16.02.2021 - 06:00
Diverses espècies marines de la Mediterrània produeixen molècules amb potencial bioactiu que podrien utilitzar-se per descobrir nous medicaments (antibiòtics, antifúngics, antivirals i antitumorals). Diferents activitats humanes com la contaminació, les activitats recreatives marítimes, la pesca i el canvi climàtic fan que algunes d’aquestes espècies bioactives es trobin amenaçades i, fins i tot, en perill d’extinció. Cal protegir aquestes espècies vulnerables amb potencial bioactiu, sobretot a les reserves marines, no només perquè són components valuosos dels ecosistemes marins, sinó també perquè són una font potencial de molècules amb propietats farmacològiques que actualment s’estan investigant per a descobrir nous medicaments.
Paraules clau: canvi global, oceans, biodiversitat, salut, compostos bioactius, espècies bioactives.
Introducció
Els organismes marins, amb prop de dos milions d’espècies, estableixen relacions altament competitives i complexes en hàbitats sovint limitats en l’espai, la qual cosa els obliga a competir de manera molt agressiva (Simmons, Andrianasolo, McPhail, Flatt i Gerwick, 2005). En resposta a aquesta competència, un alt percentatge d’espècies produeixen compostos químics, sovint anomenats compostos bioactius, que tenen diverses finalitats: defensar-se dels seus depredadors, protegir-se del creixement d’altres espècies competidores a sobre seu o per capturar les seves preses (Simmons et al., 2005). Els compostos bioactius són molècules produïdes per una àmplia gamma d’organismes que, en el cas dels marins, poden comprendre des de bacteris, fongs i microalgues fins a organismes més complexos com ara macroalgues, fanerògames marines, invertebrats i vertebrats. Aquests compostos inclouen una àmplia gamma de molècules que actualment s’estan investigant per a sintetitzar nous productes i medecines. Entre aquests trobem pèptids anticancerígens, caracteritzats per la seva acció citotòxica (dany cel·lular) i antitumoral (antiproliferativa, entre d’altres) contra diverses línies de cèl·lules tumorals; metabòlits antibacterians, antifúngics i antivirals que s’utilitzen per a l’elaboració d’antibiòtics i medicaments contra els fongs i contra els virus, respectivament; molècules antioxidants, que poden protegir les cèl·lules de les espècies reactives d’oxigen i radicals lliures; antiinflamatoris, que poden ajudar a combatre determinats processos cel·lulars inflamatoris que poden comportar determinades patologies; toxines (i antitoxines), que poden tenir diversos usos terapèutics, i productes naturals complexos (per exemple, olis essencials) (Carreño i Lloret, en premsa; Uriz et al., 1991).
«Diverses espècies de la mar Mediterrània són una font potencial de molècules amb propietats farmacològiques»
Diverses espècies animals i vegetals de la mar Mediterrània tenen potencial bioactiu (Uriz et al., 1991), és a dir, són una font potencial de molècules amb propietats farmacològiques i que podrien utilitzar-se per descobrir nous medicaments antibiòtics, antifúngics, antivirals i antitumorals. La majoria són organismes sèssils bentònics que produeixen molècules amb potencial bioactiu, com els tunicats Ecteinascidia turbinata i Halocynthia papillosa, amb potencial antitumoral; esponges com Spongia officinalis i Axinella damicornis, amb potencial antibacterià; briozous com Myriapora truncata i Pentapora fascialis, també amb potencial antibacterià; i cnidaris com Pennatula aculeata i Actinia equina, amb potencial antiinflamatori; però també tenen potencial bioactiu alguns equinoderms com l’eriçó de mar Paracentrotus lividus i el cogombre de mar Holothuria tubulosa, amb potencial antiinflamatori; mol·luscs com la sípia Sepia officinalis i el calamar Loligo vulgaris, amb potencial antibacterià; crustacis decàpodes, com l’escamarlà (Nephrops norvegicus) i el cranc verd (Carcinus mediterraneus), amb potencial antitumoral; i peixos com la sardina (Sardina pilchardus) i la rajada (Raja clavata), que tenen compostos amb potencial antioxidant. Tots aquests animals produeixen una gran varietat de compostos químics que serveixen com a mitjà de defensa contra els seus depredadors, els organismes competidors i els paràsits o els microorganismes invasius (Carreño i Lloret, en premsa; Uriz et al., 1991).
