EVALUACIÓN DE LOS NIVELES DE SELENIO EN PECES DE ALTO VALOR COMERCIAL EN DIVERSOS AMBIENTES ACUÁTICOS EN EL NORTE DE COLOMBIA

EVALUATION OF SELENIUM LEVELS IN FISH OF HIGH COMMERCIAL VALUE IN DIFFERENT AQUATIC ENVIRONMENTS IN NORTHERN COLOMBIA

Revista de Investigación Agraria y Ambiental

Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Colombia

ISSN: 2145-6097

ISSN-e: 2145-6453

Periodicidad: Semestral

vol. 16, núm. 1, 2025

riaa@unad.edu.co

Recepción: 12 diciembre 2023

Aprobación: 20 junio 2024

Publicación: 19 diciembre 2024

URL: https://portal.amelica.org/ameli/journal/130/1305272014/

DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.7659

Financiamiento
Fuente: Este trabajo fue financiado por la Universidad de Córdoba.
Nº de contrato: proyecto con código FBC-01-19.
Beneficiario: EVALUACIÓN DE LOS NIVELES DE SELENIO EN PECES DE ALTO VALOR COMERCIAL EN DIVERSOS AMBIENTES ACUÁTICOS EN EL NORTE DE COLOMBIA

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

CÓMO CITAR: Padilla, C., Córdoba-Tovar, L. y Marrugo-Negrete, J. (2025). Evaluación de los niveles de selenio en peces de alto valor comercial en diversos ambientes acuáticos en el norte de Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 16(1), 299 - 318. https://doi.org/10.22490/21456453.7659

El selenio (Se) es un metaloide esencial para la vida ya que desempeña un papel fundamental en varios procesos biológicos, incluida la función antioxidante y la salud del sistema inmunológico (Hoya-Flórez et al., 2022). Sin embargo, la presencia de altas concentraciones de Se en los ecosistemas acuáticos y su acumulación en peces está siendo objeto de atención debido a su rol dual, es decir, en concentraciones adecuadas resulta vital pero en concentraciones elevadas puede ejercer efectos tóxicos tanto en los peces como en los humanos (Johnson et al., 2020).

Las concentraciones naturales del Se y otros elementos como el mercurio (Hg), cadmio (Cd), plomo (Pb) y arsénico (As), a menudo se ven amplificadas por actividades antrópicas, entre ellas la minería, la industria manufacturera, desforestación y la agricultura (Baragaño et al., 2022; Marrugo-Negrete et al., 2015; Palacios-Torres et al., 2018). Una vez liberados al ambiente, ingresan en al suelo, agua y sedimentos, pudiéndose acumular en los organismos y afectando a los ecosistemas como también a las personas que dependen de ellos (Ali y Khan, 2018; Marrugo-Negrete et al., 2015).

Adicionalmente, las concentraciones de Se pueden variar ampliamente en función de la ubicación geográfica, características físicas y químicas del agua, las prácticas agrícolas y la presencia de actividades industriales, además, la biodisponibilidad en el agua y los sedimentos influye en su acumulación en los peces, lo cual impacta la cadena alimentaria (Torres et al., 2015). Este señalamiento sugiere que las comunidades cercanas a fuentes de contaminación, así como a los ecosistemas naturales (acuáticos y terrestres), son particularmente las más vulnerables a los efectos de la alta acumulación de metales, siendo en estas áreas donde se deberían redoblar los esfuerzos de gestión (Marrugo-Negrete et al., 2023; Perdomo y Furlong, 2022).

Para el caso del Se, se ha informado que cuando se altera su equilibrio natural una cantidad importante puede ingresar en los peces, bien sea en su forma orgánica e inorgánica, la cual no logra ser metabolizada, provocando una absorción desregulada por parte del organismo (Burk y Hill, 2015). Además, cuando los niveles de Se en peces superan los 4 μg/g, se pueden producir efectos perjudiciales como el deterioro del crecimiento, daños en órganos vitales como el hígado y el riñón, reducción de la capacidad reproductiva e incluso la muerte del organismo (Torres et al., 2020). Este fenómeno no solo afecta la salud de los peces, sino que también plantea preocupaciones sobre la seguridad alimentaria, dado que los peces son una importante fuente de proteína animal en todas las regiones del mundo (FAO, 2021; Farzad y Andrade, 2022).

