La digestión de microplásticos altera la microbiota intestinal y puede afectar negativamente a la salud digestiva

  • Dra. Paz Gómez Polledo

  • Maria Baena
  • Noticias
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Los microplásticos constituyen un problema reconocido mundialmente por su prevalencia en los entornos naturales y en la cadena alimentaria. 

Son partículas sólidas insolubles en agua con un tamaño menor de 5 mm, compuestas por mezclas de polímeros (el componente primario de los plásticos), aditivos funcionales e impurezas residuales, fabricados intencionadamente o liberados al medio ambiente a partir de la fragmentación de macrorresiduos plásticos. Las partículas de mayor tamaño pueden actuar como vectores de patógenos y unirse a metales pesados, aditivos plásticos y contaminantes orgánicos persistentes, constituyendo lo que se conoce como "cóctel de contaminantes".

Según el estudio Naturaleza sin plástico: evaluación de la ingestión humana de plásticos presentes en la naturaleza, realizado por la Universidad de Newcastle, (Australia), las personas consumimos alrededor de 2.000 pequeñas piezas de plástico cada semana (aproximadamente 5 gramos a la semana, el equivalente a una tarjeta de crédito) a través de alimentos y bebidas de consumo cotidianos, como agua potable y embotellada, cerveza, mariscos y sal.

De los polímeros empleados en la fabricación de plásticos, el tereftalato de polietileno (PET) es uno de los principales polímeros utilizados en las botellas y tapones de plástico, y se ha detectado en bebidas como los refrescos (probablemente debido a la degradación de las botellas) y en las heces humanas, lo que sugiere su interacción activa con el sistema digestivo humano.

La evaluación del riesgo de la ingesta de microplásticos presentes en la cadena alimentaria, cuyo impacto en la microbiota intestinal humana, su posible biotransformación en el tracto gastrointestinal y sus efectos sobre la salud a nivel digestivo no se conocen bien, siendo un reto global para la comunidad científica. 
La digestión humana de los microplásticos y sus efectos en la microbiota intestinal pueden estudiarse con diferentes enfoques in vitro e in vivo. Las investigaciones con animales y humanos suelen ofrecer los resultados más precisos, pero, debido a las limitaciones éticas, al elevado coste y a la complejidad de los procesos multietapa de la digestión humana, existe una necesidad real de modelos in vitro, tanto estáticos como dinámicos, que imiten las condiciones fisiológicas de la digestión humana.

En un artículo publicado recientemente en Scientific Reports, investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) presentaron un innovador modelo de digestión gastrointestinal simulada con el que pudieron comprobar que los microplásticos del tereftalato de polietileno sufren una biodegradación polimérica que afecta a la microbiota intestinal humana. 

Además, este trabajo, desarrollado en el marco de la plataforma Susplast y el proyecto europeo sobre el estudio de los efectos de los micro y nanoplásticos en la salud humana, PlasticsFatE, mostró por primera vez que los microplásticos pueden sufrir biotransformaciones a lo largo del tracto gastrointestinal y llegar al colon con una forma estructuralmente diferente a la original.

Con el fin de evaluar los riesgos potenciales de los microplásticos a nivel digestivo, los investigadores simularon in vitro el paso completo de una dosis única (equivalente a una dosis ingerida durante la exposición humana) de tereftalato de polietileno a través del tracto gastrointestinal.

Para ello, combinaron un modelo estático y un modelo dinámico controlado por ordenador denominado Simgi®. Este modelo, patentado por el CSIC, simula el tracto gastrointestinal en condiciones fisiológicas, y está diseñado para reproducir la microbiota del colon responsable de las bioconversiones metabólicas durante la digestión gastrointestinal y la fermentación colónica en los diferentes compartimentos colónicos (colon ascendente, transverso y descendente). El modelo Simgi® se había empleado anteriormente para estudiar el efecto sobre la microbiota intestinal de diferentes alimentos, principios activos farmacológicos, metales pesados y nanomateriales de uso alimentario. 

En la simulación colónica utilizaron tereftalato de polietileno neto sin aditivos, de tamaño y morfología conocidos mediante microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (FESEM) y tras la digestión gastrointestinal y la fermentación colónica evaluaron sus posibles cambios estructurales con un espectrómetro micro-Raman.

Como sustrato, utilizaron suspensiones fecales frescas de voluntarios sanos y un medio nutritivo intestinal siguiendo un complejo método descrito por Tamargo et al.

El efecto de los microplásticos de tereftalato de polietileno sobre la microbiota colónica se evaluó mediante el recuento de placas microbianas en muestras de los tres compartimentos colónicos diluidas con medios específicos para diferentes bacterias aerobias y anaerobias. El recuento de placas se realizó por triplicado y los datos se expresaron como log (UFC/ml).

Las muestras colónicas también se utilizaron para la extracción del ADN y secuenciación siguiendo el protocolo de PCR de Illumina® MiSeq.

Los investigadores observaron cambios estructurales en las partículas de microplásticos del tereftalato de polietileno, lo que sugiere una potencial biodegradación probablemente impulsada por la microbiota colónica y apoya la existencia de una interacción entre la microbiota colónica y las partículas de microplásticos del tereftalato de polietileno.

Los microplásticos del tereftalato de polietileno afectaron a comunidades de la microbiota intestinal humana durante la digestión gastrointestinal simulada, lo que es una primera evidencia de la posible biodegradación de polímeros durante la digestión humana.

Los autores plantean, además, la hipótesis de que algunos miembros de la microbiota colónica podrían adherirse a la superficie de los microplásticos promoviendo la formación de biofilms. 

De los resultados de este estudio se deduce que la alteración de la composición de la microbiota colónica humana por la presencia y digestión de los microplásticos puede disminuir la cantidad de bacterias beneficiosas presentes en el colon y aumentar la presencia de otros grupos microbianos relacionados con una actividad patógena, lo que afectaría negativamente a la salud a nivel digestivo.

Teniendo en cuenta estos hallazgos y la creciente exposición a los microplásticos en los alimentos y bebidas de consumo, el impacto de los plásticos en la funcionalidad de la microbiota intestinal y su potencial biodegradación a través de la digestión y las bacterias intestinales merece profundizar en la investigación.

Así lo confirma en una comunicación del CSIC Victoria Moreno, investigadora del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) del CSIC y coautora del estudio: “Dada la posible exposición crónica a estas partículas a través de nuestra dieta, los resultados obtenidos plantean que la ingesta continuada podría alterar el equilibrio intestinal y, por tanto, la salud”. “Todos estos mecanismos y factores observados, que apenas se están empezando a estudiar, contribuirán a averiguar si los microplásticos pueden permanecer en el cuerpo humano y acumularse potencialmente en algunos órganos y tejidos”.