Trabajos Originales

  • Determinación de metales pesados (Cu, Mo, Zn, Cd, Pb) en hígados de bovinos procedentes de la Región Metropolitana y VI, VII, VIII, IX, X y XI Regiones de Chile

Resumen

Se realizó un estudio de tipo preliminar, determi­nando el contenido de cobre (Cu), zinc (Zn), molib­deno (Mo), plomo (Pb) y cadmio (Cd) en hígado de bovinos sanos provenientes de la Región Metropo­litana, VI, VII, VIII, IX, X y XI regiones del país, con el objeto de establecer valores de referencia nacional.

El muestreo fue de tipo dirigido y llevado a cabo en diferentes mataderos del país. El tamaño mues­tral por región se estimó en 15 a 16 animales clínica­mente sanos, criados extensivamente y con un híga­do normal a la inspección bromatológica. La mues­tra correspondió a 100 g de la porción ventral del hígado, fue almacenada en bolsas de polietileno y congelada a -20ºC para ser procesada en el labora­torio Central de Contaminantes y Alimentos de la Estación Experimental La Platina, INIA. Se usó la metodología propuesta por Fich y col. (1976), y el análisis cuantitativo de metales pesados (mg/kg Materia Seca, ppm) se realizó por espectrofotome­tría de absorción atómica en un aparato modelo Perkin-Elmer 403, utilizando 2,5 g de la muestra inicial.

Las concentraciones hepáticas de los diferentes metales fueron descritas estadísticamente a través del promedio regional (X), desviación estándar (DE), coeficiente de variación (CV) y rango (R). Los promedios de cada metal fueron analizados mediante análisis de varianza y las diferencias 3 través de la prueba de Ducan (p ≤ 0,05).

Para el Mo y el Cd sólo se determinaron valores de ≤ 10 ppm y ≤ 0,2 ppm respectivamente en todas las muestras, no pudiéndose analizar estadística­mente.

El análisis de los resultados muestra que los niveles hepáticos de Cu, Zn, Mo se encuentran en los rangos normales descritos por la literatura ex­tranjera, con la sola excepción del promedio del Cu hepático de los bovinos provenientes de VII Re­gión, el que se encuentra en un nivel inferior consi­derado como un valor crítico. Las diferencias esta­dísticas para la variable Cu, se deberían principal­mente a diferencias en el contenido de Cu de los suelos y pastos de las regiones en estudio.

Para el contenido de Pb hepático, se concluye que en las regiones VII, XI y Metropolitana, se encuentra sobre los niveles considerados como má­ximos permisibles, reflejando ésto un ambiente in­mediato altamente contaminado para los animales en estudio. En el resto de las regiones, los niveles de Pb se encontraron dentro de los rangos considera­dos como máximos permisibles.

El contenido de Cd se encuentra dentro de los valores considerados como normales, reflejándose una situación sanitaria óptima para los bovinos de todas las regiones, desde el punto de vista del Cd.

Palabras claves: Metales pesados, hígado, bovinos.

Abstract

In order to establish a normal range of heavy metal concentration of healthy bovine livers throughout Chile, a preliminar study was conducted in which the content of Copper (Cu), Zinc (Zn), Molibdenum (Mo), Lead (Pb) and Cadmiun (Cd) were determined in cattle from different regions of Chile. The sampling was performed during May and June of 1988 in different slaughter houses of the country. A sample size of 15 to 16 animals per region was considered adequate. Only clinically healthy animals raised under extensive conditions grazing natural pastures were selected as candidates from which liver samples could be taken. Aditionally livers had to be free from any pathological lesion or siga of disease. The sample consisted of 100 g of liver tissue, taken from its ventral area, were conserved at -20ºC (in wrapped polyethylene) until processing by the 'Laboratorio Central de Contami­nantes y alimentos de la Estación Experimental La Platina' (Instituto de Investigaciones Agropecuarias). The samples was analyzed according to the method described by Fick et al. (1976) and was subjected to the cuantitative analysis of heavy metals (mg/kg of Drv Matter; p.p.m.) using atomic absortion spectrophotometry (Perkin - Elmer 403).

