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Protección solar y biomimesis

Acaba el verano en el hemisferio norte al menos y de nuevo tórridos meses de calor en España con necesidad de sombra, hidratación y protección. Una vez mas cifras de record a lo largo del planeta con temperaturas extremas en Glasgow, Montreal o el sur de California y con un dato histórico en la costa de Omán donde los 43 ºC permanecieron mas de 24 horas continuadas. Nunca visto. La NASA nos informa que el 2018 (a 3 meses para el 2019) será el 4º mas alto en temperaturas desde la década de 1880. Los 3 años precedentes a este lideran este nefasto hito donde las consecuencias ya bien conocidas (o no?) de esta anomalía climática tiene implicaciones directas en nuestra salud debido al aumento de las radiaciones solares.

Es bien sabido (o no?) que la radiación ultravioleta (UV) presenta 3 rangos o longitudes de onda A, B y C que oscilan entre los 400 y los 100 nanometros (nm). Nuestra dañada atmósfera continua bloqueando por fortuna toda la UV-C, la mas corta y gran parte de la UV-B. La mas dañina es la UV-A y parte de la UV-B (280-400nm), que penetran en nuestra células epiteliales mientras nos “torramos” tumbados en la playas o piscinas. Ya sabemos que cada año se registran mas de 132.000 casos de melanoma y entre 2-3 millones de otros tipos de cáncer según la OMS.

un día soleado cualquiera y como los rayou UV actúan en los organismos.

El cáncer de piel es la forma mas común de cáncer en países como EEUU siendo el melanoma su forma mas peligrosa con mas de 10.000 muertes anuales. El melanoma daña el ADN de las células epiteliales provocando mutaciones que se proliferan en la formación de tumores malignos. Para evitar estos problemas empleamos desde hace décadas protectores solares de 3 tipos: filtros químicos, filtros físicos o una mezcla de ambas. Los protectores químicos emplean moléculas orgánicas que absorben los UV dañinos disipándolos en forma de calor. El protector físico, dispersa la luz mediante minerales inorgánicos como el dióxido de titanio. Esos productos mantienen un sector que mueve solo en los EEUU cerca de 2.000 millones de dólares. Pero las cremas solares tiene sustancias no deseables que sabemos (o no?) desde hace años pero que recientemente hemos constatado de un modo holístico. Sustancias como la oxibenzona o benzofenona y parece encontrarse en la practica totalidad de estas cremas. Estas sustancias son también dañinas para los organismos marinos pues no son biodegradables y permanecen de un modo persistente en los ecosistemas. Además son lipofílicas (que se combinan con la grasa de los tejodos) y por tanto se acumulan en peces, mamíferos como los delfines y en aves. Ahora además sabemos que interrumpen la simbiosis en los arrecifes de coral afectando a las algas y a la propia estructura calcárea. Esto puede resultar crítico debido a los colosales servicios ecosistemicos proporcionados por los arrecifes, entre los que se encuentran, por ejemplo dar refugio a 1/4 de las pesquerías y otra fauna marina. Nada vaya…

primeros diseños publicitarios de protección solar en los años 50

Los corales son organismos especiales. Son un ejemplo simbiótico mágico entre un alga y un antozoo, un invertebrado del filum Cnidario al que pertenecen las medusas, anémonas y otros hidroideos. Este proporciona sustrato mediante carbonato calcico, limo que actúa como cemento para el alga y esta mediante la fotosíntesis la energía que necesitan.  Las algas conocidas como zooxantelas otorgan los azúcares necesarios para el combustible del coral (hasta un 90%!). Los nitratos y fosfatos de los residuos del coral completan el ecosistema de esta relación que mediante la transformación de la energía solar se transforma en una genial construcción masiva bajo el agua. Esta estrategia funciona desde hace millones de años como lo demuestra la Gran Barrera de Coral Australiana visible desde el espacio.

Exoesqueletos de dinoflagelados 

Pero los corales son muy sensibles a los cambios ambientales. Apenas variaciones en las temperaturas, la salinidad, la luz o el nitrógeno pueden ocasionar daños irreversibles. Se estima que para las próximas 2 décadas el 90% de estos ecosistemas, verdaderos bosques marinos, estarán en riesgo. El imperativo cambio hacia un modelo de energía renovables reducirá este alarmante riesgo. El blnqueamiento o la acidificación coralina no parecen ser ya sus únicos problemas…

Pero el asunto va mas allá. Recientemente el estado de Hawaii va a prohibir el empleo de las cremas solares que contengan oxibenzona y octixonatos pues tienen evidencias del daño causado a estos y otros organismos marinos. Ironicamente estos amenazados seres parecen tener la llave para paliar los efectos de las sustancias nocivas de las cremas. Los dinoflagelados y otros habitantes marinos producen micosporinas, una especie de aminoacidos en sus exoesqueletos que neutralizan los rayos solares a modo de fotoprotectores. Se conocen una treintena de estos compuestos y prometen ser comercialmente aplicables como alternativas a los peligrosos residuos de las cremas. Son eficaces a espectros entre 310-362 nm de UVA-A y UVA-B, tienen un bajo peso molecular, son hidrosolubles y no se descomponen bajo la luz o el calor y además son antioxidantes.

Hawaii pionera en legislar, comunicar y denunciar la problematica de las cremas solares. 

Se continúan las investigaciones pero todo parece indicar que o se recolecta el material desde el océano (bioutilización), o se cultivan en laboratorio (bioasistencia) o se desarrolla una síntesis completa de los compuestos (biomimesis). La compañia francesa Gelyma comercializa ya Helionori® con contenido en micosporinas procedentes del alga roja Porpyra umbilicalis. La Naturaleza no para de sorprendernos y mientras evoluciona antes los cambios, siempre lo han hecho, y quien sabe si además nos podrán ayudar a ayudarles en el frágil y vasto océano. Ojalá que así sea.

 

Porpyra umbilicalis y la empresa Gelyma que comienza a inspirarse en la fotocaptura biomimética

Amplía este artículo en la maravillosa publicación donde colaboro el Zygote Quarterly Journal 

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