Trabajos Finales de Graduación

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Evaluación de efectos tóxicos tempranos tras la exposición de peces (Parachromis dovii) a una mezcla de Clorpirifos y Difenoconazol, a través de la respuesta de una batería de biomarcadores bioquímicos e histopatológicos
(Universidad Nacional, Costa Rica, 2019) Jiménez Quesada, Katherine María; Mena Torres, Freylan
En Costa Rica, la agricultura es una de las actividades económicas más importantes. El clorpirifos (CPF) y el difenoconazol (DFZ) han sido identificados como plaguicidas ampliamente utilizados en los cultivos de banano y piña en el Caribe del país y se registran constantemente en los ecosistemas acuáticos, lo que representa un riesgo para las especies acuáticas no objetivo. Tradicionalmente se han estudiado los efectos de las sustancias individuales, pero se sabe que, en los ecosistemas, generalmente los organismos se ven expuestos a varias sustancias simultáneamente. Además, se considera relevante la utilización de biomarcadores en los estudios ecotoxicológicos, ya que son herramientas rápidas, sensibles y señales de alerta temprana en los ecosistemas. Por lo tanto, en este trabajo se estudió la toxicidad del insecticida organofosforado clorpirifos y del fungicida triazol difenoconazol en Parachromis dovii para contribuir a la comprensión de su toxicidad potencial. En la primera parte de la investigación, se obtuvieron los CL50 para cada sustancia a partir de pruebas agudas de 96 horas. Luego, se realizó la exposición a concentraciones subletales de ambas sustancias (10% de CL50) individualmente y en mezcla, con el fin de evaluar las respuestas de los biomarcadores. Se midieron las actividades de la etoxiresorufina-O-detilasa (EROD), la catalasa (CAT) y la glutatión-S transferasa (GST), así como la peroxidación de lípidos (LPO) en tejidos hepáticos y branquiales como marcadores de los procesos de biotransformación y estrés oxidativo. Además, se cuantificó en el cerebro y músculo la actividad de la colinesterasa (ChE) como un biomarcador de neurotoxicidad, así como la actividad lactato deshidrogenasa (LDH) en músculo para el estudio de algunos procesos de costo energético. Los CL50 obtenidos fueron 55,34 μg/L (CI del 95%: 51,06 a 59,98) para el clorpirifos y 3250 μg/L (CI del 95%: 2770 a 3810) para el difenoconazol. En cuanto a los biomarcadores, se registró una inhibición significativa de la actividad de la colinesterasa en cerebro y músculo de los peces expuestos a 5,50 μg/L de clorpirifos. No se produjo una inhibición cuando los peces fueron expuestos a la mezcla de clorpirifos con difenoconazol. Por otro lado, se observaron cambios significativos en la actividad de la LDH en peces expuestos a 325 μg/L de difenoconazol, así como, un aumento significativo en la actividad de EROD en el hígado de los peces expuestos a la mezcla. Estos resultados sugieren efectos nocivos del insecticida clorpirifos en concentraciones similares a las que se reportan frecuentemente en el ambiente. Además, hay evidencia de una interacción de ambas sustancias que afecta el metabolismo de la biotransformación a niveles subletales de exposición. En la segunda parte de la investigación, se realizó un ensayo de 14 días de exposición a la mezcla de plaguicidas (5,50 μg/L CPF + 325 μg/L DFZ). Cambios histológicos se evaluaron de forma semicuantitativa y se registraron según la frecuencia de aparición después de cada tratamiento (presencia/ausencia). Las alteraciones branquiales incluyeron hiperemia, infiltraciones celulares, fusiones y acortamiento. La hiperemia y las infiltraciones celulares en los peces expuestos a la mezcla de plaguicidas mostraron cambios significativos con respecto al control. Se observaron lesiones de degeneración lipídica y vacuolar, sugiriendo alteraciones hepáticas, sin embargo, no se observaron cambios significativos con respecto a los controles. Este estudio concluyó que las concentraciones subletales de CPF y DFZ en una exposición subcrónica inducen alteraciones importantes a nivel histológico, principalmente en las branquias, además se sugiere que este tipo de biomarcadores resultan útiles para complementar la evaluación de la exposición y los efectos de la mezcla de plaguicidas en estudio.
Evaluación de estrés fisiológico y variaciones en el microbioma intestinal de lombrices de tierra (Amynthas gracilis) expuestas a suelos hortícolas con diferentes regímenes de aplicación de plaguicidas en Zarcero, Costa Rica.
