ES2306567A1 - Metodo para la destoxificacion y depuracion de contaminantes organicos en moluscos bivalvos y su aplicacion. - Google Patents
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Abstract
Método para la destoxificación y depuración de
contaminantes orgánicos en moluscos bivalvos y su aplicación.
La presente invención proporciona el uso de la
N-acetil-
cisteína (NAC), o una sal farmacéuticamente aceptable de la misma, para facilitar la destoxificación y depuración de contaminantes orgánicos en moluscos bivalvos. La NAC es capaz de estimular la síntesis intracelular de glutatión e inducir las actividades glutatión S-transferasa y glutatión reductasa en los mejillones, por lo que acelera hasta cuatro veces la velocidad de eliminación de los plaguicidas de los tejidos de los bivalvos al igual que aumentar la tolerancia al estrés oxidativo.
cisteína (NAC), o una sal farmacéuticamente aceptable de la misma, para facilitar la destoxificación y depuración de contaminantes orgánicos en moluscos bivalvos. La NAC es capaz de estimular la síntesis intracelular de glutatión e inducir las actividades glutatión S-transferasa y glutatión reductasa en los mejillones, por lo que acelera hasta cuatro veces la velocidad de eliminación de los plaguicidas de los tejidos de los bivalvos al igual que aumentar la tolerancia al estrés oxidativo.
Description
Método para la destoxificación y depuración de
contaminantes orgánicos en moluscos bivalvos y su aplicación.
Destinado al sector de la acuicultura marina. La
presente invención va dirigida al sector de la depuración de
moluscos bivalvos cultivados en zonas donde pueda haber problemas
de contaminación por contaminantes orgánicos, como los plaguicidas
provenientes de zonas agrícolas o piscifactorías de cultivo de
salmón, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos
policlorados (PCBs), dioxinas, furanos y disruptores endocrinos
provenientes de zonas industriales y urbanas, y las biotoxinas
procedentes de episodios fitoplanctónicos.
Los moluscos bivalvos son unos organismos
filtradores que tienden a bioacumular los contaminantes orgánicos
del medio. El cultivo de moluscos bivalvos en zonas de poca
profundidad del mar y cercanas a zonas urbanas, industriales y/o
agrícolas puede provocar la acumulación puntual de contaminantes
orgánicos, tales como plaguicidas, hidrocarburos aromáticos
policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), dioxinas,
furanos y disruptores endocrinos en los tejidos de los mismos. El
consumo elevado de dichos bivalvos contaminados en los periodos de
máxima descarga de contaminantes representa un serio problema de
salud pública. La exposición crónica a plaguicidas está asociada a
un mayor riesgo de desarrollar cáncer y ciertas enfermedades
neurodegenerativas como el Parkinson (Alavanja et al. 2004,
Annu. Rev. Public Health 25: 155-197). La exposición
crónica a hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos
policlorados (PCBs), dioxinas y furanos también representa un mayor
riesgo de desarrollar cáncer (Rushton 2003, Occup. Environ. Med.
60: 150-156). Los disruptores endocrinos son
moléculas ambientales exógenas que pueden afectar la síntesis,
secreción, transporte, metabolismo, unión, acción y catabolismo de
hormonas naturales del organismo. Así, los disruptores endocrinos
pueden interaccionar con el sistema endocrino de los animales o
humanos, deteriorando un número variable de funciones del
desarrollo. Por otra parte, los moluscos bivalvos pueden acumular
toxinas naturales procedentes de ciertas especies de dinoflagelados
o diatomeas de las mareas rojas o afloraciones de microalgas. El
consumo de estos bivalvos puede causar efectos neurológicos severos
o incluso mortales, tales como las intoxicaciones de tipo amnésico
(ASP), diarreico (DSP), neurotóxico (NSP) y paralítico (PSP)
(Isbister y Kiernan 2005, Lancet Neurol. 4:
219-228).
Los métodos actuales de depuración de moluscos
bivalvos como los mejillones, ostras, almejas, berberechos, chirlas
y pectínidos (tales como vieiras, volandeiras y zamburiñas)
consisten en el tratamiento con agua filtrada y esterilizada o
mediante presión hidrostática a altas temperaturas para eliminar
bacterias y otros microorganismos patógenos de los tejidos de los
bivalvos, tal y como se describe en las patentes US5249548
(Shellfish depuration system; fecha de publicación:
1993-10-05), US5482726A (Method for
reducing contamination of shellfish;
1996-01-09) y US6537601 (Process of
elimination of bacteria in shellfish and of shucking shellfish;
2003-03-25). Normalmente esta
depuración es de 48 h. Sin embargo, la depuración o eliminación de
compuestos orgánicos de los moluscos bivalvos depende además de las
características naturales de cada especie, por lo que la depuración
convencional quizás no sea suficiente para eliminar totalmente los
contaminantes de sus tejidos. De hecho se ha observado que los
plaguicidas necesitan varios días para eliminarse totalmente de los
tejidos de los bivalvos (Serrano et al. 1997, Arch. Environ.
