DETERMINACIÓN DE LA INHIBICIÓN DEL CRECIMIENTO RADICULAR DE Allium cepa MEDIANTE UN BIOENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA EN LA PAZ, BOLIVIA

Autores:

^{1 $} S. C. Borda Echave.

^{2  $} D. M. Confessori Vaca.

INTRODUCCIÓN

 

El agua potable es un elemento fundamental para la vida, ayuda a la eliminación de las sustancias resultantes de los procesos bioquímicos producidos en el organismo, también es importante para impedir y reducir la propagación de enfermedades relacionadas con la falta de saneamiento. (Anónimo, s.f.). El agua está constantemente expuesto a cualquier tipo de contaminación, entre los principales contaminantes del agua se encuentra: las sustancias químicas inorgánicas como los metales pesados, sustancias químicas orgánicas, como el petróleo y sus derivados y los agentes patógenos como los virus y bacterias que son responsables de muchas enfermedades en el ser humano. (Guadarrama, Kido, Roldan, & Salas, 2016).

Para preservar la salud de la población es importante proteger el agua potable con el fin de disminuir la contaminación hídrica y evitar las enfermedades que este conlleva. Su protección exige que las fuentes de suministro de agua estén situadas lo más lejos posible de las fuentes de contaminación. (Córdoba, Del coco, & Basualdo, 2010).

 

Según la OMS (2004) la calidad del agua potable está estrechamente relacionada con la salud pública. Las causas de una mala calidad de agua pueden ser tanto naturales como antropogénicas, la falta de gestión y tratamiento adecuados para la potabilización del agua es la fuente más importante de la contaminación hídrica. (Córdoba, Del coco, & Basualdo, 2010).

 

En Bolivia de acuerdo con el director del instituto de investigación de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) Edwin Astorga (2019) señaló que el agua potable que se consume en la ciudad de La Paz tendría un alto nivel de dureza debido a la presencia de metales pesados, acidez y sulfatos. Edwin Astorga afirma que la zona con menor calidad de agua potable sería la de Sopocachi y las que tendrían mejor calidad son la Zona Sur y Miraflores. (Anónimo, 2019)

 

Existen herramientas de diagnóstico, como los bioensayos que ayudan a determinar los efectos de los agentes físicos y químicos sobre los organismos de prueba en condiciones experimentales que estén controladas, los efectos que presentan pueden ser de inhibición del crecimiento radicular, el organismos más utilizado en un bioensayo es el Allium cepa (cebolla), debido a su buena sensibilidad. (Ronco, Díaz, & Pica, 2004)

 

El uso del Allium cepa como bioindicador en bioensayos de toxicidad aguda está reconocido a nivel mundial, su importancia se basa en que es un excelente modelo donde es posible evaluar el daño producido por una sustancia en el crecimiento radicular. (López Sardi, García, Larroude, Picicelli, & Reynoso, 2016). Cuando el Alllium cepa entra en contacto con el agua, comienza a rehidratarse y se produce una estimulación en el crecimiento de las células y esto permite que las raíces comiencen a crecer, pero cuando la hidratación se lleva a cabo en presencia de alguna sustancia tóxica el procesos de la división celular puede inhibirse retardando el proceso de la mitosis o destruyendo las células e impidiendo el crecimiento normal de la raíz. (López Sardi, García, Larroude, Picicelli, & Reynoso, 2016)

 

En este trabajo se determinará si el agua potable de las zonas de Miraflores, Sopocachi y la Zona Sur de la ciudad de La Paz inhiben el crecimiento radicular de Allium cepa para establecer el efecto en la salud de las personas, mediante un bioensayo de toxicidad aguda.

 

METODOLOGÍA

 

Muestreo

 

El muestreo se realizó en las 3 zonas mencionadas de la ciudad de La Paz, se tomaron un total de 33 muestras, 11 para cada zona, se recolectó de 2 a 3 muestras en cada punto escogido y se midieron parámetros in situ de pH y temperatura.

