septiembre 29, 2013

Las Nanopartículas Representan un Riesgo Potencial para la Salud Humana y la Contaminación del Medio Ambiente


Miles de millones de nanopartículas de origen artificial, incluidas en alimentos
y en productos farmacéuticos, son ingeridas diariamente por los seres humanos


Actualización : Abril 8, 2016

¿ Qué es una nanopartícula ?

Son moléculas cuyo tamaño varía entre 1 y 100 nanómetros. Son más grandes que los átomos y más pequeñas que una célula. Las nanopartículas existen en la naturaleza  en las erupciones volcánicas por ejemplo o bajo las patas del lagarto gecko, que se sujeta sobre cualquier superficie. También pueden originarse por la actividad humana  como las partículas finas resultantes de la combustión de los motores diesel. Y finalmente, hay las nanopartículas manufacturadas, intencionalmente creadas por el hombre. Son fracciones de materiales con dimensiones inferiores a 100 nanómetros y ya se emplean en productos que van desde los alimentos, las vitaminas, hasta los cosméticos. También son utilizadas en la agricultura, en ciertos pesticidas.

Las nanopartículas artificiales se fabrican ya sea mediante el fraccionamiento de un material sólido (de arriba hacia abajo) o por aglomeración de átomos (de abajo arriba). Se encuentran en la forma de polvo, gel o soluciones. Su interés radica en su tamaño, lo que les confiere propiedades físico-químicas inusuales. Una sola molécula también puede ser inactiva en la escala microscópica (10-6 m), y llegar a ser muy eficiente en la nano-escala.

Estas sustancias tienen el potencial de revolucionar la industria alimentaria : producir líquidos más cremosos pero sin contener grasa, mejorar el sabor, mejorar la presentación con colores más brillantes, mantener los alimentos frescos durante más tiempo, o indicar cuando ya no se pueden consumir.

Debido a su pequeño tamaño, las nanopartículas son capaces de alcanzar lugares del cuerpo donde las partículas más grandes no pueden ir. Las nanopartículas presentes en los alimentos pueden acceder por medio de ingestión, inhalación o a través de la piel. Cuando se las ingiere, son absorbidas por las células y pasan a la sangre, la linfa, circulando por todo el cuerpo y llegan a lugares potencialmente sensibles, como la médula ósea, los ganglios linfáticos, el bazo, el cerebro, el hígado y el corazón. Las nanopartículas que penetran a través de la piel pueden distribuirse por el cuerpo a través de los canales linfáticos. Se ha observado en la inhalación de nanopartículas de óxido de titanio que actúan como el amianto y silicona, acumulándose en el pulmón, produciendo inflamación, pudiendo afectar a la producción de proteínas y a las membranas celulares.

Uno de los principales problemas con las nanopartículas es que cuando una sustancia se reduce al tamaño nano (en una escala de alrededor de un mil millonésima), la sustancia se comporta de una forma totalmente diferente.

Los científicos saben que las sustancias se vuelven más reactivas a medida que sus partículas son más pequeñas, debido a que la superficie es mayor en relación con el volumen, proporcionando una superficie más grande sobre la cual se pueden producir reacciones químicas para una cantidad dada de sustancia. Un ejemplo de esto es el hierro. Un clavo de hierro no arde, pero la misma cantidad de hierro en forma de polvo muy fino es extremadamente inflamable cuando se expone al aire. Del mismo modo, sustancias que normalmente son inertes, pueden provocar reacciones químicas inesperadas en el cuerpo humano.

Las nanopartículas también pueden tener un impacto negativo sobre el medio ambiente, ya que debido a su tamaño, no se filtran en el agua o en el aire y se extienden directamente en la naturaleza.


Investigadores muestran la influencia de nanopartículas en la absorción del hierro

En un estudio   “Oral exposure to polystyrene nanoparticles affects iron absorption  publicado en la revista Nature Nanotechnology en febrero 2012, investigadores de la Universidad de Cornell y de la Universidad de Binghamton, afirman que una exposición por vía oral a nanopartículas de poliestireno afecta la absorción de hierro. Estas partículas minúsculas, incluso en dosis bajas, pueden tener un impacto significativo en nuestra salud a largo plazo.

