Evaluación de la exposición humana a disruptores endocrinos químicos

Abstract

RESUMEN PARA TESEO Como es bien conocido, la práctica totalidad de la biota animal posee un sistema endocrino que comanda gran parte de todos los procesos madurativos y metabólicos del individuo. Así, las actividades hormonales pueden clasificarse en dos grandes tipos, a saber, organizativas y activacionales. El primer grupo hace referencia a cambios permanentes propios del proceso madurativo del individuo, que suelen producirse en etapas de desarrollo del espécimen; el segundo tipo sólo causa cambios transitorios o respuestas rápidas metabólicas necesarias en un momento concreto. En las últimas décadas los disruptores endocrinos químicos (EDCs) han recibido una especial atención por parte de la comunidad científica. Estas sustancias, capaces de alterar las funciones del sistema endocrino de la biota, provocan efectos adversos no deseados en la misma, incluyendo en ésta a los seres humanos. Así, un EDC es capaz de interferir en la producción, la liberación, el transporte, la unión, la acción y/o la eliminación de las hormonas naturales, lo que a medio y largo plazo acarrea consecuencias perniciosas para el individuo expuesto a dichas sustancias. Estas consecuencias no sólo afectan a la población adulta, sino que aún son más perniciosas cuando la exposición la sufren individuos en fases de desarrollo (embrionaria, fetal y primera infancia). A modo de resumen, deberían destacarse los siguientes efectos de los EDCs sobre la salud humana: merma en la calidad seminal; aumento de la incidencia del cáncer testicular y de próstata; mayor frecuencia de aparición de criptorquidia e hipospadia; aumento de la incidencia del cáncer de mama y de útero; aparición de patología ovárica diversa; anomalías madurativas en la pubertad; deficiencias cognitivas y conductuales ya apreciables en la primera infancia; posible aumento de la incidencia de obesidad, hipertensión y diabetes. En este marco, el objetivo de esta Tesis Doctoral es el desarrollo de distintas metodologías analíticas para la determinación de EDCs en muestras biológicas humanas, con el fin ulterior de realizar estudios de biomonitorización que permitan evaluar la exposición humana a dichos compuestos. El trabajo se ha centrado en tres grandes familias de EDCs, a saber: Bisfenol A (BPA) y cloroderivados, Benzofenonas (BPs) y Parabenos (PBs). Estos tres grupos de compuestos son ampliamente utilizados en infinidad de bienes de consumo, por lo cual la exposición humana a éstos es ubicua y continua. Por otra parte, está demostrada la capacidad disruptiva de estas sustancias, por lo cual es importante y deseable conocer en términos cuantitativos cuál es la exposición real que el ser humano sufre a estos xenobióticos. La presente Tesis Doctoral se ha estructurado en seis capítulos, cuyo contenido y conclusiones se resumirán a continuación: En el Capítulo I (Introducción) se ha realizado un estudio pormenorizado de qué es y cómo se origina el fenómeno de disrupción endocrina, haciéndose una exposición exhaustiva de cuáles son los efectos demostrados o sospechados de los EDCs en la biota animal y humana. A continuación, se ha procedido a la caracterización en detalle de la naturaleza de BPA y derivados, BPs y PBs, desarrollándose dicha información en los siguientes ítems: propiedades físico-químicas; evidencias de su carácter disruptor; principales fuentes de exposición humana y regulación legislativa; toxicocinética y metabolismo; y, finalmente, evaluación de la exposición humana a dichos EDCs. Tras esta caracterización, se han expuesto las principales metodologías analíticas desarrolladas hasta la elaboración de la presente Tesis Doctoral en lo referente a determinación de EDCs en muestras biológicas humanas. Esta discusión se ha enfocado en dos vertientes distintas, a saber, las técnicas instrumentales de análisis y las técnicas de tratamiento de muestra utilizadas, para posteriormente elaborar un sumario detallado en formato de tablas sobre la determinación de BPA, BPs y PBS en matrices biológicas humanas: orina; sangre, suero y plasma; otras (leche materna, placenta). Finalmente, el Capítulo I se cierra con la exposición pormenorizada de dos técnicas de tratamiento de muestra utilizadas en el transcurso de la presente Tesis Doctoral: la Microextracción Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME) y la extracción mediante Dispersión en Fase Sólida de Matriz (MSPD). El Capítulo II recoge un compendio de todos los