Los microplásticos generan reacciones químicas potencialmente dañinas para la salud

Una investigación publicada en Nature identifica un mecanismo químico por el que las partículas de plástico podrían contribuir al daño biológico, con posibles implicaciones para la salud humana y los ecosistemas.

Los microplásticos podrían tener una actividad química mayor de la que se les atribuía hasta ahora. Una investigación liderada por científicos de la Universidad de Columbia y la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos) ha descubierto que, al entrar en contacto con el agua, estas partículas pueden generar especies reactivas de oxígeno (ROS), compuestos capaces de dañar los tejidos biológicos.

El estudio, publicado en la revista científica Nature, aporta una posible explicación a los mecanismos por los que la exposición a microplásticos podría producir efectos perjudiciales en los organismos. No obstante, los investigadores señalan que serán necesarias nuevas investigaciones para determinar el alcance de estos procesos y su impacto sobre la salud humana.

Tradicionalmente, los plásticos se han considerado materiales químicamente inertes, una propiedad que ha favorecido su uso en aplicaciones como los envases alimentarios, las botellas y numerosos productos de consumo. Sin embargo, cuando estos materiales se fragmentan en partículas de tamaño microscópico o nanométrico, su superficie aumenta considerablemente en relación con su volumen.

Esta mayor superficie de contacto puede favorecer las interacciones químicas con el entorno. Según el nuevo estudio, cuando los microplásticos entran en contacto con el agua, pueden producirse procesos de transferencia de electrones que generan radicales reactivos.

«El agua es un participante activo clave, en lugar de un mero espectador», explica Wei Min, profesor de Química e Ingeniería Biomédica de la Universidad de Columbia y uno de los investigadores responsables del trabajo. Según el equipo, la interacción entre el agua y la superficie hidrófoba del plástico crea condiciones que facilitan la formación de estos compuestos.

Las especies reactivas de oxígeno incluyen moléculas y radicales con una elevada capacidad de reacción química. En determinadas condiciones, pueden alterar componentes celulares y contribuir al daño de los tejidos.

Un posible mecanismo de daño biológico

La investigación aborda una cuestión que hasta ahora no estaba completamente resuelta: cómo podrían contribuir los microplásticos a determinados efectos biológicos asociados a su exposición.

Los investigadores plantean que las partículas podrían mantener su actividad química en entornos ricos en agua, como los medios acuáticos y los fluidos biológicos. Esta posibilidad resulta relevante porque el agua constituye una parte mayoritaria de la composición de la sangre y de las células humanas.

Naixin Qian, investigador posdoctoral del laboratorio de Wei Min y uno de los responsables del estudio, señala que los microplásticos pueden generar especies reactivas de oxígeno de forma espontánea al interactuar con el agua. Estos compuestos pueden dañar tejidos animales y humanos, aunque el estudio no demuestra por sí solo que este mecanismo sea responsable de enfermedades concretas en personas.

Para investigar el proceso, el equipo de Columbia realizó experimentos químicos y biológicos, mientras que investigadores de la Universidad de California en Berkeley desarrollaron cálculos teóricos y simulaciones dinámicas para estudiar las interacciones entre el agua y las superficies de plástico.

Los modelos indicaron que los iones hidróxido situados en las capas de agua próximas a las superficies hidrófobas pueden perder electrones con mayor facilidad y formar radicales hidroxilo, altamente reactivos.

Distintas vías de liberación de microplásticos

La investigación también pone el foco en las distintas vías por las que los microplásticos pueden generarse y alcanzar el medio ambiente. Entre ellas figuran los vertidos procedentes de instalaciones de fabricación de plásticos y lavanderías, así como procesos cotidianos que favorecen la fragmentación de estos materiales.

La exposición a la luz solar durante el almacenamiento de agua embotellada y el calentamiento de plásticos en el microondas se citan como situaciones que pueden contribuir a generar partículas. El estudio apunta que, una vez liberadas al agua, sus superficies podrían participar en procesos químicos con posibles consecuencias ambientales y biológicas.

Beizhan Yan, coautor del trabajo e investigador del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, de la Universidad de Columbia, destaca que estos resultados pueden ayudar a comprender mejor los efectos de los microplásticos en los ecosistemas y en la salud humana.

Cómo reducir la reactividad de los plásticos

Además de contribuir al conocimiento de los posibles efectos de los microplásticos, los resultados abren una línea de investigación orientada al diseño de materiales con menor reactividad superficial.

Teresa Head-Gordon, profesora de la Universidad de California en Berkeley y responsable del equipo que desarrolló los modelos teóricos, apunta que comprender cómo interactúan las superficies hidrófobas con el agua podría permitir rediseñar la composición química de los plásticos para reducir sus posibles efectos perjudiciales.

Así, identificar los mecanismos químicos que pueden activarse en la superficie de estas partículas constituye un paso para evaluar sus riesgos y explorar alternativas que reduzcan su impacto.

Aunque los resultados no permiten establecer conclusiones definitivas sobre sus efectos clínicos en humanos, sí plantean que los microplásticos no deben analizarse únicamente como fragmentos persistentes de material, sino también teniendo en cuenta las reacciones químicas que pueden producirse en su interacción con el entorno, incluido el cuerpo humano.