An Arsenic-76 radiotracer to study the routes of assimilation, hemolymph distribution, and tissue inventories in the bioindicator organism Pomacea canaliculata.

The aim of this work was to study the absorption, distribution through the hemolymph, and bioaccumulation of arsenic by the freshwater Pomacea canaliculata using a short-lived tracer (76As, t1/2: 1.07 d) with high specific activity. Arsenic travels mainly dissolved in the plasma of the snail's hemolymph. This element is transferred from the hemolymph to the tissues (87%) 4 h after the inoculation of 50 µL of a 0.04 g/L of 76As radiotracer solution, being the digestive gland, kidney, and head-foot the main places of arsenical inventories. Snails exhibited a rapid arsenic accumulation response in a wide range of concentrations (from 1 to 1000 µg/L) of the metalloid dissolved in water and in a concentration-dependent manner. Also, snails incorporated As from the digestive system when they received a single safe dose of ~2 µg of 76As inoculated in a fish food pellet. The (semi) physiologically based toxicokinetic model developed in this study is based on anatomical and physiological parameters (blood flow, irrigation, tissue volume and other). Together, these findings make P. canaliculata an excellent sentinel organism to evaluate freshwater bodies naturally contaminated with As.

Hidroarsenicismo: mecanismos de acción asociados a la toxicidad del arsénico / Hydroarsenicism: Mechanisms of action related to arsenic toxicity

La exposición crónica al arsénico (As) inorgánico a través del agua de bebida da lugar al desarrollo de la enfermedad conocida como hidroarsenicismo. Esta enfermedad presenta sintomatología característica, sin embargo, para la mayoría de los efectos tóxicos que produce del As aún no se conoce en detalle el mecanismo de acción tóxica. Los mecanismos moleculares de acción del arsenito (unión a grupos sulfhidrilos) y del arseniato (sustitución del fosfato) están bien identificados, sin embargo, las consecuencias a nivel subcelular, celular, tisular y orgánico de esos mecanismos todavía presentan muchos huecos por llenar. A nivel subcelular y celular, la generación de especies reactivas de oxígeno (ERO) y de nitrógeno (ERN) son los mecanismos de acción tóxica del As más estudiados últimamente. Se los ha vinculado con la diferenciación y proliferación de queratinocitos, con la disfunción endotelial, con la resistencia a la insulina, con la inducción de peroxidación lipídica en hígado, de necrosis tubular renal y con cambios en la expresión del receptor estrogénico. Por último, la respuesta celular a proteínas no plegadas (como consecuencia del estrés del retículo endoplásmico) podría ser un mecanismo para explicar la afectación de la inmunidad humoral y la celular.

Chronic exposure to inorganic arsenic (As) through drinking water leads to the development of the disease known as hydroarsenicism. This disease presents characteristic symptomatology but the mechanisms underlying most of the toxic effects produced by As are not fully understand. The molecular mechanisms of action of arsenite (binding to sulfhydryl groups) and arsenate (phosphate substitution) are well identified, however, the consequences at the subcellular, cellular, tissue and organic levels of these mechanisms still have many gaps to fill. At the subcellular and cellular level, the generation of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) are the most studied mechanisms of toxic action. They have been linked to the differentiation and proliferation of keratinocytes, endothelial dysfunction, insulin resistance, induction of lipid peroxidation in the liver, renal tubular necrosis and changes in the expression of estrogen receptor. Finally, the cellular response to unfolded proteins (as a consequence of the stress of the endoplasmic reticulum) could be a mechanism to explain the affectation of humoral and cellular immunity.

Estudio epidemiológico de arsénico en agua subterránea para consumo humano en el territorio del Cluster Lechero Regional, Argentina / Epidemiological study of arsenic in groundwater for human consumption in the territory of the Cluster Lechero Regional, Argentina

En diversas regiones del mundo se han encontrado acuíferos, destinados para el consumo humano, con niveles de arsénico que sobrepasan los límites recomendados por las agencias ambientales o fijados por la legislación, lo que representa un grave problema de salud pública. En el noroeste de la provincia de Santa Fe y sur de Santiago del Estero, área en estudio, los antecedentes indican la existencia de acuíferos con concentraciones de minerales que superan ampliamente los valores recomendados para consumo humano. Estos niveles de salinidad aumentan con la profundidad, y se detecta además, la presencia de tóxicos como el arsénico, siendo un factor condicionante para el aprovechamiento del agua subterránea. En el territorio del Cluster Lechero Regional, se estudió la composición salina del agua subterránea y, en particular, la concentración de arsénico, con el objetivo de establecer niveles de toxicidad y el potencial desarrollo de enfermedades crónicas. Los resultados muestran elevada salinidad y una concentración media de arsénico en la zona de 0,203 mg/L. Estimamos que, para una población de riesgo de 57.436 habitantes que no tienen acceso a sistemas de agua de red, expuestos teóricamente a la concentración de arsénico hallada en este estudio, se manifiesten 500 casos de cáncer atribuibles a este nivel de exposición en los próximos años. La población infantil comprendida entre 0 y 2 años de edad (3.690 niños de la región) podría desarrollar lesiones dérmicas y efectos neurológicos de distinta magnitud.

