Alteraciones-estructurales-en-celulas-de-sertoli-causadas-por-la-inhalacion-de-la-mezcla-de-pentoxido-de-vanadio-y-cloruro-de-manganeso--modelo-en-raton

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
 DE MÉXICO 
 
 FACULTAD DE CIENCIAS 
 
 
ALTERACIONES ESTRUCTURALES EN CÉLULAS DE 
SERTOLI, CAUSADAS POR LA INHALACIÓN DE LA 
MEZCLA DE PENTÓXIDO DE VANADIO Y CLORURO DE 
MANGANESO: MODELO EN RATÓN. 
 
 
 
 
 
 
 
T E S I S 
 
 
 QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
 BIÓLOGA 
 P R E S E N T A : 
 PAULINA FLORES RESCALVO 
 
 
 
 
 
 DIRECTORA DE TESIS: 
M. EN C. MARTHA PATRICIA BIZARRO NEVARES 
 
2009 
 
 
 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
 
Hoja de datos del jurado 
 
 
1. Datos del alumno 
 Flores 
 Rescalvo 
 Paulina 
 Universidad Nacional Autónoma de México 
 Facultad de Ciencias 
 098147067 
2. Datos del tutor 
 M. en C. 
 Martha Patricia 
 Bizarro 
 Nevares 
3. Datos del sinodal 1 
 Dr. 
 Luis Felipe 
 Jiménez 
 García 
4. Datos del sinodal 2 
 Dra. 
 Teresa Imelda 
 Fortoul 
 van der Goes 
5. Datos del sinodal 3 
 Dra. 
 Laura 
 Colín 
 Barenque 
6. Datos del sinodal 4 
 Dr. 
 Mario Agustín 
 Altamirano 
 Lozano 
7. Datos del trabajo escrito 
Alteraciones estructurales en células de Sertoli, causadas por la inhalación de la 
mezcla de pentóxido de vanadio y cloruro de manganeso: modelo en ratón. 
 83 p 
 2009 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México y a la Facultad de Ciencias 
por darme la oportunidad de aprender una pequeña parte del estudio de la 
vida… 
 
 
A mis sinodales: 
 
 M. en C. Martha Patricia Bizarro Nevares 
 Dr. Luis Felipe Jiménez García 
 Dra. Teresa Imelda Fortoul van der Goes 
 Dra. Laura Colín Barenque 
 Dr. Mario Agustín Altamirano Lozano 
 
 
Al Departamento de Biología Celular y Tisular de la Facultad de Medicina, 
UNAM. 
 
 Dra. Teresa Imelda Fortoul van der Goes 
 
A la unidad de Bioterio de la Facultad de Medicina, UNAM. 
 
 MVZ. Enrique Pinzón Estrada 
 
A la Unidad de Microscopía Electrónica y de fotografía del Departamento 
de Biología Celular y Tisular. 
 
 Biol. Armando Zepeda Rodríguez 
 Tec. Acad. Francisco Pasos Nájera 
 
 
 
Este trabajo fue apoyado por DGAPA PAPIIT-IN200606 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
Dedico esta tesis a DIEGO, mi bodoque, por haber aguantado horas y horas 
de ausencia, sé que valió la pena ¡TE QUIERO MUCHO!… 
 
A mis papás LUZ Y GILBERTO por la segunda oportunidad espero no 
haberlos defraudado, por la paciencia y el apoyo, muchas gracias!!. 
 
A mis hermanos (GUADALUPE, ANDREA, ADRIANA, FRANCISCO 
“Panchito”, JOSÉ, JUAN, MARÍA DE LA PAZ, ANGÉLICA Y BETO), así 
como a mi abuelita CONCHITA (por su insistencia en que terminara), por 
que de muchas formas me echaron la mano… 
 
A mis sobrinos JAQUELINNE, LEONARDO y SOFÍA, por que también les 
debo algunas horas de juego y compañía… 
 
A mi amiga ABIGAIL, gracias por las porras, por los buenos momentos en la 
facultad, por escucharme, por entenderme, por aconsejarme, hasta por 
regañarme, principalmente, gracias por tu amistad… 
 
A WENDY, gracias por la empatía y por el apoyo, hoy podemos decir juntas: 
¡lo logramos!... 
 
Agradezco al Sr. ALBERTO Gordon por el apoyo en estos últimos años. 
 
A mis primos ARTURO y JULIO por que me sacaron de muchos problemas 
con la “compu”, ¡muchas gracias! 
 
A PATTY BIZARRO, gracias por todo el tiempo que empleaste para que yo 
aprendiera, por tu paciencia, por tu disposición, por todos aquellos 
momentos de risa en el laboratorio, por preocuparte por mi y por Diego, 
¡Muchas gracias! 
 
A TERE FORTOUL, por que de ti, nunca obtuve un “no” por respuesta, por 
tu disposición para que este trabajo saliera adelante, ¡Muchas gracias! 
 
A LAURA COLÍN, gracias por todo, por interesarte en mi trabajo, me 
fueron muy útiles todos tus comentarios desde el inicio del mismo… 
 
A todos los integrantes del DBTC (PATTY MUSSALI, GUMARO, 
ADRIANA, ARMANDO, PACO PASOS), por que siempre hubo una sonrisa 
para mi... 
 
A GABY y MARSE, gracias por todo su apoyo, no saben cuanto me 
ayudaron... 
 
Y a todos los chavos del lab., PAOLA, NALLELY, ESTEPHANIA, NELLY, 
CARLOS, MÓNICA, EDGAR, RUBÉN, CARMEN, VIANEY, MICHAEL, 
JESÚS, y a los chicos nuevos, por que a pesar de los momentos de tensión, 
siempre hubo momentos de diversión, gracias por eso¡¡¡ 
 
A mis amigos de la facultad JORGE, PAULA, PAULINA, CESAR, IXEL, 
IVON, OSCAR, IVAN, YISLEM, MARTÍN, ISABEL y NIEVES, siempre 
los recuerdo con cariño... 
 
Y a quienes omito por olvido, ¡Muchas gracias por todo a todos! 
 
ÍNDICE 
 
1. RESUMEN 10 
 
2. ANTECEDENTES 12 
 
2.1 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 12 
2.1.1 Contaminación ambiental en la Ciudad de México 14 
2.1.2 Partículas suspendidas y su efecto en la salud 15 
 
2.2 CONTAMINACIÓN POR METALES 16 
 
2.2.1 VANADIO 17 
2.2.1.1 Generalidades 17 
2.2.1.2 Propiedades físicas y químicas 17 
2.2.1.3 Usos 18 
2.2.1.4 Fuentes de exposición 18 
2.2.1.4.1 aire 18 
2.2.1.4.2 agua 19 
2.2.1.4.3 suelo 19 
2.2.1.4.4 alimento 19 
2.2.1.5 Toxicoxinética 20 
2.2.1.5.1 absorción 20 
2.2.1.5.2 distribución 21 
2.2.1.5.3 eliminación 21 
2.2.1.6 Efectos del vanadio 21 
2.2.1.7 Efectos reproductivos 23 
 
2.2.2 MANGANESO 25 
2.2.2.1 Generalidades 26 
2.2.2.2 Propiedades físicas y químicas 27 
2.2.2.3 Usos 27 
2.2.2.4 Fuentes de exposición 27 
2.2.2.4.1 aire 28 
2.2.2.4.2 agua 28 
2.2.2.4.3 suelo28 
2.2.2.4.4 alimento 29 
2.2.2.4.5 otras fuentes 29 
2.2.2.5 Toxicocinética 29 
2.2.2.5.1 absorción 29 
2.2.2.5.2 distribución 30 
2.2.2.5.3 eliminación 31 
2.2.2.6 Efectos tóxicos del manganeso 31 
2.2.2.7 Efectos reproductivos del Mn 32 
 
2.3 APARATO REPRODUCTOR MASCULINO 33 
2.3.1 Testículos 34 
2.3.1.1 células de Leydig 36 
2.3.1.2 células espermatogénicas 36 
2.3.2 Espermatogénsis 37 
2.3.3 Espermiogénesis 37 
2.3.4 Células de Sertoli 39 
2.3.4.1 Núcleo 39 
2.3.4.2 Citoplasma 40 
 
3. JUSTIFICACIÓN 47 
 
4. HIPÓTESIS 47 
 
5. OBJETIVOS 47 
 
6. MATERIAL Y MÉTODO 48 
 
7. RESULTADOS 51 
7.1 Necrosis 51 
 
8. DISCUSIÓN 60 
8.1 Interacciones químicas 61 
8.2 Efecto Sinérgico 62 
8.3 Causas que conducen a la necrosis 62 
8.4 Muerte celular necrótica dependiente de receptores (TNF) 65 
 
9. CONCLUSIÓN 68 
 
10. REFERENCIAS 69 
10.1 Referencias electrónicas 83 
 
 
 
 
 
 
ABREVIATURAS 
ATP adenosin trifosfato 
BHE barrera hematoencefálica 
BHT barrera hematotesticular 
C carbono 
Ca calcio 
CAT catalasa 
Cd cadmio 
CO monóxido de carbono 
CPX glutatión peroxidasa 
Cr cromo 
DMT-1 transportador de metal divalente 1 
DNA ácido desoxirribonucléico 
ERO especies reactivas de oxígeno 
FADD dominio de muestre asociado a Fas 
Fe hierro 
Hg mercurio 
IL-6 interleucina 6 
JNK c-jun N-terminal cinasa 
K potasio 
KMnO4 perma nganato de potasio 
MET microscopio electrónico de transmisión 
Mg magnesio 
MMT metilciclopentadienil manganeso tricarbonil 
Mn manganeso 
Mn [CH3COO]2 acetato de manganeso 
MnCl2 cloruro de manganeso 
MnO2 dióxido de manganeso 
MnSO4 Sulfato de manganeso 
Na sodio 
NADPH nicotinamina adenina dinucleótido fosfato, forma 
reducida 
Ni níquel 
NO3- nitratos 
NO2 bióxido de nitrógeno 
O3 ozono 
P fósforo 
Pb plomo 
PM 0.1 partículas con diámetro menor a 0.1 micrómetros 
PM 2.5 partículas con diámetro menor a 2.5 micrómetros 
PM 10 partículas con diámetro menor a 10 micrómetros 
PO3-4 fosfatos 
PST partículas suspendidas totales 
REL retículo endoplásmico liso 
RER retículo endoplásmico rugoso 
RIP-1 proteína de interacción con el receptor 
RL radical libre 
SO2 bióxido de azufre 
SO2-4 sulfatos 
SOD superóxido dismutasa 
TNF factor de necrosis tumoral 
TNFα factor de necrosis tumoral alfa 
TNFR-1 receptor 1 del factor de necrosis tumoral 
TNFR-2 receptor 2 del factor de necrosis tumoral 
TRADD dominio de muerte asociado al receptor del factor de 
necrosis tumoral 
V vanadio 
V2O5 pentóxido de vanadio 
Zn zinc 
 
