MAREAS ROJAS Y TÓXINA AMNÉSICA DE LOS MOLUSCOS

Sus células son bacilares o naviculares, raramente cuneiformes. El centro de simetría se ha transformado entonces en una línea, del que parten los relieves que ofrecen, en conjunto, aspecto de pluma. En un gran número de especies sigue la línea de simetría una estría longitudinal o “rafe”, cuya constitución exacta varía mucho según los géneros; se admite que en este sitio el plasma sale al exterior y origina un movimiento de reptación particular, que sólo se observa en las diatomeas pennadas. Generalmente en la reproducción sexual de las pennadas se copulan entre sí dos isogametas carentes de flagelos. En el apareamiento se acoplan dos células vegetativas y segregan gran cantidad de pectina gelatinosa. El núcleo de cada célula se divide, mediante meiosis, en cuatro núcleos haploides, dos de los cuales degeneran. Así se originan en cada célula dos gametas en forma de protoplastos desnudos. Entonces se abren las valvas, los gametas se copulan dos a dos y se originan dos cigotos, los que,...

Las frústulas tienen contornos circulares o triangulares redondeados y las esculturas de los mismos presentan ordenación radial o concéntrica. A diferencia de las pennadas, las céntricas carecen de capacidad de locomoción. La reproducción sexual se realiza mediante meiogametos; en las células masculinas se forman mediante meiosis, cuatro espermatozoides y en otras células, generalmente de mayor tamaño, transformadas en oogonios, ovocélulas. Los espermatozoides poseen un flagelo con bárbulas. La determinación del sexo se produce con carácter de modificación. En concreto pueden darse varias variaciones. Es posible, por ejemplo, que en los oogonios se conserven dos de los cuatro núcleos de los gonios o uno solo, de modo que se formen dos ovocélulas o solamente una. Estas pueden salir al agua exterior o permanecer dentro del oogonio, aligando al espermatozoide a penetrar por una fisura entre las valvas. En el sexo masculino la célula vegetativa puede pasar directamente a actuar como anter...

Las diatomeas se reproducen por bipartición. Para ellos, las valvas se desencajan una de otra por el empuje del cuerpo plasmático, que aumentan de tamaño; cada una de las dos células hijas produce una nueva hipoteca. Una de las células hijas adquiere pues el mismo tamaño que la célula madre, pero la otra queda más pequeña; repitiéndose las divisiones, esto conduce a una disminución progresiva de dimensiones, que continúa hasta un determinada mínimo, al alcanzar el que se realiza la reproducción sexual, unida a un extraordinario aumento de volumen del zigoto. Algunas especies pueden oponerse a la reducción progresiva del tamaño debido a que sólo vuelve a dividirse la mayor de las células hijas; en otras, las pleuras poseen cierta elasticidad, de modo que la diferencia de tamaño entre epiteca e hipoteca resulta muy pequeña. Según la simetría de la frústula, las diatomeas se dividen en dos subórdendes: Centricae y Pennatae . En las primeras, las frústulas son radiadas, mientras que en la...

Las diatomeas son seres vivos unicelulares, que pertenecen filogenéticamente al filum Chyrsophyta . A veces se unen en filas o fascículos, comprendiendo este grupo gran cantidad de formas. Poseen pigmentos y sustancias de reserva característicos de las crisofíceas, ocupando una particular posición ya que poseen dos valvas silíceas que se constituyen al exterior de la membrana plasmática. Una de dichas valvas, la epiteca, encaja exteriormente como la tapadera de una caja sobra la otra, denominada hipoteca. Cada una de ellas recibe el nombre de teca o valva, mientras sus partes laterales reciben el nombre de pleuras. Por lo tanto, la célula ofrece dos aspectos distintos, según se mire por el lado de las valvas, es decir, por arriba o por debajo o por el lado pleural, es decir, por el flanco. Entre las valvas, en la zona pleural, se intercalan a veces piezas intermedias, que en algunas especies originan septos que se adentran en el interior de la célula. La envoltura, denominada frústula,...

