El propósito de las pruebas de toxicidad es obtener información útil para lograr la protección de los organismos acuáticos de una especie determinada o, de todas las comunidades que integran la biota de un ecosistema, de los peligros ocasionados por las substancias peligrosas arrojadas al ambiente por el hombre.

En el caso de peces, cuando el tóxico se encuentra disuelto en el agua, en lugar de la dosis se reporta la concentración del tóxico en el agua y, esta es la variable contra la cual se gráfica la respuesta tóxica.

A las exposiciones a concentraciones que producen la muerte en 96 horas o menos se les denomina exposiciones agudas, mientras que las exposiciones de mayor duración a concentraciones subletales se les denomina exposiciones crónicas. La duración de estas exposiciones crónicas experimentales puede ser por un período del desarrollo, pueden ser vitalicias o extenderse por períodos de más de una generación.

En el caso de los estudios de toxicidad aguda, la respuesta que se mide es la muerte de los individuos en estudio. La mayoría de los estudios de toxicidad aguda en peces reportan los resultados calculando la LC50, que es la concentración que resulta letal para el 50% de los peces expuestos durante un período especificado. Antes de las letras LC se acostumbra escribir la duración de la exposición expresada en horas. Normalmente se reportan las LC50 para exposiciones de 96 horas, o sea las 96LC50.

A las concentraciones del tóxico que están por abajo de las respuestas sub-letales se les denomina nivel de no efecto. A la LC50 se le llama concentración letal y las concentraciones mayores a la LC50 se dice que forman el rango letal.

El tiempo de resistencia se define como la mediana del tiempo letal, LT50, el cual se refiere al tiempo de exposición que es necesario para que muera la mitad de los individuos en las condiciones de experimentación.

En estudios fisiológicos y en exposiciones crónicas se miden otras respuestas diferentes que la muerte. Se pueden medir la velocidad de ciertas funciones y la concentración de metabolitos. Por ejemplo: la tasa de respiración, la velocidad de nado, la tasa de consumo de oxígeno, la concentración de electrolitos o de glucosa en suero, el nivel de glutatión hepático, etc. También se miden los niveles de algunas enzimas.

La respuesta fisiológica es una modificación en una o más de las variables mencionadas en el párrafo anterior, causadas por una modificación ambiental. Cuando las modificaciones fisiológicas tienen como propósito mantener la homeostasis se le llama respuesta, si el cambio refleja el rompimiento de una función fisiológica se le denomina efecto.

Desde el punto de vista de la protección del ambiente, el parámetro que se trata de determinar en los estudios de toxicología acuática es la concentración del tóxico que se puede permitir en un cuerpo de agua, sin que cause daño significativo a la biota residente o a una especie determinada de ese consorcio. Este parámetro normalmente se determina en exposiciones crónicas y es la base para el establecimiento de las normas o criterios de calidad del agua.

El parámetro toxicológico que más comúnmente se mide experimentalmente para evaluar el impacto ambiental de una substancia, es la toxicidad aguda expresada como 96LC50. También se mide la pendiente de la curva de concentración/respuesta construida a partir de una serie de LC50 a períodos fijos, por ejemplo 3, 6, 24, 48 y 96 horas. La pendiente de la curva tiene significación si la concentración del tóxico se puede mantener constante durante todos y cada uno de los períodos experimentales. Esto no es muy fácil de lograr debido a las pérdidas del tóxico por evaporación o por transformaciones fisco/químicas durante la prueba.

Como es de esperarse, los valores de LC50 varían con la temperatura de experimentación y con el nivel de oxígeno disuelto en el agua. La hipoxia puede aumentar la toxicidad de un compuesto, aunque en algunas especies sucede lo contrario. El aumento de temperatura incrementa la tasa metabólica.

La experimentación a concentraciones subletales se llevan a cabo con exposiciones crónicas de duración mucho más prolongadas que las exposiciones agudas y las más usadas son las siguientes:

Pruebas de ciclo vital - En esta prueba todos los estadios del ciclo vital son expuestos al agente tóxico. La prueba se inicia con los huevos o etapas embrionarias tempranas y se exponen hasta la madurez, la ovodeposición y se continúa hasta que la progenie tiene 30 días de edad.

Pruebas de ciclo parcial - Son similares a la prueba crónica anterior, pero se inicia con juveniles y se continua hasta que la progenie cumple 30 días de edad. Se usa con especies que requieren períodos prolongados para madurar.

Pruebas de embrión-larvas - Se observa el efecto del tóxico sobre estos dos estadios de desarrollo.

Prueba de velocidad de respiración - Se mide el efecto del tóxico sobre la velocidad de respiración en un experimento de flujo continuo.

En base a experimentos a concentraciones subletales, se identifican los siguientes parámetros:

• la concentración más alta que no produce efectos sobre el crecimiento, reproducción, sobrevivencia del pez de prueba, éxito de la eclosión y crecimiento de la progenie
• la concentración más baja que afecta cualquiera de las variables fisiológicas anteriores.