 
1. RESUMEN 
 
 
Uno de los principales problemas que se generan en una megaciudad, como lo 
es la ciudad de México (definida así por sus casi veinte millones de 
habitantes), es la contaminación atmosférica. Cientos de industrias que 
laboran emitiendo contaminantes al ambiente y miles de vehículos que 
circulan diariamente por la ciudad, generan contaminantes altamente 
nocivos a la salud de la población en general. 
La zona Metropolitana del Valle de México presenta características que 
favorecen la contaminación atmosférica, ya que se encuentra rodeada casi 
en su totalidad por altas montañas que impiden la disipación del aire. Se han 
identificado una gran variedad de contaminantes atmosféricos. Entre los 
principales se encuentran las partículas suspendidas totales (PST), éstas 
pueden ser muy perjudiciales a la salud ya que son fácilmente inhalables 
dado que presentan diámetros menores a 10μm (PM10) ó menores a 2.5 μm 
(PM 2.5). 
Estas partículas son generadas a través de la quema de combustibles fósiles 
principalmente, por lo que los niveles de estas partículas en el ambiente han 
aumentado. Adheridas a las PST se encuentran moléculas metálicas como el 
Vanadio y el Manganeso, estos metales tienen un amplio uso industrial y han 
sido consumidos por mucho tiempo. Se tiene conocimiento de que dichos 
metales ejercen daño a la salud de personal ocupacionalmente expuesto y 
que afecta a la salud en general, además, se ha observado que la fertilidad 
masculina ha disminuido en los últimos años. 
Hay estudios sobre sus efectos en el sistema nervioso, sistema 
respiratorio, sistema reproductor entre otros. Sin embargo, los estudios 
efectuados se llevan a cabo con cada metal de forma individual; en los que 
se ha demostrado que afectan los sistemas antes mencionados. No 
obstante, existe poca información acerca de la mezcla de metales. 
Por lo que el propósito de este trabajo fue evaluar el efecto de la mezcla de 
pentóxido de vanadio y cloruro de manganeso, por vía inhalada (ya que esta 
es la forma en la que estamos expuestos cotidianamente) sobre la célula de 
Sertoli, una célula muy importante en el proceso de la espermatogénesis y 
por ende de la fertilidad. 
Para llevar a cabo este estudio se emplearon 20 ratones macho de la cepa 
CD1, los cuales inhalaron una mezcla de pentóxido de vanadio y cloruro de 
manganeso, 1 hora dos veces por semana en una concentración de 0.02M, 
durante cuatro semanas y cinco ratones control que sólo inhalaron solución 
salina fisiológica. Cada semana se sacrificó un grupo de ratones a los que se 
les extirparon los testículos y se procesaron para la técnica de MET para 
observar los cambios estructurales de las células de Sertoli. Nuestros 
resultados, mostraron que la mezcla de vanadio-manganeso es capaz de 
inducir muerte celular por necrosis en células de Sertoli, siendo 
significativo desde la primera inhalación manteniéndose durante todo el 
tratamiento, al igual que la vacuolización la cual es característica temprana 
de alteración en la célula de Sertoli. Se observó también que las células de 
Sertoli con núcleo tripartita presentaron necrosis en la cuarta semana de 
inhalación, algo que no se ha reportado en la inhalación de ambos metales de 
forma individual. 
Los resultados obtenidos sugieren, que la mezcla de pentóxidode vanadio y 
cloruro de manganeso ocasionan un efecto sinérgico sobre la célula de 
Sertoli, provocando vacuolización y muerte celular por necrosis desde la 
inhalación aguda, al contrario de lo que pasa con el vanadio por la misma vía, 
que presenta alteraciones estructurales hasta la exposición subaguda y 
crónica, así como el manganeso que se observa alteración en la célula hasta 
la exposición crónica. Sugerimos que la muerte celular necrótica puede 
suceder por dos vías; una es por la alteración energética al disminuir el ATP, 
el desbalance iónico, sobreproducción de especies reactivas de oxígeno en la 
mitocondria, además de las generadas por los propios metales y la 
subsecuente ruptura de membranas plasmáticas e intracelulares por la 
peroxidación lipídica y la otra es por la muerte celular necrótica 
dependiente de receptor, TNFR1, en la que pueden estar interfiriendo el 
vanadio y el manganeso. 
Por lo anterior, podemos concluir que la inhalación de la mezcla vanadio-
manganeso podría afectar la fertilidad masculina al provocar la muerte de la 
células de Sertoli. 
 
2. ANTECEDENTES 
 
2.1 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA 
 
Cerca de la mitad de todos los habitantes del mundo (48%) viven en 
regiones urbanas (Molina y Molina 2004), en América Latina y el Caribe son 
tres cuartas partes de la población que vive en estas áreas (Lacasaña-
Navarro y col., 1999; Bell y col., 2006) propiciando el deterioro del 
ambiente por la contaminación que se genera. Además, algunas poblaciones 
en estas áreas carecen de cuidados básicos de salud y en algunos casos de 
adecuada nutrición, lo que las hace más vulnerables a la contaminación 
ambiental (Bell y col., 2006). 
La contaminación atmosférica puede definirse como la presencia de materia 
o energía que pueden ser perjudiciales para la vida y que al incorporarse al 
aire, altera o modifica su composición y condición natural, provocando un 
desequilibrio ecológico; cambiando las condiciones meteorológicas o 
climáticas. (González y Villafaña 2003; Vallejo y col., 2003). 
Por su parte, un contaminante atmosférico es cualquier sustancia (química, 
física o biológica) que al agregarse al aire puede alterar su composición 
natural; incluyen los humos, cenizas, polvos, polen, microorganismos, 
vapores, gases y sus mezclas, residuos y desperdicios, además de la 
radiactividad, el ruido y el calor (Bravo y Sosa 1997; González y Villafaña 
2003; Vallejo y col., 2003). 
Existen diversas clasificaciones para los contaminantes atmosféricos; por 
su origen, por su estado físico, su composición química y/o por el sitio en el 
que se encuentran (cuadro 1). (Bravo y Sosa 1997; Mugica y col., 2002; 
González y Villafaña 2003): 
 
 
 
 
 
 
Origen 
Contaminantes secundarios: 
Se forman en la atmósfera como el 
producto de una alguna reacción, 
(fotoquímica, hidrólisis y oxidación) 
como el ozono (O3) y los sulfatos 
(S03). 
Contaminantes Primarios: 
Son emitidos a la atmósfera como 
resultado de un proceso natural ó 
antropogénico y se encuentran en la 
misma forma como fueron emitidos, 
como el monóxido de carbono (CO) y 
el bióxido de azufre (SO2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuadro 1. Clasificación de los contaminantes atmosféricos (Bravo y Sosa 1997; González y Villafaña 
 
 2003). 
 
Las fuentes de contaminación atmosférica se clasifican en naturales y 
antropogénicas. Las naturales siempre han existido, mientras que las 
antropogénicas, como su nombre lo indica, son causadas por las actividades 
humanas. 
Las emisiones por fuentes naturales son significativamente mayores que las 
originadas por fuentes antropogénicas. Sin embargo, las fuentes 
antropogénicas están concentradas en zonas urbanas y, por tanto, es en 
estas áreas donde su contribución es dominante (Bravo y Sosa 1997). En el 
cuadro 2 se muestran las fuentes principales de contaminación y su 
clasificación: 
 
Sitio en el que 
se encuentran 
Aire del exterior: contaminantes 
del aire atmosférico; como materia 
suspendida resultado de la quema de 
combustibles fósiles. 
 
Aire del interior: aire dentro de los 
inmuebles (casas habitación, oficinas, 
industrias, etc.) 
Composición 
Química 
Orgánicos: aquellos que contienen 
carbono e hidrógeno, como los 
hidrocarburos y sus derivados 
pudiendo contener otros elementos. 
Partículas: pueden ser líquidas o 
sólidas, incluyen polvo, humo y 
cenizas, entre las que se 
encuentran las partículas gruesas, 
(<10 y > 2.5 μm) finas, (= ó < a 2.5 
μm) y las ultrafinas (<0.1 μm). 
Inorgánicos: no contienen 
compuestos con carbono excepto 
los compuestos simples (CO y CO2) 
así como partículas metálicas, 
óxidos de azufre y Nitrógeno 
(SOX, NO) etc. 
Estado 
Físico 
Gases: incluyen vapores; no tienden 
a depositarse y permanecen en la 
atmósfera transformándose en 
compuestos más simples o más 
complejos. 
 
 
Cuadro 2.Principales fuentes de contaminación (Bravo y Sosa 1997). 
 
