Rev.ictiol. 10 (1/2): 17-32, 2002
ISSN 0327-6090

Toxicidad y respuesta histopatológica en Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae) expuestos a cloruro de cadmio en ensayos agudos y subletales *

[Toxicity and histopathological response in Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae) exposes to cadmium chloride in acute and  subletal tests]

* El presente trabajo es una parte de la Tesis Doctoral presentada en la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas  y Naturales y Agrimensura  de la Universidad Nacional del Nordeste (Argentina).


Lourdes M. HIRT 1 y Hugo A. DOMITROVIC 2

1 Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones. Félix de Azara 1552 . CP 3300. Posadas, Argentina.  Correo Electrónico: lourdes@fceqyn.unam.edu.ar

2
Instituto de Ictiología del Nordeste, Facultad de Ciencias Veterinarias, Universidad Nacional del Nordeste. Sargento Cabral 2139, CP 3400. Corrientes, Argentina. Correo Electrónico: inicne@vet.unne.edu.ar

RESUMEN
La toxicidad aguda y subletal de cloruro de cadmio fue evaluada mediante ensayos de laboratorio utilizando la especie Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae), analizando los efectos sobre biomarcadores externos y lesiones histopatológicas. Los ensayos agudos, de tipo estático, fueron de 96 horas de duración, con un periodo posterior de recuperación de 7 días. Los ensayos subletales, semiestáticos, fueron de 28 días, con 7 días de recuperación. El valor de CL50-96hs fue de 44 mg l-1 de cadmio. Los peces expuestos a las diferentes concentraciones respondieron con oscurecimiento del tegumento, hemorragias branquiales e hipersecreción mucosa. Los efectos histopatológicos variaron en relación al tiempo de exposición y la concentración utilizada; en las branquias las lesiones más frecuentes consistieron en congestión laminillar, hemorragia, hiperplasia epitelial, hipertrofia epitelial, fusión laminillar; en el hígado hubo congestión, tumefacción celular, degeneración vacuolar, necrosis, degeneración pigmentaria, y quites de tejido parenquimático; en el bazo las lesiones más típicas fueron congestión y aumento de centros melanomacrófagos con diferentes características y coloraciones; y en el intestino se halló congestión, necrosis, hiperplasia de epitelio e hipertrofia de glándulas. Las lesiones en los tejidos presentaron escasa reversión en el periodo de recuperación. Con relación al  nivel de toxicidad, se determinó que el cadmio pertenece al grupo Grupo 2 (tóxico) con una CL50 entre 1 y 100 mg l-1, y su toxicidad en relación con otros metales pesados fue Cd-Zn-Pb-Cr < Al < Cu-Hg.

PALABRAS CLAVE: Cichlasoma dimerus - cadmio – toxicidad - histopatología – branquias – hígado - Argentina

ABSTRACT.
The acute and sublethal toxicity of  the cadmium chloride in Cichlasoma dimerus (Pisces, Cichlidae) was evaluate through laboratory tests, analyzing the effects on external biomarkers and histopathological lesions. Acute bioassays were statics, lasted 96 hours, with a recovering period of seven days. The sublethal bioassays were semi static, lasting 28 days and having seven days of recovery. The CL50-96hs value was of 44 mg l-1 of cadmium. The fishes exposed to different concentrations had responses characterized as darkening of the tegument, branchial hemorrhages and hypersecretion of mucus. The histopathological lesions varied in relationship to the exposition time and used concentration; in the gills the most frequent lesions consisted in lamellar congestion, hemorrhage, epithelial hyperplasic, epithelial hypertrophy and lamellar fusion; in the liver there was congestion, cellular swelling, vacuolar degeneration, necrosis, pigmentary degeneration and parenchymatic tissue cysts; in the spleen the most typical lesions were congestion, increase in melanomacrophage centers with different morphology and coloration; and in the intestine was found congestion, necrosis, epithelium hyperplasia and glandular hypertrophy. The lesions had scarce reversion during the recovery time. In relation with toxicity level, cadmium was included in the Group 2 (toxic) with a CL 50 between 1 and 100 mg l-1, and its toxicity in relation to other heavy metals was Cd- Zn-Pb-Cr < Al <  Cu-Hg.

KEY WORDS: Cichlasoma dimerus – cadmium – toxicity - histopathology – gills – liver -Argentina.

