Impacto de la exposición al plomo sobre la bioacumulación, el estrés oxidativo y la inmunotoxicología en la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss)

• Autores: Henry Javier Pérez Mesa
• Directores de la Tesis: Francisco Antonio Guardiola Abellán (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 166
• Tribunal Calificador de la Tesis: Alberto Cuesta Peñafiel (presid.), Jose Carlos Campos Sánchez (secret.), Elena Chaves Pozo (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGITUM
• Resumen
  • español

    El Plomo (Pb) es un metal con gran toxicidad, que representa una amenaza crítica para sistemas acuáticos pudiendo bioacumularse, causar estrés oxidativo y provocar alteraciones biológicas en peces teleósteos. Es de vital importancia conocer sus efectos negativos y el impacto que puede producir para la salud tanto de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss), como la de los seres humanos. Por otro lado, la trucha arcoíris es una de las especies más pescadas con fines comerciales, que se encuentra en la mayoría de los lagos de países como Ecuador, Perú, Argentina y Colombia. Sin embargo, es considerada en España como una especie invasora por la amenaza que representa al alterar la pureza genética de especies silvestres autóctonas.

    En el Capítulo 1 de este estudio se expuso a la trucha arcoíris frente al Pb mediante la dieta, para los experimentos se utilizaron 72 ejemplares de trucha arcoíris con un peso promedio de 160 g, los peces fueron mantenidos en tanques de 750 L, con fotoperiodos de 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad a temperatura de 4°C. La exposición al Pb se llevó a cabo durante 21 días, el animal fue alimentado a diferentes concentraciones en tres grupos experimentales como sigue: grupo control: (no expuesto, 0 mg Pb kg dieta -1), grupo Pb-120: (120 mg Pb kg dieta -1) y grupo Pb-240: (240 mg Pb kg dieta -1). Las muestras de los tejidos fueron tomadas a los 15 y 21 días del experimento. Posteriormente se examinó los efectos del Pb provocado en trucha arcoíris, analizando índices organosomáticos en hígado y bazo. Además, se analizó el impacto del Pb a nivel sanguíneo donde se valoró parámetros hematológicos y metabolitos bioquímicos. También se analizó expresión de genes claves de desintoxicación en el higado (mt-a, mt-b, cyp1a, cyp2k1, cyp2m1 y cyp3a27), e inflamación en bazo, y riñón cefálico (il-21, tnf-α, ifn-1 e il-6).

    El Capítulo 2 de esta tesis se centra en evaluar la respuesta inmunitaria innata mediada por tejido linfoide asociado a mucosas (MALT, en inglés mucosa-associated lymphoid tissue) en trucha arcoíris tratadas con una dieta con diferentes concentraciones de Pb. Se evaluaron cambios en la expresión de varios genes (igm, igt, ctsD, tlr3 y tlr9) relacionados con las vías de defensa de este animal en órganos importantes como el intestino, la piel y las branquias. Las dietas utilizadas y suplementadas con plomo fueron: dieta 0 (no expuesta, grupo control), dieta 120 (120 mg kg dieta-1) y dieta 240 (240 mg kg dieta-1) durante 15 y 21 días.

    En resumen, la dieta con Pb causó alteraciones patológicas en los niveles de glóbulos rojos, glóbulos blancos, hemoglobina (Hb), hematocrito (Hct), hemoglobina media (MCH), volumen corpuscular medio (MCV) y hemoglobina media (MCHC). El nivel de toxicidad fue directamente proporcional al aumento de biomarcadores séricos como CHO, BILT y BILD, mientras que, el aumento de TGO y la disminución de TGP podrían indicar daño hepático. Además, la dieta con Pb modificó genes de desintoxicación e inflamación Por otro lado, en intestino se observó una sobreexpresión de igm, igt, y ctsD. Contrariamente, en piel se mostró disminución de la expresión de igt. En branquias la expresión de igt con la expresión de ctsD, tlr3 y tlr9 se correlacionaron positivamente. Estos hallazgos destacan la importancia de comprender tanto los mecanismos moleculares de toxicidad del Pb así, como las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas influenciadas por los efectos del este metal. Nuestros resultados sugieren la importancia de establecer protocolos que eviten la contaminación por metales pesados.

  • English

    Lead (Pb) is a highly toxic metal that represents a critical threat to aquatic systems. It can bioaccumulate, cause oxidative stress, and trigger biological alterations in teleost fish. It is vitally important to understand its negative effects and impact on the health of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and humans. Rainbow trout is one of the most commercially fished species, found in most lakes in countries such as Ecuador, Peru, Argentina, and Colombia. However, it is considered an invasive species in Spain due to the threat it poses by altering the genetic purity of native wild species.

    In Chapter 1 of this study, rainbow trout were exposed to a Pb-diet. For the experiments, 72 rainbow trout specimens, with an average weight of 160 g, were used. The fish were kept in 750 L tanks, with photoperiods of 12 hours of light and 12 hours of darkness, at a temperature of 4 °C. Exposure to Pb was carried out for 21 days; the animals were fed at different concentrations in three experimental groups as follows: control group (not exposed, 0 mg Pb kg diet-1), Pb-120 group (120 mg Pb kg diet-1), and Pb-240 group (240 mg Pb kg diet-1). Tissue samples were taken on days 15 and 21 of the experiment. Subsequently, the effects of Pb in rainbow trout were examined by analyzing organosomatic indices in the liver and spleen. In addition, the impact of Pb on blood levels was analyzed by assessing hematological parameters and biochemical metabolites. The expression of key detoxification genes in the liver (mt-a, mt-b, cyp1a, cyp2k1, cyp2m1, and cyp3a27) and inflammatory markers in the spleen and head kidney (il-21, tnf-α, ifn-1, and il-6) were also analyzed.

    Chapter 2 of this thesis focuses on evaluating the mucosa-associated lymphoid tissue (MALT) mediated innate immune response in rainbow trout treated with a diet containing different concentrations of Pb. Changes in the expression of several genes (igm, igt, ctsD, tlr3, and tlr9) related to the animal's defense pathways were evaluated in important organs such as the intestine, skin, and gills. The diets used and supplemented with Pb were: diet 0 (unexposed, control group), diet 120 (120 mg kg diet-1), and diet 240 (240 mg kg diet-1) for 15 and 21 days.

    In summary, the Pb-containing diet caused pathological alterations in the levels of red blood cells, white blood cells, hemoglobin (Hb), hematocrit (Hct), mean hemoglobin (MCH), mean corpuscular volume (MCV), and mean hemoglobin concentration (MCHC). The level of toxicity was directly proportional to the increase in serum biomarkers such as CHO, BILT, and BILD, while increased TGO and decreased TGP could indicate liver damage. Furthermore, the Pb-diet modified detoxification and inflammation genes. On the other hand, overexpression of igm, igt, and ctsD was observed in the intestine. In contrast, decreased igt expression was shown in the skin. In gills, igt expression was positively correlated with the expression of ctsD, tlr3, and tlr9. These findings highlight the importance of understanding both the molecular mechanisms of Pb toxicity and the innate and adaptive immune responses influenced by the effects of this metal. Our results suggest the importance of establishing protocols to prevent heavy metal contamination.