 
2.1.1 Contaminación ambiental en la Ciudad de México 
 
La zona Metropolitana del Valle de México, comenzó a ser una megaciudad 
desde 1975, al elevarse el porcentaje de las tasas de crecimiento hasta 
alcanzar 18 millones 335 mil habitantes (Cortez-Lugo y col., 2003; Molina y 
Molina 2004). Enfrenta un problema severo de contaminación ambiental 
generado por una acelerada urbanización e industrialización así como el uso 
incrementado de combustibles fósiles (Mugica y col., 2002; Cortez-Lugo y 
col., 2003). 
Esta zona metropolitana cuenta con casi 3.5 millones de vehículos que 
circulan diariamente (http://.setravi.df.gob.mx/vialidades/transporte_viali 
dad.htm), que consumen aproximadamente 40 millones de litros de gasolina 
cada día (Molina y Molina 2004), así como aproximadamente 35 000 
industrias que emiten residuos contaminantes al ambiente. (Rivero-Rosas y 
col., 1997; Mugica y col., 2002). 
La Zona Metropolitana de la Ciudad de México cuenta con una extensión de 
2000 km2 y está situada a una latitud tropical de 19 grados N y a una altitud 
de 2240 m sobre el nivel del mar. Presenta características que favorecen la 
contaminación atmosférica, ya que se encuentra rodeada casi en su 
Fuentes Naturales Fuentes Antropogénicas 
Erupciones volcánicas; emiten 
partículas y contaminantes gaseosos 
que pueden alcanzar distancias 
considerables y permanecer durante 
largos periodos en la atmósfera. 
Móviles; vehículos, aviones, barcos y 
trenes. 
Emiten óxidos de nitrógeno, bióxido 
de azufre, ozono, hidrocarburos 
(monóxido de carbono etc.) 
Incendios Forestales; generan 
carbono, óxidos de Nitrógeno y 
cenizas. 
Fijas; plantas energéticas 
comerciales y domésticas e 
industrias de procesos. Emiten 
monóxido de carbono, óxido de 
nitrógeno y partículas. 
Tolvaneras; contienen cantidades 
importantes de partículas. 
Compuestas: (combinación de 
fuentes móviles y fijas) las zonas 
urbanas emiten óxidos de nitrógeno, 
bióxido de azufre, monóxido y 
bióxido de carbono. 
Los océanos; emiten de manera 
continua partículas de sal. Las olas 
reducen el material rocoso a arena 
pasando a la atmósfera. 
http://.setravi.df.gob.mx/vialidades/transporte_viali%20dad
http://.setravi.df.gob.mx/vialidades/transporte_viali%20dad
totalidad por altas montañas que alcanzan 1,200 metros de altura, (excepto 
hacia el norte); las emisiones contaminantes de la zona industrial de la 
ciudad (zona norte), se distribuyen hacia el sur por la dirección de las 
corrientes de aire (relativamente débiles) de noreste a suroeste donde la 
Sierra del Ajusco obstaculiza su disipación y donde además, las zonas 
boscosas también se ven afectadas por la deposición de los contaminantes 
atmosféricos (Rivero-Rosas y col., 1997; Vallejo y col., 2003; Bernal-Salazar 
y col., 2004). 
En años recientes, algunos científicos se han dado a la tarea de investigar la 
contaminación atmosférica de la ciudad de México, con el fin de identificar 
su composicióny fuentes asociadas a ésta; así como evaluar la exposición 
personal a la contaminación y evaluar el riesgo a la salud (Rivero-Rosas y 
col., 1997; Mugica y col., 2002). 
Se han identificado una gran cantidad y variedad de contaminantes que 
tienen efectos sobre la salud, como el ozono (O3), el monóxido de carbono 
(CO), el bióxido de azufre (SO2) el bióxido de Nitrógeno (NO2) las 
partículas suspendidas totales (PST), y las partículas menores de 10 
micrómetros de diámetro (PM10) (Vallejo y col., 2002; Bell y col., 2006). 
 
2.1.2 Partículas suspendidas y su efecto en la salud 
 
Uno de los principales problemas de la contaminación ambiental, 
específicamente la contaminación del aire son, después del ozono, las 
partículas suspendidas; éstas se encuentran a menudo por encima de los 
estándares de calidad del aire nacional e internacional. En México, el 
estándar de calidad del aire para las partículas suspendidas totales (PST) 
es de 260 μm/m3, y el estándar para partículas con diámetro menor de 10 
μm (PM10), la fracción respirable, es de 150 μm/m3. (Rivero Rosas y col., 
1997; Mugica y col., 2002). 
Dentro de las partículas suspendidas se incluyen sustancias que se 
desprenden al ambiente como el polvo proveniente de los suelos erosionados 
y caminos sin asfaltar, la aspersión marina, las emisiones volcánicas y los 
incendios forestales; o que se forman en la atmósfera por reacciones 
químicas o fotoquímicas, en los que intervienen gases y compuestos 
orgánicos (Fortoul T. 1997; Vallejo y col., 2003). 
Las partículas suspendidas están determinadas por su tamaño y composición 
química y precisamente debido al tamaño pueden ser inhaladas y penetrar a 
los pulmones y por vía sistémica llegar a otros órganos como cerebro, 
hígado, riñón, testículos, etc. (Mugica y col.. 2002). 
Se consideran como partículas inhalables a las que tienen un diámetro igual 
o menor de 10μm y se clasifican en partículas gruesas, partículas finas y 
partículas ultrafinas, (cuadro 3) (Vallejo y col., 2003): 
 
 
 
Cuadro 3. Clasificación de las partículas suspendidas (Vallejo y col., 2003). 
 
2.2 CONTAMINACIÓN POR METALES 
 
Es de particular interés la presencia de metales en las partículas 
suspendidas, pues algunos de éstos presentan propiedades altamente 
tóxicas para los seres vivos. La presencia de metales en la atmósfera está 
relacionado a la fracción inorgánica, que proviene de polvos de suelos, 
emisiones volcánicas, procesos de combustión e industriales, transporte y 
erosión de partes metálicas (Mugica y col., 2002). 
El incremento en los valores de los metales pesados en lo biosfera, es 
resultado de perturbaciones originados por el hombre en el ambiente o por 
fenómenos geológicos. En las últimas décadas se ha incrementado la 
contaminación de la atmósfera, del agua y de los suelos por metales 
pesados, como consecuencia de la actividad industrial y de la explotación 
minera (Moreno Sánchez y Devars 1999). 
Para la mayoría de los organismos, es extremadamente tóxica la exposición 
a un exceso de metales pesados como vanadio (V), cadmio (Cd), mercurio 
(Hg), cromo (Cr), níquel (Ni), manganeso (Mn), y plomo (Pb). Los iones 
metálicos tóxicos suelen penetrar a la célula a través de los mismos 
sistemas de captación que utilizan los iones fisiológicamente importantes 
Partículas Gruesas Partículas Finas Partículas Ultrafinas 
Tienen un diámetro 
aerodinámico menor de 
10μm (PM10) y mayor de 
2.5 μm (PM 10). Están 
compuestas 
principalmente por 
sílice, titanio, aluminio, 
sodio, hierro y cloruros. 
Poseen un diámetro 
aerodinámico igual o 
menor a 2.5 μm (PM2.5). 
Están compuestas por 
productos derivados de 
la quema de 
combustibles fósiles, e 
incluyen carbono (C), 
plomo (Pb), vanadio (V), 
SO2, Manganeso (Mn) y 
dióxido de Nitrógeno 
(NO2). 
Son aquellas que tienen 
un diámetro 
aerodinámico menor de 
0.1μm (PM0.1). Están 
compuestas por los 
productos de quemas 
agrícolas y forestales y 
por la combustión de 
gasolina y diesel. 
como calcio (Ca), magnesio (Mg), zinc (Zn), fósforo (P), sodio (Na), y potasio 
(K) (Moreno Sánchez y Devars, 1999). 
Para llevar a cabo sus funciones, los organismos vivos requieren de diversos 
iones inorgánicos esenciales como son: Na+, K+ Mg2+, Ca2+, sulfatos (SO2-4), 
fosfatos (PO3-4), y nitratos (NO3-). Otros iones, que también se hallan en el 
ambiente, son tóxicos y sin alguna actividad biológica asociada, (por ejemplo 
los metales pesados Pb+, Hg2+, Cd2+, Ag+), o bien son esenciales, pero son 
tóxicos cuando se encuentran en concentraciones relativamente elevadas 
(como el Mn), (Moreno Sánchez y Devars 1999). 
Existen varias definiciones del término metales pesados. Por lo general, se 
acepta que son aquellos elementos cuya densidad es mayor a 5g/ml (Moreno 
Sánchez y Devars 1999). 
 
2.2.1 VANADIO 
 
En 1801, el mineralogista Andrés Manuel del Río descubrió el vanadio, y fue 
purificado por el químico Nils Sefstrom en 1830. Del Río, al principio le dio 
el nombre de “pancrómico,” dada su coloración en su transición por varios 
estados de oxidación (Barceloux, 1999a). Nils Sefstrom purificó el Vanadio 
en la forma de óxido y le dio este nombre por la diosa nórdica de la belleza 
y la fertilidad: Vanadis (Tsiani y Fantus, 1997; Barceloux, 1999a; Mukherjee 
y col., 2004). 
 
2.2.1.1 Generalidades 
 
El vanadio metálico puro no se encuentra en la naturaleza (Barceloux, 
1999a), se presenta frecuentemente combinado con otros metales 
formando aleaciones y es un componente natural del petróleo (ATSDR, 
1992a; Barceloux, 1999a), donde las concentraciones varían ampliamente 
según su origen (de 1-1500 µg/kg) (WHO, 2000) 
 
2.2.1.2 Propiedades físicas y químicas 
 
El vanadio (V) es un elemento transicional miembro del grupo B de la tabla 
periódica. Este metal existe en los estados de oxidación de -1 a +5, pero las 
valencias más comunes son +3, +4 y +5 (ATSDR, 1992a; Barceloux, 1999a; 
IPCS, 2000; EFSA, 2004; Mukherjee y col., 2004). 
El pentóxido de vanadio (V2O5) es un polvo cristalino amarillo a rojo-café, es 
escasamente soluble en agua y es la forma más comercial (IPCS, 2000). 
Debido a su dureza y su capacidad de formar aleaciones, los componentes 
que contienen estas mezclas (es decir ferrovanadio), se hicieron populares 
en la fabricación de herramientas y máquinas de acero (Barceloux, 1999a; 
IPCS, 2000). 
 
2.2.1.3 Usos 
 
Los usos del V incluyen: producción de aleaciones de acero, en la catálisis de 
la producción de ácido sulfúrico y para la conversión de naftalina a anhídrido 
ftálico durante la formación de plástico, en la fabricación de 
semiconductores, reveladores fotográficos y agentes colorantes, en la 
producción de pigmentos y cerámicas (ATSDR, 1992a; Barceloux, 1999a). 
Las aleaciones no férricas que contienen V son usados en partes de 
automóviles (ATSDR, 1992a), así como en aeronaves, en tecnología espacial 
y en la industria de la energía atómica. La adición de compuestos de V 
mejora la dureza, la maleabilidad, y la resistencia al acero. (Barceloux, 
1999a). 
Se han propuesto algunos compuestos de V (p. e. metavanadato de sodio) 
para el tratamiento de la anemia, la tuberculosis, la diabetes y la sífilis. En 
los deportistas de levantamiento de pesas, se ha administrado el vanadil 
sulfato para mejorar su desempeño (Barceloux, 1999a). 
 