INTRODUCCIÓN.         
Los metales pesados constituyen los mayores contaminantes químicos tanto en países desarrollados como subdesarrollados. Disueltos en las aguas, producen en los peces sofocamiento debido a los precipitados o coagulados de mucoproteínas sobre el epitelio branquial constituyendo un bloqueo del intercambio de gases y de la excreción de productos de desecho (Jones, 1971).
La fuente principal del cadmio en el agua son los efluentes provenientes de fábricas de electrogalvanizados, petroquímicas, y de la lixiviación de depósitos geológicos. Este metal es absorbido dentro del organismo, y en las partículas inorgánicas del agua puede formar complejos solubles con sustancias húmicas no reduciéndose su toxicidad como ocurre con otros metales.

La incorporación del cadmio a la cadena alimentaria se hace principalmente a través de la dispersión en suelo y aguas hasta en las plantas (que son capaces de absorberlo a través no sólo de la raíz, sino t
ambién por los brotes y las hojas) y animales marinos. El ser humano incorpora al organismo aproximadamente un tercio del cadmio al que está expuesto con los alimentos de origen animal que consume, y dos tercios con los de origen vegetal (Antón y Lizaso, 2001).
Los estudios realizados para determinar la toxicidad del cadmio incluyeron a varias especies y aspectos como: nivel de concentración en hígado, sistema esquelético y branquias (Hinton & Laurén, 1990; Playle et al. 1993; Andersson & Holm, 1995), sobre efectos de mortalidad, aumento en la frecuencia de los macrófagos, mecanismos de detoxificación y cambios a nivel de los fenómenos reproductivos (Tafanelli & Summerfelt, 1975; Ribelin & Migaki, 1975; Oronsaye & Brafield 1984;. Lloyd, 1992; Glynn et al., 1992; Cuvin-Aralar & Aralar, 1993).

En el presente trabajo se determinaron los valores de CL50 y se analizaron los efectos sobre biomarcadores externos y las alteraciones histopatológicas producidas, en ensayos de toxicidad aguda y subletal, con cloruro de cadmio, en Cichlasoma dimerus.

MATERIALES Y MÉTODOS. 
Para la realización de los bioensayos se utilizaron ejemplares de la especie Cichlasoma dimerus  (Pisces, Cichlidae), obtenidos de un lote de 300 peces provenientes de un ambiente lenítico (58º 43’ W y 27º 27 ’ S) de la cuenca del Riachuelo (Corrientes, Argentina) y que fueron mantenidos en condiciones de laboratorio para aclimatación durante un período de 30 días, con un fotoperíodo de 12:12 horas, temperatura 23 ±3 ºC, y alimentados con un producto comercial en escamas. La alimentación fue suspendida 24 horas antes del inicio de la exposición.
Para los ensayos agudos se empleó el modelo de test estático, donde se utilizaron 3 réplicas con concentraciones de 10, 20, 30, 60 y 100 mg.l-1 de cloruro de cadmio (CdCl2), y un control, con 10 peces en cada acuario (Longitud = 4,19 ±0,15 cm, peso = 1,47 ±0,20 g). Se utilizaron acuarios de vidrio  de 5 litros de capacidad con aireación continua.
Durante el ensayo la temperatura del agua fue de 23 ±1 ºC, el pH 7,5 ±0,5 y el oxígeno disuelto 8,0 ±0,5 mg l-1. La exposición se realizó durante 96 horas y luego los peces fueron mantenidos durante 7 días para el período de recuperación. Durante la exposición se evaluaron las modificaciones en los siguientes biomarcadores externos: pigmentación del tegumento, secreción de mucus, natación y equilibrio, movimientos operculares respiratorios y motilidad de aletas. El estudio de los biomarcadores externos se realizó mediante un análisis de caracteres, utilizándose rangos semicuantitativos. Los valores de CL50 y CL1 para cadmio fueron obtenidos a partir del registro de peces muertos  mediante el método Probit (Finney, 1971; USEPA, 1989).
Como los intervalos de confianza del 95% para los valores de la  CL50 fueron coincidentes entre réplicas, los datos de las mismas fueron agrupados y promediados para la obtención de la CL50 a las 24, 48, 72 y 96 horas. La significancia estadística del ajuste se evaluó mediante el estadístico de X2 (P< 0,05).
Las muestras para histopatología se obtuvieron de peces moribundos y/o vivos durante las 96 horas de exposición y en el período de recuperación de siete días, luego fijadas en Bouin por 24 horas, incluidas en parafina, y los cortes histológicos fueron coloreados con Hematoxilina-Eosina.
En el ensayo subletal se realizó una exposición de 28 días  con un período de siete de recuperación, con 2 réplicas con concentraciones finales de 20 y 40 mg l-1 y un control, con 10 peces en cada acuario, renovándose cada 72 horas la solución del acuario. En forma similar se evaluaron los biomarcadores externos y las lesiones histopatológicas. Las muestras para el estudio histopatológico se obtuvieron cada 7 días.

