julio 21, 2014

Contaminantes Orgánicos Persistentes (COPs)





Actualización : Agosto, 21, 2016
La introducción de los compuestos orgánicos persistentes en el medio ambiente y en los humanos constituye una parte fundamental del cambio ambiental a causa de la acción humana que caracteriza el inicio del siglo XXI en la historia de nuestro planeta. Aclarar cuáles serán sus efectos es un reto muy importante para averiguar nuestro futuro.

En el planeta existen compuestos orgánicos e inorgánicos. Estos últimos están formados por moléculas relativamente sencillas y, aunque se pueden transformar las unas en las otras, sus elementos constituyentes no desaparecen nunca. En cambio, las moléculas orgánicas, una vez liberadas en el medio ambiente, acaban siendo oxidadas a CO2 y agua.

En los años cuarenta se comenzó a utilizar una serie de compuestos de alta estabilidad que no se degradaban y que, una vez introducidos en el medio ambiente, han dado lugar a los contaminantes orgánicos persistentes.

El uso masivo se inició en 1945 con la irrupción en el escenario industrial del plaguicida DDT (dicloro-difenil-tricloroetano), cuyo uso se prohibió en Estados Unidos en 1972.

Existen además otros tipos de COPs, como los pesticidas, insecticidas. El hexaclorobenceno fue utilizado como fungicida; los policlorobifenilos (PCB) se fabricaron para ser utilizados como dieléctricos en transformadores, retardantes de llama, aceites de alta estabilidad térmica, etc. Respecto a las dioxinas y furanos, estos compuestos no se fabrican expresamente, sino que se generan a partir de otros procesos, por ejemplo la combustión de materiales orgánicos que tengan átomos de cloro.

Los Contaminantes Orgánicos persistentes (COPs), también conocidos por su sigla inglesa (POPs – Persistent Organic Pollutants) son compuestos orgánicos de síntesis – fabricados por la mano humana – que se caracterizan por su larga persistencia en el ambiente, inmunes a la biodegradación dado su carácter artificial.

Son, además, liposolubles, semivolátiles y tóxicos. Por tanto, se transportan por la atmósfera, tienden a bioacumularse a lo largo de la cadena trófica y producen efectos nocivos incluso sobre organismos superiores que viven en hábitats lejanos a las zonas de producción o uso.

Suelen tener efectos acumulativos fijándose en los tejidos grasos de personas y animales; a través de los animales pasan a la cadena trófica. Algunos de estos contaminantes – los disruptores endocrinos – tienen efectos hormonales, pudiendo inducir mutaciones en la reproducción de los seres vivos, personas incluidas.

Dada su resistencia a la degradación, acaban diseminándose por todo el planeta, apareciendo en lugares donde no han sido empleados, especialmente las zonas frías del globo terrestre.





La OMS advierte que la producción y utilización de productos químicos sigue creciendo en todo el mundo y que se requiere urgentemente una acción multisectorial para proteger la salud humana de los efectos nocivos de unos productos químicos gestionados de forma inadecuada.

La evidencia científica que cobra fuerza es que los contaminantes químicos interactúan unos con otros, pudiendo causar más daños juntos que por separado.



Clasificación

PBDE (Polibromodifenil éteres). Son los retardantes bromados de llama. Algunos ya están prohibidos y unos cuantos, restringidos. Forman parte de plásticos, pinturas, textiles, aparatos eléctricos. En animales, causan alteraciones hormonales, daños en hígado, neuronas y sistema reproductor.

PCB (Policlorobifenilos). Se pueden encontrar aún en aceites lubricantes de viejos transformadores o máquinas eléctricas, o como aditivos de pinturas, plásticos, papel... Están en la lista de responsables probables de cáncer. Causan problemas neurológicos e inmunológicos.

DDT (Dicloro Difenil Tricloroetano). Pesticida muy usado en el pasado para combatir plagas de insectos (como los que transmiten la malaria o el tifus). Está prohibido pero aún se emplea en algunos países para el control de la malaria. Sus derivados, DDE y DDD son tan tóxicos como el mismo DDT. Faltan estudios para confirmar sus efectos en humanos.

