Polutantes orgánicos persistentes: Los retardantes de llama

 Información preparada por el alumno  MIGUEL BLÁZQUEZ VALLEJO de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

Los retardantes de llama son sustancias que se utilizan para prevenir fuegos; podemos encontrarlos en plásticos de todo tipo, textiles y circuitos eléctricos, entre otros. Un tipo concreto dentro de estas sustancias son los polibromodifenil éteres (PBDEs). Los PBDEs se añaden como aditivos en los polímeros y, al no estar químicamente unidos al plástico o al textil, tienen la capacidad de desprenderse y entrar en los ecosistemas (De Wit, 2002).

Una de las prioridades en relación con estas sustancias es identificar las fuentes de emisión y cuantificar sus emisiones. La presencia de PBDEs en muestras de seres vivos del ártico y su presencia en muestras de aire de Suecia, Reino Unido, los Estados Unidos y Canadá indican que estas sustancias pueden transportarse por el aire a grandes distancias. Su presencia en lodos de depuradora y en las desembocaduras de varios ríos europeos apunta a una liberación desde las viviendas humanas, el tráfico y/o otras fuentes difusas (De Wit, 2002).

Los PBDEs son una causa de preocupación debido a que las mediciones indican que los niveles liberados al medio llevan en aumento desde la década de los 70 y a que muchos de ellos son lipófilos, bioacumulables y están asociados con una serie de efectos adversos: tienen el potencial de inducir problemas de regulación endocrina hepática, tiroidea y provocar inmunotoxicidad. También pueden causar neurotoxicidad si son administrados en un momento crítico del desarrollo cerebral. Son un potencial riesgo no sólo para los ecosistemas, sino también para la salud humana ya que los humanos tomamos estas sustancias no sólo en la dieta, sino también por la exposición a los aparatos electrónicos y los textiles que las contienen, tanto en el entorno laboral como en el doméstico (De Wit, 2002).

Resultados de los estudios sobre los efectos adversos de los PBDEs incluyen:

· En ratones los PBDEs se acumulan en los depósitos grasos, principalmente en el hígado (De Wit, 2002).

· Se han observado cantidades sustanciales de PBDEs en leche materna de ratón, que se incorporaron a los tejidos de las crías con una eficiencia de entre el 30 y el 40%. Lo que es más preocupante, se han detectado estas sustancias en la leche materna humana desde la década de los 90 (De Wit, 2002; Birnbaum y Staskal, 2004).

· En ratas se ha observado que tan solo el 14% de los PBDEs consumidos se excreta, permaneciendo el resto retenido en el cuerpo, principalmente en tejidos adiposos (De Wit, 2002).

· Algunos PBDEs son análogos de la tiroxina (T4), y pueden competir con ella llegando a causar problemas en la función tiroidea, tanto en humanos como en otros animales. Se ha observado que los casos de hipotiroidismo son más frecuentes entre los trabajadores que producen los PBDEs que entre otros sectores (De Wit, 2002).

· En estudios in vitro algunos PBDEs pueden inhibir la actividad estrógeno sulfotransferasa, provocando un efecto estrogénico (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Algunos PBDEs inducen un aumento estadísticamente significativo en la tasa de recombinación intragénica en células de mamíferos, lo que puede provocar cáncer (de forma similar a otros contaminantes, como el DDT). Se ha observado que la ingesta de estas sustancias puede causar adenomas y carcinomas en el hígado y en la tiroides en ratones (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs durante el desarrollo cerebral en ratones puede causar daños a la función motora, a la capacidad de aprendizaje y a la memoria que se agravan con la edad (De Wit, 2002).

· La exposición a PBDEs causó un retraso de la edad reproductora en ratones y redujo el número de crías por camada (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Se han detectado altas concentraciones de PBDEs en aves piscívoras, posiblemente como resultado de su bioacumulación y biomagnificación (De Wit, 2002).

· En lucios se observó que estas sustancias se acumulan en el hígado, la vesícula biliar, los riñones, la dermis conjuntival del ojo, el tejido adiposo perivisceral, a lo largo de la columna vertebral e incluso en el cerebro (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs en fases tempranas del desarrollo de la trucha arcoíris puede aumentar la mortalidad de los individuos (De Wit, 2002).

