En regiones donde el suministro de agua dulce es limitado, los agricultores a veces recurren al uso de aguas residuales tratadas para irrigar sus cultivos. Si bien esta práctica ayuda a conservar los escasos recursos hídricos, ha generado preocupación entre los reguladores y los consumidores. Las aguas residuales pueden contener trazas de diversas sustancias, incluidos medicamentos psicoactivos utilizados comúnmente para tratar afecciones de salud mental.
Una nueva investigación de la Universidad Johns Hopkins sugiere que ciertos cultivos –tomates, zanahorias y lechugas– tienden a almacenar estos químicos principalmente en sus hojas. Este hallazgo podría ser tranquilizador para quienes consumen tomates y zanahorias, ya que las partes que normalmente se consumen son el fruto y las raíces, respectivamente, y no las hojas.
El estudio, publicado en la revista Environmental Science and Technology, forma parte de un esfuerzo más amplio para comprender la seguridad de irrigar cultivos con aguas residuales municipales, que en la mayoría de los casos ya han sido procesadas en plantas de tratamiento. “Las prácticas agrícolas demandan una gran cantidad de recursos de agua dulce. Con lluvias limitadas y sequías que amenazan el suministro mundial de agua, nos enfrentamos a un futuro con escasez que solo podría resolverse reutilizando aguas residuales tratadas”, explicó Daniella Sanchez, estudiante de doctorado en la Universidad Johns Hopkins y autora principal del estudio. “Para continuar utilizando aguas residuales de forma segura, necesitamos una comprensión más sofisticada de cómo las especies de cultivos metabolizan o descomponen los agentes presentes en el agua.”
La investigación se centró en cuatro productos farmacéuticos psicoactivos detectados con frecuencia en aguas residuales tratadas: carbamazepina, lamotrigina, amitriptilina y fluoxetina. Estos medicamentos se prescriben para tratar afecciones como la depresión, el trastorno bipolar y las convulsiones.
Para estudiar cómo las plantas interactúan con estos fármacos, los investigadores cultivaron tomates, zanahorias y lechugas en una cámara con temperatura controlada. Las plantas fueron suministradas con una solución nutritiva compuesta por agua ultrapura, sales, nutrientes y uno de los medicamentos durante un período de hasta 45 días.
Posteriormente, los científicos recolectaron muestras de diferentes partes de cada planta. Mediante análisis químicos avanzados, investigaron cómo los medicamentos eran absorbidos por las plantas, qué subproductos se formaban al procesarlos y dónde terminaban esas sustancias dentro de los tejidos vegetales.
El análisis reveló que los productos farmacéuticos y sus productos de descomposición se acumularon principalmente en las hojas. Las hojas de tomate contenían más de 200 veces la concentración de estos compuestos en comparación con los frutos de tomate. En las zanahorias, las hojas tenían aproximadamente siete veces los niveles encontrados en las raíces comestibles.
Los investigadores enfatizaron que estas mediciones no deben interpretarse como una advertencia de salud. En cambio, los resultados proporcionan una imagen más clara de cómo las plantas distribuyen los compuestos químicos que ingresan a través del agua de riego.
Según los investigadores, la forma en que el agua fluye a través de las plantas probablemente ayude a explicar este patrón. El agua transporta nutrientes y otras moléculas a lo largo de la planta, moviéndose hacia arriba desde las raíces a través del tallo y hacia las hojas. Los compuestos farmacéuticos viajan junto con este flujo. Cuando el agua llega a las hojas, se evapora a través de pequeñas aberturas conocidas como estomas. A medida que el agua se escapa, los compuestos farmacéuticos restantes quedan atrás en el tejido de la hoja.
“Las plantas no tienen un mecanismo bien desarrollado para excretar estos compuestos farmacéuticos. No pueden deshacerse fácilmente de los desechos, como lo hacemos los humanos”, señaló Sanchez.
Debido a que las plantas no pueden eliminar fácilmente estas sustancias, los compuestos tienden a permanecer dentro de sus tejidos. Algunos se incrustan en las paredes celulares de las hojas, mientras que otros se colocan en estructuras llamadas vacuolas, que actúan como compartimentos de almacenamiento que contienen materiales no deseados dentro de las células.
Con el tiempo, estos productos farmacéuticos y sus subproductos pueden acumularse en el tejido vegetal, ya que no existe una forma eficiente para que la planta los elimine.
El estudio también encontró que las plantas manejan diferentes fármacos de diferentes maneras. Por ejemplo, la medicación para la epilepsia lamotrigina y sus subproductos aparecieron en niveles relativamente bajos en todos los tejidos vegetales. La carbamazepina mostró un patrón diferente, acumulándose en concentraciones más altas en toda la planta, incluidas las raíces de zanahoria comestibles, los frutos de tomate y las hojas de lechuga. Si los reguladores eventualmente examinan los posibles riesgos para la salud, identificar qué medicamentos tienden a acumularse en las partes comestibles de las plantas podría ayudar a guiar esas evaluaciones.
“El hecho de que estos medicamentos se encuentren comúnmente en las aguas residuales tratadas no significa que tengan un impacto significativo en la planta o en el consumidor”, dijo Carsten Prasse, coautor del estudio y profesor asociado de salud ambiental e ingeniería en Johns Hopkins, quien estudia contaminantes ambientales y aguas residuales.
Prasse agregó que estudios como este resaltan la importancia de examinar no solo los productos farmacéuticos originales, sino también los subproductos que se forman cuando las plantas los procesan. “Esperamos que esta investigación ayude a identificar qué compuestos deben evaluarse con más detalle para respaldar posibles regulaciones futuras”, concluyó Prasse.
