Una investigación de las universidades de Columbia y California, Berkeley, descubrió que diminutas partículas de plástico pueden producir compuestos químicos altamente reactivos al entrar en contacto con el agua. El hallazgo aporta nuevas pistas sobre sus posibles efectos en la salud humana y el ambiente.
Los microplásticos se encuentran prácticamente en todas partes. Están presentes en océanos, ríos, alimentos, agua potable e incluso han sido detectados en diferentes tejidos del cuerpo humano.
Durante años, la preocupación científica estuvo concentrada principalmente en su acumulación, en las sustancias que pueden liberar y en las consecuencias físicas de su presencia en los organismos.
Ahora, una investigación publicada en la revista científica Nature agrega un elemento inesperado: los microplásticos pueden generar sustancias químicas reactivas por su propia interacción con el agua.
El descubrimiento fue realizado por investigadores de la Universidad de Columbia y la Universidad de California, Berkeley, quienes identificaron un mecanismo que podría ayudar a explicar parte de los daños biológicos asociados con estas partículas.
El plástico no es tan inerte como se pensaba
Una de las características que convirtió al plástico en un material tan utilizado es su estabilidad química.
Botellas, envases, bolsas y recipientes están fabricados con polímeros que, en condiciones normales, no reaccionan fácilmente con las sustancias que contienen.
Sin embargo, cuando esos materiales se fragmentan en partículas microscópicas, su comportamiento puede cambiar.
Los microplásticos, definidos generalmente como fragmentos menores de cinco milímetros, presentan una superficie mucho mayor en relación con su volumen.
Esa característica aumenta considerablemente el área de contacto entre el plástico y el ambiente.
El equipo dirigido por el químico Wei Min, de la Universidad de Columbia, descubrió que ese contacto puede desencadenar reacciones químicas que hasta ahora no habían sido suficientemente consideradas.
Sustancias capaces de dañar proteínas y ADN
Los científicos comprobaron que las superficies de los microplásticos pueden favorecer la formación espontánea de especies reactivas de oxígeno, conocidas como ROS por sus siglas en inglés.
Entre ellas se encuentran los radicales hidroxilo, moléculas extremadamente reactivas que pueden alterar componentes fundamentales de las células.
Estas sustancias pueden reaccionar con proteínas, lípidos de las membranas celulares y material genético.
Cuando su producción supera la capacidad de defensa de un organismo, pueden contribuir a un fenómeno denominado estrés oxidativo.
Este proceso está relacionado con diferentes mecanismos de daño celular e inflamación.
La novedad del estudio es que los microplásticos pueden participar directamente en la generación de estas sustancias, sin necesidad de que intervengan la luz solar u otros agentes externos de degradación.
Seis tipos de plástico bajo análisis
Para comprobar el fenómeno, los investigadores estudiaron seis materiales ampliamente utilizados: polietileno, polipropileno, poliestireno, PVC, PET y acrílico.
Todos mostraron capacidad para generar radicales reactivos al entrar en contacto con el agua, aunque con diferencias importantes.
Los resultados más intensos aparecieron en el polietileno y el polipropileno, dos materiales utilizados habitualmente en envases, bolsas y productos de consumo cotidiano.
En cambio, el PET y el acrílico mostraron una actividad menor en las condiciones estudiadas.
La diferencia parece estar relacionada con la capacidad de cada material para repeler el agua.
Cuanto más hidrofóbica es una superficie, mayores pueden ser las alteraciones que produce en las moléculas de agua que se encuentran inmediatamente a su alrededor.
Esas modificaciones facilitan determinadas reacciones químicas que, en condiciones normales, requieren más energía.
Un experimento que permitió observar el fenómeno
Los científicos comenzaron mezclando pequeñas partículas de poliestireno con agua y un colorante amarillo denominado naranja de metilo.
Este compuesto pierde su color cuando es degradado por determinadas sustancias oxidantes.
Después de diez días, la solución había perdido cerca del 90% de su coloración.
Cuando el experimento se realizó con otros solventes, el efecto no se produjo de la misma manera.
Esto llevó a los investigadores a estudiar con mayor precisión qué ocurría en la superficie de contacto entre el plástico y el agua.
Mediante técnicas de detección de radicales y sensores fluorescentes, lograron observar señales químicas concentradas alrededor de las partículas.
