Microcistinas en el Embalse San Roque [Córdoba] : presencia, ecotoxicidad, regulación y biodegradación

• Autores: Amé, María Valeria
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Wunderlin, Daniel Alberto; Solis, Velia Matilde; Genti de Raimondi, Susana Del Valle; Cabrera, José Luis
• Materia: Microcistinas; Análisis del agua; Biodegradación; Rio Suquía [Córdoba]; Córdoba, Argentina; Calidad del agua; Cianobacterias; Dique San Roque; Agua; Contaminación del agua
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2003.
Fil: Amé, María Valeria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.
Fil: Amé, María Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.
En el presente trabajo se evaluó la presencia, toxicidad, producción y regulación y biodegradación de Microcistinas (MC) en dos de sus tipos, MC-LR y MC-RR y otros metabolitos secundarios producidos por cianobacterias en el embalse San Roque (Córdoba-Argentina). En primer lugar se realizó la caracterización del sitio de estudio mediante la determinación de 28 parámetros físicos, químicos y biológicos en 120 muestras de agua recolectadas entre Junio de 1998 y Enero de 2000. Este estudio permitió agrupar a la cuenca según la calidad de sus aguas en tres áreas: la cuenca alta, correspondiente a los sitios considerados prístinos (Cuesta Blanca y río Yuspe); el embalse San Roque y la cuenca media (río Suquía antes de la ciudad de Córdoba) y, finalmente, la cuenca baja con un notorio deterioro en la calidad de agua cuando el río ya atravesó la ciudad de Córdoba. La diferencia entre los sitios prístinos y el embalse San Roque se evidencian con mayor fuerza en la cuenca del Río San Antonio, poniendo a la ciudad de Carlos Paz y sus alrededores como los principales responsables del aporte de contaminantes al lago. Este aporte repercutiría de manera decisiva en el nivel de eutroficación del lago, pudiendo considerarse el mismo como un cuerpo de agua eutrófico a hipereutrófico, lo que favorece el desarrollo de cianobacterias tóxicas en su superficie. La frecuencia de aparición de MC se evaluó sobre un total de 35 muestras recolectadas en presencia de florecimientos o blooms de cianobacterias en el embalse San Roque entre Octubre de 1998 y Junio de 2002. Las MC, cianotoxmas con mayor frecuencia de aparición en lagos y embalses en todo el mundo, se evidenciaron en el 97% de los blooms estudiados. La concentración total de MC encontrada varió entre 5,8 y 2.400,6 ig.g-1 de material liofilizado. Si bien MC-LR y MC-RR fueron encontradas con igual frecuencia de aparición (83%) en el total de muestras analiiadas, las mayores concentraciones correspondieron a MC-RR. Conjuntamente con MC se aisló un compuesto presente en el 70% de las muestras analizadas con un peso molecular de 1633 (M1633) cuya estructura correspondería a la de un péptido no relacionado con MC. La lisis de las cianobacterias durante un bloom puede llevar a un aumento drástico de cianotoxinas en el agua con el consecuente impacto sobre la biota. Al evaluar el efecto de los metabolitos de cianobacterias estudiados (MC y M1633) sobre Scenedesmus armatus (alga verde) y Artemia salina se demostró que ambos compuestos tendrían impacto sobre estos organismos. Las MC y el péptido son capaces de activar los sistemas de detoxificación en el alga verde y, si bien las MC no afectan en mayor medida la viabilidad de Artemia salina, sí lo hace M1633 en forma significativa, lo que indicaría la importancia del estudio de nuevos metabolitos secundarios de cianobacterias, no solamente por sus posibles efectos tóxicos sino también por su potencial uso farmacológico. Mediante ensayos de biodegradación, las bacterias autóctonas del embalse San Roque mostraron capacidad de degradar la MC-RR luego de su conveniente aclimatación. El tiempo estimado para la aclimatación de estas bacterias, bajo condiciones aeróbicas y a temperatura ambiente, es de aproximadamente 14 días. La MC-RR es degradada por cepas mixtas de bacterias autóctonas aclimatadas, que estarían conformadas por tres cepas morfológicamente diferentes, potencialmente capaces de degradar MC-RR. Estas tres bacterias serían Sphingonionas subterranea, Afipia genosp. 