Publicación:

Relación entre la exposición a elementos traza y marcadores hematológicos y moleculares de toxicidad en dos poblaciones adolescentes vulnerables del Caribe colombiano

Resumen en español

Uno de los principales problemas que afronta la humanidad es la contaminación de los ecosistemas, por los impactos negativos que tiene sobre la salud de las personas. A este problema se le suma las condiciones de pobreza en las que habitan, que no solo generan un desbalance a nivel nutricional sino que también conducen a la susceptibilidad frente a la exposiciones a patógenos y a contaminantes ligados al estilo de vida. Poblaciones aledañas a zonas industriales, en condiciones de pobreza y que habitan en zonas costeras, han reportado la presencia de elementos traza (ET) en su cuerpo, como resultado de la exposición ambiental, asociada al aire que respiran y, a los alimentos que consumen y que contienen concentraciones de estos. La exposición constante a los elementos traza conlleva a problemas salud que incluyen desde alteraciones a nivel molecular hasta el desarrollo de problemas y/o enfermedades que involucran los diferentes órganos y sistemas. Los adolescentes representan dentro de estas comunidades un grupo de especial preocupación por la etapa de desarrollo en la que se encuentran. En el Caribe colombiano, un sitio que ha recibido especial atención es la Isla Tierrabomba, este es un lugar con zonas turísticas, pero con preocupantes condiciones ambientales debidas a su localización geográfica. Tierrabomba se encuentra frente a la Bahía de Cartagena, un cuerpo de agua que recibe descargas líquidas y emisiones atmosféricas de decenas de industrias ubicadas a su alrededor, así como del Canal del Dique, y aun así genera recurso pesquero para la Isla. Este cuerpo de agua ha sido objeto de varios estudios en diferentes matrices ambientales y los resultados han mostrado la presencia de varios grupos de contaminantes, entre ellos ET como el mercurio (Hg), que tienen la capacidad de biomagnificarse en la cadena trófica, y por consiguiente son un riesgo para la salud de las personas, principalmente, aquellas que involucran en su dieta los peces provenientes de este lugar. La presencia de Hg desde hace algunas décadas en la Bahía de Cartagena, y el conocimiento de los efectos asociados a la exposición de este elemento condujo al desarrollo del primer objetivo de este trabajo el cual fue evaluar parámetros hematológicos y su relación con la concentración de mercurio total en cabello de adolescentes de Tierrabomba, isla cercana a una zona industrializada, y también de San Onofre, sitio de referencia Las evaluaciones hematológicas y la determinación de Hg total (Hg-T) en cabello fueron llevadas a cabo en adolescentes localizados en dos zonas del Caribe colombiano, en la Isla Tierrabomba, y en una de las zonas costeras de San Onofre. Los parámetros HGB, HTC, MCV, HCM, CHCM, LYM% y MID% presentaron valores superiores en la Isla mientras que las variables RDW, WBC, GRA y GRA% fueron significativamente mayores en San Onofre. El parámetro RDW presentó un comportamiento especial, puesto que casi en la totalidad de ambas poblaciones los valores reportados fueron superiores al límite superior establecido. Con relación a la concentración registrada de Hg-T en cabello, adolescentes de Tierrabomba registraron un promedio de 1.10 µg/g, y en San Onofre de 1.87 µg/g. En ambas poblaciones más del 40% de los participantes presentaron niveles superiores al límite permitido internacionalmente (1 µg/g). La concentración de Hg-T en cabello mostró una correlación positiva y directa con la frecuencia de la ingesta de pescado, comportamiento observado al evaluar los datos en su totalidad, así como por sitio de procedencia. Con respecto a las asociaciones entre este elemento y las variables hematológicas, relaciones positivas fueron encontradas para Hg-T y MID% en los adolescentes de la Isla y para Hg-T y MID en los de San Onofre. La valoración conjunta de los datos mostró una relación negativa para Hg-T y CHCM. Considerando que además del Hg, otros ET han sido reportados en la Bahía, en distintas matrices ambientales, el objetivo siguiente de este trabajo fue evaluar la exposición a elementos traza y su relación con variables hematológicas y expresión de genes en adolescentes que viven cerca de un área industrial en el Caribe colombiano, comparándolo con un grupo residente en San Onofre, una comunidad de referencia. Para esto, trece elementos fueron evaluados empleando ICP-MS. De ellos, los clasificados como esenciales B, Co y Zn fueron mayores en San Onofre. Cr, Cu y Mo no mostraron diferencia entre las poblaciones, no obstante, el Cr reportó una concentración media mayor en Tierrabomba. El comportamiento de los elementos no esenciales estuvo dividido, mientras As y W reportaron medias superiores en la Isla Tierrabomba, Y, Sn y Ba fueron mayores en San Onofre. A nivel hematológico, LYM% fue superior en Tierrabomba, mientras eosinófilos y monocitos estuvieron aumentados en el sitio de referencia. La expresión del ARNm de los genes MT1X y SOD se halló aumentada en las muestras provenientes de la Isla, mientras que la expresión génica de CYP1A1 tuvo mayor expresión en los participantes de San Onofre. Correlaciones significativas fueron registradas entre distintos ET y variables hematológicas, particularmente, relaciones negativas entre plaquetas y los elementos Co, Cu, Mo, Sn, Ba, W y Pb en Tierrbomba. En este mismo lugar SOD reportó asociaciones negativas con As y Ba. En esta investigación fue considerada la creación de una línea base a nivel epigenético, que permitió conocer el impacto tras la exposición a distintos ET en los niveles de metilación del ADN de todo el genoma, para una submuestra de la población adolescente del Caribe colombiano, desde que tales modificaciones juegan un papel determinante en los problemas de salud. Cuarenta y cinco muestras de sangre fueron tomadas de adolescentes femeninas provenientes de San Onofre y Tierrabomba, y análisis de metilación de todo el genoma fue realizado con la plataforma Infinium MethylationEPIC BeadChip. Cromo, Cu, Zn, Y, Sn y Ba mostraron asociaciones con sitios metilados diferencialmente después de realizar un ajuste de FDR <0.05. Efectos, tanto positivos como negativos sobre la metilación fueron registrados para todos estos elementos, siendo los positivos destacados en porcentaje. En su mayoría, estas asociaciones se localizaron en las regiones open sea, es decir, lejos de las islas CpG. Los genes HOXA3, FOXO3 y miembros de la superfamilia ZNF fueron quienes reportaron más asociaciones de sitios metilados-ET. En conclusión, cada sitio de estudio presentó características distintivas asociadas con su ubicación geográfica y el estilo de vida. Diferencias marcadas entre los parámetros evaluados estuvieron presentes en los participantes de los dos sitios considerados en esta investigación. El Hg es un contaminante presente en ambas poblaciones de estudio, en un porcentaje importante de la población, con límites superiores al permitido. Además de este metal, otros ET, tanto esenciales como no esenciales, fueron encontrados en los adolescentes del estudio, con valores en algunos casos mayores a los reportados en otros lugares del mundo para el mismo rango etario. Las correlaciones mostradas entre las concentraciones de los elementos y, los marcadores hematológicos y moleculares tenidos en cuenta en esta investigación, mostraron la necesidad de monitorear el estado de salud de estas comunidades y propender por su consideración en la toma de decisiones que protejan su calidad y esperanza de vida.