El viaje misterioso de Mercurio: Revelando su escondite secreto en los cerebros de mamíferos.

Un nuevo estudio en la Universidad de Purdue ha revelado la presencia de mercurio en los cerebros de las mangostas, lo que sugiere un impacto ambiental más amplio y posibles riesgos para la salud humana. Este descubrimiento innovador mejora nuestra comprensión de la neurotoxicidad del mercurio en los animales terrestres. Crédito: SciTechDaily.com

Los científicos descubrieron mercurio en los cerebros de las mangostas, lo que indica una amenaza ambiental más amplia y plantea preocupaciones sobre la exposición humana al mercurio.

La exposición al mercurio (Hg) es extremadamente neurotóxica en la mayoría de sus formas químicas. Incluso los científicos que estudian los compuestos de mercurio corren el riesgo de exposición potencial al Hg. El renombrado físico Michael Faraday sufrió de envenenamiento por Hg debido a la exposición prolongada a los vapores de Hg, lo que lo llevó a detener su investigación a los 49 años debido al deterioro de su salud. Otro ejemplo es la química de laboratorio Karen Wetterhahn, quien murió por envenenamiento con dimetilmercurio después de que unas gotas escaparon de una pipeta y cayeron en una de sus manos con guantes de látex.

Se han realizado numerosos estudios sobre la exposición y los efectos del Hg, especialmente en criaturas marinas y del mar. Es bien sabido que las personas deben limitar el consumo de ciertos peces, como el atún, debido a la presencia de mercurio. Sin embargo, surge la pregunta: ¿pueden los iones de mercurio alcanzar los cerebros de los animales terrestres? La Dra. Yulia Pushkar, profesora de Física y Astronomía en el College of Science de la Universidad de Purdue, inicialmente era escéptica. Ella ha mantenido un programa de imágenes cerebrales desde 2008 en la Universidad de Purdue. Su grupo, con experiencia en preparación de muestras, mediciones y análisis de datos, es buscado por investigadores en Estados Unidos y en todo el mundo, incluidos los de Japón y, más recientemente, Australia.

El mercurio es un elemento químico con el símbolo Hg y es tóxico. La exposición al mercurio puede dañar el sistema nervioso, los riñones, el hígado y el sistema inmunológico. Muchos estudios han verificado las concentraciones de mercurio en la vida marina y del mar, pero se sabe poco sobre si puede acumularse en los cerebros de la vida terrestre.

El grupo de investigación de Pushkar recibió la tarea de verificar la presencia de Hg en los cerebros de las mangostas recolectadas en la isla Okinawa. Sorprendentemente, los escaneos cerebrales revelaron mercurio en estos animales invasores. El grupo de investigación refinó los escaneos, logrando una resolución de unas pocas decenas de nanómetros para observar las células cerebrales afectadas. Sus hallazgos colaborativos fueron publicados recientemente en la revista Environmental Chemistry Letters.

El misterio de cómo el mercurio ingresa al cerebro de la mangosta permanece sin resolver. Las posibles fuentes incluyen el agua que beben, los huevos de aves que consumen, la exposición a minerales e incluso el aire que respiran. Sin embargo, una cosa está muy clara, este es un signo muy malo.

"El mercurio es muy tóxico en concentraciones bajas, ya que puede unirse y afectar la función de biomoléculas esenciales", explica Pushkar. "La eficiencia de la desintoxicación dependerá de la absorción y la constante de unión dentro de las acumulaciones detectadas y de una posible filtración de estas si las células cerebrales mueren. Hasta ahora, no se conoce ningún método seguro para disolver estas acumulaciones de tejido y no hay informes de reversión del envenenamiento por Hg del sistema neural. El enfoque principal que todos debemos adoptar es evitar cualquier exposición, especialmente las crónicas, como en el caso de Faraday".

"Era escéptica con respecto a si se podría detectar algún Hg. Por lo general, los elementos neurotóxicos, incluso si llegan al cerebro, están presentes en concentraciones ultrabajas", explica Pushkar. "Llevamos estas muestras al Advanced Photon Source en el Argonne National Laboratory, donde los cerebros se expusieron a intensos rayos X. Desafiando mi escepticismo, la señal de Hg estaba presente".

Explorando muestras cerebrales, los investigadores comenzaron a rastrear las áreas cerebrales que parecían tener un mayor contenido de Hg. Después de tres años de estudio y cinco viajes a dos instalaciones nacionales de sincrotrón (Advanced Photon Source en el Argonne National Laboratory y NSLS-II en el Brookhaven National Laboratory), los investigadores ahora pueden informar que células cerebrales particulares: células del plexo coroideo (que forman la barrera hematoencefálica) y astrocitos de la zona subventricular contienen puntos ricos en Hg (~0.5-2 micrones de tamaño). El equipo de investigación de Pushkar cree que estas células ayudan a filtrar el Hg de la sangre y el tejido cerebral y lo almacenan con la ayuda de otro elemento, el selenio (Se). Aún queda por descubrir qué moléculas biológicas que contienen Se se unen al Hg.

El equipo de Pushkar para esta publicación está compuesto por Pavani Devabathini y Gabriel Bury (ambos estudiantes de posgrado) y Darrell Fischer (entonces estudiante de pregrado, actualmente en la Escuela de Posgrado de Harvard). Los datos fueron recopilados por todo el equipo y analizados por Devabathini y Fischer. Una vez que los datos fueron analizados, todo el equipo contribuyó a la redacción de la publicación.

Este descubrimiento tiene importancia para el monitoreo ambiental en animales terrestres y proporciona nuevas herramientas para rastrear el Hg en las células cerebrales, lo que potencialmente afecta la salud y la seguridad humana.

“Human activities result in the emission of 2000 metric tons of mercury compounds annually and we do not fully understand where all this neurotoxic Hg ends up,” says Pushkar. “Most studies so far focused on marine biota (fish and whales) but apparently terrestrial species are also affected. We expect the human brain react to Hg in a similar fashion via interactions with cells of choroid plexus and astrocytes. However, we do not know if the human brain has enough Se-containing biomolecules to bind to Hg.”

Reference: “High-resolution imaging of Hg/Se aggregates in the brain of small Indian mongoose, a wild terrestrial species: insights into intracellular Hg detoxification” by Pavani Devabathini, Darrell L. Fischer, Si Chen, Ajith Pattammattel, Gabriel Bury, Olga Antipova, Xiaojing Huang, Yong S. Chu, Sawako Horai and Yulia Pushkar, 16 November 2023, Environmental Chemistry Letters. DOI: 10.1007/s10311-023-01666-3