Nuevos materiales para la especiación de mercuriobiotransformación de metales en organismos modelo

Resumen

La contaminación medioambiental representa un problema de gran importancia en la actualidad, estamos acostumbrados a escuchar por los medios de comunicación los numerosos casos que suceden a nuestro alrededor. El trabajo desarrollado en esta tesis se ha centrado en el estudio del mercurio, cadmio, plata, arsénico y nanopartículas de Quantum Dots, para estudiar posibles alternativas para la remediación de las zonas contaminadas e intentar paliar y/o reducir los niveles de contaminación de los focos afectados. Los contaminantes clásicos estudiados engloban el mercurio, arsénico, cadmio y plata. El mercurio y el arsénico son los que mayor repercusión medioambiental representan. El mercurio es un metal pesado y su toxicidad depende de la forma química en la que se encuentre. El ser humano está expuesto fundamentalmente a través de la dieta tras la ingestión de pescado, mayoritariamente el atún y pez espada, fuentes principales de metilmercurio, especie propensa a bioacumularse a lo largo de la cadena trófica llegando a provocar desórdenes en el sistema nervioso central, provocando incluso la muerte. El arsénico es un metaloide donde sus compuestos inorgánicos presentan mayor toxicidad. La contaminación de arsénico en agua y suelos supone un problema que afecta a millones de personas en Asia y en Perú. El cadmio como el mercurio, es un elemento con gran tendencia a bioacumularse en la cadena trófica, relacionándose con el cáncer de pulmón, próstata o renal. La exposición puede ser a través de la dieta o por inhalación de vapores, los fumadores incrementan esta exposición en un 50%. La plata nos lo podemos encontrar en multitud de aplicaciones, principalmente en la energía solar, en el campo de la fotografía y en las medicinas. Una exposición elevada provoca argiria en la piel u ojos. Existen otros contaminantes, los emergentes, que son aquellos que debido a un aumento de las aplicaciones nanotecnológicas y del uso de nanopartículas, nos los podemos encontrar en el medio ambiente y sus efectos aun no están definidos, siendo actualmente objeto de estudio, como las nanopartículas de QDs,. La toxicidad de estos QDs depende del recubrimiento de la nanopartícula, del tamaño y la carga. Para contribuir con la disminución de la contaminación, esta tesis ha abordado esta problemática desde dos enfoques. Por un lado se han desarrollado materiales poliméricos con alta especificidad y selectividad hacia el mercurio y sus especies. Sus aplicaciones dependen de la fortaleza de los enlaces establecidos entre el mercurio y sus especies y las cadenas del polímero. De este modo, uno de los materiales puede presentarse cómo un posible sistema de filtración para la retención de mercurio en zonas contaminadas, o como medido paliativo colocándose a la salida de los dispositivos de vertido. El otro material se plantea como una alternativa a las técnicas cromatográficas tradicionales, ya que tiene la capacidad de extraer secuencialmente en etapas diferentes ambas especies. Por otro lado se han aplicado organismos modelos vivos: Arabidopsis thaliana y el Danio reiro, para estudiar el efecto que estos metales y metaloides provocan en los seres vivos y comprender los distintos mecanismos de destoxificación o rutas de bioacumulación. En el caso de Arabidopsis t. se han realizado estudios con plantas transgénicas para aumentar la tolerancia al arsénico y su capacidad de reducción. Buscando la obtención de plantas hiperacumuladoras para este elemento, captando el arsénico disponible del suelo, reduciendo sus niveles y haciéndolo más accesible para el cultivo. El pez cebra ha sido expuesto a una mezcla de arsénico, cadmio, plata y mercurio para estudiar su comportamiento conjunto, comparándolos con estudios previos individualizados. También fue expuesto a nanopartículas de QDs, estudiando la acumulación del cadmio cuando se encuentra en el medio en forma de cadmio libre o en forma de nanopartícula.