Efectos biológicos en Salmonella typhimurium como consecuencias del excedente de contaminantes atmosféricos de un sistema urbano Public Deposited
In 1998, sampling of airborne particles equal or less than 10 m (PM10), were made every four days (in average), during 24 h, in the southwest of the Metropolitan Zone of the Valley of Mexico. The correlation between PM10 and extracted organic matter (EOM) was significant (r=0.81, p<0.0001), suggesting that their emission sources were similar. The concentration of both variables were greater in the fire period (FebruaryMay) than in without fire period (January, June-December) (p<0.05), increasing the burning of vegetation emission for both variables. PM10 and EOM correlated inversely with the relative humidity and proportionally with CO, SO2, O3 and NO2, which indicates that PM10 and EOM also originated of sources vehicles. Twenty-two polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and eleven nitro-derivates of PAH (nitro-PAH) were analyzed. The PAH of molecular weight > 252 g/mol were the most abundant and frequent (benzo(ghi)perilene > benzo(b+k)fluorantens > coronene > indeno(1,2,3-cd)pyrene), whereas the 9-nitroantracene and the 1-nitropyrene were the greatest nitro-PAH. These PAH and nitro-derivates can be considered as good markers of the incomplete combustion of gasoline and diesel engines. The accumulated monthly of MOE (complex mixture), was purified by chromatography in column, separating the substances with different polarity in fractions; each one of them were reanalyzed by gas chromatography-masses espectrometer (GC-ME) and the mutagenic potency of complex mixtures of EOM and its organic fractions, was tested by the Ames assay with TA98 (with and without the S9 enzymatic microsomal mixture) and YG1021 strains (overproducing of nitrorreductases); at least one fraction had greater mutagenic potency than its respective complex mixture, which suggested the interactions of the compounds contained in the EOM that cause antagonistic and/or synergistic events that increase or diminishe the observed genetic effects, since the correlations between the mutagenic potencies of TA98+S9 with PAH and those between TA98-S9 and YG1021 with nitro-PAH present in the complex mixtures, were not significant. Nevertheless, in the organic fractions the significant correlation were between the indirect mutagenic activity in TA98+S9 with fluorene, benzo(a)pyrene, indeno(1,2,3-cd)pyrene, dibenzo(ah+ac)anthracenes and coronene (PAH>252 g/mol, with exception of the fluorene) (p<0.05). Also, TA98-S9 correlated with 9- nitroanthracene and 1-nitropyrene and YG1021 with the same compounds besides with (1,5+1,3)-dinitronaphtalenes and 1,6-dinitropyrene. The low correlation between these compounds and the biological activity suggested a limited contribution of this family of compounds to the total mutagenicity obtained of EOM of the PM10 and it is possible that other organic compounds were involved to the observed effects. PAH (PM>252g/mol) and nitro-PAH associate to fine particles had great penetration in the respiratory tract, increasing the risk of negative effects in human health. In order to check if the antimutagenicity is involved, the fractions were combined in different proportions, in this case January (FO3) had one of the greatest mutagenic response with the other fractions (FO1, FO2 and FO4). The proportions were determined rom the recovered mass of each one with respect to the amount of fraccionated sample (EOM) and the mutagenic potency was evaluated with the strains TA98+S9 and YG1021, because it was obtained a reduction of the mutagenic activity in combinations FO3 +FO1 and FO3 + FO4 down the level of the EOM, but not in FO3 + FO2 combination where the response with both strains were lower than with FO3; the first two combinations showed the greatest difference in the proportions (1:7.5 for FO3 + FO1 and 1:24.5 for FO3 +FO4) whereas for FO3 + FO2 the porportion was 1:1.2. The decrease of the mutagenic activity suggested that some types of organic compounds contained in FO1 and FO4 (aliphatic hydrocarbons and fatty acids, respectively) will be an important factor in the reduction of the mutagenic potency such as antimutagens; however it is important to consider that the combinations of the mutagens presents in the FO3 had a strong dilution, therefore the reponse was not similar in the case of FO3 fraction analyzed alone. In order to prove this idea it was to analyzed the effects in YG1021 with a design based on the combination in equal proportions (1:1) with the fractions of May. Independently the kind of fraction the mutagenicity level was similar in all combinations. This afforded the bases to considerer that in the complex mixtures associated to the airborne particles, besides the type of compounds that interferred the expression of the mutagens present, another important fact is the proportion kept by other organic compounds related to the antimutagenic effects.
