Cada mañana, la gente se pone el reloj, la pulsera y sale por la puerta sin pensar mucho en lo que podría encontrar en el camino. El aire que respiran, el polvo de sus manos y las superficies que tocan son normales. Sin embargo, muchas exposiciones químicas ocurren silenciosamente, sin olfato, sabor ni advertencia.
¿Qué pasaría si algo tan simple como una banda de silicona alrededor de su muñeca pudiera ayudar a rastrear esas exposiciones invisibles?
El monitoreo ambiental tradicionalmente se ha basado en instantáneas de la exposición de una muestra de agua recolectada en un solo día, una muestra de sangre tomada en un momento determinado o un suelo analizado en un lugar específico. Pero la exposición se produce gradualmente a medida que las personas se desplazan por diferentes entornos y entran en contacto con el aire, el polvo y las superficies a lo largo del día.
Las nuevas herramientas de seguimiento no invasivas tienen como objetivo comprender ese panorama a largo plazo.
A medida que las sustancias químicas sintéticas, como las "sustancias químicas eternas", conocidas como perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS), se vuelven más frecuentes en el entorno cotidiano, los científicos se centran cada vez más en comprender cómo se produce la exposición a estas sustancias en la vida cotidiana.
Los PFAS se denominan sustancias químicas eternas porque tardan mucho en descomponerse en el medio ambiente. El monitoreo tradicional pasa por alto la realidad cotidiana
Los métodos de monitoreo tradicionales son clave para identificar la contaminación, pero capturan la exposición como un momento y no como algo que se desarrolla a lo largo del tiempo.
En estudios en humanos, medir la exposición a menudo requiere procedimientos invasivos como extracciones de sangre, que pueden ser costosos, logísticamente desafiantes y, para algunos participantes, lo suficientemente incómodos como para desalentar la participación.
Al principio de mi investigación sobre química ambiental, noté algo que no cuadraba del todo. Las personas que vivían en la misma comunidad agrícola, o los animales que compartían el mismo paisaje, a menudo mostraban perfiles químicos muy diferentes, incluso cuando las mediciones ambientales parecían similares. El entorno no ha cambiado mucho; el comportamiento cotidiano lo tenía.
El movimiento a través de diferentes espacios, el tiempo pasado en interiores o exteriores, el contacto con superficies tratadas y las interacciones con productos de consumo dan forma a la exposición de maneras que una sola muestra no puede capturar por completo. Esa comprensión generó una pregunta mayor: si la exposición ocurre gradualmente, ¿cómo pueden los científicos medirla usando herramientas diseñadas para momentos específicos? Responder a esa pregunta requiere pasar de mediciones aisladas a enfoques que reflejen la experiencia vivida.
Qué herramientas no invasivas están cambiando
Esa pregunta me llevó a trabajar con herramientas de monitoreo pasivo y no invasivo, incluidas pulseras de silicona. En lugar de recolectar muestras activamente, estas herramientas absorben sustancias químicas del entorno circundante con el tiempo, de manera similar a la forma en que la piel o el pelaje interactúan con el aire, el polvo y las superficies.
Las pulseras de silicona funcionan porque están hechas de un polímero de silicona llamado polidimetilsiloxano o PDMS, que puede absorber muchas sustancias químicas orgánicas del entorno. A medida que la cinta se desgasta, los compuestos del aire, el polvo y las superficies se difunden gradualmente en la silicona con el tiempo.
El material actúa como una esponja, recogiendo pasivamente rastros de productos químicos con los que el usuario se encuentra durante las actividades diarias. Después de usar el brazalete durante unos días o semanas, los investigadores pueden extraer esos compuestos en el laboratorio y analizarlos para comprender mejor los patrones de exposición.
Las pulseras de silicona son un ejemplo de un grupo más amplio de herramientas de monitoreo pasivo y no invasivo diseñadas para observar cómo se acumulan las sustancias químicas con el tiempo. Otros enfoques, incluidos los muestreadores de aire pasivos colocados en hogares o pequeños dispositivos portátiles, siguen principios similares al absorber compuestos del entorno circundante.
Las etiquetas portátiles en la vida silvestre pueden ayudar a los investigadores a ver los tipos de contaminantes ambientales a los que están expuestos. Carl Gehring/The Denver Post vía Getty Images
Los investigadores han utilizado herramientas no invasivas en estudios comunitarios para monitorear las exposiciones sin procedimientos médicos, reduciendo las barreras a la participación y la carga para los voluntarios. Por ejemplo, los científicos han aplicado estos enfoques para estudiar la exposición entre las adolescentes de comunidades agrícolas, los bomberos y los inquilinos de edificios comerciales.
Los investigadores también han adaptado ideas similares para estudios de animales y vida silvestre. En lugar de extraer sangre, los científicos pueden usar etiquetas portátiles, collares o muestras pasivas colocadas en hábitats, como áreas de anidación o hábitats, para comprender cómo se acumulan las sustancias químicas con el tiempo. Estos enfoques pueden ofrecer información sobre las exposiciones en diferentes ecosistemas y al mismo tiempo minimizar el estrés en los animales.
Como cualquier método, el seguimiento pasivo tiene limitaciones. Algunas sustancias químicas son más difíciles de capturar que otras, y las condiciones ambientales como la temperatura, la luz solar o el flujo de aire pueden afectar la eficacia con la que los muestreadores absorben los contaminantes. Los dispositivos portátiles también reflejan la exposición durante un período de tiempo, lo que significa que no pueden proporcionar un registro completo de toda la vida.
Estos enfoques no reemplazan el monitoreo tradicional. En cambio, añaden contexto, mostrando cómo la exposición se acumula a lo largo del tiempo y el espacio en lugar de aparecer repentinamente en un único punto de muestreo.
Se colocan muestreadores de aire en áreas de interés para que los científicos puedan usarlos para verificar la exposición a sustancias químicas. Este método puede ayudar a los estudios con animales a comprender a qué sustancias químicas está expuesta la vida silvestre. Venier Lab Por qué esto es importante ahora
En Estados Unidos, la contaminación por PFAS se ha convertido en una creciente preocupación pública, desde advertencias sobre el agua potable hasta restricciones de productos y esfuerzos de limpieza. Las agencias federales, incluida la Agencia de Protección Ambiental, han destacado la persistencia de estos químicos y su presencia generalizada en el medio ambiente.
Gran parte del debate público se centra en dónde se encuentran las PFAS en los sistemas de agua, el suelo o los productos de consumo. Sin embargo, comprender la exposición también requiere prestar atención a cómo las personas y los ecosistemas encuentran estas sustancias químicas en sus entornos cotidianos.
Las herramientas de monitoreo no invasivas pueden ayudar a llenar ese vacío. Ofrecen formas de comprender mejor la exposición acumulativa, identificar vías desatendidas e informar las decisiones de conservación y salud ambiental. Para la vida silvestre, estos métodos pueden permitir a los investigadores detectar nuevos riesgos antes sin agregar presión a las especies que ya enfrentan pérdida de hábitat y estrés climático.
Aunque estos enfoques son cada vez más comunes en la investigación de salud ambiental, aún destacan en comparación con los métodos de muestreo tradicionales. El costo, la necesidad de protocolos estandarizados y las diferencias en cómo interactúan los diferentes químicos con los materiales pasivos pueden frenar una adopción más amplia. A medida que los investigadores sigan perfeccionando estas herramientas, podrán complementar, no reemplazar, las estrategias de seguimiento establecidas.
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