyciflorus . Esto, a su vez, aumentó la tasa de encuentro con depredadores, Preston et al. citado por ^{[ 6 ] .}

Uno de los impactos ambientales más significativos de la exploración petrolera es la contaminación de los ecosistemas acuáticos por derrames y filtraciones de petróleo. En algunas zonas, como la Amazonía , incluso se utiliza petróleo para controlar el polvo en las carreteras, lo que provoca que la escorrentía contaminada llegue a los cuerpos de agua cercanos. Esto genera riesgos directos para la salud humana, ya que muchas personas, incluidos niños, caminan descalzas sobre estas carreteras impregnadas de petróleo, exponiéndose así al crudo. Además, las filtraciones de petróleo pueden contaminar los estanques que sirven como fuentes de agua potable para las poblaciones locales.

Durante la exploración petrolera, el lodo producido durante la perforación suele verterse en fosas que con frecuencia no están revestidas, lo que aumenta el riesgo de que los contaminantes se filtren al medio ambiente. Una preocupación ambiental clave son los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que, según Green y Trett, "se acumulan en partículas y sedimentos, protegiéndolos de la biodegradación". ^{[ 7 ]}

En un estudio, se recolectaron muestras de cuatro sitios (13 estaciones) en la Amazonía donde el petróleo crudo era el principal contaminante. El agua del Sitio B, un estanque de agua potable ubicado a 100 metros de una mina petrolera activa, presentó la mayor concentración de hidrocarburos totales de petróleo (TPH). Se encontró que las muestras de sedimento de la zona eran altamente fototóxicas . Esta región, con su infraestructura limitada, depende de ríos y estanques para obtener agua potable, para cocinar y para bañarse. Un estudio citado por Sebastián et al. reportó mayores tasas de cáncer en una aldea de esta región, junto con enfermedades generalizadas entre las personas que consumían el agua contaminada. ^{[ 7 ]}

Investigaciones posteriores de Wernersson exploraron la toxicidad de muestras de agua y sedimentos en dos especies acuáticas: Daphnia magna (un zooplancton crustáceo) e Hyalella azteca (un anfípodo). Se tomaron muestras de cuatro sitios contaminados por petróleo crudo. En el estudio, se observó inmovilidad en D. magna tras 24 horas de exposición en interiores. Al exponer los organismos a la luz solar, a menudo se recuperaban en una hora. Hyalella azteca se cultivó en las mismas condiciones, con sombra para reducir el estrés y un ciclo de luz de 16 horas de luz y 8 de oscuridad. Se registró letalidad tras 96 horas de exposición.

La ecotoxicidad nos ha permitido comprender mejor la magnitud del daño causado por la liberación de sustancias químicas tóxicas al medio ambiente. Según la Biblioteca Nacional de Medicina, «las estimaciones actuales proyectan que cada año, una carga combinada de millones de toneladas de sustancias químicas potencialmente tóxicas ingresa al medio ambiente proveniente de una amplia gama de procesos industriales y domésticos» (Fantke, 2020). Algunas de estas sustancias químicas tóxicas se descargan en lagos, ríos, el océano y las aguas subterráneas. Los animales, las plantas y las superficies acuáticas también pueden estar expuestos a las emisiones químicas en el aire causadas por ciudades, fábricas e incendios (Fantke, 2020). Los lodos químicos a menudo también llegan a los suelos agrícolas e industriales.

Estos compuestos químicos se degradan en el medio ambiente y pueden convertirse en metabolitos tóxicos. Cuando esto ocurre, tienen el potencial de bioacumularse y biomagnificarse en especies de niveles tróficos superiores (Fantke, 2020). Esto puede tener diversas consecuencias, entre las que se incluyen: la extinción de especies ambientalmente sensibles, alteraciones en las redes tróficas locales, cambios fisiológicos y genéticos, y alteraciones en la reproducción, el crecimiento y el comportamiento (Fantke, 2020). Si bien se ha investigado mucho sobre la ecotoxicidad, aún existe incertidumbre sobre la verdadera magnitud del daño causado. Es posible que existan consecuencias a largo plazo en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas locales y globales que aún no comprendemos.

• Ecotoxicología
• Toxicidad

• Peake, Barrie M.; Braund, Rhiannon; Tong, Alfred YC; Tremblay, Louis A. (2016). «Impacto de los productos farmacéuticos en el medio ambiente». El ciclo de vida de los productos farmacéuticos en el medio ambiente . págs. 109–152 . doi : 10.1016/B978-1-907568-25-1.00005-0 . ISBN  978-1-907568-25-1.
• Fantke, Peter; Aurisano, Nicoló; Desnudo, Jane; Backhaus, Thomas; Bulle, Cécile; Chapman, Peter M.; De Zwart, Dick; Dwyer, Robert; Ernstoff, Alexi; Golsteijn, Laura; Holmquist, Hanna; Jolliet, Olivier; McKone, Thomas E.; Owsianiak, Mikołaj; Peijnenburg, Willie; Póstuma, Leo; Roos, Sandra; Saouter, Erwan; Schowanek, Diederik; van Straalen, Nico M.; Vijver, Martina G.; Hauschild, Michael (diciembre de 2018). "Hacia la armonización de la caracterización de la ecotoxicidad en la evaluación del impacto del ciclo de vida" . Toxicología y Química Ambiental . 37 (12): 2955–2971 . Bibcode : 2018EnvTC..37.2955F . doi : 10.1002/ etc.4261 . PMC 7372721. PMID 30178491 .  

• Ecotoxmodels.org es un sitio web sobre modelos de ecotoxicidad.
• Ecotoxicidad Archivada el 8 de febrero de 2012 en la definición de Wayback Machine en el sitio web Science-in-the-Box de P&G.
• EXTOXNET – La red de toxicología de extensión
• Base de datos ECOTOX de la EPA (Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.) : datos de toxicidad para plantas y animales acuáticos y terrestres de muchas especies de prueba comunes.