Informe del Comité Científico de la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) en relación al uso de la nanotecnología en la industria alimentaria

revista del comité científico nº 11 29 Resumen Dado el actual potencial de las aplicaciones de la nanotecnología en la industria alimentaria, este informe hace referencia al uso de los nanomateriales producidos de forma intencionada en el laboratorio o a nivel industrial y denominados manufacturados ( engineered nanomaterials , ENM), que se introducirán deliberadamente en la cadena alimentaria y, por tanto, pueden ser consumidos. Existe una gran variedad de ENM, destacando las nanopartículas, nanofibras, nanoemulsiones y nanoarcillas. En la industria alimentaria se han identificado tres grandes áreas en las que se considera que la nanotecnología puede contribuir de forma beneficiosa: la producción primaria, el procesado y el envasado de alimentos. Debido a su tamaño, los ENM presentan a menudo propiedades físicas y químicas únicas, las cuales difieren significativamente de las correspondientes al mismo material a mayor escala, lo que implica que no es posible inferir su toxicocinética y perfil de toxicidad por extrapolación a partir de datos de sus equivalentes no nanoestructurados. Estos estudios son imprescindibles para una correcta evaluación del riesgo, la cual se puede realizar mediante el modelo convencional, pero teniendo en cuenta las propiedades específicas de los ENM. Son muchas las limitaciones existentes para completar el proceso, destacando la necesidad de disponer de información sobre la caracterización de los ENM, la bioacumulación, los posibles efectos tóxicos tras su ingestión u absorción por otras vías, en particular de forma crónica, sus repercusiones a largo plazo en la salud pública, la aplicación de las técnicas analíticas adecuadas para este tipo de materiales, etc. Además, no se dispone de bases de datos con los ENM de uso en la actualidad y de los productos que los contienen. Por todo ello, se considera necesario el profundizar en todos estos aspectos con la finalidad de establecer una legislación específica que proteja al consumidor de los riesgos tóxicos derivados de la exposición a ENM. Número de referencia: AESAN-2009-014 Documento aprobado por el Comité Científico en su sesión plenaria de 11 de noviembre de 2009 Grupo de Trabajo Ana Mª Cameán Fernández (Coordinadora) Juan Francisco Cacho Palomar Alberto Cepeda Sáez Rosaura Farré Rovira Mª Carmen Vidal Carou Ángeles Jos Gallego (consultora externa) Ricardo López Rodríguez (AESAN) Miembros del Comité Científico Andreu Palou Oliver, Juan José Badiola Díez, Arturo Anadón Navarro, Albert Bosch Navarro, Juan Francisco Cacho Palomar, Ana María Cameán Fernández, Alberto Cepeda Sáez, Lucas Domínguez Rodríguez, Rosaura Farré Rovira, Manuela Juárez Iglesias, Francisco Martín Bermudo, Manuel Martín Esteban, Albert Más Barón, Teresa Ortega Hernández-Agero, Andrés Otero Carballeira, Perfecto Paseiro Losada, Daniel Ramón Vidal, Elías Rodríguez Ferri, Mª Carmen Vidal Carou, Gonzalo Zurera Cosano Secretario Jesús Campos Amado Informe del Comité Científico de la Agencia Española de Segu - ridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) en relación al uso de la na - no tecnología en la industria alimentaria revista del comité científico nº 11 30 Palabras clave Nanotecnologías, nanociencias, nanomateriales, industria alimentaria, toxicidad, exposición, evaluación de riesgos. Report of the Scientific Committee of the Spanish Agency for Food Safety and Nutrition (AESAN) in relation with the use of nanotechnology in the food industry. Abstract In view of the current potential for the application of nanotechnology in the food industry, this report refers to the use of nanomaterials deliberately produced in the laboratory or at an industrial level and known as “engineered nanomaterials” (ENM) for their intentional introduction into the food chain and, therefore, potentially consumed. There is already a great variety of ENM, in particular nanoparticles, nanofibres, nanoemulsions and nanoclays. In the food industry, three main areas have been identified as having potential for