¿Nuevo vínculo en la cadena alimentaria?

En los últimos años la contaminación por plástico en el océano se ha convertido en una preocupación ambiental importante para los gobiernos, científicos, organizaciones no gubernamentales y miembros del servicio público en todo el mundo. Un estudio de diciembre de 2014 derivado de seis años de investigación realizada por el Instituto 5 Gyres estima que 5,25 billones de partículas de plástico que pesan unas 269.000 toneladas están flotando en la superficie del mar^.1

Al mismo tiempo, los plásticos en los productos de consumo se han convertido en objetos de creciente escrutinio en cuanto a sus efectos potenciales sobre la salud humana. El bisfenol A (BPA) ² , un componente de plástico de policarbonato y sospechoso de ser un interruptor endocrino, es uno de los productos químicos de interés más conocidos. Pero BPA es sólo uno de muchos monómeros, plastificantes, retardantes de llama, agentes antimicrobianos, y otros productos químicos utilizados en la fabricación de plástico³ que son capaces de migrar en el medio ambiente.

En el cruce de estas dos líneas de investigación está un tercer campo emergente que es en muchos aspectos aun más complejo y menos conocido: la investigación de la exposición humana a los plásticos y los posibles efectos sobre la salud por parte de los que han entrado en la cadena alimentaria marina. Los estudios han demostrado tendencia de los plásticos para adsorber (tomar) sustancias persistentes, bioacumulativas y tóxicas que están presentes en cantidades traza en casi todos los cuerpos marinos⁴. Los componentes de plástico, así como los productos químicos y metales que adsorben, pueden viajar en los cuerpos de los organismos marinos tras el consumo ^5,6,7,8,9, donde pueden concentrarse y subir en la cadena alimentaria, en última instancia, a los seres humanos. Este tema ha despertado el interés y el financiamiento de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA), y de la Academia Nacional de Ciencias (NAS), así como investigadores, grupos sin fines de lucro, e instituciones de todo el mundo.

En este punto, “hay más preguntas que respuestas”, dice Richard Thompson, profesor de ciencias marinas e ingeniería en la Universidad de Plymouth de Inglaterra. Thompson acuñó el término “microplásticos” en 2004¹⁰ y más tarde llevó a cabo un estudio de tres años de estas partículas en el medio marino para el Departamento de Asuntos del Medio Ambiente, Alimentación y Rurales del Reino Unido^11,12,13. “Desde un punto de vista humano”, dice, “por el momento creo que es más motivo de preocupación que motivo de alarma”.

Los puntos de vista sobre los riesgos para la salud humana de los desechos marinos son casi tan complejos como la ciencia subyacente, como fue evidente en un simposio inaugural EPA y NAS sobre el tema celebrado en Washington, DC, en abril de 2014. Además de los innumerables pequeños detalles, los investigadores asistentes consideraron una cuestión global: en el marco de financiamiento limitado de la investigación oceanográfica, la variedad de otros problemas que afectan la salud del océano (incluyendo la pesca excesiva y la acidificación), y el grado de exposición diaria y directa de los humanos a los productos químicos potencialmente dañinos de los plásticos de consumo y otras fuentes, ¿cuán preocupados deberíamos estar sobre los plásticos marinos en lo que respecta a la salud humana?

Los investigadores todavía no tienen una respuesta, aunque crean que están haciendo la pregunta correcta. Como químico del EPA, Richard Engler concluyó en una revisión de 2012: “Si bien en la investigación actual no se puede cuantificar, el plástico en el océano parece contribuir con sustancias persistentes, bioacumulativas y tóxicas en la dieta humana.”¹⁴

Vectores de plástico

El camino desde la contaminación plástica hacia la exposición química a través de mariscos es largo, hablando figurativamente y a menudo literalmente. El seguimiento de todos los pasos individuales en ese viaje teórico no es lo mismo que la identificación de los efectos en la salud humana, según los investigadores. Exposiciones reales, que están
determinadas por innumerables variables a lo largo del camino, incluyendo el consumo de mariscos, todavía deben ser cuantificadas. A continuación, estos niveles deben ser evaluados dentro de contextos más amplios de uso de plástico de los consumidores y los niveles de contaminantes ambientales.