Contam. Toxicol. 33: 47-52), por lo que estas 48 h
podrían ser insuficientes. Además, en la depuración convencional no
se emplea un tratamiento farmacológico, ya que de hecho no existe en
el mercado un compuesto que sea útil para eliminar contaminantes
orgánicos en moluscos bivalvos.
Estudios previos demostraron que el antioxidante
y precursor de la síntesis de glutatión N-acetilcisteína (en
adelante, NAC) administrado en baños terapéuticos acelera la
recuperación de los peces intoxicados con una concentración subletal
de un plaguicida organofosforado (Peña-Llopis et
al. 2003, Dis. Aquat. Organ. 55: 237-245).
Además, según la patente española EP200402118 (Aditivo para piensos
y pienso que contiene dicho aditivo para tratar y prevenir el
estrés oxidativo y la toxicidad de los tratamientos parasiticidas,
pendiente), la NAC utilizada como aditivo de piensos para peces de
cultivo permite contrarrestar el estrés oxidativo y la toxicidad
ocasionada por los tratamientos con plaguicidas utilizados en la
eliminación de los parásitos de los teleósteos. La NAC es un
derivado aminoacídico que destaca entre los antioxidantes actuales
ya que no sólo es capaz de eliminar directamente a los radicales
libres, sino que también es capaz de ser desacetilada
intracelularmente para dar lugar al aminoácido
L-cisteína, que es el limitante en la síntesis de
glutatión (GSH). El glutatión es un tripéptido compuesto por
glutamato, cisteína y glicina que es indispensable en la mayoría de
organismos vivos, ya que interviene en varios fenómenos celulares
de gran importancia, tales como la destoxificación de xenobióticos,
la eliminación de radicales libres, el mantenimiento del estado
reducido en los grupos tioles de las proteínas (al actuar como un
tampón redox), la modulación de la función inmune y la síntesis de
ADN (Meister y Anderson 1983, Annu. Rev. Biochem. 52:
711-760). El glutatión está presente
mayoritariamente en las células en su forma activa y reducida
(GSH). Sin embargo, como consecuencia de las condiciones oxidantes,
dos moléculas de GSH que hayan captado un radical libre se pueden
unir por un puente disulfuro para generar una molécula de glutatión
oxidado o disulfuro (GSSG) y eliminar dichos radicales. El estrés
oxidativo se produce cuando existe un desequilibrio entre la
generación de radicales libres y su eliminación por parte de los
antioxidantes celulares y se caracteriza por la inactivación de
proteínas (y por tanto de enzimas), peroxidación de los lípidos de
membrana y daños en el ADN. Si se acumula el GSSG, éste se exporta
fuera de las células para evitar cambios en el estado redox celular
que podrían dar lugar a la muerte celular. Esto supone una
disminución en los niveles totales de glutatión. Por otra parte, el
GSH se puede conjugar a una gran variedad de compuestos tóxicos,
tanto de manera espontánea como catalizado por la glutatión
S-transferasa (GST), lo que implica el consumo irreversible
de o GSH. El GSH tiene transportadores específicos para exportarse
fuera de las células, pero en cambio no lo tiene para su
importación, necesitando ser catabolizado para luego ser
sintetizado intracelularmente. Puesto que numerosas enfermedades y
situaciones fisiopatológicas se caracterizan por presentar bajos
niveles intracelulares de glutatión, para aumentar estos niveles es
necesario proporcionar un precursor de su síntesis.
No obstante, la utilización de la NAC en
animales invertebrados no ha sido estudiada hasta la actualidad.
Así, la presente invención describe la aceleración de la
eliminación de contaminantes orgánicos en los tejidos de los
bivalvos mediante la administración de N-acetilcisteína
durante la etapa de depuración, lo que abre la perspectiva de
nuevos tratamientos depurativos.
Un objeto de la presente invención consiste en
un compuesto precursor de la síntesis intracelular de glutatión
caracterizado porque es útil en la destoxificación de contaminantes
orgánicos durante el proceso de depuración de moluscos bivalvos en
agua de mar.
Un objeto particular de la presente invención lo
constituye el que el precursor de la síntesis intracelular de
glutatión pertenece, a título ilustrativo y sin que limite dicho
alcance, al siguiente grupo: N-acetilcisteína,
2-oxotiazolidina-4-carboxilato
(Wu et al. 2004; J. Nutr. 134: 489-492),
ácido \alpha-lipoico, ácido dihidrolipoico,
ésteres de cisteína y glutatión, metionina, taurina,
N-(2-mercaptopropionil)glicina (Atmaca
2004; Yonsei Med. J. 45: 776-788), melatonina
(Urata et al. 1999; Free Radic. Biol. Med. 27:
838-847) y sus derivados o las sales
farmacéuticamente aceptables de los mismos.