Autoridades internacionales en el tema, incluidos la Organización Mundial de la Salud (OMS), el Fondo Internacional de Desarrollo Agrícola (FIDA) y el Programa Mundial de Alimento (PMA), han informado que el pescado contribuye significativamente a la nutrición y seguridad alimentaria de la población humana (FAO, 2023). Por lo tanto, consumir pescado ayuda a reducir los niveles de desnutrición ya que proporciona al igual que restablece el equilibrio adecuado de aminoácidos y ácidos grasos esenciales para el correcto funcionamiento de los organismos (Ngaisyah y Rohman, 2019). Sin embargo, la seguridad alimentaria, la salud de los ecosistemas, en especial los de agua dulce, y la conservación de la biota se encuentran comprometidas debido a las altas concentraciones de elementos esenciales y no esenciales, un problema de salud pública y ambiental crítico (Córdoba-Tovar et al., 2022; Cruz-Esquivel et al., 2023; Paschoalini y Bazzoli, 2021).

Los trabajos sobre concentraciones de Se en peces se han intensificado en respuesta a la creciente preocupación por la calidad de los ecosistemas naturales y la seguridad alimentaria, con lo cual se busca comprender la variabilidad geográfica y temporal de las concentraciones de este elemento en los ecosistemas acuáticos, así como los efectos potenciales en la salud de los peces y en quienes consumen productos pesqueros (Al-Saleh et al., 2015; FAO, 2023). En respuesta a estas preocupaciones, los trabajos sobre concentraciones de Se en peces se han centrado en comprender las variaciones geográficas al igual que sus implicaciones en los ecosistemas acuáticos, además de la necesidad de evaluar y gestionar los riesgos asociados (McCormack et al., 2020; Schneider et al., 2015; Terrazas-López et al., 2019; Torres et al., 2015, 2020). En este sentido, el registro de concentraciones de Se en peces es un paso importante, en primer lugar, porque contribuye a la construcción de una base de información sólida sobre su comportamiento en ambientes acuáticos, y en segundo lugar, los resultados podrían contribuir en la elaboración de políticas que aseguren la conservación de la biota acuática y en consecuencia a la salud de las comunidades que dependen de ellos (Farzad y Andrade, 2022; Hoya-Flórez et al., 2022).

Bajo este escenario y debido a que las investigaciones sobre concentraciones de Se son escasas no solo en Colombia sino a escala global (Córdoba-Tovar et al., 2022; Zhu et al., 2024), en esta primera etapa de la investigación el objetivo principal fue evaluar concentraciones de Se en peces de alto valor comercial en diferentes ambientes, en cuatro departamentos en el norte de Colombia.

Sitios de muestreo

Se analizaron concentraciones de Se en peces provenientes de seis sitios en diferentes zonas del norte de Colombia (Figura 1): Ciénaga de Ayapel (A) ubicada en el departamento de Córdoba, Embalse El Guájaro (B) en el departamento del Atlántico, Río Ranchería (C) y Embalse El Cercado (D) en el departamento de La Guajira, y ciénaga de Unguía (E) y Riosucio (F) en el departamento del Chocó. Estos sitios fueron escogidos debido a que tienen influencia de actividades pecuarias, agrícolas, industriales y mineras (Argumedo y Deluque, 2015; Fuentes-Gandara et al., 2018; Salazar-Camacho et al., 2022; Torres et al., 2015).

Las muestras de pescado fueron adquiridas directamente de pescadores locales en cada área de estudio. Además, acompañamos las faenas de pesca para garantizar que los peces capturados provinieran de los sitios designados y fueran de alto valor comercial (Córdoba-Tovar et al., 2023). De cada pescado se obtuvieron muestras de tejido muscular dorsal no menor a 300 mg, las cuales se empacaron en bolsas plásticas y refrigeradas hasta su traslado al laboratorio de Toxicología y Gestión Ambiental de la Universidad de Córdoba. La identificación de los peces se realizó mediante claves taxonómicas, conocimiento propio de los investigadores y consulta a expertos. Adicionalmente, se revisó la base de datos www.fishbase.org (FishBase, 2024) para comprobar la taxonomía y posición trófica de cada especie (Salazar-Camacho et al., 2021).

Figura 1.
Localización y distribución geográfica de las seis áreas de estudio en el norte de Colombia
autores.