It is concluded that liver concentration of Cu, Zn and Mo are within the normal range of values given by the foreing scientific literature, with one exception; Cu concentration of liver taken from animals whose origin was the VII regions was lower than those of animalsfrom the Test of Chile. It is suggested that this difference might be the result of different copper contents of both the soil and pastures of this regions. It was also determined that animals from the VII, XI and Metropolitan Region had Lead (Pb) liver concentrations aboye the normal upper limit levels. This might indicate a high level of environmental contamina­tion in their places of origin. Cadmiun (Cd) contents were considered normal which suggests that this metal is not a limiting factor in animal production in Chile.

Key words: Heavy metals, liver, bovine. 

Abstract

Se realizó un estudio de tipo preliminar, determi­nando el contenido de cobre (Cu), zinc (Zn), molib­deno (Mo), plomo (Pb) y cadmio (Cd) en hígado de bovinos sanos provenientes de la Región Metropo­litana, VI, VII, VIII, IX, X y XI regiones del país, con el objeto de establecer valores de referencia nacional.

El muestreo fue de tipo dirigido y llevado a cabo en diferentes mataderos del país. El tamaño mues­tral por región se estimó en 15 a 16 animales clínica­mente sanos, criados extensivamente y con un híga­do normal a la inspección bromatológica. La mues­tra correspondió a 100 g de la porción ventral del hígado, fue almacenada en bolsas de polietileno y congelada a -20ºC para ser procesada en el labora­torio Central de Contaminantes y Alimentos de la Estación Experimental La Platina, INIA. Se usó la metodología propuesta por Fich y col. (1976), y el análisis cuantitativo de metales pesados (mg/kg Materia Seca, ppm) se realizó por espectrofotome­tría de absorción atómica en un aparato modelo Perkin-Elmer 403, utilizando 2,5 g de la muestra inicial.

Las concentraciones hepáticas de los diferentes metales fueron descritas estadísticamente a través del promedio regional (X), desviación estándar (DE), coeficiente de variación (CV) y rango (R). Los promedios de cada metal fueron analizados mediante análisis de varianza y las diferencias 3 través de la prueba de Ducan (p ≤ 0,05).

Para el Mo y el Cd sólo se determinaron valores de ≤ 10 ppm y ≤ 0,2 ppm respectivamente en todas las muestras, no pudiéndose analizar estadística­mente.

El análisis de los resultados muestra que los niveles hepáticos de Cu, Zn, Mo se encuentran en los rangos normales descritos por la literatura ex­tranjera, con la sola excepción del promedio del Cu hepático de los bovinos provenientes de VII Re­gión, el que se encuentra en un nivel inferior consi­derado como un valor crítico. Las diferencias esta­dísticas para la variable Cu, se deberían principal­mente a diferencias en el contenido de Cu de los suelos y pastos de las regiones en estudio.

Para el contenido de Pb hepático, se concluye que en las regiones VII, XI y Metropolitana, se encuentra sobre los niveles considerados como má­ximos permisibles, reflejando ésto un ambiente in­mediato altamente contaminado para los animales en estudio. En el resto de las regiones, los niveles de Pb se encontraron dentro de los rangos considera­dos como máximos permisibles.

El contenido de Cd se encuentra dentro de los valores considerados como normales, reflejándose una situación sanitaria óptima para los bovinos de todas las regiones, desde el punto de vista del Cd.

Palabras claves: Metales pesados, hígado, bovinos.

Abstract

In order to establish a normal range of heavy metal concentration of healthy bovine livers throughout Chile, a preliminar study was conducted in which the content of Copper (Cu), Zinc (Zn), Molibdenum (Mo), Lead (Pb) and Cadmiun (Cd) were determined in cattle from different regions of Chile. The sampling was performed during May and June of 1988 in different slaughter houses of the country. A sample size of 15 to 16 animals per region was considered adequate. Only clinically healthy animals raised under extensive conditions grazing natural pastures were selected as candidates from which liver samples could be taken. Aditionally livers had to be free from any pathological lesion or siga of disease. The sample consisted of 100 g of liver tissue, taken from its ventral area, were conserved at -20ºC (in wrapped polyethylene) until processing by the 'Laboratorio Central de Contami­nantes y alimentos de la Estación Experimental La Platina' (Instituto de Investigaciones Agropecuarias). The samples was analyzed according to the method described by Fick et al. (1976) and was subjected to the cuantitative analysis of heavy metals (mg/kg of Drv Matter; p.p.m.) using atomic absortion spectrophotometry (Perkin - Elmer 403).

