REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA DE LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA
Volumen XXIII
Número 3
Editorial
Los aminoácidos, eslabones de vida
Para la hipertensión, la jamaica
El cerebelo y sus lesiones
Trypanosoma cruzi y endotelio: ¿paraíso o campo de batalla?
¿Síndrome metabólico o nuevas costumbres?
Utilidad de las redes en la prevención de epidemias
Los helechos y el bosque de niebla
Las semillas de la magnolia
La productividad ecosistémica: ¿una estrategia empresarial?
Biomonitores: desenmascarando a los tóxicos
Tecnologías de la información y cambio climático
Y la simetría, ¿qué es?
CUENTO / Legado sombrío
DISTINTAS Y DISTANTES, MUJERES EN LA CIENCIA / Sofia Kovalevskaya o el camino poético de la matemática
CURIOSIDADES CIENTÍFICAS / El Camino de la Ciencia en Veracruz
NUESTROS COLABORADORES EN ESTE NÚMERO
Contenido
 

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. 46

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.