Otro objeto particular de la presente invención
lo constituye el uso de un compuesto precursor de la síntesis
intracelular de glutatión para la fabricación de un medicamento
útil en la destoxificación de contaminantes orgánicos durante el
proceso de depuración de moluscos bivalvos.
Otro objeto particular de la presente invención
lo constituye el hecho de que los contaminantes orgánicos
pertenecen, a título ilustrativo y sin que limite dicho alcance, a
alguno de los siguientes grupos: plaguicidas, hidrocarburos
aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs),
dioxinas, furanos, disruptores endocrinos y toxinas procedentes de
episodios fitoplanctónicos, tales como el ácido domoico (ASP),
ácido okadaico (DSP), brevetoxinas (NSP) y la saxitoxina y
gonyautoxinas (PSP).
Otro objeto particular de la presente invención
lo constituye el hecho de que el contaminante orgánico es un
plaguicida organofosforado, y más preferentemente el fenitrotión.
Otros plaguicidas organofosforados a destacar son los
organofosfatos diclorvós, clorfenvinfós y glifosato y los
organotiofosfatos azametifós, malatión, clorpirifós, diazinón,
metidatión, paratión y metil paratión.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por incrementar los niveles intracelulares
de glutatión en los moluscos de cultivo.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por inducir la actividad glutatión
S-transferasa en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la
capacidad de destoxificación de contaminantes orgánicos.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por inducir la actividad glutatión
reductasa en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la tolerancia
al estrés oxidativo.
Finalmente, otro objeto de la presente invención
lo constituye el desarrollo de una composición farmacéutica para el
tratamiento de la contaminación marina en moluscos bivalvos,
caracterizada por la adición de un precursor de la síntesis
intracelular de glutatión.
La presente invención se basa en que los
inventores han descubierto, sorprendentemente, que la
administración de NAC en la etapa de depuración duplica e incluso
cuadriplica la velocidad de eliminación y destoxificación de
compuestos orgánicos - por ejemplo, plaguicidas - en los tejidos de
los moluscos bivalvos. Esto es así ya que los inventores han tenido
éxito en desentrañar que el tratamiento con NAC de la presente
invención aumenta la síntesis intracelular de glutatión en la
glándula digestiva de los mejillones - a pesar que dicha síntesis
está regulada por retroalimentación negativa, en la que el exceso
de GSH inhibe su síntesis (Richman y Meister 1975, J. Biol. Chem.
250: 1422-1426) - en concentraciones y en tiempo
adecuadas para llevar a cabo una función depurativa y de
destoxificación celular de los compuestos orgánicos. Además, en
paralelo con esto los inventores han identificado que la depuración
con NAC es capaz de inducir la actividad glutatión reductasa (GR) y
glutatión S-trasferasa (GST) en la glándula digestiva de los
moluscos de cultivo. El incremento en la actividad GR facilita la
reducción de GSSG a GSH, aumentando la relación GSH/GSSG, y por
tanto, proporciona una mayor tolerancia de los moluscos de cultivo
al estrés oxidativo. Las GSTs catalizan la conjugación del GSH con
compuestos apolares que contienen un átomo de carbono, nitrógeno o
azufre electrófilo. Esto permite la destoxificación de
xenobióticos, principalmente carcinógenos químicos y contaminantes
ambientales, incluyendo a los plaguicidas (como los herbicidas
acroleína y atrazina, los insecticidas organoclorados DDT y lindano
y los insecticidas organofosforados malatión y metil paratión), los
hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) (como los epóxidos
diólicos producidos a partir del criseno, metilcriseno,
benzo[c]criseno, benzo[g]criseno,
benzo[c]fenantreno, benzo[a]pireno,
dibenzo[a,h]antraceno y dibenzo[a,l]pireno) y otros
contaminantes como el arsénico inorgánico, además de la inactivación
de productos endógenos del estrés oxidativo, tales como aldehídos
\alpha,\beta-insaturados, quinonas, epóxidos e
hidroperóxidos) (Hayes et al. 2005, Annu. Rev. Pharmacol.
Toxicol. 45: 51-88). Las GSTs también catalizan la
destoxificación dependiente de GSH de otros contaminantes orgánicos,
como los bifenilos policlorados (PCBs) (Lee et al. 2005,
Toxicol Lett. 157: 139-149), dioxinas (como la
2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina [Machala
et al. 1998, Ecotoxicol. Environ. Saf. 41:
107-111]), furanos (como el
4-ipomeanol [Boyd 1981, Adv. Exp. Med. Biol. 136:
865-879]), disruptores endocrinos (como el bisfenol
A, Zeranol, 17\beta-oestradiol,
dietilestilboestrol y genisteína [Leffers et al. 2001, Hum.
Reprod. 16: 1037-1045; Nishizawa et al. 2005,
J. Reprod. Dev. 51: 593-605]) y las biotoxinas
procedentes de episodios fitoplactónicos (como el ácido domoico,
causante de las intoxicaciones de tipo amnésico [Bard 2000, Aquat.