It is concluded that liver concentration of Cu, Zn and Mo are within the normal range of values given by the foreing scientific literature, with one exception; Cu concentration of liver taken from animals whose origin was the VII regions was lower than those of animalsfrom the Test of Chile. It is suggested that this difference might be the result of different copper contents of both the soil and pastures of this regions. It was also determined that animals from the VII, XI and Metropolitan Region had Lead (Pb) liver concentrations aboye the normal upper limit levels. This might indicate a high level of environmental contamina­tion in their places of origin. Cadmiun (Cd) contents were considered normal which suggests that this metal is not a limiting factor in animal production in Chile.

Key words: Heavy metals, liver, bovine. 

Introducción

Los minerales son elementos inorgánicos presentes en la naturaleza en proporciones y concentraciones muy variables. Dentro de éstos, ciertos metales (Cu, Zn, Mo, etc.), han sido considerados como esenciales y de . vital importancia para los seres vivos. No obstante, aunque se encuentran en canti­dades y proporciones muy pequeñas en los tejidos, éstos pueden llegar a ser tóxicos si sobrepasan de­terminadas concentraciones críticas. Por otra parte, otros metales, considerados como no esenciales para la vida (Pb, Cd, Hg, etc.), bajo ciertas circuns­tancias, han determinado ciertos grados de acumu­lación tisular lo que en segunda instancia ha deriva­do en intoxicaciones de carácter leves a graves, difíciles de diagnosticar.

El principal factor, a nivel nacional, que ha con­tribuido a la presentación de cuadros de toxicidad animal por metales pesados, ha sido la aparición y diversificación de rubros asociados a la minería (fundiciones, relaves, etc.), los cuales han desenca­denado procesos de contaminación ambiental con efectos detrimentales tanto para la salud humana como para los sistemas de producción silvo­agropecuarios. Han sido numerosos los hallazgos y estudios para evaluar los efectos biológicos adver­sos de la contaminación. Sin embargo, la gran limi­tante que se presenta, es la falta de tablas de referen­cia de contenido de metales pesados en órganos de diagnóstico, válidas para las condiciones naciona­les (Berggvist y col., 1987).

Es con este propósito que se ha querido plantear este estudio de tipo preliminar que determina el contenido de metales pesados en hígados de bovi­nos sanos provenientes de diferentes regiones del país.

Material y métodos

Se estudiaron 15 a 16 animales por región. El perío­do de muestreo se realizó en los meses de mayo y junio de 1988. Se consideraron bovinos de doble propósito provenientes de las regiones Metropolita­na, VI, VII, VIII, IX, X y XI. Los animales escogi­dos debieron cumplir con los requisitos de ser cria­dos en su respectiva región de procedencia, bajo condiciones de manejo extensivo, presentar un es­tado clínico aparentemente sano a la inspección visual y presentar un hígado sin lesiones patológi­cas evidentes.

Las muestras consistieron en aproximadamente 100 g de tejido hepático provenientes de cada ani­mal. Estas se almacenaron en bolsas de polietileno a -20ºC para posteriormente ser procesadas en el La­boratorio Central de Contaminantes y Alimentos de la Estación Experimental La Platina, INIA.

El análisis de laboratorio consistió en la medi­ción de la concentración hepática de Cu, Zn, Mo, Cd y Pb mediante la técnica de espectrofotometría de absorción atómica. Previo al análisis, las mues­tras se prepararon a través de una digestión ácida de acuerdo a la metodología propuesta por Fick y col. (1976). El análisis cuantitativo de los metales se realizó por medio de un espectrofotómetro de ab­sorción atómica Modelo Perkin - Elmer 403.