Análisis de laboratorio

Para el análisis de Se en las muestras de pescado se realizó una digestión ácida asistida por microondas, siguiendo el método 3052 definido por la Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA, 2007). Se pesaron cerca de 300 mg de músculo y utilizando vasos de teflón se adicionaron 8 mL de HNO₃ y 2 mL de H₂O₂. Las muestras se sometieron a radiación por microondas a 180 ± 5°C durante 30 minutos. El extracto de la muestra obtenida se filtró utilizando membranas de politetrafluoroetileno (PTFE) de 0.45 µm y cada muestra se diluyó con 25 mL de agua desionizada. Finalmente, se tomaron 5 mL del extracto para convertir todo el selenio a Se⁴⁺ utilizando HCl y calor. Se utilizó un volumen de 25 mL para realizar el análisis mediante generación de hidruros acoplados por medio de espectrometría de fluorescencia atómica (HG-AFS).

Análisis estadístico

Se empleó una prueba de Kolmogórov-Smirnov para verificar la normalidad de los datos de las concentraciones de Se. Se evaluaron diferencias de las concentraciones entre especies de peces, para lo cual, se usó una prueba de Kruskal-Wallis. Una prueba de Mann-Whitney para comparar las concentraciones de Se, según la dieta o el nivel trófico de los peces. Además, comparamos las concentraciones entre sitios de estudio, mediante un ANOVA y una prueba de comparaciones múltiples de Tukey. Para este último análisis, los datos fueron transformados a logaritmo natural para mejorar la visualización gráfica e interpretación de los resultados. En general, los resultados se presentan mediante estadística descriptiva como la media, mediana, desviación estándar y rangos, considerando un p valor de 0.05 como indicador de significancia. Durante el proceso analítico se utilizaron hojas de cálculo de Microsoft Excel y GraphPad Prisma 8.0. Así, es importante informar que los datos biométricos como longitud y peso de los peces no fueron considerados en este estudio debido a que serán considerados para una evaluación a largo plazo.

En la Tabla 1 se presentan las medianas de las concentraciones de Se en músculos de peces recolectados en sistemas de agua dulce distribuidos en cuatro provincias en el norte de Colombia. El total de peces recolectado fue de 309 individuos distribuidos en 28 especies. El 27% (84 individuos) del total de los peces analizados superaron el valor límite sugerido (400 µg/kg/día) para el consumo humano establecido por el Ministerio de la Protección Social (Vinchira y Muñoz-Ramírez, 2010). Además, todos los individuos de las especies B. moorei, R. dayi, S. cuspicaudus, P. surinamensis, P. magdaleniatum superaron este valor y exhibieron concentraciones elevadas de Se independientemente de la dieta alimentaria (Figura 2). Sin embargo, la prueba de Mann Whitney indicó que las medianas de las concentraciones eran estadísticamente diferentes en las especies carnívoras (210.6 ±389.1 µg/kg, p < 0.05, n=146) en comparación con las especies no carnívoras (124.0±388.2 µg/kg, n=163). Resultados similares fueron reportados por Lino et al. (2018), quienes observaron que las medianas de las concentraciones de Se fueron superiores en peces carnívoros del río Tapajós en la Amazonia brasilera.

Tabla 1.
Medianas de las concentraciones de selenio + desviación estándar (µg/kg) en músculos de peces, factor de condición de Fulton (K) y nivel trófico (C= carnívoros, NC= no carnívoros)

autores.

Figura 2.
Distribución de las concentraciones totales de Se en los peces analizados

Nota. La línea roja discontinua indica el valor máximo sugerido para el consumo humano sugerido por MPS (Vinchira y Muñoz-Ramírez, 2010). Las barras rojas representan las especies cuyo número total de individuos superaron este valor

autores.

El intervalo de las concentraciones de Se en esta investigación osciló entre 7.5 y 1.024 µg/kg, el cual fue superior a los valores (0.01 y 0.53 µg/kg) reportados por Alcala-Orozco et al. (2020) en peces del río Amazonas (Colombia), pero también fue superior a los reportados (0.02 – 0.44 µg/kg) por Lino et al. (2018) en peces del río Tapajós en la Amazonia brasilera. Las altas concentraciones de Se documentadas en el presente estudio indican que a largo plazo podrían suponer un riesgo para la población por la ingesta de peces contaminados con este elemento, pero también podría resultar tóxico para los peces (Espejo et al., 2020; Johnson et al., 2020). Sin embargo, para determinar con precisión los efectos de las altas concentraciones de Se en la salud humana y la biota acuática, se necesitan evaluaciones integrales que ayuden a descifrar los efectos beneficiosos y adversos de las interacciones del Se con otros elementos, incluido el Hg (Alcala-Orozco et al., 2020; Farzad y Andrade, 2022; Terrazas-López et al., 2019).

