Los arrecifes de coral convierten los químicos de protección solar en una toxina que los mata

Los arrecifes de coral convierten los químicos de protección solar en una toxina que los mata

Las autoridades médicas han pasado años persuadiendo a las personas a usar protector solar para reducir su exposición a los rayos UV. Pero este esfuerzo tuvo algunos contratiempos, como ha ocurrido recientemente en muchos lugares. Prohibir el uso de protectores solares por los amantes de la playa. La prohibición entró en vigor después de que se descubriera que las aguas locales contenían altos niveles de algunas sustancias químicas que se encuentran en los protectores solares, que se han relacionado con la reducción de la salud de los arrecifes de coral cercanos.

Varios estudios han indicado que un componente de la protección solar, una sustancia química llamada oxibenzona, es la raíz del problema. Pero el mecanismo por el cual la oxibenzona puede dañar los corales no está claro. Sin esta comprensión, es difícil determinar qué protectores solares pueden representar un riesgo.

Ahora, investigadores de la Universidad de Stanford han identificado el problema. Los corales convierten la oxibenzona de un químico que puede absorber la luz ultravioleta sin causar daño a uno que destruye las moléculas biológicas después de estar expuesto a la luz ultravioleta. Y hay evidencia de que el blanqueamiento de los corales empeora las cosas, porque los corales son menos capaces de tolerar la exposición.

Esto no debería ser un problema

En lugar de trabajar con corales de crecimiento lento, los investigadores hicieron la mayor parte de su trabajo en su pariente evolutivo, la anémona. Y comenzaron simplemente afirmando que la oxibenzona también era un problema en estos organismos, al probar el crecimiento en diferentes condiciones. Las anémonas saludables que fueron expuestas al ciclo de luz día-noche que incluía luz ultravioleta crecieron bien. Pero agrega oxibenzona, y todas las anémonas tardan más de dos semanas en morir.

Sin embargo, curiosamente, la oxibenzona sin el ciclo día-noche no afectó la supervivencia de las anémonas. Se necesitó luz química y luz ultravioleta para matar a los animales. Este resultado es ilógico. Usamos oxibenzona como protector solar específicamente porque es capaz de disipar la energía de los rayos UV sin daño. Sin embargo, en estos animales, los rayos ultravioleta estaban convirtiendo el químico en un asesino.

Por lo tanto, los investigadores plantearon la hipótesis de que la oxibenzona no era el asesino. Muchas sustancias químicas, una vez dentro de las células, entran en contacto con enzimas que catalizan reacciones con ellas, lo que da como resultado una sustancia química asociada pero distinta. En algunos casos, esto se debe al uso de enzimas para desintoxicar un grupo de sustancias químicas relacionadas. En otros casos, es un accidente causado por dos químicos que se parecen bastante. Cualquiera que sea la causa, el químico que ingresa a las células puede no ser el químico que altera el comportamiento de las células (este suele ser el caso con las drogas).

Para ver si ese era el caso aquí, los investigadores expusieron anémonas a oxibenzona durante 18 horas, las molieron y buscaron sustancias químicas relacionadas en su contenido. Descubrieron que la mayor parte del químico terminó con glucosa adherida.

En los tubos de ensayo, la oxibenzona no participa en ninguna reacción que parezca dañar las biomoléculas. Pero una vez que se administra la glucosa, la luz ultravioleta impulsa la forma unida a la glucosa a un cambio químico de algunas biomoléculas. Lo hizo catalíticamente, lo que significa que nada de la glucosa oxibenzona se consumió en el proceso. Esto significa que causar un daño significativo no requiere mucho.

Se pone peor

Mientras buscaban derivados químicos de la oxibenzona, los investigadores notaron que la mayor parte de la sustancia no estaba en las células de la anémona. En cambio, se encuentra en microorganismos simbióticos asociados con las anémonas. Este resultado sugirió, hasta cierto punto, que la presencia de simbiontes protege a las anémonas de los efectos tóxicos de la oxibenzona modificada.

Para confirmarlo, recurrieron a un tipo de corales que pueden sufrir un proceso de blanqueamiento, lo que significa la pérdida de simbiontes microbianos. Cuando estaba presente, los simbiontes absorbían suficiente oxibenzona de glucosa para proteger completamente a los corales de cualquier efecto potencialmente letal de los rayos UV (de hecho, cualquier oxibenzona que permaneciera sin modificar probablemente proporcionaría cierta protección). Pero en una versión blanqueada del mismo coral, la glucosa oxibenzona vuelve a ser mortal. Este hallazgo aumenta el riesgo de que el protector solar sea particularmente peligroso después de un evento de blanqueamiento de corales.

Los investigadores sugieren que todo esto puede ser un accidente importante. La enzima que agrega glucosa a este químico puede haber evolucionado como una forma de hacer que las toxinas sean más solubles y, por lo tanto, más fáciles de eliminar. Y el hecho de que la oxibenzona sea excelente para absorber la luz ultravioleta la convierte en un excelente protector solar y es probable que use esa energía de manera desafortunada una vez que la haya modificado.

La buena noticia es que, ahora que hemos identificado el mecanismo en funcionamiento, tenemos más posibilidades de descubrir otras sustancias químicas que pueden causar problemas similares. Este conocimiento puede permitirnos diseñar protectores solares que tengan menos probabilidades de tener estos efectos secundarios inesperados.

Ciencia, 2022. DOI: 10.1126 / Ciencias. abn2600 (Acerca de los DOI).

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