Análisis de toxicidad de metales contaminantes sobre el crecimiento de Escherichia coli: efecto de cromo, plomo y cadmio en solución

Abstract

El riesgo asociado a la contaminación de suelos y aguas subterráneas con cromo (VI) derivado de activi-dades industriales es elevado. La reducción microbiana de cromo (VI) constituye una estrategia limpia en la preservación del ambiente. Los objetivos de este trabajo fueron: evaluar la toxicidad de cromo sobre el crecimiento de Escherichia coli ATCC 35218, analizar si la presencia de otros metales pesados como el plomo y el cadmio, pueden interferir en la acción del cromo (VI), estudiar el desarrollo de tolerancia en la bacteria expuesta a distintos tiempos y concentraciones del tóxico y analizar la actividad de reductasa como mecanismo responsable de la adaptación al cromo (VI). El cromo (VI: 25 -100 ppm) inhibe el crecimiento de Escherichia coli, y dicho efecto es potenciado por la presencia de plomo, que per se no modifica la viabilidad bacteriana. Bajas concentraciones de cromo (VI, 0.05 - 5 ppm) no alteran el crecimiento pero producen una estimulación en presencia de plomo o cadmio. El cromo (III: 25 – 100 ppm) no modifica el crecimiento bacteriano pero causa una estimulación a concentraciones más altas (200 - 400 ppm). El cromo (VI) no inhibió el crecimiento en un cultivo de Escherichia coli expuesto previamente a cromo (VI: 0.25 - 25 ppm) durante 72 h. En estas condiciones, la capacidad de reducción fue significativamente mayor respecto de un cultivo de Escherichia coli no adaptado al tóxico. La resistencia al cromo se mantuvo durante 216 horas posteriores a la adaptación sugiriendo una aclimatación al tóxico de larga duración.

The risk associated with soil and the groundwater contamination of chromium (VI) derived from various industrial activities is high, and therefore, chromium (VI) remediation is of critical importance. In this regard, microbial reduction of chromium is a clean biological strategy regarding the preservation of the environment and cost-effective. The aims of this study were to evaluate the toxicity of chromium on the growth of Escherichia coli ATCC 35218, to analyze if either lead or cadmium may interfere with the action of chromium (VI), to study tolerance in bacterium exposed to different toxic concentrations and time exposition and to analyze reductase activity as the mechanism responsible for adaptation to chromium (VI). Hexavalent chromium (25 -100 ppm) inhibits the growth of Escherichia coli. This effect is potentiated by the presence of lead, which does not modify per se the bacterial viability. Low concentrations of chromium (VI, 0.05 to 5 ppm) do not alter the growth but cause stimulation in the presence of either lead or cadmium. Chromium (III: 25 to 100 ppm) does not modify the bacterial growth but causes stimulation at higher concentrations (200 - 400 ppm). Chromium (VI) did not inhibit bacterial growth when used a culture of Escherichia coli previously exposed to chromium (VI: 0.25 - 25 ppm) for 72 h. Under these conditions, the ability to reduce chromium (VI) was significantly higher respect to chromium non adapted culture. Chromium resistance was maintained at least for 216 hours after adaptation of Escherichia coli suggesting a long lasting toxic acclimatation.