RESULTADOS
 Ensayo Agudo
Modificaciones de Biomarcadores Externos.
En el tegumento, se observó un rápido oscurecimiento del tegumento, que alcanzó un color negro luego de las 6 horas de exposición, en los ejemplares expuestos a 100 mg l-1; mientras que el oscurecimiento intenso ocurrió luego de las 46 horas con una concentración de 60 mg l-1. En las exposiciones a 20 y 30 mg l-1, solo se produjo un oscurecimiento moderado luego de 32 horas.
Además, todo el tegumento fue cubierto por una hipersecreción mucosa a poco de iniciada la exposición a 100 mg l-1; mientras que con 60 mg l-1, el aumento de secreción fue gradual, cubriendo aletas y parte dorsal, inicialmente, y luego todo el cuerpo; con 30 mg l-1, si bien hubo hipersecreción, ésta no alcanzó a cubrir todo el tegumento; finalmente, el aumento de secreción fue muy leve, cubriendo sólo las aletas en las exposiciones a 10 y 20 mg l-1. En el grupo control no se observó modificaciones.
En la cámara branquial hubo producción de hemorragias, transcurridas 30 horas, cuando los peces se expusieron a concentraciones mayores de 60 mg l-1.
En cuanto a la natación, se produjeron movimientos erráticos con disminución de la actividad natatoria en aquellos peces sometidos a concentraciones mayores de 20 mg l-1.
Mortalidad y CL50: Los ejemplares de Cichlasoma dimerus toleraron las concentraciones de 10, 20 y 30 mg l-1 de cloruro de cadmio, sin que se produjeran muertes. Los peces tratados con 60 mg l-1 comenzaron a sufrir efectos letales a partir de las 24 horas, aunque la mortalidad fue relativamente baja y alcanzó al 25 % de los ejemplares a las 96 horas de exposición. Con la concentración de 100 mg l-1 la mortalidad fue del 23 % a las 24 horas de exposición, alcanzando el 50 % a las 48 horas. En la Tabla 1 se consignan los valores de CL50 y de la CL1 de cadmio para los tiempos de 24, 48, 72 y 96 horas de exposición.

Tabla 1. Valores de CL50 y CL1 de cadmio (mg l-1) para Cichlasoma dimerus (los límites de confianza del 95 % se expresan entre paréntesis).

Tiempo (horas)

 

24

48

72

96

CL50

85

(n.d.)

61

(50-81)

50

(41-60)

44

(40-57)

CL1

30

(8-46)

32

(11-43)

26

(11-35)

23

(10-31)

 Histopatología

Concentración de 100 mg l-1: Después de 3 horas de exposición en las branquias había pérdida total de su estructura laminillar, con necrosis coagulativa severa de las células epiteliales de laminillas y del epitelio del arco branquial, produciendo fusión total de laminillas y filamentos pero sin pérdida de la estructura capilar (Lám. 1a-b). En el hígado se observó degeneración vacuolar de hepatocitos (Lám. 1c).
Luego de 20 horas, las branquias presentaron pérdida de la estructura laminillar y capilar con necrosis severa y hemorragia (
Lám. 1f). En el hígado había necrosis difusa. En el intestino la necrosis era intensa, con pérdida de la estructura de la capa mucosa y había invasión leucocitaria en el tejido conjuntivo subyacente (Lám.1g); la necrosis era extensiva también al estómago.

