Vigilancia ambiental de compuestos disruptores endocrinos y otros contaminantes prioritarios en el medio acuático mediante técnicas cromatográficas y biológicas
- Autores: Raquel Céspedes Sánchez
- Directores de la Tesis: Damià Barceló i Cullerés (dir. tes.), Silvia Lacorte Bruguera (dir. tes.), María Teresa Galcerán i Huguet (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Yolanda Picó García (presid.), Carme Sans Mazón (secret.), Sara Rodríguez Mozaz (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Analítica y Medio Ambiente por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
Los compuestos disruptores endocrinos (EDCs) son sustancias exógenas capaces de alterar las funciones del sistema endocrino y la regulación del desarrollo embrionario, y por consecuencia, con capacidad de provocar efectos adversos sobre la salud de un organismo o su progenie (WHO, 2013). Los EDCs pueden ser compuestos naturales y sintéticos. Tienen diversos mecanismos de actuación y presentan características propias, de forma que cada EDC tiene una curva Dosis-Respuesta No Monotónica (NMDR) característica, pueden ejercer mayores efectos estrogénicos a dosis muy bajas (low dose), el momento de la exposición a los EDCs es crítico, siendo mayor e irreversible en la fase prenatal y tienen largos periodos de latencia. En los últimos 10 años ha habido muchos avances en su conocimiento, se han relacionado enfermedades tan comunes como la diabetes y la obesidad y hay estudios sobre sus efectos, que pueden manifestarse a lo largo de varias generaciones a través de la epigenética.
Son compuestos que entran en el medio acuático principalmente por las descargas de las estaciones depuradoras de aguas residuales y pueden distribuirse en distintos compartimentos, siendo adsorbidos en fangos, sedimentos y material particulado. Presentan actividad estrogénica a concentraciones muy bajas (los estrógenos a 1-10 ng/L) y estamos expuestos a mezclas pueden presentar efectos sinérgicos, antagónicos, inhibitorios o aditivos. La gran variedad de propiedades físico-químicas de los EDCs y las bajas concentraciones a las que están presentes en el medioambiente, hace que su determinación represente un reto por su complejidad, haciendo necesarios métodos químicos muliresiduo sensibles, así como técnicas biológicas que permitan determinar la actividad estrogénica.
Por tanto, ante la actual problemática de la contaminación del agua por compuestos disruptores endocrinos, y la creciente preocupación por los efectos biológicos que pueden tener sobre la salud y el medioambiente, esta tesis responde a la demanda de métodos analíticos para su determinación y control, y a la necesidad de establecer metodologías integradas con técnicas biológicas para la determinación no solo de las bajas concentraciones a las que los EDCs están presentes en el medioambiente, sino también de su actividad estrogénica.
Con este objetivo, se ha llevado a cabo la optimización de una metodologías integrada, de cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas para identificar los EDCs en el medio acuático, con análisis confirmatorio de estrógenos mediante LC-MS(MS) y el bioensayo con levaduras recombinantes (RYA) que determina de forma cuantitativa la estrogenicidad total de la muestra, detectando tanto los estrógenos naturales como los xenoestrógenos sin tener en cuenta la identidad de los compuestos químicos responsables de este efecto. Adicionalmente, Se han validado inmunoensayos ELISA para la determinación de compuestos alquilfenólicos en aguas, que permiten realizar un previo screening y analizar un gran número de muestras en menor tiempo y a coste inferior en Programas de Vigilancia Ambiental (PVA).
Se han llevado a cabo PVAs en Portugal y en las cuencas de los ríos Llobregat y Ter en Cataluña (Nordeste de España). La actividad estrogénica ha sido atribuida principalmente a los compuesto alquilfenólicos, más ubicuos, mientras que en los puntos en los que se han identificado y confirmado estrógenos mediante LC-MS/MS, éstos compuestos tienen mayor contribución a la estrogenicidad total.
Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la importancia de analizar la fracción particulada en aguas para determinar la concentración total de compuestos alquilfenólicos, debido a la distribución de los compuestos más estrogénicos (nonilfenol y octilfenol) en el material particulado y la absorción en los fangos.
El bioensayo RYA ha detectado una baja actividad estrogénica en las aguas superficiales, mientras que el análisis del PM en aguas residuales ha permitido obtener una mayor eliminación de la estrogenicidad (95-97%), más importante medioambientalmente las concentraciones químicas por los potenciales efectos que puede producir en la fauna y los seres humanos.
Finalmente, el desarrollo de técnicas más avanzadas para la determinación de EDCs, el aumento de publicaciones científicas, y que los principales EDCs estudiados en esta tesis (NP, BPA, DEHP, E1, E2, E3) han sido posteriormente incluidos en la normativa de contaminantes prioritarios en Europa (D. 2008/105/EC, D. 2015/495/EC, Reglamento REACH y D. 2003/53/EC) y USA, ponen de manifiesto la relevancia de los compuestos estudiados.