Toxicol. 48: 357-389]; el ácido okadaico, causante
de las intoxicaciones de tipo diarreico [Ainbinder et al.
1997, Eur. J. Biochem. 243: 49-57]; las
brevetoxinas, causantes de las intoxicaciones de tipo neurotóxico
[Radwan et al. 2005, Toxicol. Sciences 85:
839-846] y la saxitoxina y gonyautoxinas, causantes
de las intoxicaciones de tipo paralítico [Gubbins et al.
2001, Harmful Algal Blooms 2000: 387-390]). En
general las GSTs metabolizan a muchos compuestos endógenos y
extraños que estimulan la expresión de una batería de genes
destoxificantes (tales como el citocromo P-450 y las
GSTs) a través de elementos de respuesta a electrófilos o
antioxidantes (ARE) y/o por unión del xenobiótico al receptor de
hidrocarbonos aromáticos (AhR) (Hayes et al. 2005, Annu.
Rev. Pharmacol. Toxicol. 45: 51-88). Por lo tanto,
la inducción de la actividad GST junto a niveles más altos de GSH
permitiría acelerar la destoxificación de una gran variedad de
contaminantes orgánicos con mayor eficacia, en especial fenitrotión
(Ejemplo 2).
En este mismo sentido, la depuración de los
mejillones llevada a cabo en la presente invención tras la
exposición de fenitrotión fue mayor en los tratados con NAC,
mientras que el tiempo de vida medio del plaguicida en los tejidos
de los mejillones (t_{1/2}) se redujo drásticamente y se
incrementó la velocidad de eliminación del fenitrotión de los
tejidos de los mejillones con respecto a los animales en los que la
depuración se llevó a cabo únicamente con agua de mar (Ejemplo 2).
Esto posibilita la utilización de la NAC para facilitar y acelerar
la eliminación de contaminantes orgánicos de los tejidos de los
moluscos bivalvos de cultivo. De esta manera, teniendo en cuenta
que la etapa de depuración de los moluscos bivalvos no sobrepasa
las 48 h, el tratamiento con NAC garantiza que en el caso más
extremo
de contaminación de los mejillones se producirá la destoxificación total de los plaguicidas durante dicho periodo.
de contaminación de los mejillones se producirá la destoxificación total de los plaguicidas durante dicho periodo.
Así, un objeto de la presente invención lo
constituye un método para la destoxificación y depuración de
contaminantes orgánicos en moluscos bivalvos, en adelante método de
la invención, caracterizado porque durante el proceso de depuración
de los moluscos en un baño terapéutico de agua de mar se incorpora a
ésta un precursor de la síntesis intracelular de glutatión.
Un objeto particular de la presente invención lo
constituye el método de la invención en el que el precursor de la
síntesis intracelular de glutatión pertenece, a título ilustrativo
y sin que limite dicho alcance, al siguiente grupo:
N-acetilcisteína,
2-oxotiazolidina-4-carboxilato
(Wu et al. 2004; J. Nutr. 134: 489-492),
ácido \alpha-lipoico, ácido dihidrolipoico,
ésteres de cisteína y glutatión, metionina, taurina,
N-(2-mercaptopropionil)glicina (Atmaca
2004; Yonsei Med. J. 45: 776-788), melatonina
(Urata et al. 1999; Free Radic. Biol. Med. 27:
838-847) y sus derivados o las sales
farmacéuticamente aceptables de los mismos. Una realización
particular de la presente invención lo constituye el método de la
invención en el que el precursor de la síntesis intracelular de
glutatión es la N-acetilcisteína o una sal farmacéuticamente
aceptable de la misma, y que se incorpora en una cantidad al agua
de mar de baño entre 0,001 y 10 g (de 0,00001 a 0,1%) por litro y
más preferentemente de entre 50 y 250 mg (de 0,0005 a 0,0025%) por
litro. Estos rangos de concentración son lo suficientemente amplios
para permitir los efectos deseados sin llegar a ser tóxicos para
los moluscos bivalvos.
El fármaco de la presente invención se puede
formular tal cual o como una sal farmacéuticamente aceptable de la
N-acetilcisteína. El término "sal farmacéuticamente
aceptable" significa todas aquellas sales que son aptas para el
contacto de los tejidos animales sin que se produzca toxicidad,
irritación, reacción alérgica y están acorde con una relación
riesgo/beneficio razonable. Las sales farmacéuticamente aceptables
son bien conocidas por un especialista en la técnica, siendo la sal
sódica la más común.
Otro objeto particular de la presente invención
lo constituye el método de la invención en el que los contaminantes
orgánicos pertenecen, a título ilustrativo y sin que limite dicho
alcance, a alguno de los siguientes grupos: plaguicidas,
hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados
(PCBs), dioxinas, furanos, disruptores endocrinos y toxinas
procedentes de episodios fitoplanctónicos, tales como el ácido
domoico (ASP), ácido okadaico (DSP), brevetoxinas (NSP) y la
saxitoxina y gonyautoxinas (PSP).