«A la Mediterrània, hi ha 32 espècies amb potencial bioactiu que són vulnerables i es veuen amenaçades per factors antropogènics»
Malgrat l’interès dels seus compostos amb potencial bioactiu per al descobriment de futurs medicaments, aquestes espècies es veuen afectades pel canvi climàtic i les activitats humanes i fins i tot algunes es troben amenaçades i en perill d’extinció. Tot i l’estat crític d’algunes, els estudis sobre els impactes antropogènics en el seu estat de conservació són encara escassos. Calen nous estudis per entendre millor com aquestes espècies afronten l’impacte de les activitats humanes i del canvi climàtic, perquè, si s’extingeixen, s’estan perdent les possibilitats que aquestes espècies ofereixen per a descobrir nous medicaments d’origen marí.
Impacte del canvi global sobre les espècies amb potencial bioactiu
Diversos estudis han analitzat el paper de les espècies que tenen compostos bioactius a la Mediterrània en els darrers anys. El 2019 es va realitzar una revisió de les espècies de peixos i macroinvertebrats que vivien a la reserva marina del cap de Creus, al nord de Catalunya, i quines es descrivien a la literatura científica com a espècies amb potencial bioactiu (Carreño i Lloret, en premsa). Posteriorment se’n va avaluar la vulnerabilitat utilitzant el marc metodològic establert per Lloret et al. (2019), tenint en compte aquelles espècies que apareixien a la Llista Vermella de la IUCN/Avaluació regional a la Mediterrània com a amenaçades o en una categoria superior d’amenaça, i aquelles amb un índex de vulnerabilitat (IV) superior a 60 (és a dir, d’alta a molt alta vulnerabilitat segons aquest índex establert per Cheung, Pitcher i Pauly [2005]). També s’hi van incloure les espècies que apareixien en diferents convencions internacionals de protecció de la flora i de la fauna com la de Barcelona, Berna o CITES, i a la Directiva Hàbitats de la Unió Europea.
Després de revisar la literatura científica per obtenir informació sobre els impactes antropogènics i del canvi climàtic en aquestes espècies de peixos i macroinvertebrats, i de revisar estudis de la literatura grisa i de projectes de recerca, podem establir que hi ha 32 espècies amb potencial bioactiu que són vulnerables i que es veuen amenaçades per diferents factors antropogènics com la contaminació, les activitats marítimes recreatives i la pesca, així com per l’acció del canvi climàtic. Tot i que algunes d’aquestes espècies no han estat prou estudiades i, per tant, no se’n coneix l’índex de vulnerabilitat, aquestes apareixen com a vulnerables a la Llista Vermella de la IUCN o emmarcades en els convenis de protecció internacional (Figura 1). Dins d’aquestes espècies destaquen com a especialment vulnerables les esponges i els peixos condrictis.
Contaminació marina
La contaminació marina (plàstics, deixalles, aigües residuals, etc.) afecta tots els organismes marins, però perjudica especialment els organismes sèssils i de creixement lent com algunes esponges, ascidis, cnidaris i bivalves, entre els quals trobem una bona representació d’espècies que produeixen molècules amb potencial bioactiu. Com a conseqüència, es produeix una limitació de la seva capacitat de creixement i de filtració (Zahn et al., 1977).