nanotechnology to make a positive contribution: primary production, processing and food packaging. Due to their size, ENM often present unique physical and chemical properties, significantly different from those corresponding to the same material at a larger scale, implying that it is not possible to infer their toxicokinetics and toxicity profile by extrapolation from data on their non-nanostructured equivalents. These studies are essential for a correct risk assessment, which can be done using the conventional model, but bearing in mind the specific properties of the ENM. There are many limitations on the completion of the process, particularly the need to have information available about the characterization of the ENM, their bioaccumulation, the possible toxic effects after intake or absorption through other routes, in particular chronically, their long-term repercussions on public health, the application of adequate analytical techniques for this kind of material, etc. In addition, there are no databases with information on ENM in current use or the products containing them. For all these reasons, it is considered necessary to go deeper into all these aspects in order to establish specific legislation to protect consumers from the toxic risks derived from exposure to ENM. Key words Nanotechnologies, nanosciences, nanomaterials, food industry, toxicity, exposure, risk assessment. revista del comité científico nº 11 31 Introducción. Clasificación nanomateriales La aplicación de la nanotecnología ha sido objeto de un amplio desarrollo principalmente en sectores como las telecomunicaciones, automoción, medicina, industria aeroespacial, etc., y en la actualidad se potencia su uso en la industria alimentaria (FSAI, 2008) (Uriarte y Bald, 2008). Una de las definiciones de nanotecnología más ampliamente utilizadas es la adoptada por la Royal Society and the Royal Academy of Engineering (2004), la cual la define como el diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas controlando el tamaño y la forma a escala nanométrica. En este mismo sentido, también ha sido definida por la International Standard Orga - nization (ISO) como la comprensión y dominio de la materia y procesos a nanoescala, normalmente, pero no de forma exclusiva, por debajo de los 100 nanómetros en una o más dimensiones (ISO, 2008). En lo que respecta a los nanomateriales, las definiciones hacen referencia a la síntesis o uso de nanomateriales producidos de forma intencional en el laboratorio o a nivel industrial y denominados manufacturados ( engineered nanomaterials , ENM), que en el caso concreto que nos ocupa, se introducirán deliberadamente en la cadena alimentaria (alimentos, piensos) y, por tanto, pueden ser ingeridos. Este informe se refiere a materiales en contacto con los alimentos, ingredientes y aditivos, fertilizantes y plaguicidas, etc., sin incluir los presentes de forma natural (partículas biológicas, partículas procedentes de incendios forestales, etc.) ni los producidos de forma no intencionada (EFSA, 2009) (Thomas y Sayre, 2005). Debido a su tamaño, estos nanomateriales presentan a menudo propiedades físicas y químicas únicas, las cuales difieren significativamente de las habituales a mayor escala. Entre dichas propiedades destacan algunas como el incremento de la actividad óptica y eléctrica, las mejoras en las propiedades magnéticas o en la integridad estructural y, en especial, una elevada reactividad como consecuencia de su gran superficie de contacto. En este sentido, el uso de la nanotecnología puede dar lugar a nuevos intermediarios químicos reactivos en los procesos industriales (Thomas y Sayre, 2005) (INFOSAN, 2008), siendo por tanto previsible un aumento de la exposición humana a los mismos. En relación con la industria alimentaria, dentro de la nanotecnología se distinguen por su relevancia las nanopartículas, nanofibras, nanoemulsiones y nanoarcillas (FSAI, 2008): • Nanopartículas. Se clasifican en orgánicas o inorgánicas, en función de sus características químicas, su capacidad para transportar diferentes ingredientes y para reaccionar frente a diferentes condiciones medioambientales. Muchas