Biomonitorización humana a metales y evaluación del riesgo en la población de la Comunidad Valenciana

La contaminación es una de las preocupaciones más relevantes actualmente. Con el avance de la investigación en este campo, se han identificado un número cada vez mayor de contaminantes. Uno de los grupos más destacadas serían los metales, debido a su amplio estudio y al profundo conocimiento que se posee sobre su impacto en los seres humanos. A pesar de no ser contaminantes novedosos, sus características y sus efectos en salud los mantiene como un grupo de gran interés y relevancia. Los metales son sustancias que se caracterizan por su estabilidad y persistencia en el medioambiente, lo que dificulta su eliminación. Estos elementos están presentes de manera natural en el entorno, sin embargo, las actividades humanas han contribuido a un incremento en su emisión, como resultado de prácticas agrícolas que emplean fertilizantes, actividades industriales y emisiones provenientes de vehículos, entre otras. Una vez emitidos al medio ambiente, los metales pueden alcanzar a los seres humanos a través de tres vías principales: 1) inhalación, con la aspiración de partículas o vapores suspendidos en el aire; 2) ingestión a través del consumo de agua o alimentos; y 3) el contacto dérmico, a través de la absorción cutánea. La exposición crónica a estas sustancias puede tener efectos nocivos en el organismo, como problemas respiratorios, neurológicos e incluso cáncer. Por tanto, es esencial implementar regulaciones y controles adecuados para mitigar el riesgo de exposición. Estos elementos no solo constituyen un problema para la salud, sino que también despiertan interés en el sector industrial (con especial atención al sector automotriz). Dado que forman parte intrínseca de múltiples componentes, su presencia en determinadas muestras, tales como los aceites de motor, puede ser indicativa de problemas en el vehículo. Por todo esto el análisis elemental tiene una gran importancia económica, social y en salud. Y en esta tesis este aspecto se va a adoptar desde dos perspectivas: la académica con la investigación fundamental y el desarrollo de un nuevo método analítico para el análisis de metales en aceite de motor usado; y la aplicada con la implementación de estudios de biomonitorización humana (BMH) llevados a cabo en la Comunidad Valenciana con el fin de conocer la exposición a metales en su población. El estudio de metales en aceites de motor usados podría ser una herramienta para el mantenimiento preventivo de vehículos. La presencia de ciertos metales en el aceite puede indicar desgaste o fallos en componentes mecánicos, lo que permite anticipar problemas y evitar daños irreparables. Además, algunos metales se añaden como aditivos para mejorar las propiedades del lubricante, por lo que su análisis es esencial en los controles de calidad de estos productos. Sin embargo, el aceite de motor presenta una matriz compleja con un alto contenido de compuestos orgánicos, lo que dificulta su análisis. Para abordar este desafío, esta investigación se centrará en el desarrollo de un nuevo método analítico, partiendo desde la investigación fundamental. Este método no solo debe resolver los problemas asociados a la matriz, sino que también debe ser sostenible y accesible para la mayoría de los laboratorios, alineándose con las necesidades de la industria. Para lograrlo, se dará especial importancia al tratamiento de la muestra, ya que una optimización en esta etapa permitirá el uso de técnicas instrumentales más asequibles, como la espectrometría de emisión óptica por plasma inducido por microondas (Microwave induced plasma optical emission spectrometry, MIP OES). Además, siguiendo los principios de la química analítica verde, el desarrollo del método se orientará hacia la reducción del volumen de muestra y la selección de reactivos menos tóxicos. La miniaturización del proceso, mediante técnicas de microextracción, como la microextracción líquido-líquido dispersiva (dispersive liquid-liquid microextraction, DLLME), jugará un papel clave en este objetivo. La optimización de todos los parámetros y la validación del método permitirán obtener una solución analítica sostenible y accesible para los laboratorios, resolviendo así un problema industrial desde una perspectiva académica. Por otro lado, son bien conocidos algunos de los efectos en salud que puede provocar la