Un gen esencial para la supervivencia neuronal produjo afectó la producción de proteínas necesarias para su funcionamiento y otro otro gen relacionado con la muerte celular se activó más y aumentó del daño neuronal
Los PFAS son compuestos químicos que no se descomponen fácilmente en el medio ambiente. Su resistencia a la degradación significa que contaminan el suelo, el agua y el aire, y se acumulan en organismos vivos. Desde su creación en laboratorios en la década de 1940, los han utilizado en una variedad de aplicaciones, desde recubrimientos antiadherentes hasta espumas contra incendios. Su presencia es tan generalizada que los han detectado hasta en el polvo doméstico y en muestras de sangre humana.
Un estudio reciente de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo encontró que la exposición a seis tipos diferentes de PFAS causó un efecto de alteración en la actividad de 11 genes clave en la regulación de la salud neuronal del cerebro. Uno de los genes, esencial para la supervivencia neuronal, mostró una disminución en su expresión. Es decir, que las neuronas producen menos proteínas necesarias para su funcionamiento adecuado. Al mismo tiempo, otro gen relacionado con la muerte celular se activó más, lo que contribuye a un aumento del daño neuronal.
Los cambios observados no solo afectan a los 11 genes identificados. El estudio reveló alteraciones en más de 700 genes neuronales tras la exposición a estos compuestos.
Problema de salud pública
La exposición a los PFAS se ha convertido en un problema de salud pública. Son compuestos que no solo están presentes en productos industriales, sino también en artículos de uso diario como envases de alimentos y utensilios de cocina. La acumulación constante de PFAS plantea serias preocupaciones sobre sus efectos a largo plazo en la salud humana. En especial sobre el cerebro y los genes que controlan el sistema nervioso.
Pueden causar daños hepáticos, obesidad y trastornos hormonales. Además, se cree que existe un vínculo entre sustancias químicas eternas y problemas neurocognitivos. La identificación de los riesgos resalta la necesidad urgente de regulaciones más estrictas sobre su uso y eliminación.
La acumulación de PFAS en el cerebro puede causar trastornos neurológicos como el TDAH en niños y un mayor riesgo de enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson en adultos mayores. Aunque los científicos aún no comprenden completamente cómo los cambios genéticos pueden influir en la salud a largo plazo, los hallazgos indican que los 11 genes identificados podrían servir como marcadores para monitorear la neurotoxicidad inducida por PFAS.
La inhibición del funcionamiento saludable de las neuronas puede tener consecuencias graves para la cognición y el comportamiento. A medida que más investigaciones se realicen sobre el tema, será posible comprender mejor cómo los PFAS afectan al cerebro y qué medidas pueden tomarse para mitigar sus efectos nocivos.
Además, es importante considerar que los efectos nocivos también incluyen el hígado y otros órganos vitales. Los estudios han demostrado que los PFAS no solo causa efectos negativos en genes que controlan la actividad neuronal en el cerebro, sino también en las enzimas hepáticas y el sistema inmunitario.
Variabilidad en la respuesta
Un aspecto destacado del estudio es la variabilidad observada en cómo diferentes compuestos PFAS afectan la expresión génica. Aunque todos los compuestos analizados causaron cambios en algunos genes específicos, no se encontró una correlación directa entre el nivel de acumulación del compuesto dentro de las células y el grado de alteración en la expresión génica. Esta falta de correlación sugiere que las estructuras moleculares únicas de cada tipo de PFAS influyen significativamente en sus efectos biológicos.
Cada tipo de PFAS presenta características químicas distintas que pueden determinar su interacción con las células neuronales. Por ejemplo, algunos compuestos pueden tener cadenas más largas o grupos funcionales diferentes que afectan su capacidad para ingresar a las células o inducir respuestas biológicas específicas. La variabilidad implica que no se puede tratar a todos los PFAS como una categoría homogénea. Cada compuesto debe ser evaluado de manera individual para comprender sus riesgos potenciales.
