Biomonitores: desenmascarando a los tóxicos
Edgar Alfonso Rivera León, Monserrat Macías
Carballo, Beatriz Palmeros Sánchez
y María del Socorro Fernández
En los últimos tiempos se ha incrementado el interés por
utilizar sistemas vivos que indican las condiciones del
medio en el que se encuentran. A estos sistemas se les
conoce como bioindicadores. Tales sistemas alteran sus características
estructurales, funcionamiento y reacciones cuando el medio
en el que se desarrollan se ve alterado, por lo que ofrecen maneras
muy prometedoras de identificar diferentes tipos de riesgos.
En realidad, todos los seres vivos responden a los factores
ambientales, sólo que unos son más sensibles que otros porque
responden mejor o porque lo hacen a hechos más interesantes.
Entre este grupo destacan los biomonitores, que son aquellos sistemas
vivos que nos indican la presencia de perturbaciones o contaminantes,
y que nos dicen además cuán fuerte es la alteración,
ya que entre mayor es la perturbación o la cantidad de contaminantes,
mayor es también su respuesta.
Es creciente el interés por el monitoreo ambiental, en
especial en los ecosistemas terrestres y acuáticos, y es entonces
cuando los biomonitores son útiles para determinar y valorar si
ciertos factores son un riesgo a la salud; lo que es más interesante
es que nos indican si un determinado proceso conduce al desarrollo
de una enfermedad. Los biomonitores pueden evaluar enfermedades
progresivas por los síntomas que se manifiestan tras un
largo periodo de exposición.
Otra ventaja de emplear biomonitores estriba en que
ayudan a determinar las variaciones que existen entre los individuos
(diferencias en la absorción, la biodisponibilidad, la excreción o los mecanismos reparadores del ADN), e incluso las
respuestas diferentes de un mismo individuo.
Es claro que existe una relación directa
entre la toxicidad de ciertos factores externos y
las alteraciones que provocan en los animales y
seres humanos, por lo que nunca será más apropiado
el uso de biomonitores y biomarcadores
para conocer lo que sucede tras la exposición a
un tóxico. Con esta forma de investigación se
descubren los más sutiles efectos de los contaminantes
tóxicos en la salud humana.
Biomonitores
Aunque todos los seres vivos actúan como biomonitores,
algunos son mejores que otros, entre
otras cosas porque son más sensibles, porque
los cambios y alteraciones que presentan son
más fáciles de observar y medir, porque son más
accesibles y baratos, y porque se pueden conservar
más fácilmente en el laboratorio.
Hay dos biomonitores con estas características:
los linfocitos y la cebolla.
Linfocitos humanos de sangre periférica (glóbulos
blancos). Constituyen un sistema biológico extremadamente
sensible que permite detectar los
cambios en los cromosomas provocados por
algún tóxico. Se puede disponer de ellos en
grandes cantidades ya que hay de 1,200 a 4,500
en un mililitro de sangre. Por lo común, los linfocitos
que se obtienen de una muestra están sincronizados
y se comportan igual. Normalmente,
ningún linfocito se divide, pero se puede lograr que
lo hagan adicionándoles un estimulante de la división
celular, como la fitohemaglutinina, que induce
la división celular de los linfocitos tipo B. Los glóbulos
blancos se pueden estudiar in vitro e in vivo.
Cebolla (Allium cepa). Es ésta un sistema biológico
utilizado para detectar fácilmente los cambios
provocados por agentes externos, pues
permite observar alteraciones en sus cromosomas
(mutaciones); es una especie excelente
para realizar este tipo de ensayos debido a que
posee ocho pares de grandes cromosomas. Esta
especie es muy útil y se le ha reconocido por ser
uno de los sistemas biológicos más sencillos y de
mayor validez citogenética de los sistemas de
ensayo actualmente disponibles, lo que ha permitido
evaluar los efectos genotóxicos de 148 compuestos
químicos.
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También se puede realizar la técnica de micronúcleos en
las células de cebolla, que es una prueba más sencilla, rápida y eficiente
que el análisis de alteraciones cromosómicas y anomalías de
la división celular. Además, los micronúcleos producidos son bastante
claros y se detectan fácilmente en el microscopio.
Efectos de un fármaco
de doble cara en los
linfocitos humanos
El tamoxifeno es el medicamento más usado en el tratamiento de
pacientes con cáncer de mama, pues actúa en el tumor impidiendo
su crecimiento ya que bloquea los estrógenos. Además,
estudios clínicos han demostrado que tiene algunos efectos benéficos
en tumores que carecen de receptores de estrógeno, lo que
puede indicar que tienen otros mecanismos de acción. En otros
tejidos actúa como estrógeno, por lo que se piensa que puede ser
una alternativa a la terapia de reemplazo de estrógeno en la menopausia.