2.2.1.4 Fuentes de exposición 
 
2.2.1.4.1 Aire 
 
El V se deposita en el aire por fuentes antropogénicas y fuentes naturales; 
por óxidos complejos o simples de V de la incineración de combustibles del 
petróleo (antropogénicas), y erosión del suelo e incendios forestales 
(naturales) (Barceloux, 1999a). El vanadio es un metal no volátil y el 
transporte atmosférico es por medio de partículas (IPCS, 2000; WHO, 
2000). Los niveles en el ambiente dependen de las condiciones climáticas, la 
posición geográfica y las condiciones de urbanización,entre otros factores 
(Rodríguez y Altamirano, 2006) .Se han detectado concentraciones en el 
aire urbano que van de 0.15 µg/m3 y en áreas rurales cantidades menores a 
0.024 µg/m3. (Goc, 2006; Rodríguez y Altamirano, 2006). 
La exposición de la población en general a óxidos de V en el aire resulta 
principalmente de la combustión del petróleo y del carbón (principal fuente 
de contaminación ambiental (IPCS, 2000; WHO 2000) durante la generación 
de electricidad (Barceloux, 1999a; Evangelou, 2002; Cooper, 2007). 
 
 
Se calcula que dos tercios del V en la atmósfera son de origen 
antropogénico, el cual se presenta en forma de óxidos de vanadio 
(Barceloux, 1999a). Así mismo, las emisiones atmosféricas de fuentes 
naturales son estimadas en 64000 toneladas al año globalmente. (IPCS, 
2000; WHO, 2000). 
 
2.2.1.4.2 Agua 
 
El agua de bebida no es una fuente importante de V para la población en 
general; con concentraciones típicas de <1μg/L (Barceloux, 1999a) y hasta 
más de 100 µg/L, dependiendo de la localización geográfica (WHO, 2000). 
La liberación natural del V, de la erosión del suelo y el desgaste de rocas, 
remotamente excede la deposición de V de fuentes antropogénicas en el 
aire (Barceloux, 1999a). Las concentraciones en el agua de mar fluctúan 
entre 1 y 3 μg/L y las concentraciones en el sedimento oscilan entre 20 y 
200 μg/L; siendo el costero, el sedimento con más altos niveles del metal 
(IPCS, 2000; WHO, 2000). 
 
2.2.1.4.3 Suelo 
 
El desgaste de las rocas puede liberar vanadio al aire o al agua y también 
precipitar el V con cationes polivalentes o complejos orgánicos (Barceloux, 
1999a), las concentraciones en el suelo varían en el rango de 3-310 µg/g 
(WHO, 2000). 
 
2.2.1.4.4 Alimento 
 
Aún cuando muchos alimentos contienen bajas concentraciones (<1 ng/g), el 
alimento es la principal fuente de exposición para la población en general 
(Barceloux, 1999a; Evangelou, 2002). Muchos cereales, peces, frutas y 
vegetales tienen este elemento; tales como los champiñones, los mariscos, 
las semillas, el perejil, la pimienta negra etc. (Mukherjee y col., 2004). Se 
ha estimado que se ingiere de 10 a 20 µg/día de V en los alimentos (WHO, 
2000; EFSA, 2004). 
 
 
 
 
 
 
 
2.2.1.5 Toxicocinética 
 
El vanadio es un metal traza esencial en varias especies marinas (Mukherjee 
y col., 2004) aunque hay datos contradictorios, se asume que no es esencial 
en humanos (EFSA, 2004) 
Los individuos, pueden estar expuestos al metal a través de la atmósfera 
contaminada por la combustión del petróleo que contiene V, el humo y el 
polvo generado de la refinación metalúrgica (Evangelou, 2002). 
La toxicidad de los compuestos del vanadio depende de ciertos factores; la 
ruta de administración y la toxicidad propia del compuesto particular 
(Barceloux, 1999a). La inhalación es una ruta de exposición que produce 
toxicidad inmediata. La toxicidad del V se incrementa con valencias 
superiores y los compuestos pentavalentes son usualmente los más tóxicos 
(Barceloux, 1999a; Evangelou, 2002; Leopardi y col., 2005). 
 
2.2.1.5.1 Absorción 
 
La absorción del V depende de su solubilidad y la ruta de entrada 
(Barceloux, 1999a). Las bajas concentraciones de V presentes en la orina 
comparada con la ingesta diaria y los niveles en heces indican, que menos del 
5% del V ingerido es absorbido (EFESA, 2004) El V entra al organismo por 
inhalación (25%) (Goc, 2006; Rodríguez y Altamirano, 2006; Cooper, 2007), 
por el tracto gastrointestinal (5-10%) (EFESA, 2004; Goc, 2006) y por la 
piel (siendo esta última la ruta menos importante de absorción); y es 
almacenado en ciertos órganos, principalmente en el hígado, los riñones, los 
huesos y los testículos (Barceloux, 1999a; IPCS, 2000; Mukherjee y col., 
2004; Rodríguez y Altamirano, 2006; Cooper, 2007). 
El V es pobremente absorbido por el tracto gastrointestinal (cerca del 10%) 
(IPCS, 2000; Mukherjee y col., 2004). La mayor parte del V ingerido es 
transformado en forma de catión vanadil en el estómago antes de ser 
absorbido en el duodeno (Goc, 2006). La forma aniónica vanadato también es 
absorbida a través de sistemas de transporte aniónico (Mukherjee y col., 
2004; Rodríguez y Altamirano, 2006). El vanadato (v) se reduce a vanadil 
(iV) por el ácido ascórbico (AA) y otras sustancias reductoras en el plasma y 
es subsecuentemente unido a proteínas (Mukherjee y col., 2004). 
 
 
 
 
 
 
2.2.1.5.2 Distribución 
 
El 90% del V absorbido (Goc, 2006) es transportado principalmente en el 
plasma unido a transferrina (WHO, 2000) y albúmina (Evangelou, 2002; 
Rodríguez y Altamirano, 2006); el V pentavalente es reducido en los 
eritrocitos a la forma tetravalente en un proceso dependiente de glutatión 
(WHO, 2000; Evangelou, 2002), en estado pentavalente o tetravalente es 
distribuido a todo el organismo, principalmente hueso, hígado, riñón, bazo y 
también es detectado en los testículos (Barceloux, 1999a; IPCS, 2000; 
WHO, 2000; Evangelou, 2002) 
 
2.2.1.5.3 Eliminación 
 
El V absorbido, subsecuentemente es excretado por vía urinaria con una 
fase inicial rápida de eliminación (10 a 20 hrs.), continuando con una fase 
lenta (40 a 50 días) (Barceloux, 1999a), lo cual presuntamente refleja la 
liberación gradual del vanadio del los tejidos del cuerpo (IPCS, 2000). El V 
es rápidamente excretado por los riñones a través de la orina, y a través de 
la bilis por medio de las heces, (Barceloux, 1999a; Evangelou, 2002; Goc, 
2006), con una relación 5:1 (Goc, 2006). El V no absorbido se excreta por 
las heces; por administración intraperitoneal en ratas y humanos se excreta 
aproximadamente el 10% (Barceloux, 1999a; IPCS, 2000; WHO, 2000; 
Mukherjee y col., 2004). 
 
2.2.1.6 Efectos tóxicos de vanadio 
 
Se han descrito síntomas relacionados con la exposición ocupacional (tos 
seca e irritación de garganta y ojos), debido a la inhalación de humo y polvo 
de óxidos de vanadio. Otros compuestos del V ocupados en la industria 
pueden además producir irritación de la piel, de las mucosas y del tracto 
respiratorio y coloración verde de la lengua (ATDSR, 1992; Barceloux, 
1999a; IPCS, 2000; Mukherjee y col., 2004). Se han reportado efectos 
agudos y crónicos por la inhalación principalmente de V2O5 en la industria, 
tales como rinitis, faringitis, bronquitis, neumonitis y bronconeumonitis 
(WHO, 2000). 
 
Estudios hechos en ratas y ratones han demostrado que los efectos tóxicos 
de los compuestos del V están relacionados a la especie, la dosis, la ruta y 
duración de la administración así como la naturaleza del compuesto 
(Evangelou, 2002). En primates no humanos por ejemplo, se ha observado 
que la inhalación de V2O5 (6 hrs. de exposición a 3 y 5 mg/m
3) provoca 
cambios en la función respiratoria (WHO, 2000). Sin embargo en ratas y 
ratones, la exposición de V2O5 (1.0 mg/m
3, 6 hrs al día) no produjo toxicidad 
del tracto respiratorio (IPCS, 2000). No obstante, se han reportado en 
otros estudios hechos en rata, efectos respiratorios en altas dosis (27 
µg/m3); congestión y hemorragias pulmonares así como bronquitis. En bajas 
dosis (3 -5 µg/m3) edema perivascular, congestión capilar, hemorragias y 
bronquitis (WHO, 2000). En una concentración de 2 mg/m3 de V2O5, se 
observó toxicidad del tracto respiratorio en roedores incluyendo 
hiperplasia y metaplasia del epitelio respiratorio (trabajo citado en: IPCS, 
2000). 
En nuestro grupo de trabajo se comparó el efecto del V2O5 vía inhalada en 
dos especies diferentes, rata y ratón, se encontró que la inhalación de V 
provoca cambios epiteliales tales como proliferación en la rata y 
descamación en los ratones, incremento de IL-6 y TNF en la rata en el 
ratón sólo incrementó IL-6. Además, la alpha actina bronqueolar y vascular 
fue más evidente en rata, comprobando que la inhalación de V afecta a 
ambas especies (rata y ratón), (Falcón Rodríguez, 2008). 
También eneste grupo, López Valdez (2008), estudió el efecto de la 
inhalación del V2O5 en ratones en un modelo de carcinogénesis pulmonar. El 
V2O5 disminuye el tamaño y la frecuencia de los adenomas inducidos por 
uretano, disminuye la expresión y funcionalidad de las conexinas además de 
la acumulación de esta proteína en el citoplasma celular conduciendo a una 
disminución en la proliferación de neumocitos. 
 
