Cyanobacteria y Cyanobacteria y producción de producción de cyanotoxinascyanotoxinas

Ricardo O. EcheniqueRicardo O. Echenique11,,

Darío AndrinoloDarío Andrinolo22 y Leda y Leda GiannuzziGiannuzzi22

1.- División Científica Ficología – Facultad de Ciencias Naturales y Museo 1.- División Científica Ficología – Facultad de Ciencias Naturales y Museo

Comisión de Investigaciones Científicas (Prov. Bs. As.)Comisión de Investigaciones Científicas (Prov. Bs. As.)

2.- Cátedra de Toxicología y Química Legal / CIDCA – Facultad de Ciencias Exactas2.- Cátedra de Toxicología y Química Legal / CIDCA – Facultad de Ciencias Exactas

CONICETCONICET

Universidad Nacional de La PlataUniversidad Nacional de La Plata

CyanobacteriaCyanobacteria Las Cyanobacteria, Cyanophyta o algas Las Cyanobacteria, Cyanophyta o algas

verde-azules son organismos procariotas de verde-azules son organismos procariotas de amplia distribución geográfica. Existen amplia distribución geográfica. Existen registros de su existencia desde hace 3300 a registros de su existencia desde hace 3300 a 3500 millones de años, siendo los seres 3500 millones de años, siendo los seres fotosintéticos mas antiguos.fotosintéticos mas antiguos.

Son unicelulares o multicelulares, cocales Son unicelulares o multicelulares, cocales ó filamentosos, planctónicos o adheridos a ó filamentosos, planctónicos o adheridos a un sustrato, acuáticos o terrestres. un sustrato, acuáticos o terrestres.

Los individuos aislados, generalmente son Los individuos aislados, generalmente son microscópicos aunque suelen desarrollarse microscópicos aunque suelen desarrollarse masivamente bajo condiciones ambientales masivamente bajo condiciones ambientales apropiadas, produciendo las denominadas apropiadas, produciendo las denominadas floraciones o “blooms”, manifestándose en floraciones o “blooms”, manifestándose en los ambientes que habitan, en forma de los ambientes que habitan, en forma de manchas desde verdosas hasta manchas desde verdosas hasta amarronadas.amarronadas.

Existen especies útiles (alimentación, Existen especies útiles (alimentación, fijación de suelos, etc.) y nocivas fijación de suelos, etc.) y nocivas (taponamiento de filtros, liberación de (taponamiento de filtros, liberación de olores desagradables (geosmina, olores desagradables (geosmina, metilisoborneol), generación de toxinas, metilisoborneol), generación de toxinas, etc.).etc.).

CyanotoxiCyanotoxinasnas

De los aspectos nocivos, la producción de toxinas, es el mas destacable.De los aspectos nocivos, la producción de toxinas, es el mas destacable.

Las cyanotoxinas han sido mencionadas como responsables de muerte de Las cyanotoxinas han sido mencionadas como responsables de muerte de animales, tanto silvestres como domésticos desde hace mas de un siglo (Francis, animales, tanto silvestres como domésticos desde hace mas de un siglo (Francis, i878)i878)..

En el hombre, son capaces, por contacto de ocasionar dermatitis, problemas en En el hombre, son capaces, por contacto de ocasionar dermatitis, problemas en las conjuntivas, etc. y por ingesta, pueden provocar diarreas, gastroenteritis, las conjuntivas, etc. y por ingesta, pueden provocar diarreas, gastroenteritis, hepatoenteritis. Por ingesta crónica algunas de ellas pueden generar tumores hepatoenteritis. Por ingesta crónica algunas de ellas pueden generar tumores cancerosos e incluso en casos agudos, ocasionar la muerte (Caxambú - cancerosos e incluso en casos agudos, ocasionar la muerte (Caxambú - Carmichael, 1996).Carmichael, 1996).

Existen dos grupos principales de cyanotoxinas: Existen dos grupos principales de cyanotoxinas:

Hepatotoxinas: Hepatotoxinas: Microcystinas, Nodularinas y Cylindrospermopsinas.Microcystinas, Nodularinas y Cylindrospermopsinas. Neurotoxinas: Neurotoxinas: Anatoxinas y SaxitoxinasAnatoxinas y Saxitoxinas..

Las Las hepatotoxinashepatotoxinas son péptidos monocíclicos. Actúan sobre el hígado, son péptidos monocíclicos. Actúan sobre el hígado, provocando hemorragias intrahepáticas, con destrucción de la arquitectura de los provocando hemorragias intrahepáticas, con destrucción de la arquitectura de los tejidos del órganotejidos del órgano..

Los principales géneros que las producen son: Los principales géneros que las producen son: Microcystis, Nodularia y CylindrospermopsisMicrocystis, Nodularia y Cylindrospermopsis

Las Las neurotoxinasneurotoxinas son alcaloides. Actúan interfiriendo el sistema nervioso son alcaloides. Actúan interfiriendo el sistema nervioso central, llegando a ocasionar la muerte de animales por parálisis de los músculos central, llegando a ocasionar la muerte de animales por parálisis de los músculos respiratoriosrespiratorios. .