En algunos países de Europa, como Francia y España, el cultivo de mejillones o miticultura tiene gran importancia económica. En España se hace el cultivo mediante tres procedimientos: empalizadas, estanques y balsas flotantes, siendo este último el más difundido, por los óptimos resultados que se obtienen debido a las características de las costas y al régimen de mareas. Sus principales parques de cultivo se encuentran en las vías gallegas, costas de Galicia y Cantabria y en los puertos de Barcelona y Valencia; se cultivan de 300 a 400 mil toneladas anuales. Las especies más frecuentes cultivadas en España, Francia y Holanda, son el mejillón común y el mejillón rubio. En el Mediterráneo se cultiva el mejillón en Tarento y otros puntos de Italia, en donde se llama "cozze mere" al Mytilus edulis y "cozze pelose" al Mytilus barbatus. En menor proporción se cultivan en Inglaterra, Italia, Portugal, Noruega, Escocia, Alemania y Yugoslavia; en América Latina la miticultur...

A continuación se describirán los pasos que conducen a la introducción de la Toxina Amnésica de los Moluscos en la alimentación humana. El primer paso son los nutrientes del agua marina: nitrógeno, fósforo, y fundamentalmente silicio, ya que es el componente fundamental de la frústula de las diatomeas. Éstas son el segundo paso, las diatomeas del género Pseudonitzschia son las productoras de la Toxina Amnésica de los Moluscos (ASP), sirviendo de alimentación a los moluscos, que pueden ser de vida libre o cultivados, como los mejillones, que son el tercer paso. El cuarto paso es la alimentación humana a base de estos moluscos contaminados por la toxina. Se explicará cada una de las partes, desde la alimentación humana, poniendo en este caso, como ejemplo al mejillón, hasta los nutrientes de las diatomeas. Figura 3.1. Diagrama de las fases que conducen a un intoxicación alimentaria por ASP.

Este tipo de marea roja se detectó por primera vez en el Este del Canadá en el invierno 1987/88, a raíz del consumo de mejillones azules cultivados, se vieron afectadas más de 150 personas y se produjeron 4 muertes. Estos moluscos que se habían contaminado con la Toxina Amnésica de los Moluscos (ASP, Amnesic Shellfish Poisoning (Wright et al, 1989). La muerte de pelícanos y cormoranes que se había observado en California en 1991 fue explicada por la transferencia trófica de esta toxina desde anchoitas que se habían alimentado con diatomeas productoras de ácido domoico (Work et al, 1993). Desde entonces en diferentes lugares del mundo se ha detectado la presencia de estas toxinas. En 1998, en la costa de California, se produjo el florecimiento de la diatomea tóxica Pseudonistzchia australis, produciendo la muerte de 400 leones marinos, determinándose que esta mortandad fue originada por la ingesta de anchoitas (Engraulis mordax) que contenían ácido domoico (Scholin et al, 2000). La Tox...

3.1. Mareas rojas y Toxina amnésica de los Moluscos (ASP) 3.2. El ciclo de introducción de la ASP en la cadena alimentaria humana 3.3. Importancia del cultivo del mejillón 3.4. Las diatomeas 3.5. El silicio y otros nutrientes

La localización del ácido domoico en el sistema digestivo de las almejas tiene claramente un origen en el tipo de dieta a través de del plancton. Las glándulas digestivas de las almejas tóxicas estaban llenas de plancton, que al ser examinado el microscopio reveló la presencia de una diatomea sin identificar. Los biólogos marinos encontraron en el plancton del estuario un alga identificada como la diatomea Pseodonitzschia pungens. Posteriormente se estableció inequivocadamente que el ácido domoico era un producto secundario en el metabolismo de esta diatomea. Era la primera vez que se describía una toxina en mariscos teniendo como origen una diatomea marina con implicaciones en la industria pesquera tan significativas. La diatomea Pseudonitzschia pungens está muy débilmente distribuida por las costas del Atlántico, Pacífico y Océano Índico. La causa por la que esta diatomea aparece en el mar está relacionada con el hecho de que en la época de desarrollo en la costa es arrastrada por el...