(Universidad nacional, Costa Rica, 2024) Brenes Bravo, Johnny Gabriel; Mena Torres, Freylan
Se evaluó el estrés fisiológico midiendo biomarcadores de neurotoxicidad (actividad de colinesterasa - ChE), biotransformación (actividades de glutatión S-transferasa - GST y etoxi-resorufina-O-deetilasa - EROD) y estrés oxidativo (actividad de catalasa - CAT y peroxidación lipídica - LPO) en individuos de lombriz de tierra que habitan en los sitios del gradiente de estudio durante las estaciones seca y lluviosa. Además, se realizó una prueba de evitación en la cual un grupo de Aporrectodea gracilis fue introducido a muestras de suelo del gradiente estudiado, y 48 horas después se contó su selección. Para evaluar si la exposición al suelo contaminado con plaguicidas afectaría la composición del microbioma intestinal de la especie estudiada, se llevó a cabo un análisis de las variaciones en la estructura de la comunidad bacteriana, obtenida mediante una asignación taxonómica a partir de la amplificación de la región V4 del gen 16S rRNA del ADN extraído del contenido intestinal de cinco individuos por cada tipo de suelo en temporada seca y lluviosa. Los resultados evidencian que la exposición a estos contaminantes podría afectar a la comunidad de macrofauna del suelo y agotar los servicios que esta proporciona.
Evaluación de las rutas de exposición del manatí Antillano (Trichechus manatus manatus) a residuos de plaguicidas presentes en el ecosistema acuático de la Laguna Madre de Dios, Caribe, Costa Rica
(Universidad Nacional, Costa Rica, 2022) Luna Meneses, Silvia; Ruepert, Clemens
La actividad agrícola tiene una gran relevancia en la economía de Costa Rica, la cual, generalmente, se encuentra asociada a un alto uso de plaguicidas, lo cual puede llevar a la contaminación de cuerpos de agua, como los ecosistemas marino-costeros. Este es el caso del sistema estuarino Laguna Madre de Dios (LMD), ubicado en el Caribe de Costa Rica, el cual recibe continuamente residuos de plaguicidas, provenientes de la actividad agrícola, principalmente de las plantaciones de banano. LMD tiene gran importancia, ya que alberga altos niveles de biodiversidad y productividad biológica, esta es el hábitat de una subpoblación del manatí antillano, mamífero marino herbívoro de gran tamaño, catalogado en peligro de extinción (Ley de Conservación de Vida Silvestre N° 7317). La presencia de residuos de plaguicidas en la laguna, plantea una posible situación de exposición crónica del manatí a estas sustancias y ubica a estos organismos en una posible posición de riesgo, por lo cual es de suma importancia generar mayor información que describa la situación real de esta subpoblación. Por lo tanto, en el presente trabajo se estudió la exposición del manatí a los plaguicidas presentes en la LMD, para contribuir con una mejor comprensión de las rutas y los niveles de exposición a plaguicidas. El estudio tuvo una visión integral; en la primera parte se desarrolló un modelo conceptual para determinar las principales rutas de exposición de los manatíes a los plaguicidas, y se revisaron las evaluaciones realizadas en el pasado, con el fin de determinar la metodología a seguir en la evaluación. Se encontró que la ruta de exposición más relevante es la oral, que incluye la ingestión de alimentos (macrófitas) y agua; además, se concluyó que existe un gran vacío de información ecotoxicológica sobre la relación de los manatís y los plaguicidas, debido a que estos no son sujetos clásicos de investigación, pues sus fuentes de alimentación difieren en gran medida del resto de mamíferos marinos. En la segunda parte de la investigación se evaluó la exposición potencial del manatí a plaguicidas, por medio de un método indirecto. Se determinaron las concentraciones de residuos de plaguicidas en muestras de agua y las macrófitas que conforman la dieta del manatí en la laguna, donde se encontraron hasta 22 y 31 plaguicidas, respectivamente, en su mayoría fungicidas (58%) asociados al cultivo de banano. La especie evaluada con mayor concentración de plaguicidas fue Eichornia crassipes, y se encontraron mayormente en raíces (47,6%), seguido de hojas (30,6%) y tallos (24,0%). Se estimó la Dosis Diaria Promedio, la cual fue mayor por ingesta de alimento que por ingesta de agua. Los plaguicidas a los que está más expuesto el manatí son imazalil, fenpropimorf, diuron y azoxystrobina. Los resultados revelaron que una población de manatíes en un entorno como la Laguna de Madre de Dios podría estar expuesta de manera crónica a plaguicidas.
Propuesta de medidas de control para mejorar las condiciones de salud ocupacional asociadas a la exposición a compuestos orgánicos volátiles y material particulado en la empresa TERRAMIX
(Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, 2024-05) Suárez Arce, Tifanny Paola; Ruepert, Clemens
De acuerdo con la IARC (2012b), se puede clasificar la exposición ocupacional a distintos agentes químicos en la industria del caucho como carcinogénicas en el grupo 1, específicamente, el uso de los compuestos orgánicos volátiles (COV) en la actividad de pintor, y la exposición a sílice cristalina por la tarea de sandblasting, ambas dentro del grupo 1 (IARC, 2012a, 2012b). La investigación tiene como objetivo evaluar los riesgos químicos asociados a la exposición ocupacional por vía inhalatoria y dérmica a COV tales como el tolueno, xileno y MIBK; así como a material particulado por medio de una caracterización básica y mediciones ocupacionales que permitan identificar los determinantes de exposición y proponer medidas de control con el fin de reducir la exposición laboral.

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