Las concentraciones hepáticas de los diferentes metales en estudio fueron descritas estadísticamen­te a través del Promedio Regional (X), desviación estándar (D.E.), rango (R) y coeficiente de varia­ción (C.V.). Los promedios regionales fueron ana­lizados mediante análisis de varianza (ANDEVA). Las diferencias establecidas se sometieron a la prueba de comparación múltiple de Medias de Dun­can con una significancia de p < 0,05. Los análisis estadísticos fueron realizados en el terminal de computación de la Facultad de Ciencias Veterina­rias y Pecuarias de la Universidad de Chile, utili­zando el paquete estadístico 'Statystycal Analysis System' (SAS).

Resultados y discusión

Los promedios de cobre hepático observados en los bovinos de todas las regiones estudiadas (cuadro 1), coincide con los reportados por la literatura ex­tranjera (20-450 ppm/base Mat. seca). Sin embar­go, el promedio obtenido de los bovinos de la VII Región (20,7 ppm base M.S.) es considerado como crítico, al compararlo con los valores reportados como mínimos. Al respecto, Boila y col. (1984) señalan que síntomas de deficiencia por Cu apare­cerían cuando los valores hepáticos llegan a ser menores o iguales a 20 ppm. No obstante, Gwyneth y Anderson (1983) y Stoszek y col. (1986) señalan que bajo ciertas condiciones las concentraciones de Cu hepático < 20 ppm no necesariamente causan síntomas de deficiencia, sino más bien manifesta­ciones de tipo subclínicas difíciles de detectar. Por otra parte, Underwood (1983), recomienda que pa­ra determinar algún grado de deficiencia de Cu, es necesario recurrir a más de un tipo de muestra. No obstante, frente a la elección de un solo tipo de muestra, Suttle (1983) considera que las determina­ciones hepáticas serían las de mayor significado.

CUADRO 1 CONTENIDO DE COBRE EN HÍGADOS BOVINOS (mg/kg MATERIA SECA) ANTECEDENTES ESTADÍSTICOS

Región

N

Promedio

Desviación estándar

Valor mínimo

Valor máximo

Coeficiente variación %

R. M.

15

84,6cd*

69,2

14,0

260,2

81,9

VI

16

182,5a

161,7

40,0

650,0

88,6

VII

15

20,7d

16,7

3,9

54,0

80,8

VIII

15

99,8bc

79,6

40

277,3

79,8

IX

15

72.4cd

69,9

4,0

276,0

96,5

X

16

162.5ab

69,0

84,8

281,8

42,4

XI

15

107.9bc

99,8

11,1

317,7

92,4

Total

107

I05,6

102,3

3,9

650,0

96,9

*Letras distintas indican diferencias estadísticamente significativas p ≤  5 0,05.

Al analizar las diferencias regionales, Smart y col. (1981); Georgievskil y col. (1982), Under­wood (1983), Stoszek y col. (1986), Suttle (1986) y NRC (1988) consideran que el contenido de Cu hepático sería un indicador de la asimilación de este elemento, desde los alimentos. Esto indicaría que en parte, estas diferencias serían el reflejo de dife­rentes contenidos de Cu, tanto de suelos como ve­getales de las regiones en estudio. Al respecto, Aravena (1940), Sudzuki (1963) y Marín (1973), demuestran que tanto los suelos como los vegetales de la VI Región, influenciados por las aguas del Río Cachapoal, son ricos en Cu y mayor al contenido de Cu del resto de las regiones. A su vez, Prado y col. (1969), Rodríguez y col. (1974) citados por Schen­kel y Baherle (1982) y Benito y col. (1970) citados por Tomic (1983) determinan un bajo contenido de Cu en algunos suelos y vegetales de la VII Región. Estas situaciones explicarían en parte las diferen­cias obtenidas por este estudio debido a las tenden­cias muy similares entre el contenido de Cu de suelos, plantas y animales de las distintas regiones. En el cuadro 1 se presentan los antecedentes para la variable Cobre de las diferentes regiones en es­tudio.

Zinc

Los promedios de Zn hepático observados en los bovinos de todas las regiones en estudio (cuadro 2) se ajustan a los reportados como normales por la literatura extranjera (85-170 ppm base M.S.).