Las muestras se tomaron de acuerdo con las recomendaciones del Reglamento Nacional para el Control de la Calidad del Agua para el Consumo Humano y fueron puestas en un conservador de temperatura de la marca Tecnopor hasta su traslado.

Bioensayo con Allium cepa

 

Se realizó un bioensayo de toxicidad aguda con bulbos de Allium cepa (cebolla morada) para determinar la inhibición del crecimiento promedio de las raíces.

 

Los bulbos fueron adquiridos de un mercado local un día antes de la prueba, tomando en cuenta que sean de un tamaño similar, que no presenten hongos y cualquier tipo de deformaciones.

 

Para realizar el bioensayo se procedió a limpiar, con cuidado, la zona radicular de los bulbos y se retiró la primera capa de las cebollas, de las muestras tomadas se colocó 150 ml en los envases y para la identificación de estos se realizó el respectivo etiquetado, que contenía el número de muestra, la zona donde se la obtuvo, el código de la muestra, se asignó a cada código con letras (A,B,C,D y E) y con el número de muestra correspondiente del punto de muestreo. y las observaciones. Después, cada bulbo se acomodó en los envases con ayuda de mondadientes (palillos) procurando que la zona radicular tenga contacto con el agua muestreada y finalmente los envases se situaron en un lugar con buena ventilación y con una luz indirecta.

Desviación estándar y error porcentual.

 

Al cabo de 96 horas se recolectaron los bulbos y se procedió a medir el largo de las raíces de cada uno. Primero se calculó la desviación estándar de los puntos individualmente, ya que un punto llega a tener hasta tres muestras y después se obtuvo la desviación estándar total de cada zona, con la siguiente fórmula:

 

                               𝑆 =   √Σ(Χ − Χ̅)²

                                            

                                                 𝑛 − 1

Donde:

n = Número de muestra

X= Muestra

Χ̅ = Promedio

 

Se calculó el error porcentual por zona para conocer si la muestra es representativa, con la siguiente fórmula:

 

                                   𝐸 = 𝑍_𝛼/2   𝜎

                                        √𝑛

 

Donde:

𝜎 =Desviación estándar

n = Tamaño de la muestra

𝑍𝛼/2 = Intervalo de confianza

 

Porcentaje de inhibición

 

Para obtener el porcentaje de inhibición se tomó en cuenta el promedio de la longitud de crecimiento de las raíces de cada zona y la longitud de la muestra control, finalmente se lo calculó con la siguiente ecuación:

 

    % I = longitud del control – longitud de la muestra     x 100

                               longitud del control

 

La longitud de control se obtuvo a partir de una muestra que se realizó con agua de bidón, ya que es apta para que sea consumida directamente por el ser humano, por lo tanto, su calidad es buena.

 

Posibles efectos en la salud

 

Para determinar los posibles efectos en la salud se tomó de base la información del director del instituto de investigación de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) Edwin Astorga publicada en el periódico El diario, el cual señalaba que la mala calidad del agua se debía a la presencia de metales pesados y sulfatos. A partir de eso se buscó más información sobre la presencia de metales pesados en el agua en la revista deliberar en su artículo agua y minería en Bolivia.

 

Finalmente se analizó los posibles efectos en la salud con los datos obtenidos en la página del Sistema integrado de Información de Riesgos, IRIS, por sus siglas en inglés y de la Agencia para Sustancias Tóxicas y el registro de Enfermedades (ATDSR).

