Biomonitorización y Diagnóstico de Envenamiento de Fauna Silvestre Canaria: Desarrollo Metodológico para la Determinación Cuantitativa Simultánea de 360 Sustancias Tóxicas

Abstract

La biodiversidad mundial está gravemente amenazada, y uno de esos peligros son las sustancias químicas nocivas que provienen del ambiente. Muchas de estas sustancias han sido creadas con numerosos fines, ya sea como como aislantes térmicos y eléctricos, o como biocidas, medicamentos y productos de higiene o con fines industriales, entre otros. Otras, como las dioxinas, los hidrocarburos aromáticos policíclicos o los metales tóxicos son inherentes a la industrialización humana y a la combustión. Los contaminantes orgánicos persistentes comprenden un grupo amplio de tóxicos que son capaces de permanecer durante grandes periodos de tiempo, incluso décadas, en el medio ambiente y los seres vivos, produciendo efectos nocivos a concentraciones muy bajas, como cáncer, malformaciones y alteraciones endocrinas. Los pesticidas y fitosanitarios se usan sobre todo en ganadería y agricultura, aunque también en entornos domésticos. Muchos tienen efectos agudos sobre los artrópodos, y a dosis mayores, pueden producir intoxicaciones agudas en también en vertebrados. La mayoría no suelen persistir más de unas semanas en el ambiente, pero existen otros biocidas con efectos cancerígenos y genotóxicos. Los rodenticidas anticoagulantes se han usado ampliamente en todo el mundo con el fin de eliminar poblaciones de roedores y otros pequeños mamíferos en el campo. Se ha constatado la entrada a la cadena trófica de estos compuestos en aves rapaces, no diana, ya que existen rodenticidas que persisten en el ambiente y se biomagnifican. Por otra parte, los medicamentos como los AINEs pueden ser muy tóxicos para aves de carroña como buitres, que se pueden alimentar de canales de ganado contaminadas, y los antibióticos pueden generar mayores resistencias bacterianas, con lo que se complicaría su uso para infecciones posteriores. Muchas de estas sustancias se usan ilícitamente para producir la muerte por envenenamiento de animales no deseados en entornos rurales y urbanos. La mayor parte de las sustancias usadas son altamente tóxicas, que se llegan a mezclar para producir mayores lesiones. Los estudios de biomonitorización de sustancias químicas en seres vivos necesitan del desarrollo de una metodología que nos pueda brindar información sobre la mayor cantidad de sustancias posible y de su integración en los ecosistemas. A su vez, la seguridad alimentaria y la monitorización de muestras ambientales son cada vez más restrictivas en cuanto a residuos de plaguicidas, medicamentos y contaminantes persistentes. Por lo tanto, el desarrollo de métodos de extracción y cuantificación para un gran número de sustancias, que sean sensibles, de rutina, robustos y económicos, es un requisito indispensable. En este estudio de Tesis Doctoral, hemos desarrollado, validado y aplicado metodología basada en QuEChERS como técnica de extracción, y en cromatografías líquida y de gases acopladas a espectrometría de masas como técnicas de detección y cuantificación. Así, hemos desarrollado técnicas para la detección cuantitativa simultánea de 360 compuestos tóxicos en sangre y de 351 en hígado, la mayoría de ellos a concentraciones ultra traza (< 1 ng/g). Hemos aplicado Los métodos desarrollados los a estudios de biomonitorización y de diagnóstico de venenos de fauna silvestre y doméstica de Canarias.

The world's biodiversity is seriously threatened, and one of those dangers is harmful chemicals that come from the environment. Many of these substances have been created for purposes such as thermal and electrical insulators, biocides, pharmaceuticals, and hygiene products or for industrial purposes. Others such as dioxins, polycyclic aromatic hydrocarbons or toxic metals are inherent in human industrialization and combustion. Persistent organic pollutants comprise a wide group of toxics that can remain for long periods of time, even decades, in the environment and living beings, producing harmful effects at very low concentrations, such as cancer, malformations and endocrine alterations. Pesticides and phytosanitary products are used mainly in livestock and agriculture, but also in domestic environments. Many have acute effects on arthropods, and at higher doses, can cause acute poisoning also in vertebrates. Most do not usually persist for more than a few weeks in the environment, but there are other biocides with carcinogenic and genotoxic effects. Anticoagulant rodenticides have been used widely throughout the world to eliminate populations of rodents and other small mammals in the field. The entry into the trophic chain of these compounds has been found in birds of prey, not target, since there are rodenticides that persist in the environment and biomagnify. On the other hand, pharmaceuticals such as NSAIDs can be very toxic to carrion birds such as vultures, which can feed on contaminated livestock carcasses, and therefore, antibiotics can generate greater bacterial resistance, which would complicate their use for subsequent infections. Many of these substances are used illicitly to cause death by poisoning of unwanted animals in rural and urban settings. Most of the substances used are highly toxic, which mix to produce greater injuries. Biomonitoring studies of chemical substances in living beings require the development of a methodology that can provide information on as many substances as possible and their integration into ecosystems. In turn, food safety and the monitoring of environmental samples are increasingly restrictive in terms of pesticide, pharmaceuticals, and persistent pollutants residues. Therefore, the development of extraction and quantification methods for a large number of substances, which are sensitive, routinely applicable, robust and inexpensive, is an indispensable requirement. In this doctoral thesis study, we have developed, validated, and applied methodology based on QuEChERS as extraction technique, and liquid and gas chromatography coupled to mass spectrometry as detection and quantification techniques. Thus, we have developed techniques for the simultaneous quantitative detection of 360 toxic compounds in blood and 351 in liver, most of them at ultra-trace concentrations (< 1 ng/g). The methods developed have been applied to biomonitoring and diagnostic studies of poisons in wild and domestic fauna of the Canary Islands.