HCH (Hexaclorociclohexanos). Su principal representante es el lindano, que genera durante su fabricación los otros dos tipos de HCH. Los tres se usaron como insecticidas en agricultura y silvicultura. El lindano, también en animales y personas (por ejemplo, como antipiojos). Potencialmente cancerígeno.

HCB (Hexaclorobenceno). Fungicida que se usaba en la agricultura. Se forma también en la fabricación de algunos compuestos químicos y puede transformarse en dioxinas y furanos. A altas dosis causa lesiones en la piel, cólicos, debilidad y enfermedades metabólicas que pueden llegar a ser mortales.
Características de los COPs

* Tienen el don de la ubicuidad. Se han encontrado en el aire, el agua, el suelo, lejos incluso de donde se usan o fabrican porque tienen mucha facilidad para dispersarse.

* Permanecen intactos durante largos periodos de tiempo, de ahí lo de persistentes. Algunos PCB, por ejemplo, durante un siglo y medio. Por eso aunque ya haya muchos países que han prohibido su uso o están reduciendo sus emisiones, como casi todos los de la Unión Europea, siguen estando presentes en nuestro entorno.

* Pasan a las futuras generaciones a través de la placenta y la leche materna, en una etapa especialmente vulnerable para el desarrollo.

* Están en el aire de nuestras ciudades, casas, colegios, oficinas, etc., entre otras cosas porque forman parte de multitud de productos: televisores, computadoras, lavadoras, teléfonos móviles, cables, moquetas, colchones, espumas, automóviles, pinturas, aceites lubricantes, transformadores eléctricos, pesticidas... Muchos de esos productos, cuando se desmontan o se tiran en cualquier sitio y empiezan a deteriorarse, emiten partículas y vapores tóxicos que respiramos a diario.

 La “docena sucia”

 Es una nómina de contaminantes para los que la Convención de Estocolmo pide “medidas internacionales”, eufemismo de “prohibición”.

El Convenio de Estocolmo nace de la preocupación de proteger la salud humana y el medio ambiente de los compuestos orgánicos persistentes. En mayo de 2001, en Estocolmo, Suecia, un total de 127 países adoptaron un tratado de las Naciones Unidas para prohibir o minimizar el uso de doce de las sustancias tóxicas más utilizadas en el mundo, consideradas causantes de cáncer y de defectos congénitos en personas y animales. Entró en vigor el 17 de mayo del 2004.

 Es decir, que en menos de sesenta años después del inicio de su desarrollo se han tenido que tomar medidas totalmente restrictivas para eliminarlos.

 Entre los doce COPs sucios se encuentran :

* Pesticidas: aldrina, clordano, DDT, dieldrina, endrina, heptacloro, mirex y toxafeno.
* Productos químicos industriales: hexaclorobenceno (HCB) y bifenilos policlorados (PCB), muy usados como líquidos de aislamiento eléctrico (transformadores de la red de distribución eléctrica).
* Dioxinas y furanos: COPs que se generan de forma no intencionada.

En el año 2009, el Convenio de Estocolmo amplió de 12 a 17 las sustancias tóxicas a eliminar o restringir, – incluyendo retardantes de llama como el pentabromodifeniléter y hexabromobifenilo, pesticidas como el lindano y la clordecona, y surfactantes y antiadherentes como los perfluorooctosulfonatos (PFOS). Dos nuevos Cops fueron inscritos respectivamente en 2011 y 2013.
Crecimiento infantil afectado por la exposición a contaminantes orgánicos persistentes

 Un estudio realizado por el Instituto Noruego de Salud Pública, publicado en Environmental Health Perspectives en marzo 2015, muestra que dos contaminantes orgánicos persistentes son asociados ya sea a un rápido crecimiento infantil, o a una disminución del crecimiento por debajo de las curvas normales.

 A pesar de que los niveles han disminuido en los últimos 20 años, estos dos contaminantes orgánicos persistentes pueden tener efectos adversos sobre el desarrollo de los niños. Se trata de :

 * bifenilo policlorados 153 (PCB153), un químico utilizado ampliamente en las ventanas y aparatos eléctricos en Noruega antes de ser prohibido en la década de 1990.
* p, p'-diclorodifenildicloroetileno (p, p'-DDE), un metabolito de plaguicidas, ahora sólo utilizado en el control de la malaria.