RESULTADOS

 

El bioensayo con Allium cepa se realizó la última semana de abril del presente año, una vez pasado el tiempo establecido se obtuvo el promedio de crecimiento de las raíces de cada zona como se puede observar en las siguientes tablas:

 

 

 

 

TABLA 1. Promedio de crecimiento radicular, zona Sopocachi

Zona	Código	pH inicial	pH final	Temperatura inicial (°C)	Temperatura final (°C)	Crecimiento radicular (cm)
	Sopo A1	7	5	12	14	1.7
	Sopo A2	6	5	12	15	2.8
	Sopo B1	6	4	14	16	2.8
	Sopo B2	6	5	12	14	1.8
	Sopo C1	7	5	13	14	2.7
Sopocachi	Sopo C2	5	4	12	14	1.2
	Sopo D1	6	5	12	13	2.8
	Sopo D2	6	4	13	14	0.8
	Sopo E1	7	6	12	15	1.5
	Sopo E2	6	5	13	16	0.9
	Sopo E3	6	4	14	16	1.2
Total						20.20
Promedio						1.84

Fuente: Elaboración propia

 

TABLA 2. Promedio de crecimiento radicular, zona Miraflores

Zona	Código	pH inicial	pH final	Temperatura inicial (°C)	Temperatura final (°C)	Crecimiento radicular (cm)
	Mira A1	7	5	12	14	1.9
	Mira A2	6	4	14	16	1.6
	Mira B1	6	4	14	17	2.6
	Mira B2	6	5	13	15	1.8
	Mira C1	7	5	14	15	2.3
Miraflores	Mira C2	7	6	11	14	2.4
	Mira D1	6	4	12	15	0.9
	Mira D2	7	4	14	15	1.3
	Mira E1	7	6	11	16	3.5
	Mira E2	7	6	14	16	2.7
	Mira E3	6	5	11	14	1.4
TOTAL						22.40
Promedio						2.04

Fuente: Elaboración propia

 

TABLA 3. Promedio de crecimiento radicular, zona Sur

Zona	Código	pH inicial	pH final	Temperatura inicial (°C)	Temperatura final (°C)	Crecimiento radicular (cm)
	Sur A1	6	4	14	16	3.2
	Sur A2	7	5	15	17	5.2
	Sur B1	6	5	14	16	3.8
	Sur B2	6	5	15	16	2.8
	Sur C1	6	5	13	15	1.75
Zona Sur	Sur C2	6	5	14	16	3.9
	Sur D1	7	4	14	16	2.9
	Sur D2	7	5	14	16	1.2
	Sur E1	6	5	12	15	1.8
	Sur E2	7	4	12	15	2.5
	Sur E3	6	5	11	15	1.3
Total						30.35
Promedio						2.76

Fuente: Elaboración propia

 

 

Analizando los resultados obtenidos del promedio de crecimiento radicular de las cebollas, se observa que la zona que presenta una mayor longitud en sus raíces es la zona Sur con un promedio de 2,76 cm y la que presenta menor longitud es la zona de Sopocachi, con un promedio de 1,84 cm. Como se puede observar en los resultados existe mucha diferencia en el crecimiento de un mismo punto de muestreo, esto puede deberse a que en las diferentes zonas existen casas viejas, en donde no se hizo un cambio de cañerías o que el mantenimiento de las cañerías no se lo está realizando, todos estos factores pueden estar afectando a los resultados del crecimiento radicular.

 

Se sacó la desviación estándar de los puntos donde se obtuvieron las mismas muestras para conocer la diferencia del crecimiento de cada una respecto al promedio y se obtuvieron los siguientes resultados:

 

 

Tabla 4: Desviación estándar

Zona	Desviación estandar
Sopocachi A	0.78
Sopocachi B	0.71
Sopocachi C	1.06
Sopocachi D	1.41
Sopocachi E	0.21
Miraflores A	0.21
Miraflores B	0.57
Miraflores C	0.07
Miraflores D	0.28

 

La desviación estándar obtenida muestra como en un mismo punto donde se obtuvo de 2 a 3 muestras existe diferencias en el crecimiento, esto debido a dos factores que se pueden considerar: el primero es que el manejo de las muestras haya sido inadecuado y el segundo factor es que la distribución de agua en un mismo punto no sea uniforme.

