por la Universidad de Michigan
ANN ARBOR, Mich.- Los motores diesel emiten al aire incontables nanopartículas de carbono que escapan tanto a las regulaciones del gobierno como a los fi ltros de los vehículos. Un nuevo simulacro hecho en la Universidad de Michigan muestra que estas nanopartículas pueden quedar atrapadas en los pulmones e inhiben el trabajo de un fl uido que facilita la respiración.
El surfactante pulmonar, un líquido hecho de proteínas y lípidos, impide que los pulmones colapsen y ayuda a transportar las partículas foráneas a fluidos que serán expulsados en el estornudo. Sin embargo las nanopartículas de carbono no llegaron a ese fluido en los simulacros de la U. M. En cambio quedaron atrapadas en el surfactante cuando las moléculas grasosas de lípidos envolvieron sus colas alrededor de las nanopartículas y adentro de sus cavidades centrales.
“La presencia de la nanopartículas puede perjudicar la función del surfactante pulmonar afectando la interacción entre los lípidos y el péptido”, dijo Angela Violi, profesora asistente en la Escuela de Ingeniería. Violi presentará sus conclusiones en la reunión de la Sociedad Química Estadounidense el 20 de agosto. Un péptido es una porción de una proteína.
Ésta es la primera vez que los investigadores han demostrado como esas nanopartículas pueden quedar atrapadas en los pulmones y cómo afectan el comportamiento del surfactante. Otros estudios han mostrado que una acumulación de nanopartículas en los pulmones puede conducir a la infl amación, la formación de coágulos sanguíneos y cambios en los ritmos respiratorio y cardíaco.
“Hay cada vez más pruebas de que las partículas muy pequeñas tienen sobre la salud un impacto más negativo que las partículas mayores”, dijo Violi. “Las nanopartículas emitidas por los motores diesel y otras fuentes de combustión son un motivo de preocupación para la salud tanto por su tamaño como por los cancerígenos con los cuales están asociadas. Este problema se exacerba por el hecho de que actualmente no hay un control regulatorio eficaz de estas nanopartículas”.
Las actuales normas estadounidenses y europeas sobre las emisiones de diesel se refieren al tamaño de las partículas. Se aplican a partículas de 2,5 micrones o más grandes. (Un micrón es una milésima de 1 milímetro).
Y eso es todavía tres órdenes de magnitud más grande que las nanopartículas . (Un nanometro es la millonésima parte de un milímetro. Las nanopartículas de carbono son apenas 0,1 a 1,5 por ciento de la masa total de partículas que emiten los motores dicen, pero cuando uno observa el número de partículas, las nanopartículas componen entre 35 por ciento y 97 por ciento de las emisiones, dependiendo del tráfico.
“Con los filtros en los automóviles, se puede detener el hollín, pero no se pueden detener estas nanopartículas de carbono que son las más peligrosas para los humanos”, dijo Violi. “Los humanos pueden detener las partículas de hollín, que son más grandes, en la nariz o en la garganta”.
El modelo en computadora que Violi creyó para llevar a cabo este simulacro también puede predecir la forma en que se quemarán varios materiales combustibles, qué nanopartículas se producirán, que forma tendrán esas nanopartículas y cómo pueden afectar a los pulmones. Esta herramienta podría ser útil para calcular las emisiones de los biocombustibles, señaló Violi “Podría acercarnos a la meta de hacer la ingeniería de las moléculas de biocombustibles para reducir las emisiones”, indicó Violi. Es concebible que los ingenieros puedan modificar genéticamente una planta para que su combustión sea más limpia, añadió. Viola también se referirá a estas aplicaciones en su disertación ante la Sociedad Química Estadounidense.
Violi es profesora asistente en los departamentos de Ingeniería Mecánica, Ingeniería Química e Ingeniería Biomédica.
Su disertación lleva el título de “Lipid membranea uptake of carbonaceous nanoparticles from combustión sources”, y la presentará el 20 de agosto de 2008, a la hora 1:30 p.m. en la reunión de otoño de la Sociedad Química Estadounidense en Philadelphia. Un artículo relacionado con esta investigación, titulado “Molecular Dynamics Simulation Study of a Pulmonary Surfactan Film Interacting with a Carbonaceous Nanoparticle” se publicará en la edición del 15 de octubre de la revista Biophysical Journal.
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