9 y Acinetobacter baumanii, la primera de ellas previamente descripta como capaz de degradar MC. Para indagar sobre los factores ambientales que promueven la presencia de cianobacterias y la regulación en la producción de MC se realizaron estudios a campo y de laboratorio. Durante los estudios de campo se midieron distintos parámetros físicos, químicos y biológicos en 92 muestras de agua recolectadas en el embalse San Roque entre Octubre de 1998 y Junio de 2002. Se evaluó posteriormente la variación de nutrientes y otras condiciones ambientales relacionadas con la biomasa de cianobacterias y con el contenido de MC de las muestras de agua recolectadas en forma simultánea. La evaluación de estos datos se realizó a través de análisis discriminante (AD), que indicó que el P-inorgánico favorece el desarrollo de cianobacterias, mientras que aumentos en la concentración de carbonatos, bicarbonatos, sulfatos y coliformes fecales no serían acompañados por un aumento en la biomasa de estas algas. Si bien estos resultados están en concordancia con otros informes anteriores se pudo mostrar a través de este análisis la utilidad del AD para estudios de estas características. Se determinó además que la aparición de blooms tóxicos de cianobacterias en el embalse San Roque estaría favorecida a temperaturas superiores a 23°C y desfavorecida a concentraciones de N-amonio mayores a 36 jiM y concentraciones de hierro total superiores a 2 j.tM. Para corroborar estos resultados se realizaron en laboratorio cultivos de Microcystis aeruginosa aislada desde un bloom ocurrido en cercanías del dique San Roque. Se ensayaron dos condiciones para cada uno de estos parámetros: hierro total: 1 y 10 jtM, N-amonio: O y 54 pM, y temperatura: 20 y 28°C. El cultivo de Microcystis aeruginosa respondió a un aumento en la concentración de hierro disminuyendo su tasa de crecimiento pero aumentando la producción de proteínas y MC por célula. Sin embargo no se observó que el hierro favorezca específicamente la producción de MC sobre la biosíntesis total de proteínas. La máxima tasa de crecimiento en los cultivos de Microcystis aeruginosa se observó a 28°C. Sin embargo, la producción de MC y proteína por célula no se vieron afectadas por cambios en la temperatura. No obstante se observó que a 20°C la producción de MC-RR estaba favorecida sobre la MC-LR ya que la relación MCRR / MC-LR aumentó a medida que se realizaron diluciones sucesivas de los cultivos. A 28°C no se observaron cambios en el patrón de toxinas. La adición de amonio al medio de cultivo resultó en una caída del crecimiento de cianobacterias tanto como en una menor producción de MC y proteínas por célula. Bajo estas condiciones se observó una disminución del contenido de MC por unidad de proteína. No se llegó a determinar si la caída en el contenido de MC se debe a un efecto inhibitorio del amonio o a cambios en la población inicial de cianobacterias que lleven a un desplazamiento en la dominancia de cepas o genotipos no tóxicos. El mismo razonamiento puede seguirse al evaluar la incidencia de la temperatura en la producción de distintas variedades de MC. Serían necesarios estudios posteriores con cepas puras de cianobacterias, en cultivos axénicos, mediante estudios de dominancia de distintas cepas para poder arribar a conclusiones más precisas. No obstante esta tesis constituye el primer informe conocido sobre el posible efecto inhibitorio del amonio sobre la producción de MC. Este trabajo también constituye la primera evidencia de efectos de la temperatura sobre el patrón de producción de MC en Microcystis aeruginosa.
Fil: Amé, María Valeria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.
Fil: Amé, María Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.