En ratón, se ha encontrado que el V2O5 por inhalación (V2O5 0.02M 1h/2 
veces por semana) es capaz de provocar efectos neurotóxicos tales como, 
pérdida de espinas dendríticas en neuronas piramidales del hipocampo, 
muerte neuronal por necrosis y alteración de la memoria espacial (Ávila y 
col. 2006). 
Las células de la capa granulosa del bulbo olfatorio de los ratones expuestos 
a la mezcla de V2O5 y MnCl2 presentaron alteraciones ultraestructurales 
desde la primera semana y consistieron en: invaginaciones nucleares, 
neuronas electrodensas con organelos dilatados y rompimiento de 
membranas. Además, se observó muerte neuronal por apoptosis. El daño 
ultraestructural observado en las células granulosas de bulbo olfatorio de 
los animales expuestos a la mezcla de pentóxido de vanadio y cloruro de 
manganeso podría relacionarse probablemente con alteración en la función 
olfatoria (Colín B. y col., 2007). 
En nuestro grupo de trabajo, se llevan a cabo estudios en el sistema 
nervioso en los que se ha observado que la inhalación de V2O5 genera muerte 
neuronal por exotoxicidad en corteza cerebral, y en plexo coroideo provoca 
rompimiento entre las uniones intercelulares de las células ependimarias, 
alteración en la estructura del plexo y rompimiento de la barrera 
hematoencefálica (Jiménez Martínez, 2009); también disminución en la 
función olfatoria e incremento de las gelatinasas A y B (proteínas 
encargadas de la remodelación y degradación de la matríz extracelular) del 
bulbo olfatorio (Cervantes Piza, 2009) y aumenta la concentración de las 
metaloproteinasas (encargadas, entre otras cosas de la remodelación 
sináptica) en ciertas zonas cerbrales (estriado, hipocampo y plexo coroideo) 
que puede conllevar a la muerte neuronal (Cortés Torres, 2009). 
En un estudio de genotoxicidad, Altamirano y col. (1999) encontraron que el 
V2O5 administrado por vía intraperitoneal (i.p.) (23.0, 11.5, o 5.75 µg/g), 
induce daño al DNA (evaluado por ensayo cometa) en diferentes órganos y 
tejidos de ratón. Hígado, riñón y corazón fueron lo órganos más sensibles 
que bazo, médula ósea y pulmón a este compuesto, al parecer, debido a la 
diferencia entre la proliferación de cada tipo tisular. 
Se evalúo el efecto que ejerce el V2O5 por vía inhalada en bazo y médulo 
ósea, de ratones, se encontró que provoca incremento en cantidad y tamaño 
de megacariocitos en ambos órganos, además de modificaciones en el 
citoplasma, contenido de gránulos y la ultraestructura nuclear, lo que podría 
influir en la trombocitosis, dado que puede resultar en un aumento en la 
producción de plaquetas, (Fortoul y col. 2009). 
2.2.1.7 Efectos reproductivos 
En un estudio reprotóxico, Altamirano y col. (1996) descubrieron que la 
administración intraperitoneal de V2O5 es capaz de reducir la fertilidad, las 
implantaciones, el número de fetos vivos al nacer, el peso fetal, además de 
aumentar el número de reabsorciones fetales. 
Por otro lado, el sulfato de V en una inyección única, (intratesticular de 0.08 
mmol/kg) en ratas redujo el peso medio testicular y produjo necrosis total 
del testículo a 2 días después de la exposición al V, causando daño severo al 
epitelio seminífero con exfoliación y lisis de los elementos celulares 
(Domingo, 1996). No obstante, en ratones hubo disminución del peso 
testicular sin cambios necróticos por inyección subcutánea de sulfato de V 
(0.08 mmol/kg) (Domingo, 1996). El sulfato de vanadil en ratas macho, 
administrado oralmente (100mg/kg/día) por 60 días causó un decremento en 
el peso testicular, en el análisis del epidídimo se observó una disminución en 
el número y en la movilidad de los espermatozoides; atrofia y reducción en 
el diámetro de túbulos seminífero, así como en el diámetro en el núcleo de 
las células de Leydig y probablemente supresión de biosíntesis de 
andrógenos (Chand y col., 2007). Otros efectos, como la necrosis total y la 
disminución del peso medio testicular sucedió después de una inyección 
intratesticular de 0.08 mmol/kg de sulfato de vanadio en ratas, dos días 
después de la exposición (Domingo, 1996). 
Con metavanadato de sodio, ratas macho adultas oralmente expuestas (0, 5, 
10 y 20 mg/Kg/día, durante 60 días), apareadas con ratas hembras tratadas 
con el mismo compuesto y mismo periodo, no presentaron cambios en la 
fertilidad y reproducción. Sin embargo, la descendencia sufrió bajo peso y 
talla desde el nacimiento y la lactancia (Domingo, 1996). Llobet y col. (1993) 
con el mismo compuesto en ratones por vía oral (0, 20, 40, 60 y 80 
mg/kg/día), encontraron disminución el la tasa de preñez, sin embargo, 
(evaluado con el apareamiento con hembras sin tratar), no redujo la 
fertilidad en ratones macho en 20 y 40 mg/kg/día, y el peso testicular no 
cambió; el conteo de espermatozoides disminuyó, pero la movilidad de los 
mismos no fue alterada, por lo que concluyen que la fertilidad humana podría 
no estar afectada por las dosis ingeridas de V en el agua de bebida (Llobet 
y col., 1993). 
Aragón y Altamirano (2001), utilizaron tetraóxido de vanadio (V2O4) en 
ratón y lo administraron intraperitonealmente (ip) durante 60 días (0, 4.7, 
9.4 y 18.8 mg/kg). Encontraron que el peso testicular no se vio afectado por 
el tratamiento, comparado con los controles (excepto con 18.8 mg/kg). Sin 
embargo, disminuyó la movilidad y la viabilidad espermática comparada con 
el grupo control. La morfología de los espermatozoides también presentó 
cambios; ya que aumentaron las formas anormales de los espermatozoides 
de manera dosis dependiente. En el epitelio seminífero encontraron células 
germinales degeneradas y con marginación de la cromatina, vacuolas en el 
epitelio y pérdida de células germinales. También se analizó la 
ultraestructura y la concentración de progesterona y testosterona; 
encontrando aumento en el número de células apoptóticas en células 
germinales, la concentración de ambas hormonas en el suero no se vio 
afectada por el tratamiento. Se observaron estructuras de inclusión 
intranuclear en células de Sertoli y células germinales así como vacuolas y 
pérdida de crestas mitocondriales, en células de Sertoli. Así, este 
compuesto por esta vía de administración (ip) puede afectar algunos 
parámetros espermáticos en el ratón e inducir daño testicular sin modificar 
la concentración hormonal (Aragón y col. 2005). 
En otro estudio (D’Cruz y Uckun, 2000), se evaluó a cuatro vanadocenos (v. 
diacido, v. dicianato, v. dioxicianato y v. monocloro oxicianato; 7.5 
mg/kg/testículo por 28 días) como agentes inductores de apoptosis en 
células germinales, administrados por vía intra testicular. Se examinó el 
peso testicular y el número de espermatozoides en el epidídimo; 
disminuyendo ambos. Y la examinación histopatológica reveló atrofia y 
vacuolización casi completa de túbulos seminíferos y pérdida de 
espermátides tardías, estos compuestos indujeron apoptosis de células 
germinales, comparadas con el control. Así, se mostró que estos compuestos 
(vanadocenos) in vivo, pueden ser selectivos al inducir apoptosis en células 
germinales y no en células somáticas (células de Sertoli). 
Por otra parte, se ha observado que el V2O5, por inhalación en ratón (V2O5 
0.02M 1h/2 veces por semana, durante 12 semanas) puede causar 
disminución del porcentaje de la gama tubulina en todas las células 
testiculares (células de Sertoli, de Leydig y espermatogénicas), lo que 
podría implicar una alteración en la espermatogénesis, dada la relevancia de 
esta proteínaen la división celular (Mussali y col., 2005). Con este mismo 
modelo, se descubrió que el V2O5 causa necrosis de espermatogonias, 
espermatocitos y células de Sertoli y seudoinclusiones nucleares en 
espermatogonias. También se midió la concentración del V en el tejido 
testicular; la cual aumenta drásticamente desde la primera semana de 
inhalación y se mantiene constante durante todo el tratamiento. Asimismo, 
se encontró que este compuesto es capaz de romper las uniones 
intercelulares (por observación histológica), lo que permite alterar las 
funciones de la barrera hematotesticular. Los autores del trabajo sugieren 
que el V2O5 es capaz de actuar sobre las proteínas de las uniones 
intercelulares (Fortoul y col., 2007). 
2.2.2 MANGANESO 
 
En la edad de piedra, el dióxido de manganeso era usado como pigmento para 
pinturas en cuevas. En la Grecia antigua, los espartanos usaron el Manganeso 
(Mn) junto con el Hierro (Fe) para fabricar sus armas, las cuales se dice, 
eran superiores a las de sus enemigos. Los egipcios y los romanos lo 
ocuparon para la elaboración de vidrio y para dar color rosa, púrpura o negro 
a las tintas (International Manganese Institute). 
El Mn fue reconocido como un elemento en 1771 por el químico sueco 
Scheels y fue aislado en 1774 por uno de sus colaboradores, J. G. Gahn. Su 
nombre se debe en un principio, a que en Egipto se encontraron vidrios 
anormalmente negros, lo cual se debía al silicato de cobre y a un mineral 
llamado Magnesia nigra, parecida a la piedra imán, pero para diferenciarla 
de esta se le llamó pseudomagnes. En la edad media este mineral era 
conocido por los vidrieros como Lápiz manganesis, derivado del griego 
manganizein. (International Manganese Institute). 
 
2.2.2.1 Generalidades 
 
El Mn es un constituyente ubicuo del ambiente que comprende cerca del 
0.1% de la corteza terrestre. No se encuentra naturalmente en estado puro, 
sino como componente de cerca de 100 minerales; óxidos, carbonatos y 
silicatos (WHO, 2001), fosfatos y boratos (WHO, 2004b) entre los más 
importantes. El Mn es un elemento esencial para el apropiado 
funcionamiento del organismo, ya que es requerido para el funcionamiento 
de muchas enzimas celulares (por ejemplo: manganeso superóxido dismutasa 
y piruvato carboxilasa) y puede servir para activar muchas otras (cinasas, 
transferasas, hidrolasas) (WHO, 2004a); (Aschner y col. 2005; Teeguarden 
y col. 2007); así como en la respuesta inmune, el metabolismo energético y 
la energía celular, la reproducción, la digestión y el crecimiento óseo 
(Aschner y col. 2005). Por lo tanto, la deficiencia de este metal puede 
presentar efectos adversos en la salud; pobre formación ósea y defectos en 
el esqueleto, fertilidad reducida, defectos de nacimiento, tolerancia 
anormal a la glucosa y metabolismo alterado de lípidos y carbohidratos 
(aunque no ha sido clínicamente reconocido en humanos) (Aschner y col. 
2005). 
 