Por estas razones, los PBDEs fueron prohibidos en el año 2004 por el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, firmado por 180 países.

Los efectos de los PBDEs son más severos en los organismos que se encuentran en posiciones elevadas en las redes tróficas, como consecuencia de su bioacumulación y biomagnificación. En un estudio reciente (Lavandier et al., 2016) se detectaron niveles de PBDEs elevados que constituían un riesgo para la salud del delfín de la plata o franciscana (Pontoporia blainvillei), considerado como el cetáceo más amenazado en el suroeste del Atlántico.

En relación con los cetáceos y los niveles de PBDEs, en la revista Quercus de junio del 2015 se publicó un artículo (Alarcón, 2015) que alertaba de que, a pesar de estar prohibidos desde hace más de diez años en el país, los PBDEs siguen estando presentes en el medio ambiente marino español hoy en día: un trabajo coordinado por el CSIC y con la participación del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua y de la asociación CIRCE (especializada en cetáceos) detectó la presencia de PBDEs en tres especies de delfín del Golfo de Cádiz y el Estrecho de Gibraltar. Las concentraciones de PBDEs estaban correlacionadas con el nivel trófico de cada especie, siendo el delfín mular (en la posición más elevada) la especie con mayor concentración de estos contaminantes.

Bibliografía:

Alarcón, D. (2015). Un estudio detecta PBDE en cetáceos de nuestras costas. Quercus 352: 60–61.

Birnbaum, L.S., Staskal, D.F. (2004). Brominated flame retardants: cause for concern? Environmental Health Perspectives 112: 9–17.

De Wit C.A. (2002). An overview of brominated flame retardants in the environment. Chemosphere 46: 583–624.

Lavandier, R., Arêas, J., de Moura, J.F., Taniguchi, S., Montone, R., Siciliano, S., Moreira, I. (2016). PCB and PBDE levels in a highly threatened dolphin species from the Southeastern Brazilian coast. Environmental Pollution 208: 442–449.

DDT y sus efectos ecofisiológicos

Información preparada por el alumno Víctor Ortega Horcajo  de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

 

Sin duda, una de las sustancias más populares pero también controvertidas de los últimos años es el dicloro difenil tricloroetano más conocido como DDT. Se trata de un organoclorado – concretamente 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano (Fig. 1) – usado como pesticida principalmente en el siglo XX ya que actualmente su uso está prohibido. El DDT se utilizó para controlar plagas agrícolas y forestales casi desde su descubrimiento. Era muy efectivo contra una variedad grande de insectos. Pero los compuestos organoclorados constituyen uno de los grupos más peligrosos de plaguicidas, presentan una baja solubilidad en agua y alta solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos, baja presión de vapor, elevada estabilidad química y alta resistencia al ataque de microorganismos. La bioacumulación, biomagnificación y persistencia en el medio son las principales amenazas que presenta el uso del DDT, además del fácil acceso a sistemas acuáticos y movilidad en la cadena trófica.

 

Figurformula-ddta 1. Estructura química del 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano o DDT.

 

 

No sólo eso, el DDT se encuentra en la lista de sustancias conocidas como disruptores endocrinos. Son sustancias químicas capaces de alterar el equilibrio hormonal y la regulación del desarrollo embrionario y, por tanto, con capacidad de provocar efectos adversos sobre la salud de un organismo y/o de su progenie. Afectan directamente al sistema endocrino de animales pero también de humanos; incluyendo daños al sistema reproductor e inmunitario y cánceres en órganos hormono-dependientes entre otros. Los mecanismos  de acción son muy variados:  mimetizar la acción de las hormonas, antagonizar la acción de las hormonas, alterar su patrón de síntesis y metabolismo, y modular los niveles de los receptores correspondientes.

En cultivos de laboratorio del fitoplancton íntegro desde el Mar Caspio al Mediterráneo, el DDT a una concentración de 1 ppb redujo la producción primaria hasta un 50%. Los peces marinos parecieron ser muy sensibles al DDT: su LC50 a 96 horas varía de 0,4 a 0,89 µg/l. Los moluscos bivalvos, con su habilidad para concentrar plaguicidas organoclorados, sin llegar a ser un peligro para ellos tienen un LC50 a 96 horas mayor de 10 mg/l.

