Los plásticos que llegan al agua, los alimentos y el aire no suelen presentarse como las pequeñas esferas lisas utilizadas habitualmente en estudios de laboratorio. En el ambiente, las botellas, envases, bolsas y textiles sintéticos se desgastan por la fricción, la exposición al clima y el estrés mecánico hasta convertirse en fragmentos cada vez más pequeños.
Un nuevo estudio publicado en la revista Microplastics and Nanoplastics advierte que ese proceso de fragmentación puede modificar la superficie de las partículas y aumentar su reactividad química. El problema no sería solamente que los plásticos se vuelvan más pequeños, sino que también cambien las características de las superficies que entran en contacto con el organismo.
La investigación fue liderada por Unnikrishnan Kannan y Saji George, de la Universidad McGill, junto con investigadores de la Academia Manipal de Educación Superior, la Fuente de Luz Canadiense y la Universidad Christ.
Para el trabajo, los científicos utilizaron polietileno de alta densidad (HDPE), presente en numerosos envases y embalajes, y tereftalato de polietileno (PET), utilizado principalmente en botellas de bebidas. Ambos materiales fueron sometidos a fragmentación mecánica para generar partículas de microplástico de entre 100 y 350 micrómetros y nanopartículas de menos de 1000 nanómetros.
El polímero original no cambió como consecuencia de la fragmentación. Lo que sí se modificó fue la superficie de las partículas.
Cómo cambia la toxicidad de los microplásticos al fragmentarse
Los investigadores encontraron que las partículas más pequeñas tenían superficies más rugosas, mayor oxidación y una composición química más irregular. También presentaban cambios en su carga superficial y en el nivel de cristalinidad del material.
Estos cambios adquieren importancia porque las nuevas superficies generadas por la ruptura del plástico contienen zonas más desordenadas y químicamente activas.
El análisis mostró además diferencias entre los dos materiales. En el caso del HDPE, las nanopartículas conservaron principalmente una composición basada en hidrocarburos, aunque con una estructura más desordenada. En el PET, en cambio, aumentó la presencia de oxígeno y determinados grupos químicos asociados con una mayor actividad superficial.
La mayor reactividad se comprobó mediante diferentes pruebas. Los nanoplásticos mostraron una actividad mayor asociada a radicales libres que las partículas de mayor tamaño. También generaron más especies reactivas de oxígeno, moléculas capaces de dañar componentes de las células como lípidos, proteínas y ADN.
El efecto no quedó limitado a una reacción química en el laboratorio. Cuando los investigadores expusieron membranas de eritrocitos a las partículas, los nanoplásticos provocaron una mayor ruptura de esas membranas que los microplásticos.
El equipo también realizó pruebas con células Caco-2, utilizadas como modelo del revestimiento intestinal humano. Las nanopartículas generaron un mayor nivel de estrés oxidativo dentro de las células.
El resultado es relevante para la exposición a través de los alimentos porque el intestino constituye una de las primeras barreras biológicas que encuentran las partículas de plástico que ingresan al organismo por vía oral.
Los estudios sobre microplásticos podrían estar subestimando sus riesgos
Uno de los principales cuestionamientos que surge del trabajo está relacionado con la forma en que se estudia actualmente la toxicidad de los microplásticos.
Una parte importante de las investigaciones utiliza partículas fabricadas específicamente para los experimentos, muchas veces con superficies lisas y características relativamente uniformes. Pero los fragmentos que se generan en el ambiente son producto del desgaste de objetos más grandes y tienen características diferentes.
El estudio plantea que esa diferencia podría ser relevante para evaluar los riesgos reales de la contaminación por plásticos. Una partícula que se rompe no solamente ocupa menos espacio: también desarrolla nuevas superficies que pueden ser más activas químicamente.
Los investigadores observaron además que una capa de proteínas podía reducir parte de la actividad oxidativa de las partículas. En sus experimentos, la albúmina logró cubrir las superficies y disminuir el contacto con las zonas más reactivas.
Sin embargo, esto no significa que las partículas pierdan su capacidad de reacción. El efecto depende del entorno y de qué sustancias entren en contacto con su superficie.
El hallazgo refuerza una preocupación creciente sobre los nanoplásticos secundarios, es decir, aquellos que se generan cuando objetos plásticos más grandes se degradan y fragmentan en el ambiente.
A medida que una botella, un envase o una fibra sintética se desgasta, el material puede transformarse en partículas cada vez menores con características químicas diferentes a las del plástico original. Por eso, medir únicamente el tamaño de las partículas podría no ser suficiente para determinar su peligrosidad.
La investigación sugiere que las futuras evaluaciones deberían prestar mayor atención a los plásticos que realmente se generan en el ambiente y no solamente a partículas ideales producidas para ensayos de laboratorio. El problema, en ese sentido, no termina cuando el plástico se rompe: cada nueva superficie puede convertirse en un punto adicional de interacción con los organismos y el ambiente.