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Un sistema digestivo simulado para evaluar la peligrosidad de la ingesta de suelos contaminantes por metales pesantes

La investigación de los investigadores de la UIB se ha publicado recientemente en la revista Environmental Science & Technology 

Los investigadores del grupo de investigación en Análisis para Inyección en Flujo y Análisis de Trazas (FI-TRACE) del Departamento de Química de la Universidad de las Illes Balears han desarrollado un sistema automático que simula la digestión humana para evaluar la peligrosidad que puede comportar, fundamentalmente a los niños, la ingesta accidental de suelos contaminados con metales pesantes.

El método desarrollado por el equipo de la UIB simula, mediante el uso de membranas de microdiálisis y de flujos intestinales sintéticos, la difusión pasiva de metales tóxicos a través del epitelio intestinal y estomacal. De esta manera, el sistema permite tener en cuenta la fracción biodisponible de los metales analizados, eso es la cantidad del metal que llega finalmente al sistema circulatorio tras la ingesta.

Este sistema permite dejar atrás otras metodologías que, o bien están obsoletas -porque se centraban solo en el estudio de la cantidad total de metales en el suelo y no consideraban que solo una parte de estos contaminantes llega al sistema circulatorio tras la ingesta oral- o bien necesitaban la experimentación con animales para simular los efectos de la ingesta humana de suelos contaminados.

El sistema propuesto automatiza el método UBM desarrollado por el Bioaccesibility Research Group of Europe (BARGE), que está considerado el protocolo de referencia en el ámbito europeo para el análisis de la bioaccesibilidad de los suelos contaminados, entendida como la capacidad de una sustancia de ser absorbida o asimilada por un organismo. De esta manera, el nuevo sistema mecaniza el procedimiento de manera que requiere una mínima intervención de los investigadores. La metodología propuesta imita las condiciones de digestión del sistema gastrointestinal de manera que permite la evaluación in vitro de la biodisponibilidad de metales pesantes en suelos, sin necesidad de tener que hacer un análisis en vivo con animales.

Los suelos contaminados se someten a un proceso automatizado que imita los cambios químicos que se producen a lo largo de la digestión humana y que pueden afectar a la bioaccesibilidad de la sustancia contaminante. Así, tiene lugar la digestión in vitro del suelo en diferentes fluidos sintéticos que simulan la composición de la saliva y los jugos gástricos, duodenales y biliares, y a la temperatura corporal de 37 grados. Para cada uno de los suelos analizados, el sistema obtiene automáticamente extractos mediante una membrana de microdiálisis que imita el proceso de absorción del epitelio intestinal humano. Cada extracto se analiza para conocer en qué medida la sustancia contaminante se ve alterada durante la digestión y la velocidad de permeación a través de membranas y como esto acaba afectando su biodisponibilidad y, por lo tanto, la presencia en la sangre del individuo que ha ingerido el suelo contaminado.

La investigación del equipo de la UIB, hecha en colaboración con investigadores de la Universidad de Porto, se ha publicado recientemente en la revista internacional Environmental Science & Technology, una publicación de la American Chemical Society que es de las más prestigiosas en el campo de la ingeniería y las ciencias mediambientales. El trabajo se ha hecho en el marco del proyecto Automatic analytical methods based on dynamic fractionation for bioaccessibility tests of environmental pollutants in environmental solids and solid wastes (CTM2010-17214), financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad.

Referencia bibliográfica:

María Rosende, Luis M. Magalhaes, Marcela A. Segundo, Manuel Miró. «Automated microdialysis-based system for in situ microsampling and investigation of lead bioavailability in terrestrial environaments under physiologically based extraction conditions». Environmental Science & Technology, 2013, 47 (20), p. 11668–11675. DOI: 10.1021/es401872j

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Fecha de publicación: 25/10/2013