Otro objeto particular de la presente invención
lo constituye el método de la invención en el que el contaminante
orgánico es un plaguicida organofosforado, y más preferentemente el
fenitrotión. Otros plaguicidas organofosforados a destacar son los
organofosfatos diclorvós, clorfenvinfós y glifosato y los
organotiofosfatos azametifós, malatión, clorpirifós, diazinón,
metidatión, paratión y metil paratión.
La presente invención es aplicable a cualquier
tipo de molusco bivalvo en cuyo cultivo se presenten problemas de
contaminación por contaminantes orgánicos y/o estrés oxidativo.
Así, otro objeto particular de la presente invención lo constituye
el método de la invención en el que el molusco bivalvo de cultivo,
a título ilustrativo y sin que limite la presente invención, es un
molusco perteneciente al siguiente grupo: mejillón, ostra, ostrón,
almeja, chirla, berberecho, coquina y pectínidos como la viera,
volandeira y zamburiña. Una realización particular de la presente
invención lo constituye el método de la invención en el que el
precursor de la síntesis intracelular de glutatión es la
N-acetilcisteína y el molusco bivalvo es el mejillón.
Otro objeto de la presente invención es el uso
del método de la invención en un proceso de depuración y
destoxificación de compuestos orgánicos en moluscos bivalvos.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por incrementar los niveles intracelulares
de glutatión en los moluscos de cultivo.
Otro objeto de la presente invención lo
constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por inducir la actividad glutatión
S-transferasa en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la
capacidad de destoxificación de contaminantes orgánicos.
Finalmente, otro objeto de la presente invención
lo constituye el uso de un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado por inducir la actividad glutatión
reductasa en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la tolerancia
al estrés oxidativo.
Figura 1 - Perfil de bioacumulación de
fenitrotión en tejidos del mejillón para una concentración nominal
de 0,2 mg/L de plaguicida en el agua de mar. Esta figura indica que
a partir del quinto día de exposición se llega al estado
estacionario en la bioconcentración del plaguicida.
Figura 2 - Perfil de depuración de fenitrotión
en mejillón con las distintas concentraciones de
N-acetilcisteína utilizadas. Esta Figura indica la relación
dosis-efecto de la NAC, por lo que a mayor
concentración de NAC, mayor es la eliminación de plaguicidas de los
tejidos de los bivalvos.
Figuras 3A, 3B y 3C - Contenido en glutatión
reducido (GSH) (3A), oxidado (GSSG) (3B) y nivel del estado redox
del glutatión (GSH/GSSG) (3C) en la glándula digestiva de los
mejillones expuestos durante 20 días a 0,2 mg/L de fenitrotión y
depurados con diferentes concentraciones de NAC. Estas Figuras
muestran un incremento de la concentración de GSH durante las
primeras 48 h en la glándula digestiva de los moluscos tratados con
NAC, especialmente con 250 mg/L. La concentración de GSSG disminuye
con el tiempo de depuración, por lo que la relación GSH/GSSG
aumenta entre las 24 y 96 h de depuración. Los asteriscos expresan
las diferencias significativas entre tratamientos para un mismo
tiempo según los contrastes dentro del ANOVA de tres factores,
siendo *,*** P < 0,05, y 0,001 respectivamente. Los
valores representan la media \pm el error estándar (n=6
animales).
Figuras 4A y 4B - Actividad glutatión reductasa
(GR) (4A) y glutatión S-transferasa (GST) (4B) en la glándula
digestiva de los mejillones expuestos durante 20 días a 0,2 mg/L de
fenitrotión y depurados con diferentes concentraciones de NAC.
Estas Figuras muestran que la depuración con NAC induce la
actividad GR y GST en la glándula digestiva de los mejillones,
siendo especialmente significativo para una concentración de 250
mg/L de NAC. Por lo tanto, los animales tratados con NAC presentan
una mayor capacidad de regenerar GSH y destoxificar xenobióticos.
Los asteriscos expresan las diferencias significativas entre
tratamientos para un mismo tiempo según los contrastes dentro del
ANOVA de tres factores, siendo *, **, ***, P < 0,05, 0,01
y 0,001, respectivamente. Los valores representan la media \pm el
error estándar (n=6 animales).