La actividad aumentaba con el tiempo y estaba directamente relacionada con las propiedades superficiales de cada material.
Daños observados en células sanguíneas
Una de las etapas más relevantes de la investigación consistió en analizar si esas reacciones podían afectar componentes biológicos.
Los científicos expusieron proteínas y glóbulos rojos de ratón a partículas de microplástico.
En el caso de las proteínas, observaron que algunas comenzaban a agruparse de manera anormal.
También encontraron que los glóbulos rojos que entraban en contacto con determinadas partículas podían sufrir daños en sus membranas y fragmentarse.
Los efectos fueron más pronunciados con los plásticos que producían mayores cantidades de radicales reactivos.
Estos resultados sugieren que las reacciones químicas identificadas pueden tener consecuencias biológicas.
Pero los investigadores advierten que observar daños en experimentos de laboratorio no equivale a demostrar que los microplásticos provoquen enfermedades específicas en las personas.
Qué falta conocer sobre los riesgos para la salud
Aunque la investigación identifica un mecanismo químico relevante, todavía quedan numerosas preguntas sin responder.
Una de ellas es cuánto contribuye esta producción de radicales al daño celular en condiciones reales de exposición.
El organismo humano produce naturalmente especies reactivas de oxígeno como parte de distintos procesos metabólicos y también cuenta con mecanismos antioxidantes para controlarlas.
Por eso, determinar la importancia relativa de los radicales generados por microplásticos es una tarea compleja.
Además, gran parte de los experimentos se realizó con partículas nuevas adquiridas para laboratorio.
En el ambiente, los microplásticos pueden permanecer durante años expuestos al sol, la humedad, cambios de temperatura y otros procesos que modifican sus superficies.
Los investigadores observaron que algunas partículas envejecidas presentaban una actividad química menor, aunque ese comportamiento puede variar considerablemente.
También resta establecer cómo influye el tamaño de las partículas, especialmente en el caso de los nanoplásticos, que poseen dimensiones todavía más pequeñas.
Un problema ambiental que adquiere otra dimensión
La contaminación por microplásticos ya representa uno de los desafíos ambientales más extendidos del planeta.
Estas partículas se originan por la degradación de residuos plásticos, el desgaste de neumáticos, determinadas fibras textiles y numerosos procesos industriales.
Su presencia en el agua y los alimentos ha despertado preocupación, aunque todavía existen incertidumbres importantes sobre los efectos de la exposición cotidiana.
La nueva investigación sugiere que el problema no depende únicamente de las sustancias incorporadas durante la fabricación del plástico o de los contaminantes que pueden adherirse a su superficie.
También podría existir una actividad química propia de la interacción entre el material y el agua.
Esta diferencia es importante porque amplía los mecanismos que deberán considerar los futuros estudios de toxicidad.
¿Se podrían fabricar plásticos menos reactivos?
El descubrimiento también abre una posibilidad tecnológica.
Si la generación de radicales está relacionada con las propiedades de las superficies plásticas, modificar esas características podría ayudar a desarrollar materiales menos reactivos.
Los investigadores plantean que ajustar la composición molecular o incorporar determinados aditivos podría reducir la interacción responsable de estas reacciones.
Sin embargo, esas soluciones todavía requieren investigación y no reemplazan la necesidad de reducir la contaminación plástica.
Una nueva pieza para comprender un problema global
La investigación no demuestra que el contacto cotidiano con microplásticos cause necesariamente una enfermedad.
Tampoco permite establecer qué cantidad de partículas representaría un riesgo determinado para la salud humana.
Lo que sí demuestra es que los microplásticos no siempre son químicamente pasivos cuando entran en contacto con el agua.
Sus superficies pueden modificar las condiciones químicas del entorno inmediato y favorecer la producción de moléculas capaces de alterar proteínas y células.
Es un descubrimiento que cambia la manera de estudiar estos contaminantes.
Durante décadas, la estabilidad química del plástico fue considerada una de sus principales ventajas.
Ahora, la ciencia comienza a demostrar que, cuando ese mismo material se fragmenta hasta alcanzar dimensiones microscópicas, algunas de sus propiedades pueden ser muy diferentes.
Y comprender esas diferencias será fundamental para evaluar sus verdaderas consecuencias sobre los ecosistemas y la salud humana.
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