exposición a metales. Una herramienta muy útil para conocer dicha exposición es la BMH. Gracias al estudio de matrices biológicas como sangre, orina, pelo o leche materna se puede saber la exposición interna a estas sustancias en diversos grupos poblacionales. Estos trabajos proporcionan información esencial para identificar fuentes de exposición y realizar estudios de evaluación del riesgo. En la Comunidad Valenciana, la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (FISABIO) y la Dirección General de Salud Pública de la Conselleria de Sanidad (DGSP), han impulsado tres importantes estudios de BMH para evaluar la exposición a metales: BetterMilk, centrado en madres lactantes; BioVal, dirigido a niños/as; y BioMoVal, enfocado en la población adulta. En esta tesis, se analiza la presencia de metales en el marco de estos tres estudios, destacando así la importancia social del estudio de metales en la salud pública. El estudio BetterMilk fue desarrollado en el año 2015 por FISABIO y evaluó los niveles de 15 metales en orina en una población de 120 madres en periodo de lactancia, permitiendo conocer su exposición interna a estos elementos y, mediante encuestas sociodemográficas y de hábitos alimentarios, identificar factores que influyen en dicha exposición. Además, se realizó una evaluación de riesgo para ciertos metales comparando la exposición con valores de referencia establecidos en la bibliografía. Paralelamente, se analizaron muestras de leche materna para estimar la carga interna de metales en las madres y evaluar el riesgo de exposición en los lactantes, cuya alimentación en muchos casos depende fundamentalmente de esta matriz. Un subgrupo de 50 madres proporcionó, el mismo día, muestras de leche, cabello y orina, permitiendo estudiar la distribución de los metales entre estas matrices biológicas. Este análisis exhaustivo facilitó la comprensión de las diferencias en la acumulación y excreción de ciertos metales, proporcionando información clave sobre su comportamiento en el organismo. El programa BioVal, impulsado por la DGSP, estudió la exposición a metales en 666 niños/as, una muestra representativa de la población infantil de la Comunidad Valenciana los años 2016-17. La infancia es una etapa especialmente vulnerable a los efectos tóxicos de los metales, especialmente en el desarrollo neurológico, debido a su menor capacidad de excreción y mayor absorción. En este estudio, se analizaron muestras de orina para evaluar la exposición interna a metales, y los padres completaron encuestas detalladas sobre hábitos de vida y alimentación, lo que permitió identificar posibles predictores de exposición. Asimismo, se realizó una evaluación de riesgo basada en valores de referencia, proporcionando datos cruciales para la protección de esta población vulnerable. Por último, en el proyecto BioMoVal, financiado conjuntamente por FISABIO y DGSP en los años 2021-22, analizó la exposición a metales en una muestra de 541 adultos trabajadores (18-65 años), representativa de la población adulta en la Comunidad Valenciana. En este caso se pudo analizar tanto orina como sangre, ya que, a diferencia de los estudios en niños/as y madres lactantes, la población adulta permitió la recolección de una muestra más invasiva. Al igual que en los estudios anteriores, se identificaron predictores de exposición mediante encuestas y se realizó una evaluación del riesgo basada en valores guía. Además, se compararon los niveles de metales en sangre y orina en la mayoría de los participantes, lo que proporcionó información valiosa sobre la toxicocinética de los metales y su distribución en el organismo. Los resultados obtenidos en estos tres estudios han contribuido significativamente a los objetivos globales de la biomonitorización, proporcionando información clave para la implementación de medidas regulatorias y estrategias de mitigación de la exposición a metales. Al abordar tres poblaciones de gran interés (i.e., madres lactantes, niños/as y adultos trabajadores) este estudio refuerza la importancia de la vigilancia ambiental y la protección de la salud pública frente a los efectos adversos de los metales.

Author

• Sáez, Carmen

• Metales
• Biomonitorización
• Evaluación del riesgo
• Aceite usado de coche
• Matrices Biológicas
• MIP-OES
• ICP-MS

Identifier

hdl:10045/164508

OAI identifier oai:identifier

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