Los principales géneros capaces de producirlas son: Los principales géneros capaces de producirlas son: Anabaena, Oscillatoria, Planktothrix, Nostoc y AphanizomenonAnabaena, Oscillatoria, Planktothrix, Nostoc y Aphanizomenon

Cyanobacteria en la República Cyanobacteria en la República Argentina Argentina

Episodios nocivosEpisodios nocivosEl primer registro se refiere a un trabajo realizado en 1954 en El primer registro se refiere a un trabajo realizado en 1954 en

la laguna de San Miguel del Monte, donde se produjo la la laguna de San Miguel del Monte, donde se produjo la mortandad masiva de peces en concordancia con una floración mortandad masiva de peces en concordancia con una floración de de Anabaena circinalis y Microcystis flos-aquaeAnabaena circinalis y Microcystis flos-aquae. (Ringuelet . (Ringuelet et alet al., ., 1955).1955).

En 1984, se dio a conocer la muerte de En 1984, se dio a conocer la muerte de 7272 vacas de un total vacas de un total de de 170170 que habían entrado a un campo. Lo mas destacado es que habían entrado a un campo. Lo mas destacado es que los animales muertos resultaron ser el total de los que que los animales muertos resultaron ser el total de los que habían consumido agua de un charco conteniendo habían consumido agua de un charco conteniendo Anabaena Anabaena flos-aquae, Nodularia spumigena y Microcystis aeruginosa. flos-aquae, Nodularia spumigena y Microcystis aeruginosa. (Odriozola (Odriozola et alet al., 1984)., 1984)

Otros episodios ocurridos en Argentina se registraron en Otros episodios ocurridos en Argentina se registraron en ambientes tales como ambientes tales como en:en:

Chubut,Chubut, laguna Willimaco (Pizzolon, 1996).laguna Willimaco (Pizzolon, 1996).Santa Fe,Santa Fe, Río Salado (García de Emiliani & Emiliani, 1997)Río Salado (García de Emiliani & Emiliani, 1997)..San Luis,San Luis, en embalses (González en embalses (González et alet al., 1999).., 1999). Ríos Limay, Neuquen y Negro,Ríos Limay, Neuquen y Negro, en embalses y distintos sectores en embalses y distintos sectores

de sus de sus cuencas (Echenique,1999).cuencas (Echenique,1999).Córdoba,Córdoba, embalses San Roque y Los Molinos embalses San Roque y Los MolinosProvincia de Buenos AiresProvincia de Buenos Aires varios cuerpos de agua (Echenique & varios cuerpos de agua (Echenique &

González, 1998; Echenique, 1999; Echenique et al. 2001 y 2003). González, 1998; Echenique, 1999; Echenique et al. 2001 y 2003). Tierra del Fuego,Tierra del Fuego, en el lago Fagnano (Bleta en el lago Fagnano (Bleta et alet al., 2003).., 2003).Salta,Salta, embalse Cabra Corralembalse Cabra Corral. . Entre Ríos (Argentina) y Uruguay,Entre Ríos (Argentina) y Uruguay, embalse Salto Grandeembalse Salto Grande..Corrientes,Corrientes, Río Paraná (2004)Río Paraná (2004)..

Toxicidad algal Toxicidad algal

en el en el

Río de la PlataRío de la Plata

22

11

1.- diciembre de 20031.- diciembre de 20032.- enero de 20042.- enero de 2004

Basados en anteriores fenómenos de floraciones ocurridos en el Río de la Plata, en Basados en anteriores fenómenos de floraciones ocurridos en el Río de la Plata, en diciembre de 2003, al observar manchas superficiales claramente identificadas diciembre de 2003, al observar manchas superficiales claramente identificadas como floraciones algales, se efectuó la toma de muestras de agua en el canal del como floraciones algales, se efectuó la toma de muestras de agua en el canal del Puerto La Plata. Mediante el análisis microscópico de las mismas, se determinó la Puerto La Plata. Mediante el análisis microscópico de las mismas, se determinó la presencia masiva de presencia masiva de Microcystis aeruginosaMicrocystis aeruginosa. .

Mediante estudios de toxicidad aguda (ensayos ratón) se comprobó la toxicidad Mediante estudios de toxicidad aguda (ensayos ratón) se comprobó la toxicidad de la cepa presente (aumento de volumen y cambio en la coloración en los hígados de la cepa presente (aumento de volumen y cambio en la coloración en los hígados de los ratones inyectados con el extracto liofilizado). Aplicando estudios analíticos, de los ratones inyectados con el extracto liofilizado). Aplicando estudios analíticos, (HPLC), se comprobó la presencia de microcystinas. (HPLC), se comprobó la presencia de microcystinas.