In various regions of the world, it has been found aquifers, destined for human consumption, with arsenic levels that exceed the limits recommended by the environmental agencies or required by law, so that represents a serious public health problem. In the northwest of the province of Santa Fe and the south of Santiago del Estero, defined study area, the background information indicates the existence of aquifers with concentrations of minerals that far exceeded the recommended values for human consumption. These levels of salinity increases with depth and, in addition, it was detected the presence of toxic substances such as arsenic, being a conditioning factor for the groundwater use. In the territory of the Cluster Lechero Regional, the composition of the saline groundwater was analized and, in particular, the concentration of arsenic was assessed, with the aim of setting levels of toxicity and the potential development of chronic diseases. Results showed high salinity and an average concentration of arsenic in the area of 0.203 mg/L. We believe that for a high risk population of 57,436 inhabitants, with no access to a water system network, and theoretically exposed to the concentration of arsenic found in this study, it would be expected 500 cases of cancer attributable to this level of exposure, in the next years. Children between 0 and 2 years old (3,690 children from the region) could develop skin lesions and neurological effects of different magnitude.

Hidroarsenicismo crónico regional endémico en Argentina / Chronicendemic regional hydroarsenicism in Argentina / Hidro-arsenicismo cronico regional endemico na Argentina

La contaminación natural del agua de consumo humano con Arsénico (As) en Argentina tiene más de 100 años de antig³edad y aún no ha sido solucionada. Numerosos trabajos científicos ponen de manifiesto que el problema del As afecta en Argentina alrededor de cuatro millones de personas. El HACRE (hidroarsenicismo crónico regional endémico), patología provocada por la ingesta crónica de As en el agua y los alimentos, provoca afecciones de piel (leucodermia y/o queratosis), cáncer de piel, pulmón, vejiga, riñón, entre otros, alteraciones en el desarrollo, afecciones cardiovasculares, neurotoxicidad y diabetes. Dada la importancia del tema se señalan los avances en el conocimiento científico sobre el As en Argentina, especialmente en los últimos años. Se desarrollan diversos aspectos como los niveles actuales de As en aguas en el país y la contaminación de alimentos por la utilización de estas aguas. En población de Argentina, se evalúan biomarcadores de exposición, el perfil metabólico, biomarcadores y polimorfismos genéticos implicados en la susceptibilidad a la toxicidad del arsénico, biomarcadores de efecto, genotoxicidad, y evaluaciones del riesgo carcinógeno, relacionadas con la exposición al As. La evidencia recopilada en esta actualización no deja dudas sobre la gravedad del problema y del riesgo a la salud por la exposición crónica al As para una gran parte de los habitantes del país.(AU)

The natural contamination of drinking water with arsenic (As) in Argentina has been known for more than 100 years, and still has not been solved. Numerous scientific studies showed that the problem of As in Argentina affects about four million people. The HACRE (chronic regional endemic hydroarsenicism), caused by chronic ingestion of As in water and food causes skin lesions (leukoderma and/or keratosis), cancer in the skin, lungs, bladder, kidney, and others, developmental effects, cardiovascular disease, diabetes and neurotoxicity. Given the importance of the subject, progress in scientific knowledge about the problem of As in Argentina, especially in recent years, is pointed out. Various aspects will be developed, such as current levels of As in water in various regions of Argentina and food contamination by use of water with arsenic. In Argentinas population, biomarkers of exposure, metabolic profile, biomarkers and genetic polymorphisms involved in the susceptibility to arsenic toxicity, biomarkers of effect and genotoxic and carcinogenic risk assessments related to arsenic exposure are evaluated. The evidence compiled in this update leaves no doubt about the severity of the problem and the risk to health due to chronic exposure to As for a large proportion of the countrys inhabitants.(AU)

O conhecimento da contaminacao natural da agua potavel com Arsenico (As) na Argentina tem mais de 100 anos e ainda nao foi resolvido. Inumeros estudos cientificos demonstraram que o problema do As na Argentina afeta cerca de quatro milhoes de pessoas. O HACRE (hidro-arsenicismo cronico regional endemico) patologia causada pela ingestao cronica de As na agua e na comida leva a sofrer doencas da pele (leucodermia e/ou ceratose), cancer de pele, pulmao, bexiga, rim, dentre outros, alteracoes no desenvolvimento, afeccoes cardiovasculares, neurotoxicidade e diabetes. Devido a importancia do assunto serao desenvolvidos os avancos do conhecimento cientifico sobre o problema do As na Argentina, especialmente nos ultimos anos, tais como niveis atuais de As nas aguas do pais e a contaminacao de alimentos pelo uso destas aguas. Na populacao da Argentina sao avaliados biomarcadores de exposicao, perfil metabolico, biomarcadores e polimorfismos geneticos envolvidos na susceptibilidade a toxicidade do arsenico, biomarcadores de efeito, genotoxicidade e avaliacao do risco carcinogenico, relacionadas com a exposicao ao As. A evidencia reunida nesta atualizacao nao deixa duvidas sobre a gravidade do problema e os riscos para a saude devido a exposicao cronica ao As para uma grande parte dos habitantes do pais.(AU)