Cuatrocientos veinte mejillones se distribuyeron
aleatoriamente en cuatro tanques de 150 L de fibra de vidrio. La
mitad se expusieron durante 20 días a una concentración nominal de
0,2 mg/L de fenitrotión técnico (96%) (O,O-dimetil
O-[3-metil-4-nitrofenol]
fosforotiato), con renovación cada 48 h del agua, plaguicida y
microalgas (Tetraselmis suecica). El fenitrotión es un
insecticida fenil organotiofosfato, al igual que el fentión,
paratión y metil-paratión. La concentración de
fenitrotión utilizada corresponde con la máxima registrada en el
Delta del Ebro (de 119 a 178 \mug/L; Oubiña et al. 1996,
Environ. Sci. Technol. 30: 3551-3557). La otra
mitad de los mejillones se expusieron a 2,9 \mul/L de acetona,
que fue la concentración utilizada para disolver el fenitrotión. La
cantidad de fenitrotión analizada en el agua de mar en cada
renovación del plaguicida fue de 213\pm15 \mug/L, lo que muestra
una gran concordancia con las concentraciones nominales. Al cabo de
1, 3, 7, 13 y 20 días de exposición se sacaron 5 mejillones de cada
tanque. A 2 animales se les analizó el contenido total de
fenitrotión mientras que a los otros 3 individuos se les extrajo la
glándula digestiva para determinar los niveles de glutatión y
actividades enzimáticas.
La determinación de fenitrotión en agua se llevó
a cabo mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de
masas según el método desarrollado por Hernández et al.
(1993, Chromatographia 37: 303-312). La
recuperación del fenitrotión a nivel de 200 ng/ml fue del 85\pm5%.
El límite de detección (LOD) fue de 0.1 ng/ml. Para la
determinación de fenitrotión en tejidos de moluscos se aplicó el
método desarrollado por Hernández et al. (1998,
Chromatographia 42: 151-158). Las recuperaciones
obtenidas en muestras fortificadas a nivel de 400 y 40 ng/g fueron
del 89\pm9% y 95\pm7%, respectivamente. Los limites de
cuantificación (LOQ) y de detección (LOD) fueron 10 ng/g y 1 ng/g,
respectivamente. El control de calidad del análisis se realizó
utilizando un patrón interno de fenitrotión marcado con deuterio
(fenitrotión (O,O-dimetil-d_{6})).
Los niveles de glutatión, tanto total como
oxidado, se determinaron según un ensayo colorimétrico sensible y
específico (Baker et al. 1990, Anal. Biochem. 190:
360-365). Las actividades enzimáticas se analizaron
según Peña-Llopis et al. (2003, Aquat.
Toxicol. 65: 337-360). El contenido de proteínas se
determinó por el kit de Bio-Rad basado en el
procedimiento colorimétrico de Bradford (1976, Anal. Biochem. 72:
248-254), usando albúmina sérica bovina como
estándar. El análisis de la varianza (ANOVA) de dos y tres factores
se realizó mediante modelos lineales generales (GLM) multivariantes
en el SPSS 12. Para comparar las medias de los tratamientos
correspondientes a un determinado tiempo se utilizaron contrastes
a priori entre determinados niveles de los factores.
\vskip1.000000\baselineskip
La exposición de los mejillones a 0,2 mg/L de
fenitrotión durante 20 días produjo una bioacumulación de este
plaguicida en los tejidos de los bivalvos. Los datos de la
concentración de plaguicida en los mejillones (C_{m}) se
ajustaron a una cinética de primer orden según Serrano et
al. (1997, Arch. Environ. Contam. Toxicol. 33,
47-52). Tras aproximadamente 5 días de exposición se
alcanzó una condición de estado estacionario en la bioconcentración
(Figura 1), obteniéndose un factor de bioconcentración (FBC) de 9.2
\pm 1.5 ml/g peso húmedo.
Los efectos globales de la exposición al
plaguicida sobre los bivalvos fueron una disminución y oxidación de
los niveles de glutatión y una inhibición de las actividades GR y
GST en la glándula digestiva (Tabla 2). Salvo la GST, los demás
parámetros presentaron un componente temporal, al aumentar con el
tiempo de exposición. Además, se observó para los niveles de GSH y
GSSG una interacción entre la exposición al plaguicida y el tiempo
de exposición. En concreto, los moluscos intoxicados mostraron una
disminución del contenido en GSH durante los 7 primeros días y un
subsiguiente aumento de GSSG desde el día 13 a 20 (Tabla 1). Esto
se vio reflejado en una importante oxidación de los niveles de
glutatión durante los 13 primeros días de exposición al plaguicida.
El fenitrotión provocó una significante inhibición de la actividad
GR durante toda la exposición y de la actividad GST al cabo de 20
días.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuatrocientos veinte mejillones se expusieron
durante 20 días a una concentración nominal de 0,2 mg/L de
fenitrotión técnico (96%) o a 2,9 \mul/L de acetona tal y como se
explica en el ejemplo 1. Posteriormente, estos mejillones fueron
distribuidos aleatoriamente en acuarios de 40 L con agua de mar
esterilizada por luz ultravioleta que contenía 0, 50 ó 250 mg/L de
NAC (por duplicado). De esta manera se estudió el efecto de la
depuración tras la intoxicación en agua de mar o en dos
concentraciones de NAC. Al cabo de 8, 24, 48, 96 y 168 h de
depuración se sacaron 10 mejillones de cada tratamiento. A 4
animales se les analizó el contenido en fenitrotión en sus tejidos
mientras que a los otros 6 individuos se les extrajo la glándula
digestiva para determinar los niveles de glutatión y actividades
enzimáticas.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La depuración de los mejillones tras 20 días de
exposición a 0,2 mg/L de fenitrotión fue mayor en los tratados con
NAC. La constante de depuración k_{2} se duplicó en los
bivalvos depurados con 50 mg/L de NAC y se cuadruplicó en los
tratados con 250 mg/L de NAC, por lo que el tiempo de vida medio del
plaguicida en los tejidos de los mejillones (t_{1/2}) se
redujo a la mitad y a una cuarta parte, respectivamente (Tabla 3).
