Toxicidad del cromo y cadmio en ostión Crassostrea virginica (Gmelin) de la laguna de Mandinga, Veracruz Público Deposited

The objective of the present research was to find out the effect of Cr and Cd in the oyster Crassostrea virginica (Gmelin), from native populations of the Mandinga Lagoon, Veracruz, Mexico. Acute and sublethal semistatic bioassays were performed with organisms previously kept on a maintenance period in a closed circulating system with filtration, they were fed with Tetraselmis suecica (Kylin). Fixed conditions of the assay (22 %o and 25 ºC) were controlled together with pH, dissolved oxygen and total ammonia, besides the morphometry. Metals concentrations were measured by atomic absorption espectrophotometer. Mean lethal concentrations were obtained with levels in water and in tissue. In the sublethal exposure, were assessed two biomarkers: metalothionein and lipoperoxidation. In the physiological level: oxygen consumption, nitrogen excretion, food consumption, and faeces, were evaluated. Physiological data generated simple integrations as: O:N ratio, filtration rate, assimilation and assimilation efficiency and besides the complex integrations: basal rate and scope for growth. Mean lethal concentrations (LC 50-168h = 11.09 mgCr/L and LC50-72h = 24.87 mgCd/L, and), as well as Cd mean lethal body concentration (LBC50-7 h = 502.25 µgCd/gDW), showed an acceptable fit to the Probit log X model, but a badfit for Cr body concentration (LBC50-168h = 475.85 µgCr/gDW). The species behaved as a net Cd accumulator, but not in the case of Cr. The species resistance was similar to studies performed in higher latitudes. Biochemical analysis indicated that metalothionein was induced in oysters with 6 h of exposition to Cr. Oysters exposed to Cd showed differences in time with the . highest induction in digestive gland of oysters exposed to 0.110 mg Cd/L, where 810.1 µg/g, was registered and the values were directly proportional to the bioconcentration factor (BCF). The Cr exposed organisms did not exceed 299.2 µg/g; the induction was associated to a lower BCF. Abductor muscle did not show relevant relationships for both metals. Lipoperoxidation increased after 6 hours in Cd exposed organisms until 213 nmol MDA/mg and 263 nmol MDA/mg, almost twice the control value, 133.5 nmol MDA/mg. In Cr exposition, differences were evident at 72 hours with 272 nmol MDA/mg and 157 nmol MDA/mg, in average. Metalothionein increased after 6 h and lipoperoxidation after 72 h in Cr exposure, lipoperoxidation increase after 6 h in Cd exposure permits to suppose that metalothionein could be induced before. Condition in control organisms was good until the end of the twenty days bioassay in the physiological evaluation, with weight increase. The O:N ratio indicated metabolic stress as a consequence of exposure, in the highest concentrations of both metals, with minimum values in the third day with Cd exposition and in fifth day with Cr exposition. Those values were associated to own animal protein consumption, meanwhile in the lowest concentrations, values associated to carbohydrates consumption were observed in day 14 in Cd exposition and in day 19 in Cr exposition. Filtration presented two rates in organisms, a high rate, more frequent in controls and a low filtration rate. In organisms exposed to Cr, filtration rates did not evidence the metal effect, and the food ingestion was equal or superior to the controls´, but there were caloric losses in faeces. The controls and those oysters exposed to Cr were in the tolerance metabolic zone, in days 5, 10 and 15, but these presented more energy consumption to maintain basal rate in exposition to 0.080 mgCr/L. Energetic consumption in those exposed to 0.180 mgCr/L was similar to controls, but food ingestion, caloric loss by faeces, oxygen consumption, and nitrogen excretion were higher in those animals in day 10, which coincides with a lower food utilization and this, with the weight loss. The BCF was not correlated to the physiological parameters. Oysters exposed to Cd did not show high filtration rates and presented lower assimilation and assimilation efficiency. Scope for growth indicated that the organisms exposed to 0.095 mg Cd/L were in maintenance ration, and those exposed to 0.170 mgCd/L in the resistance zone. Cd generated a strong energetic consumption to maintain basal rate. BCF was proportional to oxygen consumption, nitrogen excretion and feces waste, meanwhile the ingestion, the same as the scope for growth were inverse proportional. The observed effects imply that even if C. virginica is not a net Cr accumulator, it can incorporate important quantities, and generate a metabolic effort to maintain homeostasis. In the other hand, actual Cd levels in Mandinga could represent a danger to C. virginica and human health. The elevated temperatures in Mexican coastal lagoons represent a risk, because environmental variations can generate metabolic stress, as well as increase the bioavailability of metals.