Los compuestos de Mn pueden estar presentes en la atmósfera como 
partículas suspendidas, humos o aerosoles como resultado de las emisiones 
industriales, la erosión del suelo, las emisiones volcánicas y por la 
combustión de gasolina que contiene metilciclopentadienil manganeso 
tricarbonil (MMT) (WHO, 2001; WHO, 2004a; Aschner y col 2005;). La 
fundición de minerales naturales y la quema de combustibles fósiles también 
pueden resultar en la emisión de partículas de Mn a la atmósfera en forma 
de humo o ceniza en el rango de partículas finas (<2.5 μm), las cuales son 
ampliamente distribuidas (WHO, 2001; Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.2 Propiedades Físicas y Químicas 
 
El Mn es un metal muy duro, quebradizo, de color blanquecino grisáceo 
(Barceloux 1999b). 
Los estados de oxidación del Mn tienen un intervalo que va desde 0 a +7, 
pero la valencia más estable es +2 (Barceloux 1999b) y los compuestos 
biológica y ambientalmente más importantes son los que contienen Mn+2 
(cloruro de Mn [MnCl2]), Mn
+4 (dióxido de Mn [MnO2]) y Mn
+7 (permanganato 
de potasio [KMnO4])
 (WHO, 2004a; WHO, 2004b; Aschner y col. 2005). Las 
propiedades físicas y químicas de los diferentes compuestos de Mn varían 
substancialmente. Estas características a su vez, determinan el 
comportamiento, destino, exposición potencial y el subsecuente potencial 
toxicológico de cada compuesto (WHO, 2004 a). 
 
2.2.2.3 Usos 
 
El principal uso del Mn metálico es en la producción de acero a altas 
temperaturas para proveerlo de firmeza y dureza. El cloruro de Mn (MnCl2) 
se usa para la elaboración de baterías y como suplemento traza en alimento 
de animales; el dióxido de Mn en la producción de vidrio, explosivos y 
baterías; el sulfato de Mn en cerámica, fungicidas y suplementos 
nutricionales; el permanganato de potasio como desinfectante, conservador 
de flores y frutas; y los compuestos orgánicos de Mn, el MMT es usado 
como aditivo antidetonante en gasolina (Roth, 2006) sin plomo (Pb) en 
Canadá (Barceloux 1999b), Estados Unidos , Europa, Asia y Sudamérica 
(WHO, 2001; WHO, 2004a; Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.4 Fuentes de exposición 
 
2.2.2.4.1 Aire 
 
La fuente antropogénica del Mn en el ambiente incluye la quema de 
combustibles fósiles (20%) y la emisión del Mn de fuentes industriales 
(80%). La erosión del suelo es la fuente natural más importante en el 
ambiente aéreo (Barceloux 1999b). 
El Mn se encuentra en la atmósfera en partículas inhalables (Dorman y col. 
2001), y el nivel promedio del Mn en el ambiente aéreo es aproximadamente 
5 y 33 ng Mn/m3 en el aire rural y urbano respectivamente, aunque las 
concentraciones pueden ser superiores, dependiendo de la cercanía de las 
industrias que emiten este metal (Dorman y col. 2001, Aschner y col. 2005). 
La exposición al Mn del aire está en varias órdenes de magnitud menor que 
el de la dieta, típicamente alrededor de 0.04 ng/día y 2-5 mg/día en 
promedio respectivamente, no obstante, puede variar substancialmente 
dependiendo de la proximidad a la fuente del Mn (Dorman y col. 2004; 
WHO, 2004a). 
El grado de absorción respiratoria del Mn por inhalación depende 
principalmente del tamaño de la partícula, cuando las partículas son 
bastante pequeñas (PM 0.1) alcanzan los alvéolos pulmonares y son 
absorbidas al sistema circulatorio (WHO, 2001). El Mn inhalado tiende a ser 
más tóxico que el ingerido debido a su grado de absorción, se asume que por 
inhalación puede ser hasta el 100%, en tanto que por ingestión se absorbe 
entre 3 y 5% (WHO, 1999; Brenneman y col. 2000). 
 
2.2.2.4.2 Agua 
 
En el agua, el Mn se encuentra en formas disueltas y suspendidas, 
dependiendo de factores como el pH, aniones presentes y potencial de 
óxido-reducción (WHO, 2004a). 
Algunos compuestos de Mn son solubles en agua (MnCl2, MnS04), y por lo 
tanto la exposición al Mn puede resultar de la ingestión de agua que lo 
contiene. Generalmente, la contribución del agua de bebida sobre la 
captación de Mn es pequeña comparada con el alimento (Barceloux 1999b). 
La concentración del Mn promedio en agua de mar es de 2μg/L, mientras que 
en agua dulce hay un intervalo de 1 a 200μg/L (Barceloux 1999a; WHO, 
2004a). Los altos niveles de Mn en el agua, están usualmente asociados con 
la contaminación industrial (WHO, 2004 A; Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.4.3 Suelo 
 
El Mn y sus compuestos se presentan como sólidos en casi todos los tipos de 
suelos con concentraciones promedio de 40-900 mg/kg (Barceloux 1999b) 
sin embargo, niveles excesivos de Mn pueden ocurrir en sitios de residuos 
peligrosos como zonas donde son utilizados pesticidas y fungicidas agrícolas 
que contiene Mn (ATSDR 1992b; Woolf y col. 2002; WHO, 2004a). 
 
2.2.2.4.4 Alimento 
 
El alimento es la fuente de exposición más importante para la población en 
general y diariamente se ingiere de 2-9 mg de Mn dependiendo de los 
hábitos nutricionales (Barceloux 1999b; WHO, 2001; WHO, 2004a; Aschner 
y col.2005). Entre los alimentos más ricos en Mn se incluyen las nueces 
(18.21–46.83 mg/kg), los granos (0.42–40.70 mg/kg), las verduras (2.24–
6.73 mg/kg), las frutas (0.20–10.38 mg/kg), los vegetales (0.42–6.64 mg/kg) 
el trigo y el arroz (10 y 100 mg/kg) (WHO, 2004). 
 
2.2.2.4.5 Otras fuentes 
 
Los humanos también pueden estar expuestos al Mn por pesticidas que lo 
contienen, tales como etileno-bis-ditiocarbamato (Maneb) o la droga 
“Bazooka”, la cual está hecha a base de cocaína, contaminada con carbonato 
de manganeso (Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.5 Toxicocinética 
 
Los determinantes clave de la absorción son la vía de exposición y el 
compuesto específico en el cual el Mn está presente (WHO, 1999). 
Aunque la cantidad de Mn en el aire a la cual los individuos están expuestos 
puede ser pequeña comparada con la cantidad ingerida en la dieta, la 
absorción y la distribución del Mn a varios órganos blanco es mayor por 
inhalación que por ingestión (100% contra 3-5% respectivamente) (Davis, 
1998; WHO, 2001; Teeguarden y col. 2007). 
El Mn esta presente en todos los tejidos del cuerpo, principalmente en el 
hueso, el hígado, el riñón, el páncreas, y los testículos (Mahoney y Small, 
1968) y se almacena en ciertas regiones del cerebro (Davis, 1998; 
Brenneman y col. 2000; Vitarella y col. 2000). En niveles fisiológicos, el Mn 
específicamente se concentra en la mitocondria, donde puede interferir con 
la fosforilación oxidativa (Malecki, 2001; WHO, 2004; Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.5.1 Absorción 
 
La cantidad de Mn que es absorbido por vía oral es aproximadamente de 3-
5% (Barceloux 1999b; WHO, 2004a; Aschner y col. 2005). Mecanismos 
 
homeostáticos controlan la absorción del Mn del intestino y por lo tanto, la 
cantidad de Mn absorbido depende de la cantidad ingerida así como de la 
concentración de Mn existente (Barceloux 1999; WHO, 2004a). 
La absorción del Mn del tracto gastrointestinal varia inversamente con la 
cantidad de calcio (Ca) en la dieta y con el hierro (Fe) sérico, ya que se ha 
observado en estudios hechos en animales que la deficiencia de Fe mejora la 
absorción de Mn a través del tracto gastrointestinal independientemente 
del Mn almacenado (WHO, 2004a; Aschner y col., 2005) dado que el Mn y el 
Fe comparten el mismo sistema de transporte (también se ha observado en 
humanos) (Davis, 1998). 
Por inhalación, el Mn puede entrar al cuerpo por tres procesos principales: 
transporte neuronal olfatorio (directo al sistema nervioso central), 
transporte epitelial pulmonar hacia la sangre y por el movimiento mucociliar 
de la faringe al tracto gastrointestinal donde puede ser ingerido (Roth, 
2006). 
No hay estudios acerca de la absorción del Mn en animales o humanos a 
través de la piel, pero es generalmente asumido que es muy limitada 
(Aschner y col. 2005). 
 
2.2.2.5.2 Distribución 
 
El Mn por vía oral, llega al hígado vía circulación porta y es unido a proteínas 
(Aschner y col. 2005); en el plasma sanguíneo, aproximadamente el 80% del 
Mn trivalente es unido a β-globulina y transmanganina, y una pequeña 
fracción es unido a transferrina y albúmina (Barceloux, 1999b; Aschner y 
col., 2005; Roth, 2006). 
El Mn no se metaboliza, dado su forma elemental, es absorbido y excretado 
sin cambios, sin embargo, el Mn presenta, como se mencionó antes, muchos 
estados de oxidación y puede sufrir cambios en sus valencias dentro del 
organismo (WHO, 1999) y según su valencia ser transportado por 
transferrina (Mn+3) o por albúmina (Mn+2) (Roth 2006). Las proteínas 
transportadoras, transportador de metal divalente (DMT-1) y ferroportina, 
están presentes dentro del epitelio alveolar y posiblemente participan en el 
transporte de metales a través de células alveolares hacia el sistema 
linfático o directamente a la sangre (Roth 2006) y también por trancitosis; 
una vez hecho el complejo Mn-transferrina en el fluido pulmonar, el metal 
puede ser directamente transportado a través del tejido epitelial. (Heilig y 
col. 2005; Roth 2006) 
 
2.2.2.5.3 Eliminación 
 
La eliminación del Mn ocurre principalmente por excreción biliar, sólo una 
pequeña porción es eliminada por la orina (0.1-2%) (Barceloux 1999b; WHO, 
2004a; Aschner y col., 2005). El Mn es removido de la sangre por el hígado 
y es excretado al intestino vía biliar. Parte del Mn en el intestino es 
reabsorbido a través de la circulación enterohepática (Aschner y col., 2005) 
El páncreas acumula Mn, y estudios hechos en ratas han demostrado que la 
excreción de este elemento por medio de los fluidos pancreáticos es escasa 
(Aschner y col., 2005). 
El sudor (60 µg/L) (IPCS, 1981), cabello (0.2 µg/g de cabello), y leche 
materna (de 3 a 120 y de 30 a 50 µg/L, según los niveles de Mn en la dieta) 
también contribuyen a la excreción (WHO, 2004). Experimentos con 
animales indican que la eliminación del Mn del cerebro, es más lenta que del 
resto del cuerpo (Barceloux, 1999b; Aschner y col., 2005). 
 