En aves también se ha visto un impacto negativo muy importante del DDT sobre ciertas poblaciones de aves urbanas (“La Primavera Silenciosa” de Rachel Carson). El DDT fue usado de forma masiva para combatir la enfermedad de la Grafiosis del Olmo en Europa produciendo altos niveles de bioacumulación en otras especies de lombrices de tierra de las cuales se alimentaban aquellas aves (principalmente se detectó en petirrojos y otras aves cantoras). Estos recibían dosis letales por la ingesta de la sustancia tóxica presente en las lombrices y se detectó una alta mortalidad (Fry, 1995). En especies acuáticas como los somormujos (Podiceps sp.) y rapaces (Fig. 2 y 3) se han detectado efectos sobre el embrión que incluyen mortalidad, reducida tasa de eclosión, fracaso de los pollos en su desarrollo (Síndrome debilitante), problemas en el desarrollo y diferenciación del sistema reproductivo y nervioso, etc. El rango de efectos sobre los adultos de dichas aves cubre mortalidad, estrés subletal, fertilidad reducida, supresión de la formación del huevo, menor espesor en la cáscara de huevo, déficits en la incubación y trastorno en la crianza de pollos (Revisión de Fry, 1995).

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Figura 2. Rapaces como el águila real (izquierda), aves urbanas como el petirrojo (centro) o aves acuáticas como el somormujo lavanco (derecha) son especies que, según estudios recientes, sufren las consecuencias de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en el medio.

Los efectos sobre la salud humana son similares a los ya mencionados, atacan al sistema nervioso y provocan trastornos en la reproducción y desarrollo fetal.  Puede actuar durante la etapa prenatal como antagonista del embarazo incrementando el riesgo de parto prematuro y como feto tóxico alterando el desarrollo del sistema nervioso central y por consiguiente el desarrollo neuroconductual en la vida extrauterina. Existen también efectos adversos sobre la función testicular: disminución del contaje espermático, del volumen del semen y de la motilidad de los espermatozoides, así como, un aumento en el porcentaje de formas alteradas (Torres-Sánchez et al., 2007).

Curiosamente, las Islas Canarias tienen una de las cifras más altas de incidencia y mortalidad por cáncer de mama. Especialmente en Gran Canaria la situación es muy preocupante. Esto puede estar relacionado con altos niveles de DDT y metabolitos secundarios registrados en el medio (Zumbado et al., 2003).

En definitiva, el DDT tiene un amplio rango de acción y afecta de forma indirecta sobre aves, peces, reptiles, etc. Produciendo unos daños muy evidentes y de alto riesgo para la salud y conservación de fauna pues afecta, como hemos visto, a la reproducción y al sistema nervioso. A pesar de que se ha prohibido su uso, es conveniente saber que aún hoy en día puede estar presente debido a la bioacumulación y biomagnificación en distintos organismos. Debemos saber que aún podemos estar expuestos a dicho contaminante. Para hacer frente a este riesgo deberemos incidir en la prevención y evitar el riesgo eliminando o disminuyendo el uso de sustancias similares. Por otra parte, la dispersión de estos contaminantes en el medio ambiente a través de plaguicidas y fertilizantes está ocasionando problemas en la fauna y deja una herencia tóxica a las futuras generaciones. Para proteger el medio ambiente y la salud humana es necesario eliminar estas sustancias o sustituirlas por otras menos tóxicas.

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Figura 3. En buitres europeos también se han detectado efectos negativos del DDT y otros organoclorados.

 

Referencias bibliográficas

Ana L. F. A. Andrade-Ribeiro, Aldo Pacheco-Ferreira, Cynara L. Nóbrega da Cunha, Ana S. Mendes Kling. Disruptores endocrinos: potencial problema para la salud pública y medio ambiente. Rev Biomed, 2006; 17:146-150.

Fry D.M., Reproductive effects in birds exposed to pesticides and industrial chemicals. Environ Health, 1995. Perspect 103(Suppl7):165-171.