El uso de nanopartículas en la la comida y en los medicamentos está aumentando, pero el impacto de la exposición crónica a nanopartículas sobre la salud se desconoce. Este estudio muestra que la exposición crónica a nanopartículas de poliestireno influye sobre la absorción y el transporte de hierro en un modelo in vitro de epitelio intestinal y en un modelo in vivo de intestino de pollo.

Para estudiar estos efectos el equipo de Gretchen Mahler y Michael Shuler empleó tanto cultivos de células del intestino humano como pollos vivos, debido a que en estos últimos el metabolismo del hierro, un mineral esencial, es muy similar al nuestro. También tienen una sensibilidad similar a la humana para las deficiencias en micronutrientes.

Utilizando células de intestinos humanos en placas de Petri, así como de pollos vivos, los investigadores comprobaron qué efectos tienen la exposición aguda y la exposición crónica a las nanopartículas.

50 nm nanopartículas de poliestireno carboxilo
(en verde) interactúan con un modelo de
cultura de célula del epitelio intestinal (en rojo)
Emplearon una clase de partículas de poliestireno de 50 nanómetros de diámetro que están disponibles comercialmente, y que por regla general son consideradas seguras para el consumo humano.

Utilizaron nanopartículas de poliestireno debido a sus propiedades fluorescentes fácilmente identificables y encontraron que para exposiciones breves, la absorción de hierro se ha reducido en cerca del 50%. Cuando se ha extendido este periodo de tiempo, la absorción de hierro realmente ha disminuido alrededor del 200%.

Los resultados del estudio indican que la exposición de gran intensidad y de corto plazo a las partículas bloqueó inicialmente la absorción de hierro, mientras que la exposición durante más tiempo indujo cambios en la estructura de las células intestinales, permitiendo un incremento compensatorio en la absorción de hierro.

Es decir con un consumo menor pero más crónico, la estructura de las vellosidades intestinales comenzó a cambiar y a aumentar su área de superficie. Ésta fue una remodelación fisiológica eficaz que favoreció el incremento en la absorción de hierro. Esta respuesta fisiológica fue totalmente inesperada para los investigadores.

células intestinales
expuestas a nanopartículas
Shuler admite que esta remodelación de las vellosidades intestinales, de la que no se conocen por ahora efectos secundarios nocivos, fue positiva, y además demuestra la capacidad del organismo para adaptarse a situaciones cambiantes y potencialmente dañinas. Pero cabe también argumentar que esa remodelación es una clara muestra del notable alcance que puede tener la influencia de esas nanopartículas, las cuales en su día fueron extensamente estudiadas y consideradas seguras. La principal preocupación sería que, al causar cambios que en sí mismos son inocuos y apenas detectables, algunos de esos cambios establezcan las condiciones necesarias para, por ejemplo, permitir una absorción mayor de lo normal de sustancias que en grandes cantidades son peligrosas.

microesferas de poliestireno
El poliestireno es un material común en sustancias que van desde los aditivos alimentarios hasta las vitaminas. En Estados Unidos está aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos. La FDA deja en manos de los fabricantes el control del uso de nanomateriales. No realiza ningún seguimiento de la utilización de nanopartículas.

La siguiente etapa consiste en medir si perturbaciones similares ocurren también con la absorción de otros nutrientes como calcio, cobre y zinc, así como con las vitaminas liposolubles A, D, E y K.


Los niños son los primeros expuestos a nanopartículas de dióxido de titanio

Según un estudio  “Titanium Dioxide Nanoparticles in Food and Personal Care Products”  de l’Arizona State University, publicado por Environmental Science & Technologyla revista de la Sociedad Química Americana en 2012, los niños son los más expuestos a nanopartículas de dióxido de titanio  utilizadas como colorante blanco (E171)  debido a su consumo de dulces.

En el estudio se señala que el dióxido de titanio es un aditivo común en muchos productos de consumo, en la pintura, alimentos, cosméticos. El dióxido de titanio en forma de nanopartículas está clasificado como posiblemente carcinógeno para los seres humanos por la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) desde 2007, se le considera como un perturbador de las funciones cerebrales.

Nuestro cuerpo libera nano-partículas que pasan a través de la malla de las plantas de tratamiento de aguas residuales para terminar en los lagos y ríos.