 

Para conocer cuánta diferencia existe entre los valores del crecimiento respecto al promedio de cada zona, también se calculó la desviación estándar y el porcentaje de error, en la cual se obtuvo los siguientes resultados:

 

Tabla 5: Desviación estándar y error porcentual

Zona	Desviación estándar	Error porcentual
Sopocachi	0.80	0.2%
Miraflores	0.75	1%
Zona Sur	1.23	0.8%

 

 

Según los resultados obtenidos de la desviación estándar, el que presentaría una mayor diferencia entre sus datos y el promedio es la zona Sur, con una desviación estándar de 1,23 cm, considerando esto, se retoman los dos factores antes mencionados: inadecuado manejo en las muestras o la distribución desigual de agua en los puntos ya que su crecimiento llega a variar mucho. En contraste con estos resultados obtenidos, se observa que en la zona de Miraflores el valor de la desviación estándar es de 0,75 cm de diferencia con respecto al promedio, lo que indicaría, dejando a un lado la posibilidad de que las muestras no fueron tomadas adecuadamente, que la distribución de agua en esta zona es más homogénea.

 

La zona con mayor error porcentual es la de Miraflores con 1% de error en la muestra a diferencia de la zona Sur con un 0.8% y la zona de Sopocachi con un 0.2% de error, por lo tanto, esta última llegaría a tener una muestra más representativa que las demás.

 

Se puede observar que la Zona de Sopocachi tiene un porcentaje de inhibición radicular del Allium cepa de 42%, la zona de Miraflores con un 37% y por último la zona Sur con un 21%, esta zona presentaría el agua más aceptable para el consumo humano, lo que es importante para la salud pública de la población pero considerando la desviación estándar obtenida de la zona Sur, la cual fue la más alta de las tres zonas, el que llegaría a tener menor porcentaje de inhibición sería la zona de Miraflores, la cual tiene datos más homogéneos.

 

Según el director del instituto de investigación de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la UMSA, Edwin Astorga la mala calidad del agua se debería a la presencia de metales pesados y sulfatos, de acuerdo con el artículo “agua y minería en Bolivia “de la revista Deliberar, se identificó que la mina Milluni descargaba su drenaje ácido de mina en el embalse Milluni Chico, que abastece a la represa Milluni, con grandes concentraciones de metales pesados, entre los más representativos se encontraba el arsénico y el zinc. (Cmpanini, 2017)

 

Según la agencia para sustancias tóxicas y el registro de enfermedades (ATSDR, s.f.) los posibles efectos en la salud por consumir agua con presencia de arsénico son: oscurecimiento de la piel, aparición de callos o verrugas en las palmas de las manos, los pies y el torso, provoca alteraciones en los vasos sanguíneos y existe el riesgo de que se produzca cáncer en la piel.

 

La dosis de referencia, que es el índice para la evaluación de riesgos, en el caso de la exposición oral es de 3x 10-4 mg/kg-día, la cual produciría problemas en el sistema cardiovascular y dérmico, además de hiperpigmentación y queratosis, que es una afección en la piel en la cual la queratina forma tapones en los folículos de la piel, también existe el riesgo de que produzca cáncer de piel si está a una concentración de 5x 10-5 µg /L en el agua potable. (EPA, 1998)

 

El zinc en el agua puede producir náuseas, vómitos y calambres estomacales, en niveles altos puede producir anemia y daños en el páncreas. (ATSDR, s.f.)

 

La dosis de referencia para la exposición oral del zinc es de 3x10-1 mg /Kg día), esta dosis puede afectar al sistema inmune y hematológico causando disminución de la actividad de los eritrocitos. (EPA, 2005)

La presencia de sulfatos en el agua puede causar un efecto laxante y en dosis más altas puede provocar una deshidratación para el organismo del ser humano. (ATSDR, s.f.)