La investigación también indica que algunos compuestos pueden ser más perjudiciales que otros debido a sus propiedades estructurales específicas. El descubrimiento pone de relieve la importancia de realizar estudios detallados sobre cada tipo de sustancia química antes de formular recomendaciones sobre su uso o eliminación. La identificación precisa de cuáles son los compuestos más dañinos permitirá priorizar esfuerzos regulatorios y estrategias de mitigación.
Además, esta variabilidad se convierte en un desafío significativo para las regulaciones actuales sobre productos químicos industriales. Las políticas deben adaptarse para considerar no solo la presencia generalizada de PFAS, sino también sus diferencias específicas para proteger adecuadamente la salud pública.
Impacto del ácido perfluorooctanoico (PFOA)
El ácido perfluorooctanoico (PFOA) ha sido uno de los compuestos más estudiados dentro del grupo de los PFAS. El interés se debe a su amplia utilización industrial y sus efectos adversos documentados sobre la salud humana. Este compuesto ha sido asociado con una serie de problemas médicos, entre los cuales destacan las disfunciones hormonales y los incrementos en ciertos tipos de cáncer. En el contexto del estudio mencionado, el PFOA demostró ser particularmente impactante al alterar casi 600 genes durante pruebas experimentales.
A pesar de su baja acumulación dentro de las células neuronales comparado con otros compuestos analizados, el PFOA mostró un efecto desproporcionado sobre la expresión génica relacionada con funciones críticas como el crecimiento sináptico y las interacciones neuronales. El hallazgo subraya cómo incluso pequeñas cantidades del compuesto pueden tener consecuencias graves sobre el funcionamiento del cerebro.
Los cambios inducidos por el PFOA implican una disminución notable en genes implicados en procesos esenciales para mantener conexiones neuronales saludables. Las alteraciones pueden contribuir al deterioro cognitivo y otros trastornos neurológicos asociados con exposiciones prolongadas al PFOA.
La investigación sobre el PFOA también pone énfasis en la necesidad urgente de desarrollar alternativas más seguras para reemplazar el compuesto en aplicaciones industriales donde todavía se utiliza. La presión pública y regulatoria está aumentando para eliminarlo de manera gradual debido a sus efectos perjudiciales bien documentados.
Toxicidad de los PFAS
La toxicidad se debe a varios mecanismos biológicos que afectan las células a nivel molecular. Pueden inducir estrés oxidativo, alterar funciones celulares normales e interferir con procesos metabólicos esenciales. El estrés oxidativo es un factor clave en muchas enfermedades crónicas, como los trastornos cardiovasculares y neurodegenerativos.
Además, la exposición crónica puede tener efectos acumulativos que no son evidentes en estudios a corto plazo. A medida que más personas entran en contacto con PFAS a través del agua potable contaminada o productos cotidianos como envases de alimentos, cobra mayor importancia investigar no solo los efectos inmediatos, sino también las consecuencias a largo plazo de esta exposición crónica.
La combinación de persistencia ambiental y toxicidad biológica convierte a los PFAS en una preocupación prioritaria para investigadores y responsables políticos. La necesidad de desarrollar métodos efectivos para evaluar y mitigar su impacto es más urgente que nunca, en especial por su presencia generalizada en productos industriales y comerciales.
Cambios en vías biológicas
Los cambios observados en varios genes tras la exposición a diferentes compuestos PFAS también afectan múltiples vías biológicas relacionadas con funciones neuronales esenciales. Las vías incluyen procesos como señalización celular bajo condiciones hipóxicas, respuesta al estrés oxidativo, síntesis proteica y metabolismo aminoácido. Cada uno de estos procesos cumple una función específica en el desarrollo neuronal adecuado y su funcionamiento continuo.
