El rastreo de sustancias químicas en la cadena alimentaria muestra que no todos los isómeros se distribuyen por igual
Cuando los químicos de la Universidad de Búfalo analizaron muestras de agua, peces y huevos de aves, no se sorprendieron al encontrar abundantes sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS). Al fin y al cabo, estas "sustancias químicas eternas" aparecen casi por todas partes en el medio ambiente.
Pero les intrigó que uno de los PFAS más peligrosos -el ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS), utilizado en sartenes antiadherentes y espumas contra incendios- apareciera en formas estructurales ligeramente diferentes, conocidas como isómeros, según la muestra.
Más de la mitad de los PFOS detectados en aguas residuales y pescado de supermercado eran isómeros ramificados, que son esféricos y compactos y se disuelven más fácilmente en el agua. Sin embargo, en la yema de huevo de las aves que se alimentan de pescado, los PFOS eran casi en un 90% lineales, una forma alargada que tiende a unirse a las proteínas y a permanecer más tiempo en los tejidos.
"En conjunto, estos resultados sugieren que a medida que el PFOS se desplaza por la cadena alimentaria -del agua a los peces y a las aves- sus isómeros lineales son más frecuentes que los isómeros ramificados", afirma la autora correspondiente del estudio, Diana Aga, doctora y directora del Instituto RENEW de la UB y catedrática distinguida de la SUNY y titular de la cátedra Henry M. Woodburn del Departamento de Química de la UB.
Los isómeros de un compuesto determinado mantienen la misma fórmula química, pero la disposición única de sus átomos constituyentes puede hacer que se comporten de forma muy diferente. Por ejemplo, un isómero de la metanfetamina es una sustancia controlada, mientras que otro se utiliza en inhaladores nasales de venta libre.
Sin embargo, las normativas estadounidense y europea siguen aconsejando agrupar todos los isómeros a la hora de medir los PFAS.
"Nuestro estudio es una prueba más de que los isómeros de PFAS pueden bioacumularse a ritmos diferentes y no deben tratarse como si fueran todos iguales", afirma Aga.
Este trabajo, que abarca dos estudios, ha contado con el apoyo de la Fundación Nacional de la Ciencia y la Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos.
Imagen simbólica
AI-generated image
Las técnicas avanzadas de separación ayudan a clasificar los isómeros
Para distinguir entre los distintos isómeros de PFAS es necesario recurrir a la espectrometría de movilidad cíclica de iones. Esta técnica analítica avanzada separa los isómeros basándose en sus diferencias de forma, que influyen en su movimiento a través de un tubo lleno de gas, como el nitrógeno.
Digamos que tiene dos hojas de papel, una plana y otra arrugada en forma de bola, y las deja caer. Están hechas del mismo material y pesan lo mismo, pero la arrugada caerá primero al suelo.
Del mismo modo, la espectrometría de movilidad iónica cíclica distingue entre isómeros de la misma molécula en función de su tiempo de deriva, el tiempo que tardan los isómeros de PFOS en desplazarse por el tubo hasta llegar al detector. Las formas más compactas y esféricas de los isómeros ramificados hacen que se desplacen más rápidamente por el gas inerte del interior del tubo que los isómeros lineales alargados.
El instrumento de espectrometría de movilidad de iones cíclicos del Instituto RENEW, que cuenta con el apoyo de la Oficina del Vicerrector de Investigación, Innovación y Desarrollo Económico de la UB, analizó PFAS en siete muestras de pescado de supermercado sin congelar. Entre ellas había peces bentónicos que viven en el fondo, como el bagre azul, el bacalao y el eglefino, y peces pelágicos que viven en aguas abiertas, como la trucha arco iris, el salmón y la tilapia.
Publicados en el Journal of Agriculture and Food Chemistry de la American Chemical Society , los resultados de Aga mostraron que, en general, hay más tipos de isómeros ramificados de PFOS en los peces bentónicos que en los pelágicos. Los peces bentónicos contenían dos tipos adicionales de isómeros PFOS ramificados no detectados en las muestras pelágicas.
La combinación de isómeros ramificados y lineales hizo que los peces bentónicos tuvieran una concentración total de PFOS significativamente mayor que los peces pelágicos. Las especies de peces bentónicos también suelen tener proporciones más altas de PFAS de cadena más larga, como el PFOA y el PFNA, que tienen ocho y nueve carbonos, respectivamente.
"Estos resultados sugieren que los consumidores que comen con frecuencia especies que viven en el fondo del mar pueden estar más expuestos a los PFAS", afirma Mindula Wijayahena, estudiante de doctorado en el laboratorio de Aga y primera autora del estudio.
La mezcla de isómeros cambia en las aves
El equipo de Aga identificó isómeros de PFOS en aguas residuales y huevos de aves en otro estudio publicado en el Journal of the American Society for Mass Spectrometry .
Las aguas residuales procedían de una instalación municipal de tratamiento de aguas residuales del condado de Erie, mientras que las yemas de huevo se recogieron de nidos abandonados cerca del puerto de Buffalo. Los huevos eran de cormoranes bicrestados, un ave acuática norteamericana que se alimenta de peces.
En las muestras de aguas residuales, más de la mitad de los PFOS eran ramificados. Pero en las yemas de huevo de los cormoranes bicrestados, casi el 90% de los PFOS eran lineales.
"Aunque sabemos que los isómeros lineales tienden a acumularse más en los tejidos que los ramificados, la razón por la que los huevos se inclinaban tanto hacia los lineales merece más investigación", dice la estudiante de doctorado Jenise Paddayuman, primera autora del estudio. "Aun así, los resultados dan una idea del destino medioambiental de los PFOS y sugieren que los isómeros lineales persisten más a medida que los PFOS se abren camino en el medio ambiente".
Ahora que los químicos tienen las herramientas para distinguir los isómeros de PFAS, Aga dice que puede ser el momento de examinar las diferencias en sus efectos toxicológicos, lo que podría apoyar la necesidad de regularlos de forma diferente.
"Por ejemplo, si las pruebas siguen demostrando que los isómeros ramificados no se bioacumulan tanto como los lineales, quizá empecemos a diseñar más moléculas que adopten la estructura ramificada", afirma. "Es algo en lo que podemos pensar en el futuro".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Mindula K. Wijayahena, Rawikan Kachangoon, Cheyanne Witmer, Joshua S. Wallace, Jitlada Vichapong, Diana S. Aga; "PFAS Isomers Matter: Distribution Patterns of Linear and Branched PFOS and PFOA in Consumed Fish Revealed by Cyclic Ion Mobility Separation"; Journal of Agricultural and Food Chemistry, Volume 73, 2025-10-6
Más noticias del departamento ciencias
