Altamente tóxico. Efectos neurológicos del mercurio orgánico presente en el medio

La principal fuente de compuestos orgánicos de mercurio en las personas es por ingesta de pescado contaminado y su consumo continuado puede provocar graves afectaciones neurológicas. Los investigadores del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC) estudian los mecanismos de toxicidad de estos compuestos con el objetivo de ayudar a regular la dosis diaria de ingesta permisible y, a la vez, abrir las puertas a nuevas aplicaciones terapéuticas.

 

Imagen de las células granulares del cerebelo obtenida por microscopía electrónica. Estas células son uno de los tipos celulares más afectados por el metilmercurio.Los compuestos orgánicos de mercurio pueden afectar gravemente el medio ambiente y la salud de las personas. Los efectos nocivos de estos compuestos se agravan, en gran parte, debido a que sus concentraciones se acumulan progresivamente en los niveles superiores de la cadena trófica. De modo que, aunque la concentración de compuestos orgánicos de mercurio en el medio pueda ser baja, su concentración en los peces, especialmente de aquellas especies que se encuentran en la parte superior de la cadena trófica, puede ser muy elevada y, como consecuencia, los humanos y otros depredadores de peces pueden resultar los más afectados.

“Las dosis de ingesta de metilmercurio que recomienda la Unión Europea se alcanzan con varias comidas de pescado a la semana"

La investigación sobre los compuestos orgánicos de mercurio abarca desde las fuentes de origen de la contaminación a los efectos tóxicos en los seres vivos, pasando por la regulación de las concentraciones máximas permisibles en los alimentos. El Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC), que forma parte del Institut d’Investigacions Biomèdiques Agustí Pi i Sunyer (IDIBAPS) y de la red CIBER (Centros de Investigación Biomédica en Red), contribuye al conocimiento ecotoxicológico de estos compuestos con el estudio de los mecanismos celulares implicados en la persistencia y toxicidad de éstos en los organismos vivos, en especial en el sistema nervioso. Los resultados de la investigación ayudan a establecer las dosis diarias sin efectos a largo plazo y, a la vez, abren las puertas a nuevas aplicaciones terapéuticas.

Mercurio en el medio

Como es bien sabido, el mercurio es un contaminante altamente tóxico para la salud humana y, por tanto, no es muy reconfortante saber que, actualmente, a no ser que nuestra dieta no incluya ciertos tipos de pescado, es prácticamente imposible evitar la exposición a los compuestos orgánicos de mercurio.

El mercurio siempre ha estado presente en la naturaleza, en una abundancia moderada (emisiones oceánicas, volcanes, etc.). Pero, actualmente, las principales fuentes de mercurio del planeta son de origen humano. Una fuente importante de estos compuestos en el medio ha provenido, sobre todo durante el siglo pasado, de la agricultura. El metilmercurio y otros compuestos similares se utilizaban como fungicidas y pesticidas para la preservación de las semillas y cereales, que no tenían que ir al consumo humano. Sin embargo, las intoxicaciones que se produjeron en Irak en la década de 1970 cuestionaron y limitaron el tratamiento de los cereales con estos productos. La principal fuente de compuestos orgánicos de mercurio proviene de las emisiones de mercurio generadas por la industria minera, química (producción de cloro) y papelera, las plantas electroquímicas y las de tratamiento de residuos, junto con las trazas de mercurio que libera a la atmósfera la quema de combustibles fósiles. Este mercurio llega al agua y los sedimentos y, una vez allí, es transformado por microorganismos que añaden grupos metilo al mercurio inorgánico generando diversas formas orgánicas de mercurio de cadena corta como el metilmercurio (CH3Hg+), el dimetilmercuri (CH3-Hg-CH3) o el fenilmercuri (C6H5Hg+).

efecto del metilmercurio en células neuronales humanas y de ratón. Del pescado al cerebro

Las concentraciones de los compuestos orgánicos de mercurio en el pescado varían mucho, en función de su posición en la cadena trófica (es mayor en los peces depredadores de vida más larga: atún, pez espada, cazón) y de la región. Se ha visto que las dosis diarias de ingesta que se recomiendan desde las administraciones fácilmente se alcanzan con varios platos de pescado a la semana, siendo los bebés y las mujeres embarazadas y en periodo de lactancia los principales grupos de riesgo.