Los investigadores han comprado y probado alimentos, productos de cuidado personal, pinturas y adhesivos. 36% de las partículas son más pequeñas que 100 nm en al menos una de sus dimensiones y se dispersan fácilmente en el agua en forma de coloides relativamente estables.

Productos con nanopartículas de dióxido de titanio


Los alimentos más ricos en dióxido de titanio incluyen caramelos, chicles, golosinas y otras golosinas. Los productos de cuidado personal, pasta de dientes y los filtros solares contienen, en promedio, 1% a más del 10% de su peso de titanio. Al contrario, las cremas de cuidado, a pesar de su color blanco, la mayoría de los champús, desodorantes, cremas de afeitar contienen los niveles más bajos de titanio. Para muchos productos farmacéuticos muy consumidos, el contenido de titanio varía de menos del límite de detección (0,0001 μ g Ti / mg) a un máximo de 0,014 μ g Ti / mg.

El equipo concluye que los niños consumen más dióxido de titanio que los adultos porque dulces como caramelos, bombones y helados son algunos de los productos con los más altos niveles de dióxido de titanio. La exposición típica para un adulto (US) se evaluó en el orden de 1 mg por kilogramo de peso corporal / por día.

Los investigadores subrayan la necesidad de regular los niveles en los productos alimenticios, ya que son, con mucho, los más probables de representar un riesgo potencial para la salud de los seres humanos y animales y contaminar el medio ambiente.

No obstante, el inventario más completo fue realizado por el Instituto Woodrow Wilson en 2011 con su “Project on Emerging Nanotechnologies”. Recensó 1371 productos en el mundo, de los cuales 367 en Europa. Más de 1 sobre 10 se encuentran en el sector alimentario: revestimiento interior de las botellas de la cerveza Corona, agua para mujeres embarazadas y bebés (La Posta del Águila), numerosos complementos alimentarios, vitaminas y productos para adelgazar. En Francia, se refiere generalmente a los cosméticos como el perfume "Mademoiselle" de Chanel.

Otro informe de Amis de la Terre, cita también numerosos productos como la vitamina E soluble de BASF, el revestimiento interior de las refrigeradoras LG Electronics. Empresas de la industria alimentaria como Nestlé, Unilever, Kraft, BASF, Cadbury Schweppes, Danone, Mars Inc, Pepsico, invierten en la investigación de nano-tecnologías para la transformación y embalaje de alimentos. Según la asociación, BASF, Cadbury Schweppes, Danone, Mars Inc. y Pepsico son también parte de las principales empresas que invierten en estas investigaciones de nano-materiales.


Informe de la OCDE sobre la contaminación por nano-partículas industriales

La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE)  que agrupa a los 34 países más ricos del mundo  publicó  en marzo 2016 un informe que muestra que los nano-materiales no son tratados por las plantas de tratamiento de aguas residuales y los incineradores. Estas partículas se difunden ampliamente en el medio ambiente.

Se utilizan cada vez más materiales de un tamaño de entre uno y cien nanómetros. Cuando llegan al usuario final, es muy difícil recuperarlos durante el tratamiento de los residuos sólidos y las aguas residuales procedentes de los hogares y la industria. Actualmente se asiste a una dispersión a gran escala de estas sustancias cuyo impacto ambiental no ha sido evaluado.

El éxito de los nano-materiales puede ser descrito como deslumbrante. En cosméticos, fertilizantes y pesticidas, productos electrónicos, textiles antibacterianos, artículos deportivos o baterías de iones de litio, los nano-materiales equipan a más de 1.300 productos de consumo. Sus aplicaciones se han multiplicado por 5 entre 2006 y 2011. En 2012, se fabricó 11 millones de toneladas por un valor de 20 millones de euros. A pesar de esta tendencia y los riesgos asociados con ella, los residuos que contienen nano-materiales son mezclados con otros residuos sin ninguna precaución o tratamiento en particular. Al no poder ser recuperados, estas partículas finas se encuentran en los lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales, incineradores o humo en el lixiviado (jugos contaminados) de los basureros.