 
2.2.2.6 Efectos tóxicos del Manganeso 
 
La toxicidad del Mn varía de acuerdo a la ruta de exposición; por inhalación 
es más alta que por vía oral (WHO, 1999; Brenneman y col., 2000). 
Se ha observado en individuos expuestos a altas concentraciones de 
manganeso a nivel ocupacional que, puede causar inflamación de leve a 
moderada en los pulmones (neumonitis), afectar la habilidad motora, tal 
como ejecutar movimientos rápidos y mantener el equilibrio, así como 
alteración en la función sexual y reproductiva (ATDSR 1992b; Barceloux 
1999b; WHO, 2001; Dobson y col. 2004; Dorman y col., 2004; Aschner y col. 
2005). 
La inhalación de Mn provoca congestión pulmonar en ratas, enfisema 
pulmonar en primates no humanos y lesiones bronquiales en hámsteres 
(WHO, 1999). Además se ha observado que incrementa la susceptibilidad a 
ciertas infecciones en el sistema respiratorio (Davis, 1998). Trabajadores 
ocupacionalmente expuestos a altas concentraciones de Mn (0.2 mg Mn/m3), 
pueden presentar tos y otros signos asociados con bronquitis. La inhalación 
aguda de una concentración extremadamente alta de Mn (≥ 1 mg Mn/m3) 
puede resultar en neumonitis (Dorman y col. 2005). 
Con compuestos solubles (MnSO4) e insolubles (Mn3O4) en diferentes 
tejidos (pulmón, hígado, fémur, y testículo), se ha demostrado que la 
concentración de Mn en el tejido puede aumentar cuando la exposición es 
por inhalación (3 mg Mn/m3/14 días) (Dorman y col., 2001). 
In vitro daña al DNA en linfocitos humanos y provoca intercambio de 
cromátidas hermanas. En ratones expuestos a sulfato de manganeso ó 
permanganato de potasio, provoca aberraciones cromosómicas y 
micronúcleos en médula ósea (trabajos citados en WHO, 1999; SCF, 2000). 
 
En un modelo murino de exposición por inhalación de MnCl2 (0.02 M, 2 horas 
2 veces por semana durante 4 semanas), se demostró que este compuesto 
puede producir rompimientos de cadena sencilla de DNA en leucocitos 
(Rojas L., 2006). 
Rojas Lemus (2009), evalúo el potencial genotóxico del pentóxido de vanadio 
o cloruro de manganeso y su mezcla en eritrocitos de ratones hembras y 
machos (jóvenes y adultos). Encontró que tanto el V como el Mn y su mezcla 
aumentan la frecuencia de micronúcleos, excepto en hembras adultas, 
siendo los machos los más susceptibles a la inhalación de los metales 
individualmente y por la mezcla. Además observó que el V, el Mn y su mezcla 
también reduce el número de eritrocitos en todos los casos (hembras y 
machos; jóvenes y adultos). 
Dorman y col. (2001), observaron que por la inhalación de MnSO4 y de 
Mn3O4 (3 mg Mn/m
3/14 días vía inhalada), el Mn puede acumularse en el 
bulbo olfatorio, aún siendo el Mn3O4 un compuesto insoluble. (Dorman y col. 
2001). 
En ratones expuestos a la inhalación de MnCl2, se observaron alteraciones 
en la disposición y pérdida de las papilas filiformes en lengua y aumento en 
la descamación epitelial de las papilas fungiformes (VélezC. 2006) 
 
2.2.2.7 Efectos Reproductivos del Mn 
 
En casos ocupacionales (frecuentemente entre 1-5 mg/m3 de Mn), se 
reporta que la función reproductiva puede ser alterada por la exposición al 
Mn, manifestada a menudo por la pérdida de la libido y disfunción eréctil 
(Davis, 1998, WHO, 2001, Tapin y col.2006). 
En modelos experimentales, Ponnapakkam y col. (2003) determinaron el 
efecto reproductivo de la exposición oral de Mn en ratones macho. 
Utilizando acetato de manganeso (Mn [CH3COO]2) oralmente en tres dosis 
(7.5, 15.0, y 30, mg/kg/día) por 43 días, encontraron disminución en la 
motilidad espermática y el número de espermatozoides en las dosis de 15 y 
30 mg/kg/día. No encontraron alteraciones en la fertilidad ni en la 
morfología testicular en los ratones tratados con Mn comparados con los 
grupos control. Sin embargo, en otro estudio realizado con uno de los 
compuestos de la combustión del MMT (sulfato de manganeso [MnSO4] 
3000 µg/m3; inhalado por 13 semanas consecutivas), se encontró que las 
concentraciones en tejido testicular aumentaron con respecto al control, así 
como en hígado, riñón, pulmón y ciertas regiones del cerebro (Tapin y 
col.2006). 
Wirth y col. (2007) proporcionaron evidencia de que el Mn presente en el 
ambiente puede alterar la fertilidad en los hombres. En dos clínicas de 
infertilidad se midieron los niveles de manganeso y selenio en la sangre de 
200 hombres, y determinaron la correlación entre los metales y las 
variables del semen; los resultados que obtuvieron fueron, baja movilidad 
(<50%), baja concentración (<20 millones/mL), y baja calidad en la 
morfología (<4%) espermática. Los altos niveles de Mn fueron asociados con 
el incremento de la baja motilidad espermática y la baja concentración de 
espermatozoides. Con esto concluyeron que la exposición ambiental por 
manganeso puede estar asociada con una reducción en la motilidad y 
concentración espermática. En ratas y ratones se ha observado que por vía 
oral el Mn puede retardar la madurez reproductiva y el crecimiento 
testicular y reducir los niveles de testosterona (13mg Mn/kg de peso por 
día durante 100 a 224 días; WHO, 1999). 
 
Bizarro N. y col. (2006) encontraron que el MnCl2 (0.02M) por inhalación, 
altera la ultraestructura testicular; las células de Sertoli presentaron 
vacuolización y necrosis. En las células germinales no se encontró daño 
ultraestructural. En tanto que en las células de Leydig se observó un 
aumento significativo de células binucleadas a partir de la décima semana de 
exposición. Demostrando que la inhalación es una vía de exposición a través 
de la cual el MnCl2 ocasiona daño morfológico en testículo y posiblemente 
funcional, lo que implicaría alteraciones reprotóxicas. 
 
2.3 APARATO REPRODUCTOR MASCULINO 
 
El aparato reproductor masculino en mamíferos consta de pene, glándulas 
sexuales accesorias, conductos deferentes, epidídimos y testículos (Pérez, 
2003; Setchell y Breed, 2006). 
 
La secreción de las glándulas sexuales accesorias (vesículas seminales, 
glándulas bulbouretrales y próstata) (Setchell y Breed, 2006), contienen 
varias sustancias (fructuosa, ácido cítrico, zinc, fosfatasa ácida) que son 
adicionadas al semen en la eyaculación. 
 
El epidídimo es una estructura tubular alargada, contorneada, que recorre 
el testículo en su borde posterior superior (fig. 1); consta de cabeza, cuerpo 
y cola y esta última desemboca en el conducto deferente (Pérez, 2003; 
Setchell y Breed, 2006). Los espermatozoides maduran en el epidídimo, y la 
cola del epidídimo es un sitio importante de almacenamiento de éstos 
(Pérez, 2003). El conducto deferente (fig. 1) se extiende desde la cola del 
epidídimo hasta su unión con el conducto de la vesícula seminal y dirigen a 
los espermatozoides hacia la uretra prostática (Pérez, 2003). 
 
2.3.1 Testículos 
 
Los testículos de mamíferos son estructuras pares y ovaladas cuyas 
principales funciones son dos: producción de espermatozoides y síntesis de 
hormonas masculinas, los andrógenos. Se diferencian en el feto de gónadas 
indiferenciadas después de la expresión del gen SRY del brazo corto del 
cromosoma Y (Setchell y Breed, 2006), interactuando con otros genes 
similares denominados SOX (Pérez, 2003). Las células de Leydig fetales 
secretan entonces andrógenos que inducen la diferenciación de los 
conductos mesonéfricos en los epidídimos y conductos deferentes y algunas 
de las glándulas sexuales accesorias y los genitales externos 
indiferenciados en un pene y escroto (Setchell y Breed, 2006). El escroto, 
es esencialmente una bolsa de piel, completamente diferente del resto de 
ella, sin grasa subcutánea y con abundantes glándulas sudoríparas (Setchell 
y Breed, 2006), mantiene una temperatura adecuada para la 
espermatogénesis y sirven de cubierta protectora a los testículos. 
 
Los testículos están rodeados por una cápsula de tejido conectivo denso, la 
túnica albugínea (fig. 1), la cual está cubierta con el remanente, del proceso 
vaginalis. De la superficie interna de la túnica albugínea, un septo de tejido 
conectivo se extiende posteriormente hacia una región de los testículos 
llamado el mediastino, dentro del cual, una red de conductos se 
anastomosan, dando origen a la rete testis (fig. 1) (Kerr y cols., 2006). 
Cada testículo está fraccionado en lóbulos (fig. 1), ocupados a su vez por 
tejido intersticial y los túbulos seminíferos (Marina, 2003; Setchell y 
Breed, 2006; Griswold y McLean, 2006). En el interior del túbulo se 
distinguen las células espermatogénicas y las células de Sertoli. (Fig.2) 
(Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
 
 
 
Figura 1. Diagrama esquemático en el que se aprecian la túnica albugínea, los lóbulos testiculares, 
los túbulos seminíferos, la rete testis, el epidídimo y el conducto deferente. (Modificado de: 
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/biologia/citologia/practica2.htm). 
 