de las nanopartículas inorgánicas son modificaciones de aditivos alimentarios como, por ejemplo, el dióxido de titanio, colorante alimentario que puede utilizarse como barrera de protección en el envasado de alimentos, o las nanopartículas de plata utilizadas como agentes antimicrobianos en los paneles de los frigoríficos, en los recipientes de almacenamiento, líneas de envasado y otras superficies destinadas a entrar en contacto con los alimentos. Las nanopartículas orgánicas se emplean principalmente para mejorar el valor nutritivo de los alimentos, utilizándose como vehículo para la liberación de vitaminas y otros nutrientes (nanocápsulas). • Nanofibras. Se caracterizan por tener un diámetro de unos 5 nm y longitudes superiores a 15 µm. En el sector agroalimentario se utilizan como agentes espesantes. Muchas proteínas globulares (␣-lactoalbúmina, ß-lactoglobulina, etc.) pueden dar lugar a nanofibras cuando se tratan con temperaturas elevadas a bajo pH. revista del comité científico nº 11 32 • Nanoemulsiones. Se caracterizan por su pequeño tamaño (50-500 nm) y mono dispersibilidad lo que da lugar a que sus propiedades reológicas, microestructurales y estabilidad termodinámica difieran significativamente de las encontradas en emulsiones obtenidas mediante técnicas estándar. Se utilizan en el encapsulamiento de algunos componentes activos de alimentos funcionales (Weiss et al., 2006), estabilización de ingredientes biológicamente activos o para aumentar la viscosidad a menores concentraciones de la fase oleosa. • Nanoarcillas. Se utilizan en botellas de plástico, cartones y films para el envasado de alimentos, ya que crean barreras impermeables frente a diversos gases como el oxígeno y el dióxido de carbono. Además, permiten obtener plásticos más finos, ligeros, fuertes y resistentes al calentamiento. Las nuevas propiedades fisicoquímicas que presentan los ENM hacen que no sea posible inferir su toxicocinética y perfil de toxicidad por extrapolación a partir de datos de sus equivalentes no nanoestructurados (EFSA, 2009). Su estudio, que se encuentra en desarrollo, es imprescindible para una correcta evaluación del riesgo, dadas las múltiples incertidumbres existentes como por ejemplo la caracterización de los ENM, realización de ensayos de toxicidad a largo plazo, métodos de determinación, datos reales de exposición humana y de animales, etiquetado que informe al consumidor de su presencia en alimentos, etc. Actualmente, no se dispone de legislación específica para la nanotecnología y los ENM. Por otro lado, la opinión que tiene el consumidor de algunos países miembros de la Unión Europea (UE) sobre el uso de la nanotecnología en alimentos no es favorable, manifestando los consumidores su interés por una mayor información sobre la presencia de ENM en los alimentos y la necesidad de evaluar su seguridad antes de su puesta en el mercado (BfR, 2008). Aplicaciones en la industria alimentaria Las aplicaciones de la nanotecnología en la agricultura y la industria alimentaria son relativamente recientes, si se compara con otras áreas. No obstante, cabe prever que los avances en el campo de la nanotecnología incidirán en mayor o menor medida en dicha industria. La mayoría de productos alimenticios contienen de forma natural partículas del orden de nanómetros, como por ejemplo proteínas (estructuras globulares de 1-10 nm) o polisacáridos y lípidos polímeros lineales con espesores inferiores a un nanómetro (INFOSAN, 2008). Según los datos que proporciona el ObservatoryNANO (2009), en la actualidad existen en el mundo más de 400 empresas cuyas investigaciones se centran en el área de la nanotecnología, siendo además esperable que dicho número supere el millar en los próximos 10 años. Por países destacan los EE UU, seguido de Japón y la Unión Europea. En la producción de alimentos se han identificado cuatro grandes áreas que pueden beneficiarse de la nanotecnologia: el desarrollo de nuevos productos funcionales, el procesado de alimentos a micro y nanoescala, el desarrollo de productos y el diseño de instrumentos y métodos para mejorar la seguridad alimentaria y la bioseguridad. Se espera que las aplicaciones