La exposición a desechos plásticos ha sido claramente documentada para los organismos marinos en todos los niveles tróficos (es decir, posiciones dentro de la cadena alimentaria), dice Bradley Clarke, profesor de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia. “Lo que queda por determinar es si esta exposición aumenta la carga corporal de… organismos marinos en el medio natural y, si lo hace, con qué magnitud”, dice Clarke.

No hay un trabajo experimental controlado que esté completo sobre el tema, añade Clarke, y es muy difícil separar las exposiciones y la bioacumulación de contaminantes a través de plástico de las fuentes de alimentos y ambientales. Las incertidumbres también rodean la transferencia de aditivos plásticos hacia los organismos marinos y las exposiciones humanas resultantes a través de mariscos.

Sí sabemos que el plástico es casi omnipresente en el planeta. Se ha varado en las playas más remotas, amasado en giros distantes, y se ha descubierto en los cuerpos de los organismos muertos de peces, aves y ballenas^15,16.

Numerosos esfuerzos han tratado de cuantificar la cantidad de plástico que flota o está presente en el ambiente marino, y han llegado a cifras muy diferentes. El artículo de 5 Gyres1 fue precedido en julio de 2014 por un estudio similar que sugiere que entre 7.000 y 35.000 toneladas de plástico flotan en la superficie del océano¹⁷.

Anna-Marie Cook, una de los dos principales científicos de EPA que investigan los posibles efectos en la salud de los plásticos marinos, cree que las estimaciones calculadas mediante el uso de redes de arrastre de superficie, incluidas en los recientes estudios mundiales, subestiman el alcance del problema: “Un poco más de la mitad de todo el plástico tiene flotabilidad negativa, lo que significa que se hundirá al llegar al océano, ya sea en el medio ambiente de sedimentos cerca de la costa o en el fondo de él”, explica. “Los arrastres superficiales no tienen en cuenta la fracción de plástico en los sedimentos, en el fondo del océano, o suspendido pasado los pocos metros superiores de la columna de agua”.

La producción de plásticos en el mundo ha experimentado un crecimiento casi constante durante más de medio siglo, pasando de aproximadamente 1,9 toneladas en 1950¹⁸ a aproximadamente 330 millones de toneladas en 2013¹⁹. El Banco Mundial estima que de 1,4 millones de toneladas de basura que se generan a nivel mundial cada año el 10% es plástico²⁰. La Organización Marítima Internacional ha prohibido el vertido de residuos de plástico (y la mayoría de otro tipo de basura) en el mar²¹.

Sin embargo, una parte desconocida del plástico producido cada año se escapa en el medio ambiente, en lugar de ser depositada en vertederos, incinerados o reciclados²⁰ y al menos parte de ella finalmente hace su camino hacia el mar.

Los plásticos que llegan hasta el mar se rompen gradualmente en trozos cada vez más pequeños debido a la exposición al sol, la oxidación y la acción física de las olas, las corrientes y el picoteo de peces y aves²². Los llamados microplásticos variablemente definidos en la literatura científica y prensa popular como menor que 1 o 5 mm de diámetro, se entiende que es el tipo más abundante de plástico en el océano. Los autores de 5 Gyres encontraron microplásticos en casi todos los lugares en donde se tomaron muestras, desde los ambientes cercanos a la costa hasta el mar abierto, en concentraciones variables, y se estima que las partículas de 4,75 mm o menor (aproximadamente del tamaño de una lenteja o menor), formaban aproximadamente el 90% del total piezas de plástico que recolectaron¹.

Sin embargo, la degradación de las piezas más grandes de plástico no es la única manera en que los microplásticos terminan en el océano. Los “Nurdles” (los gránulos de plástico utilizados como materia prima para la producción de bienes de plástico) pueden derramarse de buques o de fuentes terrestres²³, y “microperlas” utilizados como agentes de lavado en productos de cuidado personal, tales como limpiadores de la piel, cremas dentales y champús, puede escapar de instalaciones para el tratamiento del agua y pasar a cuencas con agua ya tratada²⁴.

(En junio de 2014, Illinois se convirtió en el primer estado de Estados Unidos en prohibir la fabricación y venta de productos que contienen microperlas²⁵, las cuales han sido documentados en los Grandes Lagos²⁶ y el canal North Shore de Chicago²⁷).

Debido a su naturaleza hidrofóbica, se ha demostrado que químicos orgánicos persistentes, entre los que se incluyen hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)²⁸, bifenilos policlorados (PCB)²⁹, polibromodifeniléteres (PBDE)³⁰, dioxinas³¹, y DDT³² adsorben preferentemente los plásticos cuando se encuentran en el océano^33,34.