Les deixalles poden contaminar de diverses maneres: es poden acumular a la superfície d’espècies i inhibir-ne el creixement i provocar danys com la necrosi dels teixits, estrangulament dels exemplars, asfíxia, etc. Els plàstics són la principal font de contaminació i de les escombraries marines, i representen fins a un 80 % de totes les deixalles del Mediterrani generades pels humans (Derraik, 2002). Els plàstics també poden acumular-se en organismes filtradors o bé ser descompostos en microplàstics, que poden ser ingerits per altres organismes i bioacumulats a través de la cadena tròfica fins arribar a l’ésser humà (Bordbar, Kapiris, Kalogirou i Anastasopoulou, 2018). Malgrat que trobem microplàstics en peixos que produeixen molècules amb potencial antioxidant i antitumoral com el verat (Scomber scombrus) o la tonyina (Thunnus thynnus), els efectes sobre la salut de les persones encara són poc coneguts.
«Malgrat l’interès dels compostos amb potencial bioactiu, algunes d’aquestes espècies es troben amenaçades i en perill d’extinció»
Les aigües residuals que alguns vaixells encara aboquen al mar promouen la proliferació de microorganismes tòxics i microalgues, fet que limita l’intercanvi d’oxigen a l’aigua i dona lloc a situacions locals d’anòxia. També afecta la qualitat de l’aigua, ja que la proliferació d’aquests organismes, que aprofiten l’excés de matèria orgànica de les aigües residuals, allibera grans quantitats de H2S i CO2. A la badia de Palma (Mallorca), per exemple, hi ha zones on no creixen algues ni fanerògames marines que poden tenir potencial bioactiu, com la Posidonia oceanica, que conté compostos amb potencial antiinflamatori. Se sospita que aquest problema és degut a les descàrregues d’aigües residuals de la ciutat, que dificulten la fotosíntesi de la posidònia, ja que, a més d’enterbolir l’aigua a causa de les partícules que aquestes aigües residuals contenen, també promouen la proliferació d’algues com a conseqüència dels nutrients aportats (Bonin-Font et al., 2018). A més, els productes químics com greixos industrials, detergents i sabons poden causar alteracions al fitoplàncton, que constitueix la base de la xarxa tròfica, i obstruir la capacitat de filtració dels organismes filtradors que tenen potencial bioactiu, com determinades gorgònies, coralls, esponges, ascídies i bivalves, i induir mortalitat en aquests organismes (Zahn et al., 1977).
Llegeix l’article sencer a la web de Mètode.
Descobreix el sumari d’Oceans. Limpacte del canvi global en el mar de la revista Mètode.
Arnau Carreño és estudiant de doctorat del Grup de Recerca «Ecosistemes marins i Salut Humana» (SeaHealth) i de la Càtedra Oceans i Salut Humana de la Universitat de Girona (Espanya), en el marc d’una beca de col·laboració amb l’Ajuntament de Tossa de Mar. Graduat en Biotecnologia i Màster en Biomedicina, investiga la importància dels ecosistemes marins per a la salut de les persones, en l’àmbit de la disciplina «oceans i salut humana».
Àngel Izquierdo és metge especialista en oncologia mèdica i epidemiologia del càncer. Treballa al Servei d’Oncologia de l’Institut Català d’Oncologia (ICO) a l’Hospital Universitari de Girona Dr. Josep Trueta i és coordinador de la Unitat d’Epidemiologia i Registre de Càncer de Girona (Espanya). És col·laborador i assessor de la Càtedra Oceans i Salut Humana de la Universitat de Girona.
Josep Lloret és director del Grup de Recerca «Ecosistemes marins i salut humana» (SeaHealth) i de la Càtedra Oceans i Salut Humana a la Universitat de Girona (Espanya). Investiga la importància dels ecosistemes marins per a la salut de les persones. En concret, estudia com la preservació dels recursos pesquers pot contribuir a una dieta saludable; la importància de les activitats recreatives sostenibles a la mar com a font de benestar i la onservació d’espècies marines vulnerables amb potencial bioactiu. Té més de setanta articles publicats en revistes d’impacte.