de la nanotecnología proporcionen beneficios al sector alimentario, entre ellos, un menor uso de grasas, nuevos sabores y texturas, así como mejoras en la absorción de nutrientes y en el envasado (ObservatoryNANO, 2009). En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos de las aplicaciones de la tecnología en el sector agroalimentario. revista del comité científico nº 11 33 Adaptado y modificado de: (ObservatoryNANO, 2009) (Sozer y Kokini, 2009) (FSAI, 2008) (Uriarte y Bald, 2008). No obstante, a pesar de estas múltiples aplicaciones potenciales, se destaca que a corto plazo el uso mayoritario de los nanomateriales se centra fundamentalmente en los materiales en contacto con los alimentos, mientras que a largo plazo el uso de la nanotecnología se dirige a la liberación controlada de ingredientes alimentarios o nutrientes nanoencapsulados (FSAI, 2008). Tabla 1. Ejemplos de apliaciones de la nanotecnología en la industria agroalimentaria Campo de aplicación Potenciales aplicaciones Detección de moléculas individuales para la determinación de interacciones enzima/sustrato. Incremento de la absorción de nutrientes por los vegetales. Nanocápsulas: liberación eficiente de pesticidas, fertilizantes, vacunas, etc. Nanosensores: monitorización de las condiciones del suelo y crecimiento de cultivos; detección de patógenos en animales y vegetales. Nanochips: mantenimiento de la identidad y rastreo. Nanopartículas: liberación de ADN en vegetales (ingeniería genética). Nanofibras de óxido de aluminio utilizadas en la filtración de aguas, o nanopartículas de lantano para la absorción de fosfatos. Nanocápsulas: mejora de la biodisponibilidad de compuestos activos estándar; de potenciadores del sabor, entre otros. Nanopartículas y nanotubos: agentes gelificantes y espesantes. Nanopartículas: fijación y eliminación selectiva de compuestos químicos o patógenos de los alimentos. Nanopartículas y nanoemulsiones: mejor biodisponibilidad y dispersión de nutrientes. Desarrollo de nanoestructuras de proteínas intrínsecas de los alimentos para su uso como nuevos ingredientes gelificantes o como encapsulantes. Desarrollo de sprays bioluminiscentes ó chips de DNA para detectar microorganismos patógenos. Anticuerpos unidos a nanopartículas fluorescentes para detectar compuestos químicos o patógenos vehiculados por alimentos. Nanosensores: biodegradables para la monitorización de la temperatura, tiempo y humedad. Nanosensores electroquímicos para detectar etileno. Nanofilms y nanoarcillas como barreras para proteger frente al deterioro y absorción de oxígeno. Recubrimientos de superficie con nanopartículas con propiedades antimicrobianas y antifúngicas. Films más ligeros, fuertes y resistentes a los tratamientos térmicos con nanopartículas de silicatos. Materiales poliméricos con permeabilidad selectiva a gases y vapor de agua, adaptables en función de las condiciones ambientales. Nanopolímeros conductores: permiten diseñar e integrar sensores o dispositivos impresos inteligentes en los envases. Producción primaria Procesado de alimentos Envasado de alimentos y materiales de contacto 1. Materiales en contacto con alimentos El uso de la nanotecnología en la fabricación de materiales en contacto con los alimentos permite desarrollar nuevos materiales dotados de propiedades antimicrobianas, barreras gas/UV, láminas reforzadas mecánicamente y frente a la temperatura, etc. Ello permite, a su vez, reducir el espesor y peso de los materiales utilizados manteniendo, o mejorando, sus propiedades. También permite el desarrollo de barreras poliméricas más flexibles, más resistentes y de mayor transparencia óptica con aplicaciones muy diversas (Wang et al., 2009), así como el desarrollo de recubrimientos que repelen la suciedad, mediante el uso de superficies hidrófobas formadas por nanopirámides de cera que repelen el agua, o el desarrollo de vidrios con partículas de dióxido de titanio que se activan por fotocatálisis desprendiendo la suciedad (Uriarte y Bald, 2008). Los nanosensores permitirán la detección de sustancias químicas contaminantes, virus y bacterias patógenas. Las investigaciones en este campo se centran