Por lo tanto, el tratamiento con 50 y 250 mg/L de NAC duplicó y
cuadriplicó, respectivamente, la velocidad de eliminación del
fenitrotión de los tejidos de los mejillones. Así, mientras que los
mejillones depurados en agua de mar esterilizada necesitarían 130 h
para eliminar el 99% del plaguicida de sus tejidos, los tratados
con 50 mg/L de NAC necesitarían 66 h y los depurados con 250 mg/L
de NAC sólo requerirían 35 h (Tabla 3, Figura 2). Mientras tras 24
h de depuración en agua de mar permanecería el 43% del plaguicida
en los bivalvos, en los tratados con 50 y 250 mg/L de NAC lo haría
un 18.9 y 4.3%, respectivamente, lo que supone unas concentraciones
entre 2 y 10 veces inferiores. Tras 48 h de depuración, la
concentración remanente de plaguicida en los mejillones depurados
únicamente con agua sería un 18.2%. Esta concentración sería 5 y 93
veces mayor que la presentada por los animales depurados con 50 y
250 mg/L de NAC (3.6 y 0.2%), respectivamente (Tabla 3). Esto
garantiza que tratando a los moluscos bivalvos con 250 mg/L de NAC
se eliminan todos los plaguicidas dentro de las 48 horas necesarias
para la depuración.
Los efectos globales de la depuración indican un
aumento del contenido de GSH y especialmente de GSSG en la glándula
digestiva, que disminuye el estado redox del glutatión en los
mejillones expuestos al plaguicida (Tabla 5). Por el contrario, el
tratamiento con NAC induce la síntesis intracelular de GSH
manteniendo los niveles de GSSG, por lo que aumenta drásticamente la
relación GSH/GSSG. Las actividades GR y GST también se inducen
enormemente por el tratamiento con NAC. El tiempo de depuración
influyó en los niveles de GSH y del estado redox del glutatión y en
menor medida en la actividad GST. Por otra parte, el glutatión
oxidado presentó una interacción de la exposición al plaguicida con
el tiempo de depuración (Tabla 6). Esta interacción también se
observó en los niveles del estado redox del glutatión, además de
una interacción entre la exposición al fenitrotión y el tratamiento
con NAC y entre el tratamiento con NAC y el tiempo de depuración.
La actividad GR presentó una interacción entre los 3 factores
estudiados y la actividad GST una interacción entre la exposición
al fenitrotión y el tratamiento con NAC.
Los mejillones controles que fueron expuestos a
acetona durante 20 días y luego depurados con 250 mg/L de NAC
(Tabla 4) aumentaron el contenido de GSH entre las 24 y 48 h, el
estado redox del glutatión durante las primeras 48 h y a los 7
días, y estimularon la actividad GR a las 8 y 168 h y la actividad
GST a partir de las 48 h. Por otra parte, los animales que fueron
expuestos al plaguicida organofosforado durante 20 días y luego
depurados con NAC, aumentaron los niveles de GSH a lo largo de las
primeras 48 h (Figura 3A). El GSSG disminuyó con el tiempo (Figura
3B), incrementando el estado redox del glutatión entre las 24 y 96
h de depuración (Figura 3C). La actividad GR fue mayor en los
mejillones depurados con NAC durante las 24 y 48 h (Figura 4A),
mientras que la actividad GST estuvo altamente inducida en los
animales depurados con 250 mg/L de NAC (Figura 4B).
El efecto del tratamiento con NAC ha mostrado
ser dosis dependiente. A mayor concentración de NAC utilizada en la
depuración, mayores son los niveles de GSH, la relación GSH/GSSG y
las actividades GR y GST y menor la concentración del plaguicida en
los mejillones. Por lo tanto, el incremento del contenido de GSH y
la inducción de la actividad GST en la glándula digestiva son los
responsables en gran medida de la considerable aceleración en la
destoxificación y eliminación de fenitrotión de los tejidos de los
mejillones tratados con NAC. Esto posibilita la utilización de la
NAC para facilitar y acelerar la eliminación de contaminantes
orgánicos de los tejidos de los moluscos bivalvos de cultivo.
Claims (13)
1. Un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión caracterizado porque es útil en la destoxificación
de contaminantes orgánicos durante el proceso de depuración de
moluscos bivalvos.
