Los microplásticos pueden generar sustancias reactivas en el agua y afectar la salud

Los plásticos suelen considerarse químicamente inertes, una propiedad que explica su uso extendido en envases de alimentos, botellas de agua y juguetes. Sin embargo, cuando estos materiales se fragmentan en microplásticos, aumenta considerablemente la superficie expuesta al entorno, por eso un médico desaconsejó el uso de pavas eléctricas de plástico.

Esa transformación podría tener consecuencias que van más allá de la presencia física de las partículas en el ambiente. Así, lo determinó un estudio publicado en la revista científica Nature, liderado por investigadores del Departamento de Química de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos que identificó un mecanismo por el que los microplásticos de consumo pueden generar espontáneamente especies reactivas de oxígeno (ROS) al entrar en contacto con el agua.

Estas moléculas y radicales químicamente reactivos pueden intervenir en procesos de oxidación y, en determinadas condiciones, provocar daños celulares. Los resultados aportan evidencia sobre un posible mecanismo detrás de algunos de los efectos perjudiciales atribuidos a los microplásticos, tanto para los organismos vivos como para los ecosistemas.

“Los plásticos se han convertido en algo indispensable en nuestra sociedad moderna. Sin embargo, los plásticos fragmentados en microplásticos han generado recientemente una gran preocupación pública y se han detectado ampliamente en todos los ecosistemas y en tejidos humanos, con un aumento de los riesgos ambientales y para la salud”, advierten en el informe.

Cómo generan compuestos reactivos los microplásticos

Hasta ahora, las investigaciones sobre microplásticos se concentró en medir su presencia en el ambiente y el cuerpo humano, así como en determinar cuánto material liberan los productos plásticos en distintas condiciones. Otros trabajos ya habían relacionado estas partículas con la generación de especies reactivas de oxígeno y con efectos tóxicos en organismos vivos.

El nuevo estudio avanza sobre una cuestión diferente: cómo se producen esos compuestos. Según los investigadores, la actividad fisicoquímica de los microplásticos en el agua está relacionada con las características de la interfaz entre la superficie del plástico y el líquido.

“Demostramos que los microplásticos de consumo exhiben una actividad fisico química intrínseca en el agua, la cual se manifiesta mediante la generación espontánea de especies reactivas de oxígeno que aumenta con la hidrofobicidad interfacial y se correlaciona fuertemente con la electrostática interfacial”, detallan los autores.

En términos generales, la hidrofobicidad describe la tendencia de una superficie a evitar la interacción con el agua. El trabajo indica que, en interfaces más hidrófobas, la oxidación del hidróxido resulta energéticamente más favorable por la combinación de efectos relacionados con la solvatación y la electrostática.

“La oxidación del hidróxido se vuelve energéticamente más favorable en interfaces microplástico-agua cada vez más hidrófobas, debido a los efectos combinados de la solvatación parcial y la electrostátic, y la química oxidativa resultante tiene implicaciones directas en la adsorción biomolecular, la agregación de proteínas e incluso el daño celular”, añaden los investigadores.

Estos procesos podrían modificar la forma en que las moléculas biológicas interactúan con las partículas plásticas y afectar el comportamiento de las proteínas. No obstante, identificar un mecanismo químico no equivale, por sí solo, a determinar la magnitud de sus efectos en la salud humana o en los ecosistemas en condiciones reales.

Qué aporta el estudio y cuáles son sus límites

June-Woo Park, investigador principal del Centro de Investigación sobre Seguridad Medioambiental del Instituto Coreano de Toxicología, destacó la importancia de los resultados por la evidencia que aportan sobre el mecanismo de generación de especies reactivas de oxígeno.

“Este estudio es relevante porque aporta pruebas científicas sobre el mecanismo por el que los microplásticos generan ROS”, apuntó el especialista.

Según explicó en SMC Corea, investigaciones anteriores ya habían identificado una relación entre la generación de ROS y la toxicidad, pero el nuevo trabajo permite comprender mejor cómo se producen estos compuestos químicamente activos en entornos acuáticos.

El investigador también señaló una limitación: el estudio analiza partículas de tamaño microscópico, pero no de escala nanométrica. Esta distinción importa porque la contaminación por nanoplásticos también genera preocupación científica y se considera potencialmente más problemática por las características de estas partículas. Por lo tanto, los resultados no permiten extrapolar automáticamente el mecanismo observado a todos los tamaños de plástico presentes en el ambiente.

Los autores sostienen que sus hallazgos cuestionan la idea dominante de que los plásticos son químicamente inertes y señalan un mecanismo que podría haber pasado inadvertido en la evaluación de sus efectos.

“En conjunto, nuestros hallazgos desafían el paradigma dominante sobre la inercia del plástico, identifican un mecanismo posiblemente pasado por alto sobre los efectos perjudiciales de los microplásticos en la salud y el medio ambiente, y contribuyen a una comprensión fundamental de la relación estructura-actividad del agua interfacial, lo que podría orientar el diseño de materiales plásticos más seguros y sostenibles”.

El trabajo suma así una nueva dimensión al estudio de la contaminación plástica: además de analizar dónde se acumulan las partículas y cómo ingresan en los organismos, también resulta necesario comprender qué reacciones químicas pueden desencadenar una vez que llegan al agua.