básicamente en dos áreas: desarrollo de biosensores que permitan una rápida detección de contaminantes en los alimentos y su entorno; incorporación de nanosensores en los materiales para el envasado de alimentos con el objeto, por ejemplo, de detectar una alteración del alimento mediante el cambio de color en la superficie del citado material (FSAI, 2008) (INFOSAN, 2008). Respecto a los nanomateriales más usuales, se destaca el uso de nanopartículas de metales u óxidos metálicos y las nanoarcillas (ObservatoryNANO, 2009). Materiales en contacto con alimentos basados en nanopartículas de metales u óxidos de metales (ObservatoryNANO, 2009) • Nanopartículas de plata . Utilizadas para inhibir, hasta en un 90%, el crecimiento de microorganismos en los alimentos. • Nanopartículas de dióxido de titanio. Actúan como agentes antimicrobianos y se utilizan, principalmente, en los sistemas de filtración de frigoríficos y aspiradoras. Estos filtros permiten capturar y eliminar olores y bacterias de alrededor de 5 nm (99% de las partículas). • Nanopartículas de aluminio. Se usan esencialmente en los envases flexibles para alimentos, debido a su propiedad barrera frente a la humedad o frente a gases como el dióxido de carbono o el oxígeno. También proporcionan protección frente a la radicación ultravioleta. • Nanopartículas de óxido de zinc. Se caracterizan por sus propiedades antibacterianas y su estabilidad física, que les confieren una serie de ventajas frente a otros materiales utilizados, puesto que no requieren luz ultravioleta para su activación y no se decoloran con el transcurso del tiempo. Envasado de alimentos basado en compuestos de nanoarcillas (silicatos en capas) Las nanoarcillas son nanopartículas de silicatos en capas, cuya estructura se caracteriza por una morfología en forma de plaquetas. Estas plaquetas obligan a los gases a seguir una trayectoria sinuosa a través del polímero ralentizando así su transmisión. De esta forma, las nanoestructuras aumentan la trayectoria de difusión que las moléculas de los gases u otras sustancias penetrantes deben seguir, incrementando así la propiedad barrera del polímero. Dependiendo de su composición y de su morfología, las nanoarcillas se pueden clasificar en: bentonita, caolinita, hectorita, halloysita y montmorevista del comité científico nº 11 34 rillonita. Se pueden preparar films de polipropileno y polietileno conteniendo nanoarcillas (Pereira de Abreu et al., 2007). 2. Sistemas encapsulados de liberación controlada Algunos de los sistemas más destacados se basan en el empleo de nanoesferas hidrofóbicas sólidas, compuestas por una mezcla de materiales hidrofóbicos encapsulados en microesferas bioadhesivas sensibles a la humedad o al pH. Dichos sistemas, permiten aumentar la estabilidad y biodisponibilidad de un amplio número de nutrientes y otros ingredientes, controlar su liberación y prolongar el sabor en la boca. Para ello, el uso de nanomateriales permite incrementar la solubilidad de estos sistemas, dado que una baja solubilidad puede afectar al rendimiento y aplicabilidad de los mismos en varios sentidos: limitando la gama de formulaciones disponibles para un compuesto bioactivo y reduciendo su biodisponibilidad, puesto que una vez en el organismo no son solubles en la zona de acción, lo que disminuye su absorción y reduce por tanto la eficacia (ObservatoryNANO, 2009). Se han descrito, asimismo, otros sistemas basados en la utilización de nanoemulsiones, emulsiones bifásicas, micelas surfactantes, etc., cuyas potenciales funciones son enmascarar sabores desagradables de algunos compuestos activos o aumentar la absorción y biodisponibilidad de nutrientes transportándolos hasta el torrente sanguíneo (facilitando su paso por la pared intestinal). Como una aplicación futura, se destaca la posibilidad de que estos sistemas liberen sustancias (nutrientes, compuestos activos) en función de las condiciones fisiológicas de la persona que las ingiere (Observa tory - NANO, 2009) (Uriarte y Bald, 2008). Otro aspecto a tener en cuenta, a la hora de evaluar el impacto de la nanotecnología en la industria alimentaria, son las condiciones de almacenamiento y uso