Debido a su larga vida media, estos contaminantes se acumulan y se concentran en la cadena alimentaria. Los seres humanos están expuestos a ellos a través de los alimentos, especialmente mariscos y leche materna.

 Los investigadores encontraron que los niveles maternos de DDE (con indicación de los niveles a los que los fetos fueron expuestos en el útero) se asociaron significativamente con el rápido crecimiento en la vida temprana. También encontraron que los niveles de PCB153 en la leche y la cantidad transferida a través de la lactancia materna se asoció con disminución del crecimiento infantil y caer por debajo de las curvas de crecimiento esperados.

 A pesar de que los niveles de PCB y DDE han disminuido notablemente en los últimos 20 años, el estudio muestra que incluso los niveles más bajos a que los niños europeos están expuestos hoy pueden afectar su desarrollo. Los investigadores señalan que también tienen que identificar los efectos no deseados de contaminantes transferidos a través de la leche materna para poder establecer recomendaciones óptimas de lactancia materna.
Los contaminantes persistentes presentes en el pescado inhiben el sistema de defensa natural del ser humano

 Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de San Diego, California, publicado en Science Advances en abril 2016, revela que los contaminantes ambientales que se encuentran en el pescado obstruyen el sistema de defensa natural del cuerpo humano para expulsar las toxinas dañinas.

 Una proteína – llamada P-gp –, que se encuentra en las células de casi todas las plantas y los animales,  actúa como un portero de la célula mediante la expulsión de sustancias químicas extrañas del cuerpo. Se conoce bien P-gp por su capacidad para transportar fármacos terapéuticos fuera de las células cancerosas y, en algunos casos, hacer de estas células resistentes a múltiples fármacos a la vez.

 Para determinar la eficacia de P-gp en librar a las células de los contaminantes industriales y agrícolas que se encuentran en pescados y mariscos, el equipo realizó un análisis bioquímico de las proteínas P-gp de los seres humanos y los ratones frente a los contaminantes orgánicos persistentes.

 Los investigadores descubrieron que diez contaminantes interfieren en la capacidad de P-gp para proteger las células. El estudio muestra cómo uno de los diez contaminantes, PBDE-100, utilizado comúnmente como un retardante de llama en la espuma de tapicería y los plásticos, se une a la proteína transportadora. El COP se une a la proteína de una manera similar a los agentes quimioterapéuticos y otros fármacos, pero en lugar de ser expulsado fuera de la célula, el COP unido inhibe la capacidad de la proteína de llevar a cabo su función de defensa.

 Los investigadores señalan que los recién nacidos y las larvas de peces son dos de las poblaciones más vulnerables. Los recién nacidos son especialmente vulnerables ya que están expuestos a altas concentraciones de contaminantes orgánicos persistentes en la leche materna y tienen bajas cantidades de la proteína P-gp de protección y las larvas de peces pueden estar en mayor riesgo, ya que la acumulación de contaminantes puede ralentizar el sistema de defensa del animal para combatir otros contaminantes marinos, como hidrocarburos de petróleo en los sitios de derrames de hidrocarburos.

 Demostraron que estos inhibidores se encuentran en el pescado que comemos. Los investigadores sugieren que deben analizarse los productos químicos para determinar si impiden la eficacia del sistema de defensa natural del cuerpo a la hora expulsar estas y otras sustancias químicas extrañas.


 Toxicidad a la salud humana

 Los seres humanos están expuestos a los contaminantes orgánicos persistentes a través de los alimentos, siendo los más importantes los que son ricos en grasa (carne, pescado, lácteos, etc.). Como resultado de estudios realizados en los Estados Unidos se les ha encontrado en hamburguesas, helado y pizza.

 Los trabajadores y residentes de sitios localizados cerca de fuentes generadoras de COPs están expuestos a la inhalación y al contacto cutáneo con estas sustancias. Además, existe una exposición importante de los habitantes de las regiones árticas por la ingestión de animales con elevados niveles de COPs.