Torres-Sánchez L., López-Carrillo L. Human health effects and p,p’-DDE and p,p’-DDT exposure. The case of Mexico. Ciencia & Saude Coletiva, 2007 – SciELO Brasil.

Zumbado M, Álvarez EE, Luzardo OP, Sierra L, Cabrera F., Domínguez-Boada, L. Exposición inadvertida a plaguicidas organoclorados (DDT y DDE) en la población de las Islas Canarias. Ecosistemas, 2003; 1:1-8.

Texto y fotografías por Víctor Ortega Horcajo.

Aclarando algunas cuestiones sobre el incendio de Seseña

Es posible que a raíz del incendio en el vertedero de neumáticos de Seseña originado la madrugada del 13 de mayo hayan surgido dudas tales como: ¿Qué sustancias se liberan a la atmósfera en ese proceso de combustión? ¿Qué riesgos suponen esas sustancias para la salud? ¿Y para el medio ambiente? Desafortunadamente no es el primer incidente de este tipo, pero al menos tenemos la suerte de contar con estudios científicos que nos ayudan a dar luz a las cuestiones planteadas previamente:

En el verano de 2012 se produjo un incendio de 1.3 millones de neumáticos en Iowa (Estados Unidos), durante el cual investigadores de la Universidad de esta misma ciudad llevaron a cabo una serie de mediciones in situ para caracterizar las emisiones de gases y partículas. Encontraron concentraciones significativas de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs o PAHs en inglés) y partículas finas (PM2.5, menores a 2,5 micrómetros) con alto poder de penetración en las vías respiratorias. Otro estudio llevado a cabo por el mismo equipo de investigación cuantificó el impacto del incendio sobre la calidad del aire, propuso un Índice de Calidad para su uso en otros incendios y caracterizó los riesgos asociados a estos contaminantes. Los autores además dieron una serie de recomendaciones para responder a posibles futuros incidentes comparables, sin embargo, pusieron de relieve el grado de variabilidad en los mismos debido, por ejemplo, a las condiciones meteorológicas.

Se sabe que muchas de estas sustancias son tóxicas (como el caso del CO), pueden causar problemas respiratorios (PM2.5), cáncer y/o mutaciones (PM2.5, HAPs). Además, los riesgos para la salud son superiores cuanto mayor sea la proximidad a la fuente de emisión y menor el grado de dispersión, y por tanto más elevada sea la concentración de los contaminantes. Esto depende, a su vez, de la dinámica de la atmósfera ya que en caso de estabilidad atmosférica (anticiclón), la escasez de viento dificulta que los contaminantes se dispersen, lo cual conlleva impactos sobre la salud más graves en poblaciones sensibles como los niños, ancianos y personas con enfermedades respiratorias o cardiovasculares. Además, con la ayuda de las precipitaciones, estas sustancias podrían llegar a contaminar cultivos e incluso aguas subterráneas. Otros problemas a tener en cuenta son aquellos derivados de la evolución de estos contaminantes en la atmósfera, ya que algunos de ellos como el CO2 o el SO2 pueden transformarse químicamente en otros compuestos que contribuyen a procesos de mayor escala como el incremento del efecto invernadero o la lluvia ácida.

Como podréis observar, el incendio del vertedero de neumáticos de Seseña implica no sólo pérdidas económicas considerables, sino también riesgos importantes para la salud y el medio ambiente. Es importante señalar que estudios como los anteriormente citados proporcionan información valiosa por su mayor aproximación a la realidad que otros basados en experimentos de laboratorio, así como por su contribución a la mejora de técnicas de monitorización y modelización de la dispersión de estos contaminantes y de la evaluación de riesgos para la salud pública.

Fuente:

 

 

Daño mitocondial, contaminación del aire y bajo peso del recién nacido

Un estudio en el que han participado investigadores españoles de la cohorte INMA encuentra correlaciones entre el bajo peso al nacer de niños cuyas madres han respirado aire contaminado continuamente durante su embarazo y daños en la mitocondrias de las placentas de estos niños. Esta correlación abre la puerta a nuevos estudios que confirmen que la causa del bajo peso es efectivamente la deficiencia en mitocondrias causada por la contaminación para poder contrarrestar este efecto. Aunque en cualquier caso la prevención es la mejor solución: debemos mantener un aire limpio tanto en nuestras casas como en nuestras ciudades ¿Estamos concienciados de evitar las emisiones contaminates de vehículos, calefacciones, industrias, etc?

