Evaluación del estado de eutrofización del mar Alborán mediante el empleo combinado de imágenes de satélite y de muestreos in situ

La eutrofización marina es un problema que afecta a los mares europeos y particularmente a sus aguas costeras. Se trata del enriquecimiento anómalo en nutrientes de las aguas marinas, generalmente compuestos del nitrógeno y fósforo aportados por la actividad del ser humano, y que tiene como resultado consecuencias nocivas para la calidad de las aguas y la biodiversidad. La Directiva Marco de las Estrategias Marinas, que entró en vigor en 2010, recoge esta problemática y emplaza a los estados miembros para su evaluación y en su caso para la remediación de sus efectos nocivos identificando el origen de los aportes de nutrientes. Esta tarea requiere metodologías y procedimientos operativos que permitan ser implementados de forma coordinada por los estados miembros a nivel regional. En el primer capítulo de esta tesis se presenta una metodología para realizar la zonación del norte del mar Alborán a partir de imágenes de satélite de clorofila a tal que permite delimitar las áreas con características de productividad diferenciadas que pueden ser propuestas como unidades de gestión de la eutrofización y que se puedan emplear tanto en el diseño de los programas de seguimiento como en el aprovechamiento de los datos oceanográficos medidos in situ. En este capítulo se describe la metodología analítica utilizada, que está basada en la aplicación del análisis clúster de las k-medias a las imágenes de satélite de clorofila, así como su validez a partir del análisis de las series temporales de datos tomados in situ. El segundo capítulo se hace una evaluación de los indicadores de la eutrofización en una zona reducida de Alborán, donde existen multitud de datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales. Para llevarla a cabo, se adaptó la metodología empleada en el capítulo 1 a la región ECOMALAGA. Una vez realizada la zonación, se agregaron los datos oceanográficos, meteorológicos y ambientales potencialmente relacionados con la eutrofización en cada área, y posteriormente se evaluaron las diferencias estadísticas a lo largo del ciclo estacional y entre las diferentes zonas. Con esta finalidad, se estiman las tendencias temporales de las variables ambientales en cada zona. A partir de los resultados obtenidos se infirió qué variables y/o mecanismos podrían estar influyendo sobre la concentración superficial de la clorofila a. En el tercer capítulo se ensayaron modelos aditivos generalizados (GAM) con el fin de identificar las variables más importantes que afectan a los indicadores de la eutrofización. Como variable respuesta del modelo se usó la clorofila a, pues se trata del indicador directo de la eutrofización más empleado. Las variables explicativas se componen de variables oceanográficas, meteorológicas y ambientales. En el cuarto capítulo se desarrolla un algoritmo regional para el mar de Alborán que permite obtener valores de clorofila a a partir de imágenes de satélite más ajustados a los valores que proporcionan los algoritmos disponibles que la sobreestiman considerablemente. En la discusión final y conclusiones se hace énfasis en el enfoque práctico de esta tesis doctoral, detallando la potencialidad de la metodología presentada para la evaluación de la eutrofización. Para esto, se detallan los resultados de la evaluación obtenidos para el mar Alborán empleando dicha metodología, definiendo su estado actual y las tendencias registradas, así como las causas de los problemas encontrados. Finalmente se evalúan y proponen posibles medidas para su remediación y control.

Perfil conductual de las drogas de diseño MBDB, MDEA y PMA en modelos animales de agresión y ansiedad

