Bioacumulacion

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BIOACUMULACIÓN Y DAÑOS GENOTÓXICOS EN CULTIVOS DE 4

CEBADA CERVECERA (Hordeum distichon L) Y HABAS (Vicia faba) 5

POR PRESENCIA DE ARSÉNICO EN AGUAS Y SUELOS DE 6

ZIMAPÁN, HIDALGO, MÉXICO. 7

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Autores: Francisco Prieto García*; Judith Callejas Hernández; Alma D. Román Gutiérrez; Judith Prieto 12

Méndez; Rosa I. Beltrán Hernández 13

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Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo; Centro de Investigaciones Químicas, 17

Carretera Pachuca-Tulancingo km. 4.5, C.P. 42076, Pachuca, Hidalgo, México 18

*prietog@uaeh.reduaeh.mx 19

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RESUMEN 2

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La contaminación por arsénico en aguas, suelos y cultivos de Zimapán, estado de Hidalgo, México, 4

tiene mayoritariamente un origen geomorfológico debido a la presencia de materiales arsenicales, por 5

lo que los cultivos que se cosechan, con esos recursos presentan apreciables concentraciones de 6

arsénico, tal es el caso de los cultivos de cebada y haba. Los suelos estudiados presentaron texturas 7

diferentes, así como conductividad y contenidos de nitrógeno y resultaron similares en pH, potencial 8

redox y contenidos de materia orgánica. El cultivo de habas presentó mayor bioacumulación en sus 9

etapas de desarrollo comparado con el cultivo de cebada, esto está directamente afectado por el 10

tiempo de exposición (mayor período vegetativo), así como mayor número de riegos. En la raíz de los 11

dos cultivos se presentaron las más altas concentraciones de As acumuladas, seguidas por el tallo y 12

las hojas; éste último es el que presentó los mas altos valores de índice de bioacumulación (IBA) lo 13

cual sirve como indicativo para estimar niveles de contaminación por As en suelos. Los IBA obtenidos 14

en ambos cultivos los clasifican como de niveles medios (entre 10

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y 1), como plantas verdes. En los 15

bioensayos de haba, se observó la inducción de micronúcleos (MNs) en células meristemáticas de la 16

raíz, por la presencia de arsénico en aguas de Zimapán con respecto al grupo control (agua de 17

Pachuca). La frecuencia de células en división, la distribución de éstas por etapa del ciclo celular y el 18

número de MNs encontrados en las muestras presentaron diferencias significativas. Esto es indicativo 19

de que no existe sólo un daño genotóxico, sino que el compuesto sea más tóxico que mutágeno y el 20

efecto mutagénico esté encubierto por el efecto tóxico. El índice mitótico como criterio para evaluar el 21

daño fisiológico que provoca el As como agente xenobiótico demostró que produce inhibición de la 22

división celular, debido a un efecto citotóxico. 23

Palabras clave: Micronúcleos, arsénico, bioacumulación, cebada, tóxico. 24

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INTRODUCCIÓN 1

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La acumulación de los metales pesados en sólidos, sedimentos y tejidos vegetales, por adsorción y/o 3

coprecipitación u otras formas de asociación natural a éstos, incluida la bioacumulación, constituyen un 4

modo de minimizar su transporte y propagación. No obstante, puede acarrear a la larga 5

consecuencias negativas para el entorno ecobiológico, ya que variaciones del medio circundante a los 6

sólidos y sedimentos pueden producir la lixiviación de cantidades significativamente elevadas al estado 7

disuelto y con ello accesibles a los sistemas acuosos y seres vivos; por otra parte su acumulación en 8

tejidos vegetales, pueden llegar a producir daños genotóxicos en sus células. No sólo resulta de 9

interés el conocimiento de los niveles de concentración total de los elementos metálicos que se 10

encuentren acumulados en suelos, sino además, aquellas concentraciones bioacumuladas en tejidos 11

vegetales de alta sensibilidad, que provocan daños genotóxicos en sus células y su incorporación en 12

seres humanos y animales a través de productos de consumo. Se puede decir que la toxicidad o 13

actividad biológica de un elemento en particular, y en este estudio, el Arsénico, sus mecanismos de 14

transporte y propagación, su movilidad o capacidad reaccionante, puede variar drásticamente 15

dependiendo de la forma química concreta en que se encuentre y las concentraciones permisibles. En 16

general, la absorción de elementos traza por las plantas se ve afectado, en la disponibilidad específica 17

del cultivo en cuestión, y por otros factores del suelo; entre los más significativos se pueden señalar el 18

pH, potencial redox (Eh), el contenido de materia orgánica (M.O.), la capacidad de intercambio 19

catiónico (CIC), el régimen del agua (Riegos), el contenido de arcilla (Textura del suelo), el balance y 20

concentración de nutrientes. También las condiciones climáticas parecen influir en la absorción, 21

generalmente una temperatura ambiental influye en una mayor absorción de elementos traza en la 22

planta [1]. 23

El contenido en metales de los alimentos tanto de origen vegetal como animal dependen de muchos 24

factores; entre los que hay que destacar las condiciones medio-ambientales, los métodos de 25

producción y procesado y el lugar de origen del alimento, especialmente en relación a la composición 26

del suelo. El margen entre toxicidad y deficiencia es muy pequeño por lo que no siempre es posible 27

delimitar claramente que metales son esenciales y cuáles tóxicos; una simplificación de las leyes del 28

mínimo y el máximo en el campo de la nutrición indica que por cada elemento nutriente existe una 29

cantidad mínima y otra máxima entre las cuales el desarrollo del organismo es adecuado. Fuera de 30

estos márgenes aparecen manifestaciones patológicas como las enfermedades de deficiencia y las 1

intoxicaciones, respectivamente. 2

A través del estudio de dieta total (EDT) se ha determinado la ingesta del arsénico [2]. Estos autores 3

reportaron que en un EDT para el período 1990/95 la ingesta de este elemento se estimó a partir de su 4

determinación en los 16 grupos de la dieta que fueron sometidos a estas evaluaciones. En la tabla 1 5

aparecen los resultados junto con los valores de referencia de la FAO/OMS Ingestas Semanales 6

Tolerables

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