El estudio de todas las fracciones demostró que el ácido domoico era el único producto responsable de la toxicidad. Pacientemente, en los siguientes días, con ácido domoico purificado se llevaron a cabo bioensayos para conocer la curva de toxicidad. Figura 1.12.- Curva de dosis-respuesta, trazada como tiempo de muerte (TOD) contra dosis de ácido domoico (determinado por análisis HPLC), para soluciones estándar y para diferentes extractos contaminados de almejas inyectados a ratones. Cada punto es el resultado de 2-4 respuestas reproducibles de TOD para una solución, y la barra de error representa una muestra de la desviación estándar. La curva es un polinomio de segundo orden, obtenido por regresión por mínimos cuadrados para todos los puntos. La figura anterior muestra dicha curva obtenida inyectando ácido domoico puro y cantidades equivalentes de extracto de almejas tóxicas con metanol/agua y con HCl. Se representa frente a 1/t en minutos. Hay una dosis terapéutica, inferior a 50 mg,...

Una vez que se llegó a este punto se pudo confirmar que el compuesto tóxico es el ácido domoico o alguno similar. Mediante NMR se realiza una prueba inequívoca. Se necesita para ello disponer de sustancia pura suficiente. La técnica FT-IR ayuda también a este fin. Por repetitivas, HPLC, se recogen fracciones del compuesto tóxico y se purifican. El espectro de C13-NMR coincide con uno publicado para el ácido domoico sintético. Se determina el punto de ebullición, fusión y dispersión rotatoria óptica, coincidiendo con los del ácido domoico. El ácido domoico es un ácido tricarboxílico, soluble en agua y termoestable

El espectro de masas muestra un pico a m/z 312 en el modo de iones positivos y m/z (M-H-) a 310 para iones negativos. Este pico se incrementa en altura a medida que se va purificando la toxina. No existe un espectro de masas igual para las fracciones de almejas control. Los iones fragmentados parecen indicar pérdidas de H-COOH, así como otras pequeñas moléculas neutras, que dan un fragmento intenso a 74 (m/z). Por antecedentes bibliográficos y por las pistas de las experiencias anteriores, este espectro es característico de un aminoácido protonado. Realizando la técnica FAB-MS/MS, e introduciendo las especies de los picos del primer MS en un segundo MS, se deduce que el compuesto tienen una fórmula molecular: C15H22NO6 También se llega a esta conclusión con la ayuda de los espectros FT-IR de las reacciones tóxicas. Este espectro sugiere en la molécula la presencia de los siguientes grupos: =NH -C...

Todas las fracciones donde aparece el compuesto tóxico son estudiadas por FAB-MS, masas con bombardeo con átomos rápidos. En las figuras siguientes se pueden ver los datos espectroscópicos de la toxina de las almejas. Figura 1.9.- Espectro de masas MS/MS a m/z 312 en el espectro de masas FAB en el modo de iones positivos de una fracción tóxica XAD-2. Figura 1.10.- Espectro FT-IR de un film delgado de la toxina aislada sobre una ventana de CaF2 . Figura 1.11.- Espectro de protón NMR a 300 MHz de la toxina purificada disuelta en D2O.

Figura 1.5.- Cromatograma reconstruido para los datos DAD a 242 nm , que corresponde a los mejillones tóxicos. Condiciones: 25 cm x 4,6 mm i.d. Columna Vydac 20 1TP con 1,0 ml/min CH3CN/CF3COOH; gradiente de elución de 5,0:94,9:0,1 a 99,9:0:0,1 por encima de 40 min. Figura 1.6.- Cromatograma reconstruido para los datos DAD a 242 nm , que corresponde a los mejillones de control. Condiciones: 25 cm x 4,6 mm i.d. Columna Vydac 20 1TP con 1,0 ml/min CH3CN/CF3COOH; gradiente de elución de 5,0:94,9:0,1 a 99,9:0:0,1 por encima de 40 min. Como se observa en las anteriores figuras, a 242 nm las diferencias se muestran con muchísima intensidad. Lo que se pueden comprobar en las figuras siguientes. Figura 1.7.- Diagrama tridimensional, que relaciona longitud de onda, tiempo y absorbancia. El pico de la izquierda corresponde al triptófano Figura 1.8.- Diagrama absorbancia-longitud de onda. El máximo se produce a 242 nm. Al realizar los cromatogramas de dos fracciones extractivas con HPLC-DAD, en ...