A las 50 horas, las branquias presentaron fusión completa de laminillas branquiales, y se comenzó a observar hiperplasia e hipertrofia epitelial como primera respuesta celular. El epitelio del arco branquial también mostraba hiperplasia epitelial y abundantes células eosinófilas. El hígado presentaba gran cantidad de vacuolas medianas las que desplazaban el núcleo de los hepatocitos. En el estómago y el intestino había pérdida de la mucosa, invasión leucocitaria, gránulos oscuros y restos necróticos. En el bazo había intensa congestión, pigmentación amarilla y centros melanomacrófagos (CMM) oscuros.
Después de 70 horas, las branquias tenían las laminillas fusionadas totalmente, los filamentos branquiales estaban rodeados por abundantes células epiteliales necróticas, con infiltrado de leucocitos y células eosinófilas granulares (Lám.2a). El epitelio del arco branquial estaba recuperado en zonas delimitadas (Lám.1h), con infiltrado leucocitario. El hígado tenía focos de células vacuoladas, algunas con núcleos picnóticos. El intestino reveló un intenso infiltrado leucocitario, y había hemorragia intraluminal. El bazo tenía CMM abundantes, con los vasos sanguíneos muy dilatados y abundantes eritrocitos.

Después de 96 horas de exposición, las branquias tenían el epitelio del arco branquial hipertrófico y con infiltrado leucocitario. En los filamentos branquiales había hipertrofia epitelial de las laminillas y las células cloruro, y algunas laminillas secundarias estaban engrosadas. La fusión laminillar era total en algunas zonas (Lám 2b), mientras que en otras ésta no fue observada (Lám 2c). En el intestino había recuperación del epitelio. En el hígado se observaron focos de hepatocitos vacuolados con núcleos hipertróficos y muy teñidos.