Origen: EHP – Prenatal Air Pollution and Reduced Birth Weight: Decline in Placental Mitochondria as a Potential Mechanism

Presentación del nuevo Blog

Comienzo el nuevo año 2016 con una visión totalmente nueva: una nueva responsabilidad, nuevos compañeros, nuevo sistema de trabajo, nuevos jefes… Los que seguíais el Blog de ToxAmb sabréis que a día 1 de diciembre me incorporé en la Jefatura del Área de Toxicología Ambiental del Centro Nacional de Sanidad Ambiental (CNSA) del Instituto de Salud Carlos III. Este nuevo ilusionante proyecto me va a tener bastante absorbida hasta que mi “aclimatación” al nuevo entorno sea completa. Sin embargo, me gustaría iniciar simultáneamente un nuevo proyecto personal de difusión del conocimiento y concienciación social sobre la problemática ambiental a todos sus niveles: contaminantes, impactos sobre la biodiversidad y los ecosistemas y la salud humana como víctima última de esta lacra ¿De qué sirve que nuestros conciudadanos sufraguen con sus impuestos nuestros sueldos e investigaciones si no les hacemos llegar el conocimiento que obtenemos?

El perfil de este nuevo Blog será muy similar al del antiguo Blog de ToxAmb. El eje central será la difusión de noticias de interés de diversos medios pero también se publicitaremos la investigación científica propia o de colaboradores y de docencia impartida, especialmente en Máster Oficial y otros títulos de posgrado. Informaremos sobre los contaminantes prioritarios ya regulados (metales pesados, plaguicidas, carcinógenos, etc) y transmitiremos la información fiable que vaya apareciendo sobre los contaminantes preferentes y los emergentes (fármacos, nanomateriales, microplásticos, etc). Informaremos tanto sobre su presencia en el medio ambiente, como sobre los efectos directos sobre la salud humana y los indirectos generados a través de alteraciones de los ecosistemas y la biodiversidad. En este sentido, los polutágenos y zoonosis, y la susceptibilidad a patógenos generada por la polución son temas punteros que cada vez más refuerzan la relación existente entre enfermedades humanas, epidemias y equilibrio ecológico. Un tema apasionante, como también lo es el efecto de la contaminación sobre nuestro microbioma simbiótico y las patologías que se pueden derivar de ello. Y no sólo nos ceñiremos a los contaminantes químicos o biológicos sino que también intentaremos informar sobre los efectos de otros tipos de contaminación que nos rodea como la lumínica, acústica, electromagnética, etc.

Pondré especial empeño en la participación de colaboradores profesionales especializados que escriban pequeños artículos sobre temas de actualidad. Y  seguiré dando la oportunidad de publicar en este Blog a mis estudiantes que quieran dar divulgación a sus valiosos trabajos de clase, que reflejan perfectamente las preocupaciones de los jóvenes por el medio ambiente, la conservación de los recursos naturales y los efectos que su degradación puedan tener en su futuro. También será un objetivo prioritario resolver las dudas que nos planteéis los lectores con aclaraciones y detalles que deseéis conocer. El desenmascaramiento de creencias y posiciones pseudocientífcas ocupará un lugar prioritario para evitar falsas alarmas o intereses poco claros.

Es muy importante que todos los estamentos políticos, sociales y profesionales sean conscientes de que nuestra salud y nuestra economía dependen de los recursos que nos proporcionan los Ecosistemas en los que nos hemos desarrollado como especie y como sociedad. La destrucción de los Ecosistemas actuales no conducirá, como se cree generalmente, a la desaparición de la Vida en la Tierra. Por muchas bombas atómicas que estallen, mucho calentamiento climático o muchos meteoritos que se estrellen contra ella, la Vida seguirá. Lo que no entendemos es que los que nos extinguiremos somos nosotros, la especie humana, que necesita su propio nicho ecológico. Espero que este Blog consiga el mismo éxito que el anterior y aportar un granito de arena para mejorar el medio ambiente que nos da la salud y la vida.