materiales, sustancias, aparatos, instrumentos y programas informáticos utilizados en esta Tesis. Esta información se da de forma detallada, especificándose todos los datos de interés asociados a cada recurso material (pureza, números CAS, marcas, abreviaturas, etc.) En el Capítulo III se ha establecido la primera metodología analítica para la determinación de los EDCs objeto de estudio en tejido placentario humano. Recurriéndose a una extracción clásica como la Extracción Líquido-Líquido (LLE), se consiguió desarrollar y validar una metodología de elevadas prestaciones para el análisis de 15 EDCs recurriéndose a HPLC-MS/MS como sistema de detección. Dicha metodología se ha aplicado a 50 muestras de placenta humana, demostrándose la presencia significativa de algunos de los EDCs ensayados. De la investigación desarrollada durante este Capítulo III se obtuvieron tres trabajos publicados convenientemente, que suponen el punto de partida de la biomonitorización de los EDCs estudiados en tejido placentario. En el Capítulo IV se ha establecido la metodología analítica para el análisis de BPs y PBs en suero humano mediante DLLME-UHPLC-MS/MS. De nuevo, se ha marcado un punto inicial en la determinación de EDCs, puesto que hasta el momento la técnica DLLME no se había aplicado para este fin concreto. Las cualidades intrínsecas a la DLLME, unidas al uso de técnicas quimiométricas de diseño experimental, han dado como resultado dos procedimientos de muy buenas prestaciones, tanto analíticas (bajos límites de detección y elevadas reproducibilidades) como económicas y prácticas (bajo consumo de disolventes y tiempos de análisis cortos). La aplicación de estos procedimientos a un grupo de 20 muestras de suero sanguíneo ha puesto de manifiesto la significativa presencia (en algunos casos casi ubicua) de los PBs y BPs analizados. De la investigación desarrollada en este Capítulo IV se han obtenido dos trabajos de investigación convenientemente publicados. El Capítulo V versa sobre el uso de la DLLME en el análisis de todos los EDCs estudiados en orina humana. La importancia de operar con esta matriz biológica se fundamenta en que el contenido urinario de los EDCs es un parámetro fiable a la hora de estimar o calcular cuál es la exposición a dichos xenobióticos de un individuo en concreto. De nuevo, el uso de técnicas quimiométricas resultó en el desarrollo de dos procedimientos de análisis de altas prestaciones, el primero mediante DLLME-UHPLC-MS/MS y el segundo mediante DLLME-GC-MS/MS. Nótese que la utilización de la Cromatografía de Gases ha hecho posible la determinación de algunos isómeros no discernibles mediante UHPLC. Así, ambos métodos se aplicaron a grupos de 20 muestras reales de orina humana, demostrándose la alta presencia de muchos de los EDCs analizados en dicha matriz. Como resultado de estas tareas de investigación, se han publicado dos trabajos analíticos. Finalmente, en el Capítulo VI se presentan dos modalidades de extracción mediante MSPD para el análisis de EDCs en tejido placentario liofilizado. La MSPD, estrategia que se diseñó específicamente para muestras sólidas y semisólidas, es una técnica muy versátil a la hora de aislar y extraer compuestos de diversa naturaleza de una matriz biológica, característica que se corrobora tras el desarrollo y validación de las metodologías analíticas propias de este capítulo. Así, la metodología MSPD-UHPLC-MS/MS presentada en dos modalidades ha hecho posible la determinación de BPA y derivados, BPs y PBs en muestras de placenta, demostrándose de nuevo que existe una presencia significativa de alguno de los analitos estudiados. De los resultados obtenidos se han derivado dos trabajos de investigación, que actualmente se encuentra en fase de revisión. Como resumen, podrían destacarse dos grandes conclusiones de la presente Tesis Doctoral: 1) Se han propuesto diversas metodologías analíticas que son perfectamente aplicables a estudios de biomonitorización de EDCs en matrices biológicas humanas. Por lo tanto, se ofrecen nuevas alternativas para el abordaje de esta problemática. 2) De los estudios de biomonitorización realizados sobre los distintos grupos de muestras y matrices, se desprende que la exposición humana a EDCs es más que significativa, destacando los contenidos biológicos de algunos de los analitos estudiados: Metiparabeno, Propilparabeno, Benzofenona-3, Benzofenona-1 y Bisfenol A. Por lo tanto, serían necesarias acciones legislativas y de concienciación social que minimicen o palien esta exposición, a todas luces nociva.