 

La inhibición del crecimiento radicular de las cebollas también pudo haberse dado por la presencia de cloro en el agua, a pesar de que es un desinfectante muy utilizado en las plantas de potabilización de agua, se ha comprobado que produce subproductos cancerígenos, en un estudio realizado en Venezuela, por Sarmiento (2003), afirma que el cloro forma subproductos como el cloroformo, el bromoformo y el diclorometano, los cuales pueden causar efectos adversos en la salud y hasta llegar a producir cáncer. (Sarmiento, Rojas, Medina, Olivet, & Casanova, 2003.

 

CONCLUSIONES / RECOMENDACIONES

 

De acuerdo con los resultados obtenidos se logró identificar que la zona de Sopocachi presentó un mayor porcentaje de inhibición con un 42% a comparación de la zona de Miraflores con un 37% y la zona Sur con un 21%, lo que significaría que el agua de Sopocachi podría presentar efectos en la salud al ser consumida por las personas de esa que habitan esa zona.

 

Se calculó la desviación estándar y el error porcentual de las tres zonas mencionadas, con los resultados se determinó que la zona Sur a pesar de que obtuvo el menor porcentaje de inhibición su desviación estándar es grande, por lo tanto, la distribución del agua en la zona Sur no es igual en todos los puntos o hubo un mal manejo de las muestras, se concluyó que la zona Miraflores llegaría a tener el agua más apta para consumo humano. Los resultados que se obtuvo del promedio de crecimiento radicular presentó grandes deferencias en algunos puntos de muestreo, esto puede deberse a un mal manejo del muestreo y/o que las cañerías de las casa no tuvieron mantenimiento adecuado o tuvieran algún defecto lo que provocó la gran diferencia del crecimiento en las raíces de un mismo punto.

 

El bioensayo sirvió para determinar si el agua potable de las tres zonas escogidas inhibía el crecimiento radicular del Allium cepa y con eso se determinó los posibles efectos en la salud, pero este estudio debe ser complementado con la medición de los parámetros de la calidad del agua y con un estudio para determinar que sustancia o elemento estaría inhibiendo el crecimiento radicular de la cebolla.

 

 

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

[1] Anónimo. (28 de Octubre de 2019). Paceños consumen agua de baja calidad por presencia de metales. El diario, pág. 1.

[2] Anónimo. (s.f.). Essap. Obtenido de Essap: http://www.essap.com.py/32217a53b4c76b11a4d967a6ff0dfc14/

[3] ATSDR. (s.f.). Obtenido de ATSDR: https://www.atsdr.cdc.gov/es/index.html

[4] Cmpanini, O. (2017). AGUA Y MINERÍA EN BOLIVIA ¿RIESGOS LEJANOS? De liberar, 37-42.

[5] Córdoba, M. A., Del coco, V. F., & Basualdo, J. A. (2010). Agua y salud humana. Química Viva, 16.

[6] EPA. (1 de Septiembre de 1998). Obtenido de IRIS: https://cfpub.epa.gov/ncea/iris2/chemicalLanding.cfm?substance_nmbr=278

[7] EPA. (8 de Marzo de 2005). Obtenido de IRIS: https://cfpub.epa.gov/ncea/iris2/chemicalLanding.cfm?substance_nmbr=426

[8] Guadarrama, R., Kido, J., Roldan, G., & Salas, M. (2016). Contaminación del agua. Revista de Ciencias Ambientales y Recursos Naturales, 10.

[9] López Sardi, E. M., García, B. N., Larroude, V., Picicelli, R., & Reynoso, C. Y. (2016). Uso de allium cepa test como indicador de eficacia para el tratamiento de efluentes. 1-2.

[10] Ronco, A., Díaz, M. C., & Pica, Y. (2004). Conceptos generales. En G. Castillo, Ensayos toxicológicos y métodos de evaluación de calidad de aguas (págs. 18-20). México: Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.

[11] Sarmiento, Rojas, Medina, Olivet, & Casanova. (2003). Investigación de trihalometanos en agua potable. Scielo , 3-5.