Para el caso de que la toxina fuera lábil, inicialmente se seleccionó un procedimiento clásico de extracción para productos naturales. El método era extracción con mezclas alcohol/agua a temperatura ambiente. Los mejores resultados se obtuvieron posteriormente llevando a cabo una posterior extracción del residuo, después de la evaporación con una mezcla diclorometano-agua, con lo que se obtienen dos fases, la acuosa y la orgánica. La separación cromatográfica de la fase acuosa a través de una columna XAD-2 reveló que la toxina era soluble en agua. La etapa final del proceso de purificación se realizó por dos métodos separativos basados en propiedades fisicoquímicas distintas. El HPLC se basa en la diferente partición o reparto de los analitos entre una fase móvil polar y una fase estacionaria no polar, mientras que la electroforesis en papel de alto voltaje (HVPE) las separaciones dependen de la diferente movilidad de las especies cargadas bajo un fuerte campo eléctrico. Las fracciones...

Figura 1.1. - Este diagrama de flujo muestra (a) los principios generales la estrategia del análisis por bioensayo directo y (b) los procedimientos de extracción y fraccionamiento usados en la investigación de los mejillones tóxicos (almejas tóxicas, según la traducción literal del inglés al castellano). La estrategia con biosensayos directos fue la siguiente: - Se obtuvieron extractos en paralelo de mejillones tóxicos y de control y a través de una serie de etapas de separación se van diferenciando los componentes y las fases. - Se utiliza una parte de cada fracción separada para bioensayos en ratones y determinar de esta manera en que proporción se encuentra la sustancia o las sustancias tóxicas. - Los círculos en negro indican positivo en la prueba. - Todas las fracciones, tanto de mejillones tóxicos como de control, son analizadas por diferentes técnicas analíticas, cromatográficas y espectroscópicas. - Se pretende comparar las “huellas” cromatográficas y espectroscópicas de las fr...

Varios laboratorios, preparados para análisis de sustancias tóxicas, como son metales pesados y pesticidas organofosforados, abordaron el estudio del problema, pero sus resultados fueron negativos. Los experimentos individuales se centraron en comparar las huellas analíticas de los extractos obtenidos con mejillones tóxicos y mejillones no tóxicos. Una diferencia en los cromatogramas o en los espectros de los extractos podría atribuirse entonces al agente tóxico que provocaba el síndrome. Los métodos analíticos que buscaban estas diferencias incluían: - TLC (cromatografía en capa fina) - HPLC con detección HV-V o DAD (diode array detector) - GC/MS - FT-IR - Espectrometría NMR. Inicialmente se observaron algunas diferencias, tanto en TLC como en HPLC-DAD en la parte liposoluble (extractos en disolventes no polares) de las glándulas digestivas de los mejillones tóxicos y de las mejillones de control. Las fracciones diferenciadoras tenían espectros ...

En octubre de 1987, en Canadá, ocurrió un extraño suceso de envenenamiento alimentario. Los síntomas fueron los siguientes: vómitos, diarrea, confusión espacial, amnesia y, en último término, coma. Tres personas murieron y varias docenas sufrieron secuelas con trastornos neurológicos. Los medios de comunicación empezaron a denominar a este síndrome clínico como envenenamiento por almejas amnésicas. Mediante un estudio epidemiológico realizado por expertos en el tema, se llegó a la conclusión, mediante entrevistas personales, de que el denominador común a todas ellas fue que todas habían ingerido comida de restaurante, y más concretamente mejillón común ( Mytilus edulis L.). Estos mejillones se habían cultivado en una zona muy concreta: en la Isla Príncipe Eduardo (Canadá). El hecho se terminó confirmando mediante bioensayos en ratones, siguiendo el protocolo de The Association of Official Analytical Chemists , con el fin de detectar la marea roja (venenos de mejillones y marisco), d...