Durante el período de 7 días de recuperación y después de 72 horas, no se observó reparación en las branquias ni en el hígado, mientras que el intestino mostraba regeneración de su capa mucosa. Transcurridas 120 horas, las branquias tenían los filamentos con las laminillas fusionadas por la base, con hipertrofia moderada (Lám. 3a) y algunos edemas, y la recuperación era parcial, y el epitelio del arco branquial tenía una leve hipertrofia. La estructura del intestino había recuperado su aspecto normal. Al final de las 168 horas de recuperación, había mayor reparación en las branquias. El hígado presentaba congestión y algunas células vacuolizadas. El intestino en general estaba normal, pero se observaron algunos quistes intraepiteliales de probable contenido mucoso (Lám. 3b).
C
oncentración de 60 mg l-1:
A las 20 horas de exposición, en las branquias se halló necrosis severa con fusión parcial de laminillas, congestión y pérdida de la estructura capilar, engrosamientos en la base de algunas laminillas y necrosis del epitelio del arco branquial (Lám. 1d- e).
Después de 96 horas de exposición, l
as branquias tenían las laminillas fusionadas, con intensa hiperplasia epitelial y pérdida de la estructura laminillar; ciertas zonas del epitelio del arco branquial tenían infiltrado inflamatorio, mientras que otras zonas del mismo presentaban una recuperación de su estructura (
Lám.2d). Además, en los filamentos había hipertrofia epitelial leve, fusión basal y hemorragia (Lám. 2e-f), pero en algunas zonas las laminillas se fusionaban en sus extremos En el hígado, el hepatopáncreas contenía células hipertróficas con núcleos muy teñidos, y congestión vascular. El estómago e intestino presentaron sus estructuras normales. El bazo tenía CMM grandes y muy pigmentados, de color marrón oscuro a negro.
Transcurridas 72 horas del periodo de recuperación, l
os filamentos branquiales tenían sus laminillas totalmente fusionadas, con hiperplasia e hipertrofia epitelial, y edemas pronunciados, más predominantes en la base del filamento. En el hepatopáncreas, ciertas zonas del páncreas presentaban invasión leucocitaria, los núcleos celulares picnóticos, y algunas áreas con hepatocitos vacuolizados. El intestino mostró infiltrado leucocitario. A las 120 horas, las branquias tenían congestión laminillar severa, fusión de laminillas con hiperplasia epitelial notable en algunas laminillas. En determinados filamentos se observó telangiectasia y edema. El hígado tenía zonas con hepatocitos vacuolizados, núcleos muy teñidos y nucleolos evidentes. En el estómago e intestino la estructura normal. Al finalizar las 168 horas de recuperación, en las branquias, si bien persistía la fusión laminillar con leve hiperplasia e hipertrofia epitelial, se observó que la estructura laminillar había recuperado un aspecto casi normal. En el bazo las estructuras eran normales.
Concentración de 30 mg l-1:
Luego de 96 horas de exposición, en las branquias los filamentos presentaban zonas con fusión parcial de laminillas (Lám. 2g), las que tenían hipertrofia epitelial. Se hallaron algunos filamentos con pérdida de la estructura capilar y edema subepitelial. En el hígado había focos de hepatocitos vacuolizados. En el intestino se encontró un infiltrado leucocitario leve.
Luego de 72 horas del periodo de recuperación, en las laminillas y en los arcos branquiales había hiperplasia e hipertrofia epitelial, edema subepitelial, y pequeñas telangiectasias. Los hepatocitos presentaban vacuolización en forma aislada. El intestino no estaba afectado. A las 120 horas, hubo recuperación parcial de la estructura branquial, persistiendo algunas áreas con hiperplásia e hipertrofia moderada.. En el hígado persistían zonas con hepatocitos vacuolizados. Al finalizar el periodo de recuperación, en general las branquias mostraron recuperación parcial, aunque persistía la hipertrofia epitelial y una leve hiperplasia en la base de las laminillas pero sin fusión laminillar (
Lám. 3c). El hígado e intestino estaban normales.
Concentración de 20mg l-1:
A las 96 horas de exposición, la estructura general de las branquias tenía un aspecto normal (Lám. 2h ), aunque había zonas con leve hipertrofia e hiperplasia epitelial, y fusión parcial de laminillas; y también se hallaron telangiectasias de tamaño variable. El hígado presentaba focos de hepatocitos vacuolizados. El ovario tenía ovocitos necróticos, muy basófilos y con abundantes células foliculares.
A las 72 horas del periodo de recuperación, l
as branquias se presentaron con filamentos engrosados, fusión parcial de laminillas, hipertrofia moderada y leve hiperplasia del tejido epitelial. En el hígado había congestión y vacuolización perivenosa. En el intestino el epitelio estaba normal. A las 120 horas, las branquias mostraron recuperación parcial, aunque algunos filamentos continuaban fusionados por su base.
Los ovarios mostraron estructuras normales.
Al finalizar las 168 horas de recuperación, los filamentos branquiales revelaron una importante recuperación, con persistencia de algunas laminillas fusionadas. El hígado mostraba células vacuolizadas y con gránulos eosinófilos. El bazo tenía CMM grandes y con pigmento oscuro.
Concentración de 10 mg l-1:
Después de 96 horas de exposición, los filamentos branquiales tenían sus extremos redondeados, el epitelio de las laminillas estaba levemente hipertrófico; había algunos filamentos con fusión total de laminillas, observándose además invasión de leucocitos en la zona del arco branquial. El hígado se presentó con pequeñas zonas vacuolizadas.
Luego de 72 horas del periodo de recuperación, e
n las branquias había edemas subepiteliales en varias laminillas y una leve hipertrofia en algunas laminillas secundarias. El intestino e hígado estaban normales. Transcurridas 120 horas, las branquias tenían fusión parcial en la base de las laminillas, con hiperplasia del epitelio de laminillas y del arco branquial. Al final del periodo de recuperación, en las branquias se observó una importante recuperación, pero aún persistían zonas con laminillas fusionadas, y algunos edemas subepiteliales leves en algunos filamentos.
Control:
No se observaron lesiones en los tejidos analizados.

  Ensayo Agudo
Modificaciones de Biomarcadores: En los peces expuestos a las dos concentraciones utilizadas, a partir de los 14 días de exposición se observó descamación tegumentaria en toda la superficie  corporal, que se intensificó hasta el final del ensayo; además, hubo hipersecreción mucosa y oscurecimiento del tegumento. A los 28 días, las aletas pectorales y caudal estaban erosionadas con pérdida parcial de tejido, observándose exoftalmia en la mayoría de los ejemplares. Durante el período de recuperación las condiciones generales mejoraron con una disminución de las lesiones tegumentarias.
Lesiones histopatológicas

Al realizar el muestreo histopatológico, en los órganos internos se observó una hipertrofia progresiva del bazo y el hígado, con una coloración oscura para el primero y muy pálida para el segundo.