El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de Cr y Cd en ostión Crassostrea virginica (Gmelin) procedente de poblaciones nativas de la Laguna de Mandinga, Veracruz, México. Se realizaron bioensayos agudos y subletales, semiestáticos, con organismos sometidos a un período de mantenimiento previo, en un sistema de circulación cerrada con purificación. Fueron alimentados con Tetraselmis suecica (Kylin). Las condiciones fijas de ensayo (22 ‰ y 25 ºC), fueron controladas junto con el pH, el oxígeno disuelto y el amonio total, además de la morfometría. Los metales se midieron por espectrofotometría de absorción atómica. Se obtuvo la concentración letal media, con base en los niveles en el agua y en el tejido. En la exposición subletal se determinaron a nivel bioquímico dos biomarcadores: metalotioneínas y lipoperoxidación. A nivel fisiológico: consumo de oxígeno, excreción nitrogenada, consumo de alimento y producción de heces, con los cuales se generaron las integraciones simples: relación O:N, tasa de filtración, asimilación y eficiencia de asimilación, además de las integraciones complejas: metabolismo basal y campo de crecimiento. Las concentraciones letales medias (CL50-168h = 11.09 mgCr/L y CL50-72h = 24.87 mgCd/L), así como la concentración letal corporal de Cd (CLC50-72h = 502.25 µgCd/gPS), mostraron un ajuste aceptable al modelo Probit log X, sin embargo la de concentración letal corporal de Cr (CLC50-168h = 475.85 µgCr/gPS), mostró mal ajuste. La especie actuó como un acumulador neto de Cd, pero no de Cr. La resistencia de la especie fue similar a la registrada en estudios realizados en latitudes más altas. En el análisis bioquímico se observó inducción de metalotioneínas en ostiones con 6 h de exposición a Cr. Los ostiones expuestos a Cd mostraron diferencias en el tiempo con la mayor inducción, en la glándula digestiva de ostiones expuestos a 0.110 mgCd/L, donde se registró 810.1 µg/g, y los valores fueron directamente proporcionales al Factor de Bioconcentración (FBC). Los expuestos a Cr no superaron los 299.2 µg/g, y la inducción se asoció a un menor FBC. El músculo abductor no mostró relaciones relevantes con ninguno de los dos metales. La lipoperoxidación, se incrementó después de 6 horas hasta 213 nmol MDA/mg y 263 nmol MDA/mg, en organismos expuestos a Cd, aproximadamente al doble que los controles, 133.5 nmol MDA/mg. En exposición a Cr, las diferencias fueron evidentes hasta las 72 horas, con promedios de 272 nmol MDA/mg y 157 nmol MDA/mg. Hubo incremento de metalotioneínas a las 6 h de exposición exposición a Cr y de lipoperoxidación a las 72 h, el incremento de lipoperoxidación por exposición a Cd después de las 6 h, permite suponer que la inducción de metalotioneínas pudo ser anterior a ese plazo. En la evaluación fisiológica, la condición de los organismos control fue buena hasta el final del bioensayo de veinte días, observándose en ellos ganancia de peso. La relación O:N, indicó estrés metabólico como consecuencia de la exposición, en las concentraciones más altas de ambos metales, con valores mínimos el día 3 en exposición a Cd y el día 5 en exposición a Cr. r. Esos valores se asocian al consumo de proteínas propias del animal, mientras que en las concentraciones más bajas de exposición se observaron valores asociados al consumo de carbohidratos el día 14 en exposición a Cd y el día 19 en exposición a Cr. La filtración en los organismos mostró dos tasas, una alta que fue más frecuente en los controles y una tasa baja. En organismos expuestos a Cr, las tasas de filtración no evidenciaron la influencia del metal y la ingestión de alimento fue igual o superior a los controles, pero hubo pérdida calórica en heces fecales. Al igual que los controles, los expuestos a Cr, se encontraron en zona de tolerancia metabólica, en los días 5, 10 y 15 pero mostraron mayor consumo de energía para mantener metabolismo basal en exposición a 0.080 mgCr/L. El consumo energético en expuestos a 0.180 mgCr/L fue similar al de controles, pero estos animales ingirieron más alimento, tuvieron pérdida calórica en heces, mayor consumo de oxígeno y excreción nitrogenada el día 10, lo que coincidió con un menor aprovechamiento del alimento y con pérdida en peso. El FBC no tuvo correlación con los parámetros fisiológicos. Los ostiones expuestos a Cd no mostraron tasas altas de filtración y presentaron menor asimilación, y eficiencia de asimilación. El campo de crecimiento indicó que los organismos expuestos a 0.095 mgCd/L se encontraban en ración de mantenimiento y los expuestos a 0.170 mgCd/L, en zona de resistencia. El Cd generó un fuerte consumo de energía para mantener la metabolismo basal. El FBC fue proporcional al gasto por respiración, excreción nitrogenada y heces, mientras que la ingestión fue inversamente proporcional, al igual que el campo de crecimiento. Los efectos observados, implican que, aunque C. virginica no es un acumulador neto de Cr, puede incorporarlo en grandes cantidades y generar un esfuerzo metabólico para mantener la homeostasis. Por otro lado, los niveles de Cd presentes en Mandinga, podrían representar un peligro para C. virginica, y la salud humana. Las temperaturas elevadas de las lagunas costeras mexicanas representan un riesgo porque las variaciones ambientales pueden generar estrés metabólico, así como incrementar la biodisponibilidad de los metales.

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