MBDB, MDEA y PMA son tres drogas de diseño, estructuralmente similares al MDMA (“éxtasis”), que se han identificado en la composición de pastillas distribuidas como “éxtasis” en entornos recreativos durante los últimos treinta años. Estas feniletilaminas sintéticas presentan un perfil psicotrópico de tipo entactógeno (con capacidad para facilitar la proximidad, el contacto y la comunicación empática), similar al del MDMA en el modelo de discriminación de drogas. El MDMA ha sido objeto de un creciente interés científico y es, hasta la fecha, la única sustancia con un perfil entactógeno de la que se han investigado sus efectos conductuales en modelos animales de agresión y ansiedad, si bien sus resultados no siempre coinciden. Aunque existen algunas evidencias de que el MDMA puede tener efectos ansiolíticos en animales de laboratorio (Lin, Burden, Christie, & Johnston, 1999; Morley & McGregor, 2000; Ho, Pawlak, Guo, & Schwarting, 2004), en otros estudios se han observado alteraciones conductuales y correlatos neuroquímicos que sugieren un efecto ansiogénico (Bhattacharya, Bhattacharya & Ghosal, 1998; Gurtman, Morley, Li, Hunt, & McGregor, 2002; Maldonado & Navarro, 2000;; Navarro & Maldonado, 2002). Asimismo, en otros trabajos se ha señalado que el MDMA induce efectos antiagresivos (reducción de las conductas de amenaza y ataque), que se acompañan de un marcado aumento de las conductas de evitación/huida y defensa/sumisión, así como de una reducción de las conductas de investigación social, sugiriendo también la existencia de un perfil ansiogénico en los encuentros agonísticos entre ratones machos (Maldonado & Navarro, 2001; Navarro & Maldonado, 1999). En contraste, hasta la fecha la información experimental de las drogas MBDB, MDEA y PMA se limita a la evaluación de sus efectos conductuales sobre la conducta motora, así como algunos estudios sobre su metabolismo y posible mecanismo de acción. El objetivo general de este trabajo de investigación ha sido estudiar el perfil conductual de MBDB, MDEA y PMA en modelos animales de agresión y ansiedad. Para ello, se han examinado los efectos del MBDB (2, 4 y 8 mg/kg), MDEA (5, 10 y 20 mg/kg) y PMA (2, 4, 8 y 12 mg/kg) utilizando el modelo de agresión inducida por aislamiento y el modelo de ansiedad del laberinto elevado en cruz en ratones machos. Los resultados indican que estas sustancias en general comparten un perfil antiagresivo inespecífico. Esta falta de especificidad se debe en unos casos al aumento de las conductas de inmovilidad (4-12 mg/kg PMA), pero también a la presencia de propiedades ansiogénicas durante la interacción social, en especial con dosis elevadas, mientras que solo las dosis más bajas parecen aumentar la proximidad social, en especial la dosis menor de MBDB. Además, estas drogas parecen alterar el patrón conductual agonístico ofensivo (MBDB y MDEA) y defensivo (MBDB, MDEA y PMA), produciendo cambios diádicos que resultan coherentes con un aumento del nivel de conflicto y de ansiedad. En consonancia, los resultados del modelo del laberinto elevado en cruz indican que el MBDB produce un aumento de la ansiedad de menor intensidad que el producido por el MDMA. Sin embargo, MDEA y PMA parecen generar un estado de hipoexploración, y solo en dosis determinadas (20 mg/kg de MDEA y 4 mg/kg de PMA) muestran alteraciones discretas que sugieren un efecto ansiogénico débil, un perfil que en conjunto podría sugerir cierta similitud con alteraciones conductuales propias de los compuestos alucinógenos. Debido a la diferencia del perfil conductual del MDEA y PMA hallados en ambos modelos, sería necesario evaluar la ansiedad y su posible relación con la dosis y/o con la presencia de un oponente en la prueba en otros modelos experimentales. Lin, H. Q., Burden, P. M., Christie, M. J., & Johnston, G. A. R. (1999). The anxiogenic-like and anxiolytic-like effects of MDMA on mice in the elevated plus-maze: A comparison with amphetamine. Pharmacology, Biochemistry and Behavior, 62(3), 403-408. Morley, K. C., & McGregor, I. S. (2000). (±)-3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA, 'ecstasy') increases social interaction in rats. European Journal of Pharmacology, 408(1), 41-49. Bhattacharya, S. K., Bhattacharya, A., & Ghosal, S. (1998). Anxiogenic activity of methylenedioxymethamphetamine (Ecstasy): An experimental study. Biogenic Amines, 14(3), 217-237. Gurtman, C. G., Morley, K. C., Li, K. M., Hunt, G. E., & McGregor, I. S. (2002). Increased anxiety in rats after 3,4-methylenedioxymethamphetamine: Association with serotonin depletion. European Journal of Pharmacology, 446(1-3), 89-96. Ho, Y., Pawlak, C. R., Guo, L., & Schwarting, R. K. W. (2004). Acute and long-term consequences of single MDMA administration in relation to individual anxiety levels in the rat. Behavioural Brain Research, 149(2), 135-144. Maldonado, E., & Navarro, J. F. (2000). Effects of 3,4-methylenedioxy-methamphetamine (MDMA) on anxiety in mice tested in the light/dark box. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 24(3), 463-472. Maldonado, E., & Navarro, J. F. (2001b). MDMA ('ecstasy') exhibits an anxiogenic-like activity in social encounters between male mice. Pharmacological Research, 44(1), 27-31. Navarro, J. F., & Maldonado, E. (1999). Behavioral profile of 3,4-methylenedioxy-methamphetamine (MDMA) in agonistic encounters between male mice. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 23(2), 327-334. Navarro, J. F., & Maldonado, E. (2002). Acute and subchronic effects of MDMA ("ecstasy") on anxiety in male mice tested in the elevated plus-maze. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 26(6), 1151-1154.