2.1. Introducción 2.2. Metodologías iniciales 2.3. Estrategia con bioensayos directos 2.4. Estrategias cromatográficas 2.5. Estrategias espectroscópicas 2.6. Confirmación de la estructura 2.7. Toxicidad 2.8. La causa

A pesar de ser un mar escaso en nutrientes, la productividad del Mediterráneo es relativamente amplia aunque puede decirse que diluida de forma poco propicia para el desarrollo del zooplancton por estar disperso el alimento en una ancha capa eufótica. En esta se produce una intensa regeneración de nutrientes provenientes del fitoplancton descompuesto, en una especia de circuito cerrado de consumo-producción de nutrientes. Pero esta escasez no impide la ocasional aparición de mareas rojas en el Mar Mediterráneo. Los lugares más comunes de aparición se encuentran en la costa norte española y francesa, norte del Adriático y Sicilia. Aparecen en aguas en las que se produce una estratificación de capas, con calentamiento de la superficial. Los meses más proclives en el Mar Mediterráneo son los comprendidos entre marzo y agosto. Aparecen también en las periferias de afloramientos, en donde exista abundancia de las sustancias orgánicas que son necesarias para su desarrollo. Suelen durar unos ...

Este fenómeno puede ser destructivo para la vida marina de varias formas: 1. Cuando el fitoplancton (como los dinoflagelados) acaba todos los nutrientes del agua, o hay cambios en las temperaturas o una disminución en la iluminación solar, la población entera puede morir simultáneamente; conforme el fitoplancton se descompone, se consume mucho oxígeno disuelto en el agua, de tal forma que muchos organismos mueren asfixiados, especialmente peces y aquellos que viven en el fango marino como algunas almejas. 2. Los dinoflagelados como Gymnodinium y Gonyaulax pueden producir toxinas. Algunas toxinas causan la muerte de peces y otros organismos de sangre fría, y también pueden afectar mamíferos y aves marinas, y hasta seres humanos. En el caso de la especie Gymnodinium breve se ha reportado muerte de peces por asfixia, ya que produce una sustancia que rompe los glóbulos rojos impidiéndoles el transporte de oxígeno. Otra toxina producida por el grupo del género Gonyaulax se con...

Otra consecuencia que acarrean los FAN para el ser humano es el daño económico, tanto para empresas exportadoras como para pescadores artesanales y población en general. Existen grandes extensiones de mar que están en veda, lo que hace que muchas familias vean mermados sus ingresos económicos. Existen regiones en el planeta cuya única fuente de trabajo y subsistencia son los recursos que da el mar. Incluso, en lugares aislados es la única fuente de alimentos. Esto hace que sea necesario estudiar el fenómeno para así poder comprender y convivir de mejor manera con la naturaleza que nos rodea. Hay que tener en cuenta que no sólo estamos hablando de pesca, sino también de acuicultura. Por citar un ejemplo, en el cultivo del mejillón (miticultura), cuando en las aguas donde se cultivan aumenta el número de peridinias, pequeños organismos que viven en el plancton, que producen mareas rojas, estos organismos se acumulan en el mejillón y entonces lo convierten en un alimento tóxico y peligros...

Las toxinas más conocidas son las ciguatoxinas y las brevetoxinas, aunque también se han descrito otras tales como: saxitoxinas, venenos diarreicos, ácido domoico, y la toxina pfiesteria. Las más tóxicas conocidas son las ciguatoxinas, que ocasionan la conocida ciguatera, y que son producidas por los dinoflagelados Ganbierdiscus toxicus, Ostreopsis siamensis y Prorocentrum lima . Las brevetoxinas (100 veces menos tóxicas que las ciguatoxinas), de las que se conocen aproximadamente nueve son producidas por Gymnodinium breve . Se conocen una docena de saxitoxinas, neosaxitoxinas y gonyautoxinas, y son producidas por los géneros Alexandrium , Gonyaulax , Protogonyaulax , Pyrodinium y Gymnodinium . En general las toxinas del fitoplancton causan mortalidad en peces y toxicidad en los moluscos, así como envenenamiento o la muerte en humanos, mamíferos marinos (delfines, manatíes, ballenas), aves (como pelícanos y cormoranes) y peces. Actualmente se ha comprobado que va aumentando el efect...