Potencialmente existen miles de esos productos químicos en el medio ambiente³⁵, pero los investigadores se limitan a pruebas de detección de compuestos que en realidad pueden identificar, dice Bradley.

La magnitud y velocidad de absorción puede variar ampliamente dependiendo de la química, tipo de plástico, y otras variables, pero se han encontrado partículas de plástico recuperadas del océano que contenían órdenes de concentración de contaminantes de magnitudes mayores que el agua de la que eran recogidas^14,36,37.

Los organismos marinos a lo largo de la cadena alimentaria consumen comúnmente plásticos de diversos tamaños^38,39. Los microplásticos más pequeños son lo suficientemente pequeños como para ser confundidos con alimento por el zooplancton⁴⁰, lo que les permite entrar en la cadena alimentaria a muy bajos niveles tróficos. Se cree que algunos depredadores más grandes confunden los “nurdles” (que por lo general miden menos de 5 mm de diámetro) con huevos de pescado u otras fuentes de alimentos⁴¹.

Una vez que los plásticos han sido consumidos, las pruebas de laboratorio muestran que los aditivos químicos y contaminantes adsorbidos y metales en su superficie pueden desorber (filtrarse) y transferirse a las tripas y tejidos de organismos marinos¹⁴.

Algunos investigadores especulan que los productos químicos que ya están presentes en el organismo también pueden
ser capaces de viajar en la dirección opuesta por adsorción a los plásticos en el intestino, en función de los gradientes de concentración. Sin embargo, no se ha probado que este tipo de proceso se produzca en el medio ambiente natural.

Ya sabemos que muchos productos químicos que causan preocupación están presentes en los pescados y mariscos que comemos, sobre todo en los depredadores de alto nivel como el atún y peces espada⁴². La investigación ha demostrado que las sustancias nocivas y persistentes pueden bioacumularse (como persistir exposiciones o aumento de la concentración) y biomagnificarse (o aumentar la concentración en los niveles tróficos superiores) dentro de los organismos ya que asumen parte de la carga química de sus presas o el medio ambiente.

Una vez más, ninguna investigación ha demostrado aún la bioacumulación de contaminantes absorbidos en el medio ambiente.

Quedan tres preguntas claves por determinar: ¿en qué medida los plásticos transfieren contaminantes y aditivos a los
organismos durante la ingestión? ¿Qué contribución hacen los plásticos a la carga contaminante en los organismos más allá de sus exposiciones a través del agua, los sedimentos o los alimentos? Y, finalmente, ¿qué proporción de la exposición de los humanos a los ingredientes de plástico y los contaminantes ambientales se produce a través de los alimentos marinos? Los investigadores se están moviendo con cuidado en dirección de las respuestas a estas preguntas.

Preguntas sobre la salud humana

Entre las agencias estadounidenses, la EPA está profundizando en la ciencia para responder a las preguntas claves en torno a los plásticos marinos y la salud humana. Además de la convocatoria de la reunión de abril y la producción de un próximo libro blanco sobre sus hallazgos, la agencia cola bora y financia directamente investigadores en el campo. El personal de la EPA y de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos está desarrollando actualmente una evaluación de riesgos para cuantificar los efectos de la carga química de basura plástica en la vida marina⁴³ y para el año 2016, la EPA planea lanzar una investigación similar a largo plazo sobre los efectos en la salud humana, incluyendo una evaluación de los resultados, como la formación del feto, dice Cook.

Cualquier estudio de los efectos sobre la salud humana probablemente dependerá de la cooperación de una comunidad sujeto que sea una fuerte consumidora de muchos tipos de alimentos marinos. “Tenemos que tener una amenaza potencial y un potencial receptor presente en un lugar y una comunidad que esté dispuesta a trabajar con nosotros”, dice Cook. “Hay una gran cantidad de repercusiones para una comunidad que descubre que su suministro de alimentos está potencialmente contaminado”. La agencia también espera adjudicar un nuevo contrato por cuatro años para la investigación de desechos marinos diseñado para obtener una mejor comprensión del movimiento, distribución y cantidad de plásticos frente a las remotas islas hawaianas del noroeste.

