Mecanismos de transporte y toxicidad intestinal de especies de mercurio presentes en los alimentos
- Autores: Marta Vázquez San Antonio
- Directores de la Tesis: Dinoraz Vélez Pacios (dir. tes.), Vicenta Devesa Pérez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Victor Sorribas Alejaldre (presid.), Ana Polache Vengut (secret.), Josep Joan Centelles Serra (voc.)
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- Resumen
El mercurio es un metal tóxico ampliamente distribuido en el medioambiente. Las formas químicas mayoritarias en los alimentos son el mercurio mercúrico [Hg(II)] y el metilmercurio (CH3Hg). La principal vía de exposición para el ser humano la constituye la dieta, siendo los productos pesqueros los que mayor aporte de mercurio realizan. Teniendo en cuenta que la principal vía de exposición al mercurio es la oral, el tracto gastrointestinal se considera la puerta de entrada de este tóxico al organismo. Estudios in vivo han demostrado que el Hg(II) presenta una moderada absorción (2-38%) mientras que el CH3Hg es absorbido prácticamente en su totalidad. Aunque se conocen los ratios de absorción de ambas especies mercuriales, se desconocen los mecanismos implicados y las características de este proceso, así como el posible efecto tóxico del mercurio sobre el epitelio intestinal. Esta tesis doctoral tiene como objetivo caracterizar los mecanismos de transporte y toxicidad a nivel intestinal de las especies de mercurio presentes en los alimentos. Para tal fin se han empleado modelos celulares procedentes de adenocarcinomas de colon (Caco-2 y HT29-MTX), cepas de Saccharomyces cerevisiae y ratas Wistar. Los ensayos de transporte han demostrado que el transporte de ambas especies es transcelular, no existiendo evidencias de la participación de la vía paracelular. El Hg(II) en forma de sales o unido a cisteína muestra principalmente un transporte mediado por portador. El transporte de CH3Hg en forma de sal de cloruro se realiza principalmente por difusión pasiva a través de la bicapa lipídica, mientras que unido a cisteína está mediado por portador. Para ambas especies parte del transporte mediado por portador es activo y se observa una dependencia de H+ y de Na+. Los ensayos empleando inhibidores y sustratos de ciertas familias de transportadores han evidenciado que en presencia de aminoácidos aniónicos y catiónicos hay una reducción importante de la entrada y transporte transepitelial de ambas formas mercuriales. Por otro lado, la presencia de Mn(II) reduce significativamente el transporte de Hg(II). Todos estos datos han permitido apuntar a algunos transportadores como posibles partícipes en el transporte de estas formas mercuriales. Los estudios realizados con el fin de confirmar la participación de algunos de los transportadores señalados se han basado en técnicas de silenciamiento génico en células Caco-2 mediante RNA interferente de pequeño tamaño, en tratamientos químicos y en el empleo de cepas de S. cerevisiae transformadas. Estos ensayos han permitido identificar al transportador DMT1, H+ dependiente, como partícipe en la entrada del Hg(II) en forma salina al interior de la monocapa epitelial. Asimismo, se ha evidenciado la participación de transportadores de aminoácidos (sistema b0,+ y B0,+) en el transporte de las formas mercuriales unidas a cisteína. Adicionalmente se han identificado factores que pueden influir en el transporte intestinal. Los ensayos han puesto de manifiesto que la capa de mucus secretada por las células caliciformes del intestino, que recubre en condiciones habituales el epitelio, constituye una barrera para la entrada de Hg(II) y CH3Hg. Además se ha evidenciado que los componentes solubilizados durante la digestión gastrointestinal de un alimento, en concreto el pez espada, y la presencia de sales biliares disminuyen el paso de mercurio a través de los modelos celulares de epitelio intestinal empleados. Los estudios realizados en animales y células epiteliales han mostrado una elevada acumulación en el epitelio intestinal para ambas formas mercuriales, que tal y como se ha evidenciado en la presente tesis doctoral tiene un efecto tóxico. Uno de los mecanismos de toxicidad identificados ha sido la generación de especies reactivas de oxígeno y/o nitrógeno, con disminución del glutatión intracelular, peroxidación lipídica y una inducción de la expresión de metalotioneínas y proteínas de choque térmico. Adicionalmente se han observado incrementos de los niveles de la citoquina proinflamatoria TNF?. Estos efectos citotóxicos se acompañan de una redistribución de la actina filamentosa del citoesqueleto y de la proteína de unión ZO1, una disminución de la expresión de los genes que codifican las proteínas constituyentes de las uniones intercelulares y una disminución de la resistencia eléctrica transepitelial con el consiguiente aumento de la permeabilidad epitelial. Esto produce una alteración de la función barrera del epitelio. Todos estos efectos se han puesto de manifiesto a concentraciones inferiores a 2 mg/L, similares a las encontradas en alimentos. Los estudios in vivo han mostrado un efecto importante sobre la expresión de transportadores de membrana. Se observa una reducción de los niveles de acuaporinas, especialmente la 3 y la 7, que podría explicar la pérdida de líquido y los procesos diarreicos derivados de la exposición a ambas formas mercuriales. Por otro lado hay una modulación de la expresión de transportadores de nutrientes y sustancias necesarias para un adecuado funcionamiento local y sistémico (y+LAT1, LAT1, LAT2, OATP y DMT1), como respuesta celular al tóxico. Todos estos datos evidencian que el mercurio en sus formas habituales en alimentos puede tener un efecto tóxico que afecta a las principales funciones del epitelio intestinal.