Igualmente abismal es la ignorancia sobre el efecto de las partículas en el suelo, el aire y las aguas. Es particularmente preocupante la calidad de los suelos agrícolas. El lodo de las depuradoras es utilizado como fertilizante.  ¿Cuál es el comportamiento de los negros de carbono y óxidos de titanio en el suelo?  ¿Son absorbidos por las plantas?  ¿Pueden en última instancia, afectar a la salud humana?  Estas preguntas actualmente no tienen respuesta. Ingeridos, estos materiales podrían causar cáncer de pulmón y efectos tóxicos sobre el sistema nervioso.

Las nanopartículas sin embargo pueden filtrarse. Las mejores plantas de tratamiento son capaces de eliminar hasta el 80% de la carga contaminante. Los sistemas de lavado de humo también son muy eficaces. Pero estas técnicas de descontaminación todavía no están muy extendidas entre los Estados miembros. Su distribución es aún más necesaria ya que las nano-partículas alteran la eficacia del tratamiento biológico de aguas residuales.

La OCDE recomienda aumentar el esfuerzo de investigación sobre la toxicidad de los nano-materiales en el medio ambiente, la modernización de los sistemas de tratamiento de residuos y la mejora de los niveles de reciclaje de los objetos que utilizan estos productos.

Diversas aplicaciones de las nanopartículas

Las nanopartículas sirven para hacer casi todo, para aplicaciones más o menos útiles. Se utilizan en los envases de alimentos, pueden servir para bloquear los rayos UV, impermeabilizar un envase, pero también de filtro antimicrobiano, agente anti olor, sensor de humedad. El nano-aluminio, por ejemplo, hace que el papel aluminio sea más reflectivo y menos pegajoso.

En la ropa, pueden aportar cualidades antibacterianas y limitar los olores. También se utilizan para la fabricación de lentes y pinturas resistentes, o para aumentar la adhesión de los neumáticos a la carretera. Las partículas de arcilla en el plástico hacen que las botellas de cerveza sean más sólidas.

Las nanopartículas son capaces de atacar directamente el centro de los tumores cancerosos proporcionando un tratamiento directo. La quimioterapia convencional se difunde por todo el cuerpo y no distingue entre tejido sano y enfermo, causa de efectos secundarios generalmente muy importantes. Aquí, las nanopartículas sólo liberan el producto una vez en contacto con el tumor. Permiten utilizar una medicina más concentrada y menos riesgosa para el resto del cuerpo. Dosis mínimas de medicación son suficientes al nano-tratamiento para hacer efecto: sólo el 20% de lo que se prescribe generalmente.

Algunas nanopartículas tienen efectos tóxicos


El cuerpo humano no es una excepción: las nanopartículas pueden infiltrarse a través de la piel, por vía digestiva o por inhalación. Pueden migrar a diferentes órganos, o incluso cruzar la barrera hemato-encefálica y llegar al cerebro.

Es muy difícil determinar sus efectos nocivos. Los estudios de toxicidad por vía oral de las nanopartículas son raros. Sin embargo, varios estudios científicos sugieren que al haber cruzado la barrera gastrointestinal las nanopartículas se encuentran en el hígado, los riñones, el corazón y el cerebro.


¿ Qué alimentos contienen nanopartículas ?

Las nanopartículas también están presentes en nuestra alimentación. Pueden modificar el color, el olor, el sabor, la fluidez, la textura, la conservación de los alimentos pero también pueden ser incorporadas en los envases para intervenir en su conservación, su trazabilidad y reciclaje. Pueden mejorar el sabor o los efectos nutricionales de los alimentos, reducir la grasa y calorías que contiene, aumentar el número de fibras, proteínas o vitaminas, cambiar su color.

Por ejemplo, las nanopartículas de óxido de silicio (E551) mejoran las emulsiones. Se agregan a la sal, sopas, leche, chocolate, crema en polvo y hamburguesas. Respecto al dióxido de titanio en su forma nano, se utiliza como un blanqueador para el glaseado, pero también en el recubrimiento de caramelos para evitar que el oxígeno y la humedad alteren el producto y así aumentar su duración de conservación.

Más de 300 nano-alimentos han sido identificados y ya constituyen un mercado de varios cientos de miles de millones de dólares en el mundo, encabezado por los Estados Unidos, seguido por Japón y China.

