Papel de las enzimas B-esterasa en salud Pública y Animal: monitarización y detoxificación de plaguicidas organosfosforados

Abstract

La evaluación de los efectos de plaguicidas organofosforados (OFs) desde el punto de vista toxicológico tiene especial importancia en Salud Pública y Animal. Como biomarcadores de exposición a OFs se distinguen las B-esterasas. A este grupo de enzimas pertenecen la acetilcolinesterasa (AChE), la butirilcolinesterasa (BChE) y la carboxilesterasa (CbE). La inhibición de la actividad AChE es uno de los mecanismos primarios de toxicidad aguda en el tejido nervioso y su papel fisiológico está perfectamente definido en las transmisiones nerviosas. Sin embargo, la contribución de las actividades CbE y BChE en las rutas de metabolismo de OFs son cada vez más abordadas. El objetivo principal ha sido evaluar y caracterizar la actividad de enzimas Besterasas en diferentes especies, asociadas a los mecanismos de toxicidad de OFs. Dicho objetivo ha sido abordado mediante: 1) monitoreo en poblaciones silvestres de aves y peces, estableciendo datos basales y proponiendo tejidos y especies como potenciales bioindicadores; 2) bioensayos in vitro de exposición en cultivos primarios de células estrelladas pancreáticas de rata Wistar, obteniéndose respuestas dependientes de la concentración en las actividades esterasas; 3) ensayos in situ de exposición en lombrices de tierra (Eisenia foetida), evaluando los efectos tanto de toxicidad aguda sobre la especie de estudio (según el ensayo OECD, n207) como sobre la actividad de las B-esterasas, el principal resultado ha sido que la CL50 (concentración letal para la mitad de la población) es la recomendadas por el fabricante (DRF) y, la NOEC (concentración más alta sin efecto) 10 veces inferior a la DRF.

Toxicological assessment of organophosphorus pesticides (OPs) effects is especially important of Public and Animal Health. B-esterases are biomarkers of exposure to OPs. Enzymes belong to this group are acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE) and carboxylesterase (CbE). The physiological role of AChE is perfectly defined in nerve transmissions, and inhibition of their activity has been identified as one of the primary mechanisms of acute toxicity to the exposition to chemical nerve agents, including OPs pesticides. However, the contribution of CbE and BChE activities are also increasingly approached in metabolic pathways of OPs. The principal aim of the thesis are analyse and characterize the B-esterase activity in different animal species as biomarker of exposure to OPs pesticides, as well as to study their contribution in detoxification mechanisms of these substances. The goal has been achieved by 1) monitoring in wild populations of birds and fish, establishing baseline data and propose tissues and species as bioindicators; 2) exposure in vitro bioassays in primary cultures of Wistar rat pancreatic stellate cells, which has allowed evidence of induced a concentration-dependent inhibition of B-esterase activities; 3) in situ exposure tests with earthworms (Eisenia foetida), evaluation of the acute effect (according OECD test n207) and on the activity of B-esterases, the main result has been that the LC50 (lethal concentration for half of the population) is that recommended by the manufacturer (DRF) and, the NOEC (highest concentration without effect) 10 times lower than the DRF.