La investigadora Chelsea Rochman de la Universidad de California, Davis, colaboró con Cook y la EPA en un estudio de
2014 que mostró una asociación entre las concentraciones de ciertos PBDE en peces y los niveles de acumulación de desechos plásticos en el Océano Atlántico Sur⁴⁴. Sin embargo, tal asociación fue vista por concentraciones de BPA, alquilfenoles, alquilfenoles etoxilados, o PCB en peces⁴⁴.

Rochman también está trabajando en un estudio separado, financiado a través del programa de Desechos Marinos de NOAA. El objetivo del estudio NOAA es demostrar por primera vez la biomagnificación en los organismos marinos de productos químicos introducidos a través de los plásticos. Este experimento de laboratorio altamente controlado consiste en alimentar con pellets de plástico contaminados a los mejillones, después alimentar con los mejillones a esturiones, y luego probar los niveles de PCB en los cuerpos de los esturiones. Todavía se espera por el análisis de los resultados y su publicación.

Uno de los colaboradores de Rochman en el proyecto, el investigador Mark Browne de la Universidad de California, Santa Bárbara, recientemente recibió una beca del Consejo de Investigación Australiano para un programa de tres años resolviendo otra pregunta en este campo: más allá de los productos químicos de lixiviación, ¿qué hacen las partículas de plástico cuando entran en un organismo? Browne demostró en 2008 que microplásticos del tamaño de 3,0 y 9,6 μm de diámetro puede viajar más allá de las entrañas de un mejillón y en su sistema circulatorio y hemocitos (células inmunes), donde pueden permanecer por un período relativamente largo de tiempo en su estudio, más de 48 días⁴⁵. Un estudio de 2012 realizado por otro grupo mostró que los microplásticos tomados por mejillones provocaron una fuerte respuesta inflamatoria⁴⁶.

Las implicaciones de estos hallazgos para los seres humanos que consumen organismos que contienen microplásticos aún no se entienden. Browne dice que su equipo está trabajando para desarrollar un método para probar los tejidos humanos con microplásticos. “Creemos que va a ser un gran punto de inflexión”, dice.

La ecotoxicóloga Heather Leslie de la Universidad VU de Ámsterdam es una de las interesadas en la toxicidad de las partículas de los propios microplásticos. Incluso sin autoestopistas químicas, dice, las partículas de plástico pueden inducir respuestas inmunotoxicológicas, alterar la expresión genética, y causar la muerte celular, entre otros efectos adversos. “Los organismos expuestos luego tratan no sólo con el estrés químico a través de múltiples vías de exposición, sino también con el estrés de las partículas” explica. Leslie está estudiando la distribución y destino ambiental de microplásticos de cosméticos y otras fuentes y los posibles efectos toxicológicos sobre los organismos marinos en el proyecto europeo multinacional CleanSea.

Una gran cantidad de literatura sobre la movilidad de las nanopartículas ofrece un vistazo a cómo las partículas de plástico nano-tamaño pueden comportarse en el cuerpo humano, dice Leslie. “Pueden pasar a través de la placenta y la barrera hematoencefálica y pueden fijarse en el tracto gastrointestinal y los pulmones, los posibles sitios donde puede ocurrir daño”, dice ella. “Hay mucho que aprender acerca de microplásticos en los campos de la toxicidad de las partículas y de la tecnología de administración de fármacos que se aplican a las nanopartículas poliméricas”.

En otro ejemplo de la investigación en curso, Robert Hale, profesor en el Instituto de Ciencias Marinas de Virginia, cuenta con una financiación tanto de la EPA y la NOAA para investigar cómo el tamaño de las partículas, la erosión, la contaminación biológica (la acumulación de microorganismos en las superficies húmedas de, y las características del agua incluyendo la temperatura, la salinidad y el contenido de carbono orgánico influyen tanto en la absorción de contaminantes orgánicos como en la liberación de varios aditivos de diferentes tipos de microplasticos⁴⁷. “Miras estos parámetros simples juntos y se pueden volver muy complejos”, dice Hale. La EPA está particularmente interesada en evaluar la eliminación de los plásticos de aditivos retardantes de llama, señala, y se puede lograr el desarrollo de un protocolo para ser utilizado por los fabricantes para proporcionar datos sobre la migración química.

¿Un asunto de perspectiva?

Fuentes de gobierno, académicas e independientes entrevistadas para este artículo expresan casi por unanimidad una mezcla de escepticismo y preocupación por la idea de que los plásticos en el mar son un riesgo para la salud humana. Sin excepción, también abogaron por más investigaciones.