 
 
 
Los Túbulos seminíferos están limitados por la membrana basal, que separa 
el tejido conectivo de las células epiteliales y está compuesta de 
glicoproteínas y proteoglicanos, llamada lámina propia, en esta última se 
observan fibroblastos y células peritubulares mioides (Dym, 1994: Kerr y 
cols., 2006). Este tejido preritubular, provee apoyo mecánico para los 
túbulos seminíferos; tiene influencia parácrina sobre la espermatogénesis; y 
permite el paso selectivo de macromoléculas hacia los túbulos seminíferos. 
(Kerr y cols., 2006). 
El tejido intersticial contiene los vasos sanguíneos y linfáticos (Kerr y cols., 
2006), así como macrófagos, linfocitos, fibroblastos, células plasmáticas, 
monocitos, mastocitos y células de Leydig (Setchell y Breed, 2006; Griswold 
y McLean, 2006). Este tejido en roedores, es relativamente escaso, donde 
hay pequeños grupos de células de Leydig agrupadas alrededor de los vasos 
sanguíneos (Setchell y Breed, 2006) que producen la testosterona (Pérez, 
2003). 
 
2.3.1.1 Células de Leydig 
 
Las células de Leydig están localizadas entre los túbulos seminíferos, en el 
intersticio testicular (Marina, 2003; Kerr y cols., 2006; Griswold y McLean, 
2006). Forman grupos y están cerca de vasos sanguíneos. Entre células de 
Leydig vecinas se observan uniones comunicantes y uniones tipo desmosomas 
rudimentarios. Todas las células de Leydig representan menos del 10% del 
Figura 2. Sección de un testículo en el que se observan los túbulos seminíferos, el tejido intersticial y el 
epitelio seminífero (Modificado de: http://www.vetmed.lsu.edu/eiltslotus/theriogenology-
5361/male%20reprod_2.htm). 
volumen testicular. Las células de Leydig maduras no se dividen (Marina, 
2003). Tienen forma poligonal y el núcleo es redondeado, el nucleolo es 
prominente y suele ser único. El retículo endoplásmico liso (REL) es muy 
abundante como corresponde a una célula con actividad esteroidogénica. Las 
mitocondrias son también prominentes;se encuentran adyacentes con el 
REL y presentan crestas tubulares. Contiene gotas lipídicas y se considera 
que son la fuente de precursores para la biosíntesis androgénica (Kerr y 
cols., 2006). Los andrógenos sintetizados en las células de Leydig salen del 
testículo a través de los vasos linfáticos y sanguíneos y de los túbulos 
seminíferos. (Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
 
2.3.1.2 Células Espermatogénicas 
 
Las Células espermatogénicas masculinas comprenden a las espermatogonias, 
los espermatocitos primarios y secundarios, las espermátides y los 
espermatozoides (Marina, 2003). 
Las espermatogonias, son células que se dividen por mitosis; en el proceso 
de la espermatogénesis, darán lugar a la formación de espermatozoides 
(Kerr y cols., 2006). La identificación de los diferentes tipos de 
espermatogonias es compleja, debido a la falta de marcadores que puedan 
identificar estados específicos. La clasificación de estas células ha 
dependido de las características del núcleo y en particular de los patrones 
de la cromatina (De Kretser, 2002); se clasifican en espermatogonias tipo A 
(nucleoplasma granular) y espermatogonias tipo B (con numerosos cúmulos 
de cromatina colocados centralmente) (Gardner y Holyoke, 1964; Kerr y 
cols., 2006). Las espermatogonias no se separan completamente después de 
la mitosis debido a la citocinesis incompleta y permanecen unidas por 
puentes intercelulares. Estos puentes intercelulares persisten a través de 
todos los estados de la espermatogénesis, facilitan las interacciones 
bioquímicas permitiendo la sincronía de la maduración de las células 
germinales (De Kretser, 2002). 
Las células que llevan a cabo la meiosis, son los espermatocitos primarios y 
los espermatocitos secundarios. 
 
Los espermatocitos secundarios entran en la segunda división meiótica (Kerr 
y cols., 2006) y son relativamente más pequeños que los espermatocitos 
primarios, sin evidencia de material nucleolar (Gardner y Holyoke, 1964). La 
presencia relativamente infrecuente de estas células en las secciones de los 
túbulos, indica un periodo de vida corto antes de completar la meiosis (Kerr 
y cols., 2006). Las células son esféricas, intermedias en tamaño entre los 
espermatocitos primarios y las espermátides. Están situados cerca del 
lumen del túbulo seminífero, y su núcleo esférico contiene redes de 
cromatina homogénea (Kerr y cols., 2006). Después de esta segunda 
división, dan origen a las células hijas; es decir, las espermátides con una 
carga cromosomal haploide. Pueden ser identificadas por los cambios en el 
complejo de Golgi, ya que indican transformación entre la capa nuclear y el 
acrosoma. (Marina, 2003; De Kretser, 2002; Kerr y cols., 2006). Las 
espermátides se convierten en espermatozoides por medio de varios 
cambios morfológicos conocidos como espermiogénesis (Pérez, 2003). 
 
2.3.2 Espermatogénesis 
 
La espermatogénesis es la secuencia de eventos citológicos que resultan en 
la formación de espermatozoides maduros a partir de células 
espermatogénicas inmaduras, que toma lugar dentro de los túbulos 
seminíferos (Pineau y col., 1999; Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
Hay cuatro elementos principales, que juntos, constituyen la 
espermatogénesis: a) la renovación de células espermatogonias por el 
proceso de mitosis b) la proliferación de células espermatogonias por 
mitosis y diferenciación, c) la reducción del número cromosomal por meiosis, 
y d) la transformación de una célula convencional en la estructura compleja 
del espermatozoide, por una serie de cambios que no implican la división 
celular; la espermiogénesis (Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
La renovación de las espermatogonias, se da por la división mitótica de las 
espermatogonias tipo A que están en contacto con la membrana basal del 
túbulo seminífero (Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
En la proliferación de células espermatogonias por mitosis y diferenciación, 
la espermatogonia tipo A puede ser dividida en varios subtipos que 
representan diferentes fases de proliferación y progresión hacia la 
espermatogonia tipo B. Las espermatogonias tipo B representan a las células 
que se diferencian y previa apertura de las uniones estrechas, pasan al 
compartimiento luminal donde se transforman en espermatocito 
preleptoténico y entran en el proceso de meiosis (Marina, 2003; Kerr y 
cols., 2006) 
La reducción del número cromosomal comprende dos divisiones celulares, de 
espermatocito primario a espermatocito secundario y de este a 
espermátida. De un espermatocito primario que tiene cromosomas 
bivalentes, es decir con cuatro cromátides cada uno, se forman cuatro 
espermatozoides. Durante la meiosis, además de la reducción cromosómica, 
se produce el intercambio génico entre los cromosomas homólogos 
heredados del padre y de la madre. (Gardner y Holyoke, 1964; Marina, 
2003). 
 
2.3.3 Espermiogénesis. 
 
La transformación de espermátides a espermatozoides involucra una 
secuencia de eventos complejos que constituyen el proceso de 
espermiogénesis. Este proceso implica la transformación de células 
espermatogénicas convencionales, en una estructura altamente organizada y 
móvil (Kerr y cols., 2006). Los cambios pueden ser agrupados en a) la 
formación del acrosoma; esta estructura surge del complejo de Golgi, b) 
cambios nucleares; el núcleo cambia su posición durante la espermiogénesis 
de una posición central a una posición excéntrica, c) reorganización del 
citoplasma; en el citoplasma de las espermátides existe marcado movimiento 
de organelos, un sistema de filamentos citoplásmicos se organiza para 
facilitar el movimiento caudal del contenido citoplasmático y formar los 
cuerpos residuales de las espermátides. El desarrollo del flagelo es formado 
por nueve fibras densas arreglados cilíndricamente alrededor del axonema y 
e) relación entre las células de Sertoli y espermátides; durante este 
proceso, las espermátides permanecen adyacentes al lumen de los túbulos 
seminíferos, rodeadas por el citoplasma de las células de Sertoli. Uniones 
celulares; tipo desmosomas así como especializaciones ectoplásmicas 
ocurren con células de Sertoli en la zona de la cabeza de las espermátides 
(Marina, 2003; Kerr y cols., 2006). 
 
2.3.4 Células de Sertoli 
 
Además de células espermatogénicas, los túbulos seminíferos también 
contienen a las células somáticas llamadas células de Sertoli, las cuales 
tienen funciones fisiológicas y de nutrición esenciales para el desarrollo de 
las células espermatogénicas (Setchell y Breed, 2006). Las células de 
Sertoli proveen un ambiente único dentro del túbulo seminífero y forman la 
barrera hematotesticular la cual es compatible con la migración de las 
células espermatogénicas (Hess y França, 2005; Kerr y cols., 2006), apoyan 
la migración de una población de células espermatogénicas que proliferan en 
la base del túbulo y se mueven progresivamente hacia el lumen cuando las 
células se diferencian (Kerr y cols., 2006). Las células de Sertoli son de 
forma columnar arborescente, se observan desde la base del túbulo, 
adyacente a la membrana basal y llegan hasta el lumen (fig.3), cambian de 
forma según el ciclo de la espermatogénesis (Hess y França, 2005; Kerr y 
cols., 2006), llevando a cabo sus funciones de ayuda a las células 
espermatogénicas por las múltiples digitaciones de su citoplasma que las 
envuelven. Tienen un núcleo indentado y un gran nucleolo. Estas células en el 
adulto no se dividen (Marina, 2003; Hess y França, 2005; Kerr y cols., 
2006). 
Deben modificar continuamente su forma para adaptarse a las 
transformaciones estructurales y a la movilización de las células germinales 
desde la base a la superficie del epitelio seminífero, permaneciendo en 
asociación con las espermatogonias en mitosis, los espermatocitos y las 
subsecuentes divisiones meióticas y las espermátidas maduras (Kerr y cols., 
2006). 
 
2.3.4.1