Al respecto, diversos investigadores han informado sobre los efectos positivos resultantes de la relación de las porciones molares entre Se:Hg (Amlund et al., 2015; Arcagni et al., 2013; Luo et al., 2020; Terrazas-López et al., 2019) y Se:Cd (Al-Saleh et al., 2015). Estas investigaciones indican que cuando la relación es igual o superior a uno, existe un efecto protector del Se contra las concentraciones de un determinado elemento, pero se desconocen las concentraciones de Se adecuadas para ejercer un efecto protector (Córdoba-Tovar et al., 2022).

Las concentraciones de Se también mostraron diferencias (p < 0.05) entre sitios de muestro, siendo en su orden de magnitud D>F>E>A los sitios con las mayores medias de concentraciones (Tabla 2, Figura 3). Estos resultados en gran medida pueden explicarse por la intensidad de las actividades antrópicas incluyendo el enriquecimiento de dietas a base de Se (Hoya-Flórez et al., 2022), pero también por procesos biogeoquímicos como la meteorización de rocas (Terrazas-López et al., 2019; Torres et al., 2020).

Al respecto, es importante destacar el aporte de Baragaño et al. (2022) quienes explican que las concentraciones anormales de Se están influenciadas por la alteración de los ciclos naturales de la tierra, siendo inducido principalmente por la minería. Por ejemplo, durante la perforación del suelo, algunos materiales geológicos incluido el skarn magnésico, skarn cálcico y la caliza masiva, pueden provocar lixiviados enriquecidos con Se, y la interacción agua-roca que se produce durante el proceso de drenaje puede favorecer el aumento de las concentraciones y su movilidad en los cuerpos de agua. En la Tabla 3 se presentan algunos estudios que informan concentraciones de Se en peces de diferentes regiones del mundo.

Tabla 2.
Resultados del ANOVA para las concentraciones de selenio comparadas entre los sitios de muestreo

autores.

Figura 3.
Comparación de las concentraciones medias (logaritmo natural) de selenio usando el test de ANOVA para los seis sitios de muestreo

Nota. Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes. A (Ciénaga de Ayapel), B (Embalse El Guájaro), C (Río Ranchería), D (Embalse El Cercado), E (Ciénaga de Unguía), F (Riosucio).

autores.

Tabla 3.
Comparación de concentraciones de selenio en peces en diferentes partes del mundo

autores. ND=no disponible

Los resultados de este estudio confirmaron la presencia Se en el músculo de especies ícticas en elevadas concentraciones. El 27% de las muestras, equivalentes a 84 individuos, superaron el valor máximo sugerido (400 µg/kg/día) para el consumo humano establecido por el Ministerio de la Protección Social. Las mayores concentraciones se observaron en peces carnívoros, en comparación con los no carnívoros. En general, los hallazgos de este estudio sugieren que la exposición a altas concentraciones de Se, con el tiempo, podría convertirse en un problema de salud pública y ambiental. En consecuencia, futuros estudios deberían determinar si el exceso de Se en los peces está relacionado con procesos biogeoquímicos o con actividades humanas, con el fin de implementar medidas preventivas adecuadas. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que compila información sobre las concentraciones de Se en un amplio número de especies y localidades de Colombia.

CÓMO CITAR: Padilla, C., Córdoba-Tovar, L. y Marrugo-Negrete, J. (2025). Evaluación de los niveles de selenio en peces de alto valor comercial en diversos ambientes acuáticos en el norte de Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental, 16(1), 299 - 318. https://doi.org/10.22490/21456453.7659

CONTRIBUCIÓN DE LA AUTORÍA: Camila Padilla Ramírez: investigación, conceptualización, análisis de información, escritura. Leonomir Córdoba-Tovar: análisis y diseño estadístico, escritura, revisión y edición. José Luís Marrugo-Negrete: investigación, supervisión y adquisición de recursos, análisis de información y revisión.

CONFLICTO DE INTERESES: Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/riaa/article/view/7659 (html)

https://hemeroteca.unad.edu.co/index.php/riaa/article/view/7659/7617 (pdf)

Los autores agradecen a la Universidad de Córdoba, Montería, por su valioso apoyo financiero y logístico. También queremos expresar nuestro agradecimiento a todas las personas de las comunidades en las que se llevaron a cabo los muestreos, por su colaboración y disposición, que han sido esenciales para el éxito de nuestra investigación.