Un punto de vista común es que aunque todavía no existe evidencia definitiva sobre los impactos en el mundo real de la salud humana vinculados a los desechos plásticos marinos, esto no comprueba la hipótesis nula, ni tampoco significa que no haya otras razones válidas para hacer frente a la basura plástica de larga vida que se esparce en los océanos del mundo cada año.

Muchos investigadores señalaron la necesidad de mantener la perspectiva sobre el tema. La exposición humana a los microplásticos y aditivos plásticos es más probable que se derive de mercancías intactas antes de la eliminación que de mariscos, dice Thompson. La fibra de ropa constituye una gran proporción del microplástico encontrado en todo el mundo, dice Browne, de 48 años e incluso el agua potable y los alimentos como la miel pueden estar contaminados con microplásticos, de acuerdo con Leslie.

Kara Lavender Law, profesora de investigación de oceanografía de la Asociación de Educación Marina en Woods Hole,
Massachusetts, quien colaboró con Richard Thompson en un resumen reciente de los conocimientos actuales sobre microplásticos⁴⁹, dice que a pesar de que la pesca excesiva y la exposición directa a los plásticos de consumo la preocupan más que el sendero marino de plástico, este último todavía justifica investigación. “Creo que es algo en lo que vale la pena trabajar”, dice ella. “Sólo porque no lo vemos, no quiere decir que no está ahí”.

En el caso de los componentes de plástico se piensa que afectan el sistema endocrino humano, a cualquier nivel de exposición, sin importar el trayecto, pueden ser potencialmente dañinos, dice Carol Kwiatkowski, directora ejecutiva de la organización The Endocrine Disruption Exchange.

Los disruptores endocrinos han mostrado evidencia de una respuesta de dosis no lineal o no-monótona⁵⁰, lo que significa que dosis pequeñas pueden tener efectos mayores que las dosis de nivel medio.

“Cualquier cosa que interfiera con la acción hormonal potencialmente tiene un efecto a una dosis muy baja, debido a que el sistema endocrino está diseñado para funcionar en dosis muy pequeñas”, dice Kwiatkowski. “Así que es posible que esta vía podría traer un poco de la exposición. Usted tendría que encontrar alguna evidencia de que los productos químicos se están llevando a través de organismos marinos hacia las personas”.

A partir de ahí, dice, los investigadores todavía tendrían que aprender que cualquiera de dichas exposiciones se relacionan o interactúan con otras exposiciones a disruptores endocrinos, incluyendo los productos químicos que se metabolizan rápidamente como BPA y ftalatos, y aditivos de vida más larga, como los retardantes de llama. En otras palabras, ¿en qué medida todas estas exposiciones se suman, y cómo hacen que la exposición acumulativa se traduzca en resultados de salud? “Es difícil estudiar los efectos de los aditivos”, dice Kwiatkowski. “Pero es una investigación muy importante de llevar a cabo”.

No obstante, el objetivo final, según las fuentes, no es abandonar el uso del plástico. “Los beneficios de los plásticos se pueden realizar sin necesidad de emisión [en el océano]”, dice Thompson. “Y para mí ese es el punto de inflexión para tomar acciones políticas”. Las nuevas leyes, por ejemplo, podrían hacer necesario manejar plásticos más responsablemente al final de su vida útil a través del reciclaje, la eliminación adecuada, y la responsabilidad ampliada del productor.

Rolf Halden, director del Centro para la Seguridad Ambiental en el Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona, aboga por otra solución: la fabricación de plásticos más sostenibles desde el comienzo⁵¹.

“Tenemos que diseñar la próxima generación de plásticos para hacerlos más biodegradables para que no tengan una vida media larga, no se acumulen en los océanos, y no tengan la oportunidad de recoger los productos químicos a largo plazo”, dice. “Simplemente no hay manera de que podamos proteger a las personas de todas las exposiciones que podrían ocurrir. Diseñemos productos químicos más seguros y hagamos que todo el problema sea discutible”.

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Fuente: Ciencia & Trabajo

Nate Seltenrich cubre la ciencia y el medio ambiente desde Petaluma, CA. Su trabajo ha aparecido en High Country News, Sierra, Yale Environment 360, Earth Island Journal, y otras publicaciones regionales y nacionales.
Artículo Original en Environmental Health Perspectives• volumen 123 | número 2 Febrero 2015, p. A34–A41.

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