Al comparar estos resultados con los obtenidos por Bergqvist y col. (1987), en uno de los pocos estudios nacionales (80,5 a 149,7 ppm base M.S.) vemos la gran similitud que hay entre ambas deter­minaciones.

Al analizar el cuadro estadístico, se observa que no hay diferencias significativas entre las regiones estudiadas. Al respecto, se puede señalar que el contenido hepático de Zn no dependería directa­mente de las concentraciones de Zn en los alimentos debido a que en la mayoría de los estudios realiza­dos en el país se considera a éste como un elemento crítico ya que en variadas oportunidades se ha en­contrado como el segundo mineral deficitario en las praderas, después del fósforo. Este hecho se debería a mecanismos de control y acumulación de este mineral, cuya concentración hepática sería afectada en una fase más posterior frente a deficiencias ali­mentarias más agudas del mineral (Miller y col., 1966).

De acuerdo a los coeficientes de variación obte­nidos por Kincaid y Cronrath (1979), Mc Dowell y col. (1982) y Bergquist y col. (1987), de 20 a 35%, se puede señalar que nuestros resultados se ven corroborados plenamente por estos hallazgos debi­do a que los niveles hepáticos determinados en la presente investigación presentan grados de interme­dia a baja variabilidad (12,8 a 42%).

Molibdeno

Para todas las muestras sólo se determinó un valor de menor o igual a 10 ppm, debido a la baja sensibi­lidad del espectrofotómetro utilizado en esta inves­tigación.

CUADRO 2 CONTENIDO DE ZINC EN HÍGADOS BOVINOS (mg/kg MATERIA SECA) ANTECEDENTES ESTADÍSTICOS

Región

N

Promedio

Desviación estándar

Valor mínimo

Valor máximo

Coeficiente variación %

R. M.

15

107,1 a*

45,0

49,5

249,6

42,0

VI

16

118,8a

30,4

69,3

I74,4

25,6

VII

15

126,8a

41,2

72,5

206,3

32,5

VIII

15

114,5a

37,1

84,0

228,0

32,4

IX

15

125,8a

30,8

84,3

195,0

24,5

X

16

108,1a

14,1

93,8

142,4

13,0

XI

15

124,7a

16,0

106,1

152,6

12,8

Total

107

117,9

32,4

49,5

249,6

27,5

*Letras iguales indican que no existen diferencias significativas p > 0,05.

Si analizamos los valores de Mo vemos que concuerdan plenamente con los rangos entregados por autores extranjeros para el contenido normal de Mo hepático. Al respecto, Underwood (1983), Les­perance y col. (1985) y Bergqvist y col. (1987) entregan rangos normales de 1,25 a 8,6 ppm, valo­res también menores a 10 ppm y por lo tanto en alguna medida coincidentes a los de esta investiga­ción. Como no se pudo obtener valores más preci­sos del mineral, no se descarta la posibilidad de que algunas de las muestras en estudio hayan presenta­do concentraciones tan bajas, cercanas a algún gra­do de deficiencia. No obstante, Underwood (1983), señala que la deficiencia por Mo en animales no ha sido descrita en forma natural, teniendo también presente que el metabolismo del Mo en los rumian­tes depende de una compleja interrelación entre Mo, S y Cu y no sólo de un consumo individual por parte de los forrajes.

Plomo

En el cuadro 3 se observa que los valores promedios de concentración hepática de Pb son muy elevadas en comparación a los hallazgos de la literatura ex­tranjera. De acuerdo a Doyle y Spaulding (1978) y Sharma y Street (1980), concentraciones hepáticas no mayores a 3 ppm son valores aceptables que reflejan mínimos grados de contaminación para bo­vinos clínicamente sanos criados en forma exten­siva.

Es obvio que los valores determinados en este estudio son el reflejo de un consumo excesivo de Pb, lo que refleja un ambiente inmediato altamente influenciado por procesos de contaminación am­biental. Es más, un número reducido de muestras, específicamente provenientes de la Región Metro­politana, VII y XI Región, alcanzaron valores con­siderados como indicativos de intoxicación por Pb. No obstante, de acuerdo a Hatch y Funnells (1969), el contenido hepático del metal no es el único requi­sito para un diagnóstico final de intoxicación, debi­do a la alta variabilidad de la concentración del metal en el hígado en animales positivamente into­xicados. Los mismos autores señalan que el mejor tipo de muestra que determina grados de intoxica­ción plúmbica sería el tejido renal, secundado por el hepático.