En 1998, se llevaron a cabo colectas de partículas menores o iguales a 10 m (PM10), cada cuatro días (en promedio), durante 24 h, en el suroeste de la Zona Metropolitana del Valle de México. La correlación entre las PM10 y la materia orgánica extraída (MOE) fue significativa (r=0.81, p<0.0001), , sugiriendo que las fuentes de emisión son similares. La concentración de ambas variables fue mayor en la temporada de incendios (febreromayo) que en la de no incendios (enero, junio-diciembre) (p<0.05), significando la quema de vegetación un incremento para ambas variables. PM10 y MOE correlacionaron de forma inversa con la humedad relativa y proporcionalmente con CO, SO₂, O₃ y NO₂, lo que indica que PM10 y MOE también se originaron de fuentes vehiculares. Se analizaron veintidós hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y once nitroderivados (nitro-HAP). Los HAP de peso molecular >252 g/mol fueron los más abundantes y frecuentes a lo largo del período de estudio (benzo(ghi)perileno > benzo(b+k)fluorantenos > coroneno > indeno(1,2,3-cd)pireno, mientras que el 9- nitroantraceno y el 1-nitropireno fueron los nitro-derivados de mayor concentración. Estos HAP y nitro-derivados son considerados como marcadores de la combustión incompleta de los motores de gasolina y diesel. La mezcla compleja de los acumulados mensuales de la MOE de las PM10, fue purificada mediante cromatografía en columna, obteniendo así la separación de los mutágenos presentes en fracciones con distinta polaridad; cada una de ellas se reanalizó mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-EM) y la potencia mutagénica de las mezclas complejas y de las fracciones orgánicas fueron obtenidas a través del ensayo de Ames en las cepas TA98 (con y sin la mezcla enzimática microsómica S9) y YG1021 (sobreproductora de nitrorreductasas), siendo, la potencia al menos en una de las fracciones mayor que en la respectiva mezcla compleja, lo que sugiriere que las diferentes interacciones de los compuestos que integran la MOE causan eventos antagónicos y/o sinérgicos que incrementan o disminuyen los efectos genéticos observados, ya que las correlaciones entre las potencias mutagenicas de TA98+S9 con HAP y aquellas entre TA98-S9 y YG1021 con nitro-HAP presentes en las mezclas complejas, no fueron significativas. Sin embargo, cuando se estudiaron las fracciones orgánicas, se encontró correlación significativa entre la actividad mutagénica indirecta en TA98 +S9 con fluoreno, benzo(a)pireno, indeno(1,2,3-cd)pireno, dibenzo(ah+ac)antracenos y coroneno (HAP252 g/mol, con excepcion del fluoreno) (p<0.05). Igualmente, TA98–S9 lo hizo con 9-nitroantraceno y 1-nitropireno y YG1021 con los mismos compuestos y además con (1,5+1,3)-dinitronaftalenos y 1,6- dinitropireno. Las correlaciones bajas entre estos compuestos y la actividad biológica sugieren una limitada contribución de esta familia de compuestos a la mutagenicidad total de la MOE obtenida de las PM10 y posibilita que otros compuestos orgánicos estén relacionados con los efectos observados. HAP (PM>252g/mol) y nitro-HAP están asociados a las partículas finas de mayor penetración en el tracto respiratorio, las cuales integran las PM10, incrementando el riesgo de posibles efectos negativos en la salud humana. Para verificar si el fenómeno de antimutagenicidad está involucrado, se realizó la combinación de las fracciones en distintas proporciones, en este caso la de mayor respuesta mutagénica de Enero (FO3) con las demás fracciones (FO1, FO2 y FO4). Las proporciones se determinaron a partir de la masa recuperada de cada una con respecto a la cantidad de muestra fraccionada (MOE) y la potencia mutagénica fue evaluada con las cepas TA98+S9 y YG1021, porque se obtuvo una reducción de las actividades mutagénicas en las combinaciones FO3 +FO1 y FO3 + FO4 por abajo del nivel de la potencia mutagénica de la MOE, no así en la combinación FO3 + FO2 en donde las respuestas con ambas cepas fueron menores que con la FO3; las dos primeras combinaciones mostraron la mayor diferencia en las proporciones (1:7.5 para FO3 + FO1 y 1:24.5 para FO3 +FO4) mientras que para FO3 + FO2 la proporción fue muy similar (1:1.2). La disminución de la actividad mutagénica sugirió que algunos tipos de compuestos orgánicos contenidos en FO1 y FO4 (hidrocarburos alifáticos y ácidos grasos, respectivamente) serán un factor importante en dicho descenso de la potencia mutagénica como antimutágenos; sin embargo, es necesario considerar que estas combinaciones de mutágenos presentes en la FO3 sufrieron una dilución fuerte, por lo tanto posiblemente la respuesta no fue similar a cuando dicha fracción (FO3) se analizó sola. Para probar esta suposición se decidió analizar los efectos con la cepa YG1021 con un diseño basado en la combinación en proporciones iguales (1:1) con las fracciones de Mayo. Independientemente de la clase de fracción, el nivel de la mutagenicidad fue similar en todas las combinaciones. Esto aportó las bases para considerar que en las mezclas complejas asociadas a las aeropartículas, además del tipo de compuestos que interfirieron en la expresión de los mutágenos presentes, otro hecho importante es la proporción guardada por otros compuestos orgánicos relacionados con los efectos antimutágenicos.
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