 Particularmente, debe evitarse la exposición de mujeres en edad de concebir, gestantes y criaturas lactantes. Un claro ejemplo de la persistencia de estas sustancias es el hecho de que las madres pueden transferir los compuestos a su descendencia a través de la leche materna.

 Los efectos de los Contaminantes Orgánicos Persistentes pueden ser muy sutiles y desencadenarse a bajas concentraciones, presentándose después de varios años de la exposición, llegando en ocasiones a presentarse en las subsecuentes generaciones. Esto hace que su diagnóstico sea difícil de realizar y dificulta la evaluación de los problemas potenciales de salud pública.

 Existen tres tipos de exposición humana :

 1. La exposición aguda a altas dosis, que ocurre cuando hay accidentes o por la ingestión de alimentos altamente contaminados, como sucedió en la Bahia de Minamata, Japón por la contaminación con metilmercurio; en Seveso, Italia por la generación de dioxinas de un accidente en una planta de plaguicidas, y Taiwán por el consumo de aceite de arroz contaminado.

 2. La exposición crónica de nivel medio, que está asociada con exposiciones laborales o con el consumo de alimentos contaminados.

 3. La exposición crónica de bajo nivel, la cual está relacionada con la exposición a los niveles existentes en el ambiente.

 En general, los efectos sobre la salud de exposiciones agudas derivadas de accidentes laborales, están bien documentados. Sin embargo, la exposición a bajos niveles y sus efectos poblacionales han sido más difíciles de estudiar, debido a que la población está expuesta a diversos COPs durante su vida, y la mayoría tiene niveles detectables desde su nacimiento.

 En relación a la exposición de la población general, los estudios muestran que hay una relación entre la incidencia del cáncer de tiroides y de tejidos conjuntivos y la exposición a hexaclorobenceno (Grimalt et al., 1994). Por otro lado, también se ha encontrado una relación entre la mutación de un oncogen, el k-ras, en enfermos de cáncer de páncreas exocrino, y una mayor concentración de DDT, DDE y algunos congéneres de los PCB en humanos (Porta et al., 1999).
Efectos biológicos de los COPs

Los COPs afectan a los seres humanos, animales y medio ambiente, causando daños que muestran síntomas agudos y crónicos. Los ‘nasciturus’ (literalmente, el que ha de nacer) se hallan expuestos desde la concepción, pues estos contaminantes pueden atravesar la placenta, además de excretarse en la  leche materna (contaminación durante la lactancia).

Los efectos en el ecosistema incluyen feminización de machos y masculinización de hembras y comportamientos anormales.

Los COPs son susceptibles de producir defectos en la circulación sanguínea, en la formación del aparato urinario, alteraciones neurológicas, nacimientos con malformaciones, cánceres y alteraciones genéticas.


Desencadenan indeseables efectos endocrinos u hormonales. Los COP pueden suplantar a las hormonas, inducir una respuesta fuera de tiempo o cerrar la entrada e inhibir la respuesta, ocasionando trastornos de desarrollo reproductivo, disminución de esperma, defectos de nacimiento, pérdida de fertilidad, aumento de la  hiperactividad en niños, problemas de aprendizaje, entre otros.

Diversos estudios han demostrado que los COPs como la dieldrina, DDY, heptacloro, mirex, toxafeno, dioxinas y BPCs pueden causar efectos en el sistema reproductivo y hormonal, en el crecimiento celular, en el metabolismo de carbohidratos y lípidos, y sobre la concentración de iones y agua en el cuerpo.
Daños detectados en el cerebro humano


Se ha comprobado que la exposición durante la gestación a dosis altas de algunos de estos contaminantes puede producir disminución en la capacidad intelectual y alteraciones de la actividad y coordinación motoras en los niños cuando crecen. Esto se ha comprobado en episodios de contaminaciones producidas accidentalmente en distintos países, por ejemplo contaminación de pescado por mercurio en Japón o de cereales por PCBs en Irán. Los hijos de madres gestantes que ingirieron los productos contaminados mostraron estas alteraciones.