Hay múltiples canales para que una nanopartícula pueda penetrar en nuestra alimentación

* Y en primer lugar, de manera fortuita. De hecho se utilizan en campos muy variados  neumáticos, cremas solares, paneles fotovoltaicos, etc. y por lo tanto pueden ser soltadas en la naturaleza.

* También se utilizan en la agricultura, por ejemplo en ciertos pesticidas. Los investigadores han demostrado que las plantas de soja podrían por ejemplo absorberlas incluso en sus vainas.

* También están presentes, cada vez más, en el sector alimentario a causa de las innumerables propiedades que relucen  especialmente en los envases.

* Por último, se incorporan directamente en los alimentos a través de los aditivos alimentarios.

Legislación

Es difícil saber qué alimentos contienen nano-materiales. Su uso sigue siendo opaco. No se ofrece ninguna información sobre la presencia de nanopartículas en los productos de consumo. Tampoco existe ninguna obligación de etiquetaje específico pero se puede sospechar la presencia de un freno generalizado a dar una información, aunque sea mínima, que permita al consumidor elegir.

Francia ha adoptado a partir del 1 de enero de 2013, la obligación por parte de los industriales a declarar los productos que contienen las nanopartículas. El requisito de etiquetado se ha retrasado por la Comisión Europea bajo la presión de la industria alimentaria.


Los industriales no están obligados, hasta el momento, a declarar los productos que contienen nanopartículas, la información sobre este tema es escasa y parcial. Si hay varios inventarios de estos productos en el comercio, se basan solamente en lo que las compañías comunican  sin embargo, el uso de la nanotecnología es cada vez menos esgrimida como argumento comercial , sin verificación posible.

Última modificación en marzo de 2016. La nueva ley exige la aplicación de autorización previa para la comercialización en el mercado de alimentos que contengan nano-materiales. A pesar de este progreso, la supervisión de la seguridad de los nano-materiales en la alimentación se mantiene muy por debajo de lo que la sociedad civil y los eurodiputados más sensibilizados al riesgo, piden desde hace años.

Actualmente tanto en la Unión Europea como en todos los países industrializados, existe una ausencia total de legislación específica que defina un cuadro para la puesta en el mercado de nanomateriales y de productos que los contengan.

Dado que los fabricantes no están obligados a informar de la inclusión de nanopartículas y se han realizado pocos análisis de alimentos procesados para determinar su presencia, es imposible proporcionar una lista completa de alimentos que contienen nanopartículas.

¿ Cómo evitar las nanopartículas ?

El etiquetado de la nanotecnología en los alimentos, aunque teóricamente obligatorio desde diciembre de 2014, no se observa en los productos. Fue suspendido por la revisión de los Reglamentos "nuevos alimentos" finalmente votados en el Parlamento Europeo a finales de octubre de 2015.

Las estrategias para evitar las nanopartículas son las mismas que para evitar las toxinas presentes en los alimentos:

1) Aprender a detectarlas

* Nanoplata. Tiene propiedades conservantes superiores a los conservadores tradicionales. También es un potente antibacteriano. Se encuentra en algunos alimentos preparados, carnes, bollería industrial, bebidas no alcohólicas, refrescos.

* Nano-sílices, también llamadas nanopartículas de óxido de sílice. Se utilizan para dar una consistencia fina al azúcar, la sal, la harina, el cacao en polvo. También se usan para dar una textura cremosa a las salsas, mayonesa, salsa de tomate, sopas, yogur.

* Nanopartículas de dióxido de titanio. Se utilizan para reforzar los colores o al contrario para blanquear. Se encuentran especialmente en el yogur, galletas industriales, confitería. También en las frutas y verduras que han sido tratadas para tener un aspecto más atractivo.

2) Suprimir los alimentos procesados, los refinados (harina, azúcar y sal). Los alimentos empacados o habiendo viajado mucho tiempo, recorriendo largas distancias. Los dulces, bebidas industriales.

3) Favorecer los circuitos cortos, los productos orgánicos. Tener cuidado con conservantes que a menudo contienen nanopartículas , así como el empaquetado.

 Es imposible evitar las nanopartículas si se consume alimentos procesados, y no se puede saber porque la etiqueta no informa de ello. Mucho más alarmante es el empleo de métodos de cultivo que también utilizan nanopartículas.

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