Bioacumulación de distintas especies de selenio y sus efectos en organismos marinos
- Autores: María Paz Ruiz Azcona
- Directores de la Tesis: Marcelino Herrera Rodríguez (dir. tes.), Emilio Morales Carrillo de Albornoz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Huelva ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Número de páginas: 231
- Tribunal Calificador de la Tesis: Inmaculada Giráldez Díaz (presid.), José Antonio Pérez Pérez (secret.), Monserrat López Sanmartín (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Arias Montano
- Resumen
- español
El selenio (Se) es un oligoelemento esencial gracias a su presencia en las proteínas, además de presentar un efecto antagónico frente a elementos tóxicos. Es necesario en los seres humanos en cantidades menores de 100 µ día -¹, sin embargo, las diferencias entre su deficiencia, ingesta apropiada y toxicidad son muy leves, siendo la dosis máxima tolerable de Se de 300 µ Se -¹.
La ruta de entrada de Se en los organismos se realiza mediante la absorción directa y, principalmente, a través de la cadena trófica. Por otro lado, en la alimentación humana, los moluscos bivalvos tienen una gran importancia por su alto valor nutricional y su aporte de elementos esenciales. Por lo tanto, se considera importante realizar investigaciones sobre suplementación con Se en especies de interés acuícola, y evaluar las fuentes del elemento, biodisponibilidad y su biotransformación.
En este trabajo se han realizado experiencias de acumulación, biotransformación y eliminación de varias especies de Se (selenito, selenometionina, y selenometilselenocisteína), en un organismo filtrador de interés acuícola, la almeja fina (Ruditapes decussatus), y realizando el seguimiento del Se a partir del agua y del alimento (microalgas), en sistemas de renovación diaria del agua. El rango de concentraciones ensayadas fue 0-1000 µg Se L-¹, 0-50 µg Se L-¹ 0-25 µg Se L-¹y 0,042-4,37 µg Se Kg-¹, para el selenito (Se(IV)), selenometionina (SeMet) y selenometilselenocisteína (SeMeSeCys) y microalgas (Se-Tiso), respectivamente, con un tiempo de exposición de 120 días. La experiencia de eliminación se realizó durante 60 días con almejas previamente expuestas (60 días) a 500 µg Se L-¹, 10 µg Se L-¹, 5 µg Se L-¹ y 4,37 µg Se Kg-¹ de Se (IV), SeMet, SeMetSeCys y Se-Tiso, respectivamente. Se ha estudiado el Se total y la especiación en el cuerpo blando de la almeja, los tejidos (manto, pie, vísceras, branquias y hepatopáncreas) y a nivel subcelular, distinguiendo entre el contenido biológicamente activo y no activo. Al mismo tiempo se han realizado estudios de efectos en mortalidad y subletales, dependientes del nivel de concentración y del tipo de especie de Se utilizado.
Los resultados mostraron que la mortalidad de las almejas fue del 100% a los 28, 7 y 21 días de exposición a 1000 µg Se L-¹, 50 µg Se L-¹, 25 µg Se L-¹ de Se (IV), de SeMet y SeMetSeCys, respectivamente, siendo del 35% para los grupos de almejas alimentadas con Se-Tiso a los 60 días. Respecto a los efectos fisiológicos, mostraron que la tasa de aclaramiento disminuye respecto al control en los grupos de almejas expuestas a las concentraciones más altas a partir de los 7-14 días, no observándose diferencias significativas en las almejas expuestas a Se-Tiso. En general, la actividad enzimática de la GST, disminuyó y la de GPx, aumentó en los grupos de almejas tratadas con Se respecto al control.
La acumulación de Se total en el cuerpo entero y en los distintos tejidos de las almejas se ajustaron a modelos cinéticos de primer orden, con factores de bioconcentración (BCFs) incrementando en el siguiente orden: Se (IV) < SeMetSeCys < SeMet. Los factores de transferencia trófica de las almejas tratadas con Se-Tiso se encontraron en el rango entre 3,75 y 16,5.
Así mismo, la distribución del Se en los distintos tejidos incrementó en el siguiente orden: pie = manto < vísceras < branquias < hepatopáncreas. Las distintas fracciones subcelulares de las branquias y hepatopáncreas mostraron que entre el 35% y 81% del Se se encuentra en las fracciones biológicamente detoxificadas (máxima, en proteínas estables al calor), mientras que por debajo del 28% del Se se encuentra en la fracción biológicamente activa (principalmente en mitocondrias).
La eliminación del Se se ajustó a modelos cinéticos de uno y dos comportamientos, siendo vida media de eliminación en el cuerpo completo entre 1 y 10 días y entre 23 y 46 días a corto y largo plazo para todos los tratamientos, respectivamente.