"Los bebés y las mujeres embarazadas y en periodo de lactancia son los principales grupos de riesgo de la contaminación por mercurio"

Estos compuestos, que son incluso más tóxicos que el mercurio elemental y los compuestos inorgánicos, irrumpieron en el escenario de la salud pública durante la segunda mitad del siglo XX. Su toxicidad se planteó seriamente a raíz de graves episodios de intoxicación en Japón (enfermedad de Minamata) y en Irak que provocaron desórdenes neurológicos severos en las personas de las comunidades afectadas. Se trata de un síndrome llamado Hunter-Russell que presenta: parestesia (sensación anormal de los sentido que provoca hormigueo), disartria (alteraciones del habla), déficits sensorial, sordera, ataxia, déficit sensorial y constricción progresiva del campo visual. En los casos más severos, estos efectos pueden llevar a la parálisis y a la muerte. Se sabe que estos efectos están relacionados con daños en áreas específicas del cerebro, muy especialmente las células granulares del cerebelo. Por ello, el grupo de investigación de Neurotoxicidad del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC) centra parte de su investigación en conocer de qué manera la exposición continuada a concentraciones bajas de compuestos orgánicos de mercurio afecta a las vías metabólicas de estas células.

A nivel celular

La toxicidad de estos compuestos de mercurio, y especialmente del metilmercurio, se debe a su capacidad de atravesar la membrana celular y a su afinidad por algunos componentes de las proteínas y de los receptores neuronales. Esto hace que sean difíciles de eliminar y, a la vez, que su concentración se acumule progresivamente al subir la cadena trófica, magnificando sus efectos en los seres situados en los niveles más altos.

Lo que no se conoce bien es el daño selectivo que se produce en los tejidos del sistema nervioso. Concretamente, se ha visto que el metilmercurio se acumula preferentemente en los astrocitos (células que envuelven las sinapsis de las neuronas) pero son las neuronas, y sobre todo las células granulares del cerebelo, las principales afectadas. Con modelos in vivo se ha podido comprobar que efectivamente las células granulares del cerebelo son células diana de los compuestos de mercurio, mientras que las células de Purkinje adyacentes no presentan mayores daños.

En el intento determinar esta tendencia preferente del metilmercurio por las células granulares del cerebelo, Eduard Rodríguez Farré y otros investigadores del grupo de Neurotoxicidad del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC) realizan cultivos celulares y hacen análisis proteómicas para estudiar los acontecimientos que tienen lugar a nivel de la célula cuando se exponen a dosis muy pequeñas (micromolares y nanomolares) de metilmercurio. Han visto que el grado de toxicidad del metilmercurio depende de la concentración y del tiempo. La actividad de las mitocondrias (orgánulos que proporcionan la energía básica de la celula) está muy disminuida como también el equilibrio del calcio intracelular y eso hace que estas células, al cabo de cinco o siete días, acaben sufriendo procesos de necrosis y apoptosis (muerte celular programada). Se ha visto que también queda afectada la actividad de los transportadores de glutamato en las células y que esta podría ser una de las vías a través de las cuales el metilmercurio induce la toxicidad.

Perfil del grupo

grupo de Neurotoxicidad del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC)Miembros del Grupo de Neurotoxicidad del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (CSIC).

Eduard Rodríguez Farré. Es Profesor d’Investigación del CSIC. Es Presidente deCiMA (Científicos por el Medio Ambiente) y miembro del Comitè Científico de la Unió Europea sobre Riesgos Emergentes para la Salud pública (SCENIHR).

Cristina Suñol Esquirol. Es la actual Directora de l’Institut d’Investigacions Biomèdiques de Barcelona (CSIC).

Francesc Campos Pérez, Investigador CIBERESP. Actualmente ya no trabaja en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona.

Beatriz Caballero García. Investigadora postdoctoral CIBERESP.

Víctor Briz Herrezuelo. Becario predoctoral del CSIC

Aina Palou Serra. Becaria predoctoral del IDIBAPS

Mireia Galofré Centelles. Contratada por proyecto de la Unión Europea

Sara Sánches-Redondo Campos