de dichos nanomateriales, puesto que algunas nanopartículas pueden utilizarse en productos alimenticios que deben almacenarse a baja temperatura y someterse, posteriormente, a un tratamiento térmico para su consumo, lo que puede afectar a la estabilidad de las nanopartículas en el alimento (FSAI, 2008). Evaluación del riesgo de los nanomateriales La evaluación de los potenciales riesgos de la nanotecnología para los consumidores mediante el modelo convencional (identificación del peligro, caracterización del peligro, evaluación de la exposición y caracterización del riesgo) se considera aceptable según diversos informes de expertos y Comités (SCENIHR, 2007) (SCPP, 2007) (FDA, 2007) (FSAI, 2008). No obstante, el Comité Científico de EFSA considera que el proceso de evaluación de nanomateriales específicos se encuentra en fase de desarrollo y que deben tenerse en cuenta propiedades específicas de los ENM, tales como su pequeño tamaño, gran superficie de contacto, paso a través de las membranas biológicas o sus interacciones con las matrices alimentarias, además de las comunes a sus equivalentes no nanoestructurados (EFSA, 2009). Son muchas las limitaciones existentes, destacándose la necesidad de disponer de información complementaria precisa sobre la bioacumulación y los posibles efectos tóxicos de la ingestión y/o inhalación de nanomateriales y sus repercusiones a largo plazo en la salud pública. Esto, a su vez, puede plantear nuevos retos en lo concerniente a la evaluación de la exposición, así como a la cuanrevista del comité científico nº 11 35 tificación de los mismos en el organismo o en matrices complejas (INFOSAN, 2008). Se incide, además, en que la metodología actual puede no ser adecuada para identificar los riesgos para los humanos, el medioambiente o el bienestar animal por lo que puede ser necesario revisar algunos ensayos de toxicidad y cerciorarse de que la información facilitada para determinar la inocuidad sea pertinente y predictiva (FSAI, 2008) (INFOSAN, 2008) (Uriarte y Bald, 2008). 1. Caracterización fisicoquímica y metodologías analíticas (físicas, químicas y biológicas) para la caracterización de nanoparticulas La primera etapa para una correcta evaluación del riesgo de los ENM es disponer de una adecuada identificación y caracterización de estos compuestos en los alimentos y piensos y en ello trabajan la OCDE y la ISO (EFSA, 2009). Se necesita disponer de información sobre la forma en que el material se ingiere, se absorbe y permanece, ya que si bien los ENM suelen encontrarse de forma aglomerada en los alimentos, dichos aglomerados pueden romperse en el propio alimento, el tracto gastrointestinal (GI) y los tejidos biológicos, además de interaccionar con biomoléculas (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, etc.). Si no se dispone de información adecuada, se asume que el ENM está presente en el tracto GI. Es imprescindible desarrollar metodologías analíticas adecuadas para la detección y cuantificación de los ENM. Se dispone de métodos para su determinación en alimentos, piensos y otras muestras biológicas, que generalmente consisten en la combinación de varias técnicas (EFSA, 2009). Existen métodos para analizar una determinada sustancia química en materiales concretos, pero muy a menudo no se puede establecer su presencia como nanoforma; sólo en casos excepcionales se puede detectar y medir un ENM específico. Recientemente se ha publicado una revisión de las diferentes técnicas disponibles para su determinación (Tiede et al., 2008). 2. Toxicocinética Los estudios de que se dispone actualmente a este respecto son limitados, centrándose mayoritariamente en metales, óxidos de metales y algunos polímeros degradados. En los escasos estudios disponibles, la cuantificación se ha realizado en base a la determinación del elemento en el ENM, sin confirmar que se conserva la nanoestructura (EFSA, 2009). Absorción en el tracto gastrointestinal Los nanomateriales pueden llegar al tracto GI por varias vías como son: la ingestión directa de los mismos en los alimentos y el agua, la administración terapéutica de nanomedicamentos o la inhalación. Los escasos estudios