Por último, se identificaron tres especies conocidas de Se (Se(IV), SeMet, SeMetSeCys) y cuatro especies desconocidas (U1, U2, U3, U4) para el cuerpo completo, tejidos y fracciones subcelulares. Las especies conocidas suponen entre 4-16%, 7-27%, 31-66%, 6-29% en las almejas expuestas a selenito, SeMet, SeMetSeCys y alimentadas con Se-Tiso, respectivamente.
SeMetSeCys fue detectada en todos los grupos de almejas, Se(IV) en los expuestas a Se (IV), SeMet y SeMetSeCys, y solamente se detectó SeMet en las almejas expuestas a SeMet.
- English
Selenium (Se) is present in proteins and has an antagonistic effect against toxic elements, what makes it an essential trace element. Human beings need Se in quantities smaller than 100 pg day-1. However, differences between its deficiency, appropriate intake and toxicity are rather slight, being 300 pg Se day- the maximum tolerable dose. Living organisms take Se by direct absorption, mainly through the trophic chain. On the other hand, bivalve molluscs are of great relevance for the human diet, due to having a high nutritional value as well as a high quantity of essential elements. It is thus important to do research concerning Se supplementation in species of aquatic interest. In this work, the bioaccumulation, biotransformation and elimination of several species of selenium were investigated in a filtering organism of aquatic interest (Ruditapes decussatus clams). R. decussatus were exposed to a daily renewal protocol with dissolved selenite (Se(IV)), selenomethionine (SeMet) and seleno-methylselenocysteine (SeMetSeCys), and to a microalgae (Se-Tiso) diet for a period of 120 days. The concentration range was 0-1000 pg Se L-1, 0-50 pg Se L-1, 0-25 pg Se L-1, and 0,042-4,37 pg Se Kg-1 Se(IV), SeMet, SeMetSeCys and Se-Tiso, respectively. Elimination was studied for clams previously exposed to 500 pg Se L-1, 10 pg Se L-1, 5 pg Se L-1 y 4,37 pg Se Kg-1 of Se(IV), SeMet, SeMetSeCys and Se- Tiso, respectively. Time of exposure was 60 days. The total amount of Se was determined, as well as its speciation in clams’ soft body and tissues (mantle, foot, gut, gill and hepatopancreas). The amount of Se was also determined at the sub-cellular level, distinguishing between the biologically active and non-active content. Additionally, other parameters were determined, as those of mortality and sublethal effects. These latter depended on the level of concentration and on the type of Se used. Results showed a mortality rate of 100% for those clams exposed to 1000 pg Se L-1 Se(IV), 50 pg Se L-1 SeMet, 25 pg Se L- 1 and SeMetSeCys of Se(IV) at 28, 7 and 21 days, respectively. For clams fed with Se-Tiso, the mortality rate was of 35% at 60 days. Regarding physiological effects, clarification rate decreased with respect to the control in those groups of clams which had been exposed to the highest concentrations from 7-14 days on. No significant differences were found for the group of clams with Se-Tiso. Overall, GST enzyme activity decreased and that of GPx increased in those groups of clams treated with Se. Total accumulation of Se in whole-body and in the different clam tissues conformed to first-rate kinetic models, displaying increasing bioconcentration factors (BCFs) in the following order: Se(IV) < SeMetSeCys < SeMet. Trophic transfer factors for clams fed with Se-Tiso were in the range of 3,75-16,5. Likewise, Se distribution in tissues increased as follows: foot = mantle < gut < gill < hepatopancreas. The different sub-cellular sections of gill and hepatopancreas showed that between 35% and 81% of Se is found in biologically-detoxified areas (maximum heat stable proteins). On the other hand, less than 28% of Se is found in biologically-active areas (mainly in mitochondria). Elimination of Se conformed to one- and two- compartment kinetic models. The biological half-life values of elimination in whole-body were between 1 and 10 days and between 23 and 46 days in the short and long term for all treatments, respectively. Finally, three known species of Se (Se (IV), SeMet, SeMetSeCys) and four unknown species (U1, U2, U3, U4) were identified for the whole body, tissues and sub-cellular sections. Known species account for between 4-16%, 7-27%, 31-66%, and 6-29% in clams exposed to selenite, SeMet, SeMetSeCys and fed with Se-Tiso, respectively. SeMetSeCys was detected in all groups of clams. Se (IV) was only detected in those groups of clams exposed to Se (IV), SeMet and SeMetSeCys. For clams exposed to SeMet, only this latter was detected.
- español