A los 7 días de exposición, las branquias mostraron congestión, hipertrofia epitelial, y fusión de filamentos y laminillas (Lám 3e); el epitelio del arco branquial estaba hipertrófico y presentaba quistes y edemas subepiteliales; mientras que en el hígado se hallaron hepatocitos grandes y vacuolizadas. El control no presentaba lesiones (Lám. 3d). Luego de 14 días, las branquias tenían hipertrofia epitelial, con presencia de gránulos hialinos, y la fusión laminillar alcanzaba diferentes grados de extensión, desde parcial a total en las bases y extremos (Lám. 3f-g); el hígado tenía degeneración vacuolar; y el bazo mostraba grandes CMM oscuros y gránulos hialinos. Entre los 21 y 28 días de exposición, en las branquias persistió la hipertrofia epitelial, con laminillas fusionadas por las bases (Lám. 3h), y presencia de gránulos hialinos y formaciones quísticas; en hígado e intestino había degeneración vacuolar hepática y gránulos hialinos; y en el bazo se observó congestión intensa con CMM grandes y oscuros.

La recuperación fue mínima en el periodo posterior a los 28 días de exposición
, tanto en branquias como en hígado y bazo.

 DISCUSIÓN

El cadmio representa uno de los metales de mayor contaminación en muchas partes del mundo encontrándose acumulado en altas concentraciones en los tejidos de los peces en ambientes acuáticos con contaminación (Zelikoff et al., 1995). Se deposita en los sedimentos y llega a los ambientes acuáticos a través de los fertilizantes fosfatados y de la manufactura de baterías de níquel y cadmio. La acción del cadmio resulta en un bloqueo de los grupos sulfhídricos de las enzimas, donde compite por sitios de ligamiento con el Zn (Allen, 1993).
Los ejemplares de Cichlasoma dimerus expuestos a 100 mg l-1 de cloruro de cadmio durante 96 horas, mostraron pérdida de equilibrio, intenso oscurecimiento del tegumento, el cuerpo y las aberturas branquiales estaba cubierto de una película de mucus y mostrando movimientos de sofocación. El cadmio produce generalmente sofocamiento en los peces debido a que los precipitados o coagulados de mucoproteínas producidos como defensa se depositan sobre el epitelio branquial, esto produce un bloqueo del intercambio de gases, de la excreción de productos de desecho y de la osmoregulación (Tafanelli y Summerfelt; 1975).
Algunos de estos efectos, como la pérdida de equilibrio, fueron observados en ejemplares de Brachydanio rerio que fueron expuestos a cloruro de cadmio en ensayos agudos y subagudos (Karlsson-Norrgren et al., 1985).
Los ejemplares de Cichlasoma dimerus toleraron las concentraciones de 10, 20 y 30 mg l-1
de ClCd2, sin que se produjeran muertes. Resultados semejantes fueron observados en Oreochromis niloticus donde la mortalidad fue baja (Cuvin-Aralar & Aralar, 1993). El valor de CL50-96 horas de cadmio obtenido en Cichlasoma dimerus fue de 44 mg l-1 de ClCd2, que resultó superior al obtenido en otras especies (Tabla 2). Estos resultados podrían ser atribuidos a una resistencia al cadmio conferida por la metalotioneina, teniendo en cuenta lo propuesto por De la Torre et al., 2000, quienes argumentan que la persistencia del cadmio en el epitelio de las branquias se debería a una inducción intracelular de la metalotioneina, controlando la cinética de la bioacumulación y la manifestación del efecto tóxico a través de una reducción de la disponibilidad al metal de los sitios funcionales de ligamiento.

Tabla 2.  Toxicidad de cadmio expresada como CL50-96hs en mg l-1, en diferentes especies.

Concentraciones de cadmio

Especie

Referencia

0,01 a 10,0 a

(*)

Schweiger (1957)  en Post (1987)

0,9 b

Pimephales promelas

Tarzwell & Henderson (1960) en Jones (1971)

0,017 c

Carassius auratus

Powers (1917) en Jones (1971)

0,24

Cyprinus carpio

Rehwoldt et al. (1972)

21,07

Cyprinus carpio

Sövenyi &  Szakolczai (1993)

3

Cyprinus carpio

Murugappan et al. (1999)

1,5

Salmo salar

Carballo Fernandez (2000)

2,9 a 5,7  

Salmo gairdneri

Pascoe et al. (1986)

78,1

Pimephale spromelas

Pickering & Henderson (1966)