La señalización hipóxica es relevante porque implica cómo las células responden a niveles bajos de oxígeno, un factor crítico durante situaciones patológicas como accidentes cerebrovasculares o lesiones cerebrales traumáticas. Alteraciones en esta vía pueden comprometer seriamente las capacidades adaptativas del cerebro ante situaciones adversas.
El estrés oxidativo es otro mecanismo importante relacionado con muchas enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer o Parkinson. Los cambios inducidos por los PFAS pueden aumentar este estrés oxidativo dentro del cerebro, lo que lleva al daño celular progresivo e incluso muerte neuronal prematura.
Además, las alteraciones en la síntesis proteica pueden afectar de manera directa cómo las neuronas producen proteínas necesarias para mantener sus funciones vitales e integridad estructural. Puede tener repercusiones no solo para las neuronas individuales, sino también para redes neuronales completas dentro del cerebro.
Necesidad de más investigación
A pesar del avance logrado con este estudio, queda mucho por descubrir sobre cómo los PFAS afectan al organismo humano. La diversidad estructural entre diferentes tipos de PFAS requiere una evaluación individualizada para comprender sus riesgos específicos. Los investigadores enfatizan la necesidad urgente de realizar estudios adicionales para explorar cómo las sustancias químicas eternas interactúan con otros factores ambientales y cómo pueden afectar diferentes poblaciones.
El conocimiento adquirido hasta ahora podría ser fundamental para desarrollar políticas efectivas que regulen el uso y eliminación de PFAS. A medida que aumenta la presión pública para abordar el problema, es esencial contar con datos sólidos que respalden decisiones para manejar el riesgo asociado con sustancias químicas peligrosas.
Las sustancias alquílicas per y polifluoradas (PFAS) han captado la atención de investigadores y responsables de políticas debido a su persistencia en el medio ambiente y su potencial neurotóxico. Al ser usadas en una variedad de productos industriales y de consumo, están presentes en el agua, el suelo y los tejidos biológicos humanos. La capacidad de los PFAS para atravesar la barrera hematoencefálica plantea serias preocupaciones sobre su impacto en la salud cerebral.
La investigación, liderada por G. Ekin Atilla-Gokcumen y Diana Aga, se centra en cómo los PFAS afectan la expresión génica en las células neuronales. A medida que se acumulen más datos, se puede establecer una relación más clara entre la exposición a los compuestos y el desarrollo de trastornos neurológicos.
Sus efectos neurotóxicos pueden ser muy severos en poblaciones vulnerables, como niños y ancianos, quienes tienden a ser más susceptibles a las toxinas ambientales. La identificación de genes específicos que responden a la exposición a PFAS puede proporcionar herramientas precisas para diagnosticar y tratar estos problemas.
Alternativas a los PFAS
La búsqueda activa de alternativas seguras frente al uso continuado e indiscriminado de productos químicos peligrosos como los PFAS representa un desafío tanto desde perspectivas científicas como regulatorias. Si bien existen opciones potenciales disponibles, muchas veces implican compromisos difíciles entre efectividad funcional requerida versus seguridad ambiental esperada.
En aplicaciones donde se han encontrado sustitutos viables, resulta fundamental evaluar si realmente cumplen criterios mínimos establecidos para asegurar la protección adecuada de consumidores finales expuestos mediante contacto directo con productos elaborados con los materiales alternativos propuestos.
Investigaciones recientes sugieren explorar opciones menos dañinas como alternativas basadas en cadenas cortas dentro del grupo de sustancias químicas eternas. La razón es porque tienden a presentar menor persistencia medioambiental. Sin embargo, plantean interrogantes adicionales respecto a posibles efectos secundarios desconocidos, por lo que aún se requieren evaluaciones rigurosas antes de su implementación generalizada.
Por tanto, avanzar hacia soluciones sostenibles requiere colaboración multidisciplinaria que integre conocimientos científicos junto con esfuerzos regulatorios para garantizar la seguridad pública.
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