existentes sobre la absorción GI indican que, dependiendo del tamaño, las nanopartículas pueden pasar a través del tracto gastrointestinal y ser rápidamente excretadas o, por el contrario, son transportadas a través de la pared intestinal y entran en el torrente sanguíneo donde serán distribuidas a otros órganos (Oberdorster et al., 2005). Además, se ha establecido que, de forma general, las partículas pequeñas se absorben más rápida y fácilmente. Se señala, además, la posibilidad de que dichos materiales no estén presentes de forma libre en el lumen, e incluso puedan desaparecer total o parcialmente, debido a diversos procesos como reacciorevista del comité científico nº 11 36 nes con componentes del tracto GI, absorciones, aglomeraciones, interacciones con otros componentes de los alimentos, etc. No obstante, en el caso de las nanopartículas orgánicas de alto peso molecular (proteínas, grasas o carbohidratos) se desconoce si se produce una ruptura de las mismas a moléculas de menor peso molecular o si, por el contrario, llegan intactas al tracto gastrointestinal sin sufrir degradación alguna (EFSA, 2009) (FSAI, 2008). Las partículas pueden atravesar la pared intestinal por distintos procesos. El transporte de los nanomateriales a través del epitelio puede tener lugar por vía paracelular o transcelular, dependiendo de sus propiedades fisicoquímicas (tamaño, superficie, presencia o ausencia de otros ligandos, etc.) y de la fisiología del tracto intestinal (Bouwmeester et al., 2009). En condiciones fisiológicas normales, la vía paracelular es minoritaria y muy limitada (EFSA, 2009) (Des Rieux et al., 2006). En el caso de las nanopartículas inorgánicas insolubles (TiO2, oro, etc.) es predecible que, debido a su masa, sean más biodisponibles que sus micro o macroequivalentes (FSAI, 2008). Distribución La distribución, metabolismo y excreción también dependen de las características físico-químicas (solubilidad, tamaño y carga) de los nanomateriales tras su absorción, pueden ser transportados hasta el hígado vía portal o entrar en el sistema linfático el cual, a su vez, los depositará en el torrente sanguíneo a través del conducto torácico (EFSA, 2009). Los ENM pueden interaccionar de forma dinámica con las proteínas, lo que puede favorecer su entrada en las células y afectar, además, a la estructura terciaria y funcionalidad de las proteínas (EFSA, 2009). Aunque los datos disponibles sobre la distribución de estos nanomateriales son limitados, el hígado y el bazo son los principales órganos de distribución de los ENM metálicos. Sin embargo, para ciertos ENM, todos los órganos son posibles dianas. La distribución y metabolismo de los nanomateriales liposolubles es rápida y eficiente (FSAI, 2008). Los nanomateriales de menor tamaño se distribuyen más ampliamente en los tejidos que los de tamaños superiores. En este sentido, tras la administración oral a ratones de nanopartículas de oro de diversos tamaños, las de menor tamaño se encuentran en el hígado, riñón, bazo, sangre y médula, mientras que las de mayor tamaño permanecen preferentemente en el tracto GI (Bouwmeester et al., 2009). Los ENM pueden llegar al cerebro, según se ha comprobado tras la administración por vía oral de nanopartículas de oro (Hillyer y Albrech, 2001). Parece que ciertos nanomateriales pueden atravesar la placenta y no existe información sobre su transferencia a través de la leche (EFSA, 2009). Metabolismo Los estudios tras administración oral son muy escasos. No obstante, se ha indicado que el metabolismo de los nanomateriales depende, entre otros, de la composición química de su superficie. En el caso de los poliméricos se destaca la posibilidad de que puedan ser biodegradables, mientras que para los metales o sus óxidos se indica que su lenta disolución puede ser un factor importante en su metaborevista del comité científico nº 11 37 revista del comité científico nº 11 44 Chen, H., Meng, H., Xing, G., Chen, C., Zhao, Y., Ji, G., Wang, T., Yuan, H., Ye, C., Zhao, F., Chai, Z., Zhu, C., Fang, X., Ma, B. y Wan, L. (2006). Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo . 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