1,27 a 33

Poecilia reticulata

Pickering & Henderson (1966) Canton & Slooff (1982)

59,99

Puntius arulius

Shivaraj & Patil (1988)

4,2

Brachydanio rerio

Canton & Slooff (1982)

44

Cichlasoma dimerus

Este trabajo


a: TLm (mg l-1)
b: Límite letal o concentración letal
c: Límite letal o concentración letal, tiempo: 9-18 hs
(*): para varias especies


Existe una propuesta de jerarquización del comité de la FAO/UNESCO/WHO (Sprague, 1973) para las sustancias contaminantes basadas en datos de toxicidad aguda (CL50) que establece cinco categorías (Tabla 3). Con relación al nivel de toxicidad de metales utilizados en ensayos agudos con Cichlasoma dimerus (Hirt, 2000), y teniendo en cuenta la propuesta antes mencionada, se pudo determinar la siguiente relación: Cd-Zn-Pb-Cr
< Al < Cu-Hg (Tabla 4). El nivel de toxicidad del cadmio puede ser caracterizado como “tóxico” encontrándose en el mismo grupo del zinc, plomo y cobre.

 Tabla 3. Categorías de toxicidad establecidas por FAO/UNESCO/WHO (Sprague, 1973).

Toxicidad como CL50 en mg l-1

Categoría

> 10000

no tóxico

1000 - 10000

ligeramente tóxico

100 - 1000

moderadamente tóxico

1 - 100

tóxico

< 1

muy tóxico

 Tabla 4. Nivel de toxicidad de metales utilizados en ensayos agudos con Cichlasoma dimerus. 

Categoría

Metal

Cl 50 (mg l-1)

Muy tóxico

(Cl 50 < 1 mg l-1)

Hg

Cu

0,488

0,8

 

Tóxico

(Cl 50 = 1-100 mg l-1)

Al

Pb

Cd

Zn

Cr

6

42

44

44

46

 En las branquias de Cichlasoma dimerus, expuestos a 100 mg l-1 de ClCd2 durante 20 horas, hubo pérdida de la estructura laminillar y capilar, con necrosis severa; también en el hígado había necrosis difusa, y en el intestino la necrosis afectó la capa mucosa. En las branquias el riñón e hígado de Cyprinus carpio y de Catla catla fueron observadas lesiones similares (Sövenyi & Szakolczai, 1993; Zelikoff et al., 1995; Vincent et al., 1996), mientras que en Barbus conchonius se observaron diversas disfunciones gonadales (Gill et al., 1990).
El epitelio de las branquias es el sitio del intercambio de gases, regulación iónica, balance ácido-base y excreción de nitrógeno, los últimos tres procesos son controlados por fenómenos de transporte pasivo y activos de varios solutos a través del epitelio. El cadmio afecta la morfología del epitelio de las branquias produciendo patologías a nivel celular las que influyen en los sistemas de regulación iónica (Evans, 1987).

E
n Brachydanio rerio y Salmo gairdneri en ensayos agudos con cadmio se notó un incremento en la porción anterior de la lámina basal de las laminillas secundarias (Wicklund Glynn et al., 1994), con la presencia de telangiectasia local, hipertrofia del epitelio de las laminillas secundarias, destrucción del sistema de las células pilares e invasiones leucocitarias (Karlsson Norrgren et al. 1985).
En Cichlasoma dimerus, expuestos a 100 mg l-1
de ClCd2 por 20 horas, en estómago e intestino había pérdida de la mucosa, con invasión leucocitaria, gránulos oscuros y restos necróticos en la luz intestinal. A las 70 horas, los filamentos branquiales estaban rodeados por abundantes células epiteliales necróticas, linfocitos y células eosinófilas granulares. El epitelio del arco branquial también estaba con infiltrado leucocitario. Transcurridas 120  horas posteriores a la exposición, las branquias mostraron cierto grado de recuperación, mientras que el estómago y el intestino presentaban estructuras normales.
Alteraciones similares se observaron en Carassius auratus expuestos a  20 mg
l-1 de ClCd2 en ensayos agudos, donde la mucosa intestinal aparecía edematosa a los 7 días, las células mucosas presentan secreción interna después de 14 días, luego las modificaciones disminuyeron, y a los 40 días desaparecieron completamente y la mucosa aparecía normal (Andreozzi et al., 1994).
En Salmo gairdneri el cadmio contenido en su dieta produjo desórdenes a nivel de intestino medio y posterior, como pérdida de la lámina propia, aumento de las células caliciformes, incremento de los infiltrados linfocitarios y disminución de la proporción eritrocitos/leucocitos, tumefacción celular epitelial y abundantes figuras mitóticas (Crespo et al., 1986).

