La contaminación atmosférica por partículas (PM) representa una amenaza significativa para la salud humana, vinculada a millones de muertes anuales y a una variedad de enfermedades. La investigación se ha centrado en los componentes reactivos dentro de estas partículas, conocidos como radicales de oxígeno, que se cree que dañan las células y desencadenan la inflamación. Sin embargo, los métodos de medición actuales, que implican el análisis de partículas recogidas en filtros durante días o semanas, pueden subestimar significativamente las cantidades de estas sustancias nocivas presentes.

La omnipresente contaminación atmosférica por partículas en suspensión representa una amenaza significativa para la salud humana, contribuyendo a una amplia gama de enfermedades debilitantes. Desde dolencias respiratorias crónicas hasta complicaciones cardiovasculares, diabetes e incluso demencia, las consecuencias para la salud son de gran alcance y severas. La Organización Mundial de la Salud subraya la gravedad de este problema, estimando que más de seis millones de muertes anuales son atribuibles a una mayor exposición a estas partículas microscópicas. La complejidad de la materia particulada, que se origina en diversas fuentes antropogénicas y naturales, hace que la comprensión de su impacto preciso en el cuerpo sea un área crítica de investigación en curso.

Un enfoque clave de esta investigación reside en la identificación de los componentes particularmente reactivos dentro de la materia particulada, conocidos por los expertos como radicales de oxígeno o especies reactivas de oxígeno. Estos compuestos altamente inestables poseen la capacidad de oxidar biomoléculas vitales tanto dentro como en la superficie de las células que recubren el tracto respiratorio. Este daño oxidativo puede desencadenar respuestas inflamatorias que no solo afectan a los pulmones, sino que también pueden tener impactos sistémicos en todo el cuerpo. Por lo tanto, comprender el comportamiento y la concentración de estas especies reactivas es primordial para evaluar los verdaderos riesgos para la salud asociados con la contaminación del aire.

Históricamente, el análisis de la materia particulada se ha basado en la recolección de muestras en filtros, a menudo seguido de un retraso significativo de días o incluso semanas antes del análisis de laboratorio. Sin embargo, como destaca el profesor de ciencias atmosféricas Markus Kalberer, este enfoque tradicional presenta un desafío fundamental. Dada la naturaleza altamente reactiva de los radicales que contienen oxígeno, interactúan fácilmente con otras moléculas y se degradan con el tiempo. Por lo tanto, analizar las muestras después de un retraso considerable conduce inevitablemente a una subestimación de su verdadera concentración en el momento de la recolección. Esta limitación inherente a los métodos anteriores ha sesgado potencialmente nuestra comprensión de la proporción real de sustancias nocivas presentes en la materia particulada.

En respuesta a este desafío, un equipo del Departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad de Basilea ha desarrollado un nuevo método innovador para medir la materia particulada en tiempo casi real. Este enfoque innovador implica la recolección directa de partículas del aire y su introducción en un medio líquido que contiene productos químicos específicos. Dentro de esta solución, los radicales de oxígeno reaccionan, produciendo señales de fluorescencia cuantificables que se pueden medir en segundos. Este análisis directo y rápido elude los problemas asociados con las mediciones retrasadas y ofrece una instantánea más precisa de los componentes reactivos presentes en el aire.

Los hallazgos de las mediciones realizadas con este nuevo método son sorprendentes y revelan una discrepancia significativa en comparación con los análisis anteriores basados en filtros. Los nuevos datos indican que una proporción sustancial de radicales de oxígeno, que oscila entre el 60% y un alarmante 99%, desaparece en cuestión de minutos u horas. Esta rápida degradación significa que los análisis anteriores basados en la deposición en filtros proporcionaron una imagen significativamente distorsionada de los niveles reales de estas sustancias nocivas. Además, el profesor Kalberer enfatiza que, debido a que el error de medición en el análisis retrasado no es consistente, no es posible extrapolar simplemente de los resultados anteriores basados en filtros para determinar las verdaderas concentraciones. En consecuencia, la proporción real de sustancias nocivas en la materia particulada es demostrablemente mayor de lo que se suponía anteriormente.

El desarrollo de este innovador instrumento de medición en tiempo real presentó su propio conjunto de desafíos. Según el investigador atmosférico, el principal obstáculo fue crear un dispositivo capaz de realizar análisis químicos de forma autónoma y continua en condiciones estables, no solo en un entorno de laboratorio controlado, sino también durante las mediciones de campo en una amplia gama de ubicaciones. Asegurar la robustez y confiabilidad del instrumento en diversos entornos fue crucial para obtener datos precisos y representativos sobre la composición de la materia particulada en el mundo real.

Análisis de laboratorio adicionales utilizando células epiteliales de los pulmones proporcionaron evidencia convincente que respalda la importancia de medir con precisión estos componentes de corta duración y altamente reactivos. Estos estudios demostraron que el impacto inmediato de estas especies reactivas transitorias difiere significativamente de los efectos observados con las partículas analizadas utilizando los métodos anteriores y retrasados. Específicamente, los componentes reactivos de corta duración en las partículas desencadenaron respuestas inflamatorias diferentes y, lo que es más importante, más fuertes en las células pulmonares. Este hallazgo subraya la necesidad crítica de evaluar la reactividad inmediata de la materia particulada para comprender completamente su impacto biológico.

De cara al futuro, los investigadores planean desarrollar aún más el instrumento de medición para obtener conocimientos aún más profundos sobre la compleja composición y los efectos de la materia particulada. Como explica Kalberer, mejorar la precisión y confiabilidad de la medición de la proporción de componentes altamente reactivos y dañinos es un paso crucial. Con datos más precisos sobre la presencia y el comportamiento de estas sustancias, será posible desarrollar e implementar medidas de protección más efectivas contra los efectos perjudiciales para la salud de la contaminación del aire, contribuyendo en última instancia a la mejora de los resultados de la salud pública.

Investigación reciente de la Universidad de Basilea revela que mediciones previas subestimaron significativamente la proporción de sustancias nocivas en partículas debido a la rápida degradación de componentes reactivos como los radicales de oxígeno. Un nuevo método de medición en tiempo real muestra que estos componentes desaparecen en minutos u horas, desencadenando respuestas inflamatorias más fuertes que las partículas analizadas anteriormente. Este hallazgo subraya la necesidad urgente de una monitorización de la calidad del aire más precisa y medidas de protección para mitigar los riesgos para la salud asociados a la contaminación por partículas.