CUADRO 3 CONTENIDO DE PLOMO EN HÍGADOS BOVINOS (mg/kg MATERIA SECA) ANTECEDENTES ESTADÍSTICOS

Región

N

Promedio

Desviación estándar

Valor mínimo

Valor máximo

Coeficiente variación

R.M.

15

12,3b*

7,7

4,2

28,1

62,5

VI

16

4,9c

2,2

2,2

9,7

44,5

VII

15

14,2b

7,7

2,8

29,7

54,4

VIII

15

7,3c

4,3

2,2

15,5

58,8

IX

15

6,1c

3,0

2,1

12,7

48,8

X

16

6,6c

2,5

2,0

12,1

37,4

XI

15

29,8a

11,3

12,4

61,6

37,9

Total

107

11,5

10,1

2,0

61,6

88,3

*Letras distintas diferencias estadísticamente significativas p > 0,05.

En cuanto a las diferencias estadísticamente sig­nificativas (p ≤ 0,05) que nos muestra el cuadro se observa que los bovinos de la VI, VIII, IX y X regiones del país presentaron valores no muy, altos e incluso concordantes con los reportados por Shar­ma y Street (1980) (8 ppm). Sin embargo, los bovi­nos provenientes de la VII y Región Metropolitana presentan valores de Pb hepático más elevados. con promedios de 14,2 y 12,3 ppm respectivamente. A su vez los bovinos provenientes de XI Región pre­sentaron el promedio más alto (29,8 ppm), diferen­ciándose estadísticamente del resto de los grupos (p ≤ 0,05). Es evidente que estas diferencias se debe­rían a un contenido diferencial de Pb en los ambien­tes inmediatos de los bovinos muestreados en todas las regiones. Según NRC (1988) uno de los oríge­nes primarios de contaminación por Pb de tierras, aguas y vegetales son los procesos de combustión de gasolinas plomadas, junto con las emisiones de fundiciones e industrias en general. Esto sería una posible explicación a los altos contenidos de Pb de los bovinos procedentes de la VII, RM y XI regio­nes del país. No hay que olvidar que la Región Metropolitana es una de las más industrializadas y contaminadas con mog y en la XI Región se haya un alto porcentaje de la minería asociada al Pb.

Cadmio

Para el contenido de Cd hepático, los valores obser­vados para todas las muestras fueron de 0,2 ppm. Al igual que para el Mo, esta situación se debió a la baja sensibilidad del espectrofotómetro usado en esta investigación.

Según Doyle y Spaulding (1978) la concentra­ción máxima permisible de Cd hepático para la especie bovina sería un valor no mayor a 0,27 ppm. De acuerdo a ésto, ninguno de los animales mues­treados estaría sobre este valor, lo que indicaría que el ambiente inmediato del cual ellos provenían esta­ría libre de un efecto contaminante por parte de este metal, no hay que olvidar que el contenido natural del Cd en la corteza terrestre es bajo (NRC, 1988) y que el aumento del contenido metálico de suelos y pastos sería producto de la contaminación produci­da por la industria minera, por el uso de fertilizan­tes, pinturas y antifriccionantes ricos en este metal.

El hecho de un ambiente directo libre de un efecto contaminantes se ve aseverado por NRC (1988), ya que ellos señalan que la falta de mecanis­mos efectivos de control homeostáticos para el Cd así como una vida media biológica relativamente larga del metal en el cuerpo, determinaría una ina­decuada distribución en los tejidos corporales parti­cularmente presentándose una mayor acumulación a nivel del hígado y riñones. No obstante, cabe la posibilidad que el factor edad de los animales haya insidido en un menor contenido de Cd hepático. Sin embargo, si se analiza la edad de los animales muestreados nos damos cuenta que este es un factor secundario debido a la heterogeneidad de las mues­tras del punto de vista etario.

Referencias

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Recibido el 17 de octubre de 1990, aprobado el 4 de abril de 1991.