 Toxicidad al ambiente

 Los contaminantes orgánicos persistentes se han relacionado con efectos significativos para el medio ambiente en una gran variedad de especies y prácticamente en todos los niveles tróficos. Si bien la intoxicación aguda por COPs está bien documentada, preocupan en particular los efectos perjudiciales asociados con la exposición crónica a concentraciones bajas en el medio ambiente.

 Para varios de estos contaminantes, hay algunas pruebas experimentales que indican que tal exposición acumulativa a un nivel bajo puede estar asociada con efectos no letales crónicos, entre ellos una posible inmunotoxicidad, efectos cutáneos, alteración del rendimiento reproductor y carcinogenicidad patente.

 Latinoamérica y el Caribe son regiones cruciales para la problemática ambiental global, ya que juntas conforman un área que cubre el 15% de la población de la Tierra y cuentan con grandes centros urbanos cuya calidad del aire es pésima. Tal es el caso de Santiago de Chile, Lima, Bogotá, Ciudad de México y Sao Paulo, ciudades registradas además en las cifras del Plan de Vigilancia Mundial de COPs, que responsabiliza a la contaminación atmosférica del planeta de 2,3 millones de casos anuales de enfermedades respiratorias crónicas en los niños y 100.000 casos de bronquitis crónica en adultos.

Los contaminantes orgánicos persistentes han dado lugar a algunas de las peores intoxicaciones conocidas a nivel humano. 

Este es el caso del Kurdistán turco hacia el año 1957, donde, a causa de unos episodios de hambre, diversos países europeos enviaron trigo para sembrar. Este grano estaba tratado con el fungicida hexaclorobenceno para preservarlo de los ataques de los hongos. Los habitantes hicieron pan directamente con el grano recibido y, como consecuencia, se produjeron muchos episodios de malformaciones congénitas, alta mortalidad en bebés, y se observó el desarrollo de una enfermedad del hígado, la porfiria cutánea tardía, que hasta entonces se creía que únicamente se debía a factores hereditarios. Este episodio mostró que esta enfermedad también se podía producir por exposición a contaminantes, y en medicina se definió una nueva enfermedad, la porfiria túrcica, como una forma de porfiria cutánea tardía debida a la intoxicación por hexaclorobenceno.



Contaminación de la cadena alimentaria

La contaminación de los alimentos puede ocurrir como consecuencia de la contaminación ambiental, que puede llegar a la cadena alimentaria a través del aire, del agua y del suelo, como ocurre en el caso de los metales tóxicos, los PCBs (bifenilos policlorurados) y de las dioxinas.

Las sustancias más peligrosas

Los PCBs
Las dioxinas
El metilmercurio

Estos contaminantes orgánicos se degradan muy lentamente, por lo que se acumulan en el medio ambiente y llegan a la cadena alimenticia. Están presentes, por ejemplo, en el mar, donde son ingeridos por los peces, que pueden acumular diversos contaminantes orgánicos persistentes (metilmercurio, PCBs). Estos contaminantes se acumulan en la grasa de algunos tipos de peces, que luego pueden ser ingeridos por los animales que se alimentan de peces y también por los seres humanos.

La concentración de contaminantes orgánicos persistentes es bastante alta, por ejemplo, en la grasa de los osos polares.

También la leche materna humana contiene cantidades significativas de algunos contaminantes orgánicos persistentes, especialmente en zonas nórdicas (por ejemplo la península Escandinava) donde se acumulan arrastrados por los vientos y las corrientes marinas. Estos contaminantes pueden llegar por tanto al niño lactante a través de la leche de la madre.

 Reducir el riesgo de exposición

 Una dieta equilibrada – incluyendo cantidades suficientes de frutas, verduras y cereales – permitirá evitar una exposición excesiva a una fuente particular. Esta es una estrategia de largo plazo para reducir la carga corporal y es probablemente más interesante para las niñas y mujeres jóvenes, con el fin de reducir la exposición de los niños durante el embarazo y la lactancia materna en una etapa posterior. La capacidad de los consumidores para reducir su exposición, sin embargo, sigue siendo bastante limitada.
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