En Cichlasoma dimerus, luego de expuestos 96 horas a 100 mg l-1
de ClCd2, en los filamentos branquiales hubo hipertrofia epitelial y de células del cloruro en las laminillas.
El tipo de epitelio y la distribución de las células cloruro en las branquias varía según se trate de peces de agua dulce o marinos, y dentro de éstos últimos, según la concentración de sales en el medio. En los peces de agua dulce, las células cloruro se hallan sobre la mayor cantidad de filamentos branquiales y son de dos tipos diferentes. La hipertrofia en estas células modifica la función de regulación de los intercambios iónicos. (Crespo et al. 1987; Erickson y McKim, 1990; Pisam y Rambourg, 1991; Jürss y Bastrop, 1995).

Cambios semejantes fueron observados cuando ejemplares de Salmo salar fueron exp
uestos a 10 mg l-1 de ClCd2 durante dos días, los resultados revelaron alteraciones patológicas a nivel de las células cloruro (Devos et al., 1998); y también cuando Oreochromis  mossambicus fue expuesto a 80 ppb de cadmio (Wong & Wong, 1999).
En Cichlasoma dimerus, expuestos a 60 mg l-1
de ClCd2 durante 96 horas, el hepatopáncreas tenía células hipertróficas muy teñidas y con núcleo picnótico, y había congestión vascular y degeneración de células hepáticas. El bazo tenía CMM aumentados en tamaño y cantidad, muy pigmentados y de color marrón oscuro a negro, lo que podría deberse a la acción de defensa que realizan las células fagocíticas ante la exposición del tóxico. Este hecho se puede explicar teniendo en cuenta que los CMM son estructuras fisiológicas del sistema fagocítico mononuclear encargados de remover por fagocitosis partículas extrañas de productos de la degradación celular (Ellis et al., 1976; Agius, 1979); asimismo, el aumento del tamaño de los CMM se asocia con una estimulación del sistema inmune como respuesta a la contaminación con cadmio (Macchi et al., 1992).
Algunos fenómenos comparables también se pudieron observar en ejemplares de Anguilla anguilla que fueron expuestos a Cd durante días (Lemaire-Gony
& Lemaire, 1992; Anderson & Holm, 1995).
Estudios en otros campos que se complementan con la histopatología fueron efectuados en Cyprinus carpio, donde se analizó la acumulación residual de cadmio en el músculo esquelético (Murugappan et al., 1999); con Oncorhynchus mykiss, se vio la acumulación del metal en hígado, músculo, riñón, branquias y cerebro (Melgar et al., 1980) y en Salvelinus alpinus, se analizó la concentración del metal en riñón y modificaciones en las funciones inmunológicas (Witeska, 1998). Las especies Lepomis macrochirus, Pimephales promelas y Notemigonus crysoleucas Cyprinus carpio, sometidas a cadmio mostraron alteraciones de la actividad enzimática (Watson & Benson, 1987; De la Torre et al., 1999;
Yadav et al., 1998).

CONCLUSIONES

Las modificaciones de los biomarcadores externos observados en el ensayo agudo con cloruro de cadmio  fueron: oscurecimiento del tegumento e hipersecreción mucosa.
La CL50-96 horas de cadmio obtenida para Cichlasoma dimerus, fue de 44 mg l-1 no hallándose diferencias entre los valores para los tiempos menores analizados, donde los efectos letales se registraron a partir de las tres horas de exposición.
Los disturbios circulatorios más frecuentes fueron hemorragia y congestión y ocurrieron a nivel de las branquias y del hígado.

Los cambios regresivos más importantes fueron la necrosis coagulativa del epitelio de las laminillas branquiales y del arco branquial y la degeneración vacuolar hepática y necrosis intestinal.

Se observó una leve reparación de las lesiones y persistieron lesiones moderadas como hiperplasia e hipertrofia en el epitelio de las laminillas branquiales, y vacuolización en el tejido hepático.

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