También se sabe que actúa en la sangre reduciendo el
colesterol y las lipoproteínas de baja densidad entre 10 y 20% y
disminuye la pérdida de densidad de los huesos (osteoporosis) en
las mujeres postmenopaúsicas.
Sin embargo, existen evidencias de que este fármaco
aumenta el riesgo de desarrollar dos tipos de cáncer en el útero:
cáncer de endometrio y sarcoma en la pared muscular del útero.
A pesar de que el Estudio para la Prevención del Cáncer de Seno
(BCPT) no estableció una relación entre el tamoxifeno y otros tipos
de cáncer, se cree que puede estar relacionado con cánceres del
tracto digestivo en mujeres que reciben tratamiento para cáncer
de seno, y causar cáncer de hígado en determinadas variedades
de ratas.
La determinación del efecto tóxico del tamoxifeno se
estudió midiendo las alteraciones que provoca en los linfocitos
humanos normales sometidos a tratamiento usando dosis
menores, iguales y mayores a la que se le da a una paciente con
cáncer de mama (dosis clínica = 20 mg diariamente). Los linfocitos
fueron tratados con 1.25, 2.5, 5, 10, 20, 40 y 80 mg y se
encontró que las concentraciones de 40 y 80 mg, mayores a la
dosis diaria empleada en el tratamiento de una paciente, provocan alteraciones en los linfocitos humanos cultivados
in vitro. El fármaco alteró el material
genético de los linfocitos, demostrando así que
este compuesto es tóxico y puede provocar
efectos adversos.
Efecto de extractos de
tabaco sobre Allium cepa
y linfocitos humanos
La adicción al consumo de tabaco se ha incrementado
y extendido en la población joven. La
Organización Mundial de la Salud reporta la existencia
de mil millones de fumadores en el mundo,
y la muerte anual de alrededor de 40 millones por
enfermedades asociadas al consumo de tabaco.
Esta planta contiene más de 3 mil componentes,
entre los que destacan la nicotina, un estimulante
parecido a las anfetaminas que presiona el corazón
y libera ácidos grasos que se acumulan en
el epitelio respiratorio, destruyéndolo; el dióxido
de carbono, que interfiere en el transporte sanguíneo
del oxígeno y su depósito en los tejidos, y
el alquitrán, que lesiona los pulmones. El tabaco,
por su alto contenido de químicos, es muy tóxico,
por lo que se utiliza en la fabricación de plaguicidas.
Los efectos adversos del tabaco se
demostraron en la cebolla y en los linfocitos
humanos. Ambos biomonitores fueron expuestos
a un extracto de tabaco, teniendo como resultado
que los componentes de ese extracto provocan
alteraciones tanto en las células vegetales (cebolla)
como en las animales (linfocitos humanos).
Actualmente, los índices de contaminación
química y biológica siguen en aumento a
pesar de las campañas de concientización y las
medidas de contención tomadas en diferentes
niveles. Esto determina que sea necesario realizar de forma continua el monitoreo de la contaminación,
analizando de forma directa el efecto de
cada uno de los agentes químicos sobre los
organismos vivos. Con el fin de resguardar la
salud animal y vegetal, así como la de nuestro
medio, esta evaluación requiere de gran precisión
y conocimiento del contaminante a verificar.
Como el proceso debe ser rápido, económico y
no estar limitado por la sensibilidad y especificidad
del método utilizado, el uso de los biomonitores
y biomarcadores es y será de gran utilidad
para la ciencia.
Para el lector interesado
Banerjee, A. 1992. A time course study of the relative
cytotoxic effects of extracts of different types
of tabacco on Allium cepa mitosis. Cytologia,
57, 315-320.
Gonsebatt, M.E., Herrera, L.A. y Ostrosky,
P. (1994). Lymphocite proliferation as a biomarker in
environmental monitoring label, mitotic and
replication indices as biomarkers in enviromental
monitoring. En F. Butterworth y L.
Corkum (Eds.): Biomonitors and biomarkers as
indicators of environmental change. New York:
Plenum Press.
Rivera L., E.A. (2008). Efecto genotóxico del tamoxifeno
en linfocitos humanos. Tesis de
Licenciatura. Xalapa: Facultad de Biología de
la Universidad Veracruzana.