En enero de 2004 se realizó la toma de otra muestra de agua en el canal de En enero de 2004 se realizó la toma de otra muestra de agua en el canal de acceso al Puerto La Plata, en la zona del destacamento de Prefectura Naval acceso al Puerto La Plata, en la zona del destacamento de Prefectura Naval Argentina. En esa oportunidad además de agua, se tomaron muestras de moluscos Argentina. En esa oportunidad además de agua, se tomaron muestras de moluscos bivalvos (bivalvos (Limnoperna fortuneiLimnoperna fortunei). El análisis microscópico, de la muestra de agua, ). El análisis microscópico, de la muestra de agua, reveló nuevamente la presencia de reveló nuevamente la presencia de Microcystis aeruginosaMicrocystis aeruginosa y los estudios analíticos y los estudios analíticos indicaron nuevamente, presencia de microcystinas.indicaron nuevamente, presencia de microcystinas.

A y C: A y C: hígados de los ratones testigoshígados de los ratones testigos B y D: B y D: hígados de los ratones inyectadoshígados de los ratones inyectados

12 3

A42 3

B

C D

Microcystis aeruginosaMicrocystis aeruginosa..• Colonias halladas en el Río de la Plata (diciembre/ 2003 Colonias halladas en el Río de la Plata (diciembre/ 2003

y enero/ 2004)y enero/ 2004)

Espectros de absorción a 238 nm (HPLC) de las muestras delEspectros de absorción a 238 nm (HPLC) de las muestras delRío de la Plata,Río de la Plata,

4.- 4.- microcystina YRmicrocystina YR6 – 6 – microcystina LRmicrocystina LR1, 2, 3, 5 y 7.- 1, 2, 3, 5 y 7.- microcystinas no identificadasmicrocystinas no identificadas

Floración toxígena en la Floración toxígena en la

localidad de Pilalocalidad de Pila

En junio de 2004 en una “banquina” de la En junio de 2004 en una “banquina” de la localidad de Pila (Bs. As.) fue detectado un localidad de Pila (Bs. As.) fue detectado un desarrollo algal masivo. Se llevó a cabo un estudio desarrollo algal masivo. Se llevó a cabo un estudio a fin de determinar el taxón responsable y estimar a fin de determinar el taxón responsable y estimar su “peligrosidad” y los riesgos hacia la comunidad.su “peligrosidad” y los riesgos hacia la comunidad.

Se evaluaron la composición, cualitativa y Se evaluaron la composición, cualitativa y cuantitativa fitoplanctónica, los parámetros físico-cuantitativa fitoplanctónica, los parámetros físico-químicos del agua y la toxicidad (ensayos ratón). químicos del agua y la toxicidad (ensayos ratón). Además, se realizaron estudios analíticos, para Además, se realizaron estudios analíticos, para conocer las toxinas presentes. conocer las toxinas presentes.

Estudios microscópicos determinaron que la Estudios microscópicos determinaron que la especie responsable era especie responsable era Microcystis aeruginosaMicrocystis aeruginosa. El . El pH fluctuó entre 9,7 y 10,7 y la conductividad pH fluctuó entre 9,7 y 10,7 y la conductividad eléctrica entre 1210 y 1475 µSeléctrica entre 1210 y 1475 µS-1-1. La evaluación de . La evaluación de toxicidad resultó positiva. toxicidad resultó positiva.

El análisis de las muestras mediante El análisis de las muestras mediante Cromatografía Líquida de Alta Resolución Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) muestra la presencia mayoritaria de (HPLC) muestra la presencia mayoritaria de microcystina -LR con una concentración de microcystina -LR con una concentración de 95 95 µg de microcystina/gr. µg de microcystina/gr.

El perfil toxicológico de las muestras no varía El perfil toxicológico de las muestras no varía significativamente durante el año mostrando la significativamente durante el año mostrando la presencia predominante de microcistina-LRpresencia predominante de microcistina-LR.

Como consecuencia del estudio, se elevaron Como consecuencia del estudio, se elevaron una serie de sugerencias a las autoridades, para una serie de sugerencias a las autoridades, para que estas restrinjan el acceso de pobladores a que estas restrinjan el acceso de pobladores a la zona y para que soliciten a la empresa la zona y para que soliciten a la empresa responsable del tratamiento de los residuos responsable del tratamiento de los residuos cloacales, la reducción e incluso la eliminación cloacales, la reducción e incluso la eliminación de los efluentes, ya que estos, combinados con de los efluentes, ya que estos, combinados con otros factores, favorecen la formación de este otros factores, favorecen la formación de este tipo de desarrollos algales masivos.tipo de desarrollos algales masivos.

Salud Salud yy

Calidad del Calidad del AguaAgua

25.000 personas mueren por día 25.000 personas mueren por día

como consecuencia del uso del agua,como consecuencia del uso del agua,

4 millones de niños mueren por 4 millones de niños mueren por

año por diarreas,año por diarreas,

4/5 de todas las dolencias del 4/5 de todas las dolencias del

Tercer mundo se relacionan con el Tercer mundo se relacionan con el

agua potable,agua potable,

1/3 de las muertes del Tercer 1/3 de las muertes del Tercer

mundo se relacionan con lamundo se relacionan con la calidad calidad

del agua potabledel agua potable

Fuente: WWF/92 – ONU 2003Fuente: WWF/92 – ONU 2003