2. Un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión según la reivindicación 1 caracterizado porque
pertenece al siguiente grupo: N-acetilcisteína,
2-oxotiazolidina-4-carboxilato,
ácido \alpha-lipoico, ácido dihidrolipoico,
ésteres de cisteína y glutatión, metionina, taurina,
N-(2-mercaptopropionil)glicina,
melatonina y sus derivados o las sales farmacéuticamente aceptables
de los mismos.
3. Un precursor de la síntesis intracelular de
glutatión según la reivindicación 1 caracterizado porque el
precursor de la síntesis intracelular de glutatión es la
N-acetilcisteína o una sal farmacéuticamente aceptable de la
misma.
4. Uso de un compuesto precursor de la síntesis
intracelular de glutatión según cualquiera de las reivindicaciones
de la 1 a la 3 para la fabricación de un medicamento útil en la
destoxificación de contaminantes orgánicos durante el proceso de
depuración de moluscos bivalvos.
5. Uso según la reivindicación 4
caracterizado porque los contaminantes orgánicos pertenecen
a alguno de los siguientes grupos: plaguicidas, hidrocarburos
aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs),
dioxinas, furanos y toxinas procedentes de episodios
fitoplanctónicos.
6. Uso según la reivindicación 4
caracterizado porque los contaminantes orgánicos son
plaguicidas organofosforados.
7. Uso según la reivindicación 4
caracterizado porque el plaguicida organofosforado es el
fenitrotión.
8. Uso según la reivindicación 4
caracterizado porque el molusco bivalvo de cultivo pertenece
al siguiente grupo: mejillón, ostra, ostrón, almeja, chirla,
berberecho, coquina y pectínidos.
9. Uso según la reivindicación 4
caracterizado porque el precursor de la síntesis
intracelular de glutatión es la N-acetilcisteína y el molusco
bivalvo es el mejillón.
10. Uso de un precursor de la síntesis
intracelular de glutatión en procesos de depuración de moluscos
bivalvos según las reivindicaciones de la 1 a la 9,
caracterizado porque incrementa los niveles intracelulares de
glutatión en los moluscos de cultivo.
11. Uso de un precursor de la síntesis
intracelular de glutatión en procesos de depuración de moluscos
bivalvos según las reivindicaciones de la 1 a la 9,
caracterizado porque induce la actividad glutatión
S-transferasa en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la
capacidad de destoxificación de contaminantes orgánicos.
12. Uso de un precursor de la síntesis
intracelular de glutatión en procesos de depuración de moluscos
bivalvos según las reivindicaciones de la 1 a la 9,
caracterizado porque induce la actividad glutatión reductasa
en los moluscos de cultivo, lo que aumenta la tolerancia al estrés
oxidativo.
13. Composición farmacéutica para el tratamiento
de la contaminación marina en moluscos bivalvos,
caracterizada por la adición de un precursor de la síntesis
intracelular de glutatión según las reivindicaciones de la 1
a la 4.
a la 4.
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|---|---|---|---|
| ES200600493A ES2306567B1 (es) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Metodo para la destoxificacion y depuracion de contaminantes organicos en moluscos bivalvos y su aplicacion. |
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| ES200600493A ES2306567B1 (es) | 2006-03-01 | 2006-03-01 | Metodo para la destoxificacion y depuracion de contaminantes organicos en moluscos bivalvos y su aplicacion. |
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|---|---|
| ES2306567A1 true ES2306567A1 (es) | 2008-11-01 |
| ES2306567B1 ES2306567B1 (es) | 2009-10-23 |
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2306567B1 (es) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003024487A1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | N.V. Nutricia | Method of increasing the presence of glutathione in cells |
| ES2249167A1 (es) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Consejo Superior Investig. Cientificas | Aditivo para piensos de peces de cultivo y pienso que contiene dicho aditivo para tratar y prevenir el estres oxidativo y la toxicidad de los tratamientos parasiticidas. |
-
2006
- 2006-03-01 ES ES200600493A patent/ES2306567B1/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003024487A1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-27 | N.V. Nutricia | Method of increasing the presence of glutathione in cells |
| ES2249167A1 (es) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Consejo Superior Investig. Cientificas | Aditivo para piensos de peces de cultivo y pienso que contiene dicho aditivo para tratar y prevenir el estres oxidativo y la toxicidad de los tratamientos parasiticidas. |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| PEÑA-LLOPIS, S, et al. Increased recovery of brain acetylcholisterinase activity in dichlorvos-intoxicated European eels (Anguilla anguilla) by bath treatment with N-acetylcysteine. Diseases of Aquatic Organisms, 2003, vol. 55, páginas 237-245. * |
| PEÑA-LLOPIS, S. Antioxidants as potentially safe antidotes for organophosphorus poisoning. Current Enzyme Inhibition, 2005, vol. 1 (2) páginas 147-156. * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2306567B1 (es) | 2009-10-23 |
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