El bisfenol S ( BPS ) es un compuesto orgánico con la fórmula (HOC 6 H 4 ) 2 SO 2 . Tiene dos grupos funcionales fenol a cada lado de un grupo sulfonilo . Se utiliza comúnmente para curar adhesivos de resina epoxi de secado rápido . Está clasificado como bisfenol y un análogo molecular cercano del bisfenol A (BPA). El BPS se diferencia del BPA por poseer un grupo sulfona (SO 2 ) como conector central de la molécula en lugar de un grupo dimetilmetileno (C(CH 3 ) 2 ) , que es el caso del bisfenol A.
El BPS se utiliza para curar colas epoxi de secado rápido y como inhibidor de la corrosión . También se utiliza comúnmente como reactivo en reacciones de polímeros .
El BPS se ha vuelto cada vez más común como componente básico de la polietersulfona y algunos epoxis, luego de la conciencia pública de que el BPA tiene propiedades que imitan al estrógeno y la creencia generalizada de que queda suficiente cantidad en los productos para ser peligroso. Sin embargo, el BPS puede tener efectos estrogénicos comparables a los del BPA. [3] BPS ahora se utiliza para una variedad de productos de consumo comunes. [4] [5] En algunos casos, BPS se utiliza cuando la prohibición legal del BPA permite que los productos (especialmente contenedores de plástico ) que contienen BPS sean etiquetados como "libres de BPA". [6] El BPS también tiene la ventaja de ser más estable al calor y a la luz que el BPA. [7]
Para cumplir con las restricciones y regulaciones sobre el BPA debido a su toxicidad confirmada, los fabricantes están reemplazando gradualmente el BPA con otros compuestos relacionados, principalmente bisfenol S, como sustitutos en aplicaciones industriales. [8]
El BPS también se utiliza como agente anticorrosivo en colas epoxi . Químicamente, el BPS se utiliza como reactivo en reacciones de polímeros. También se ha informado que el BPS se encuentra en alimentos enlatados, como las latas . [9]
En un estudio de 2015 que analizó BPS en una variedad de productos de papel en todo el mundo, se encontró BPS en el 100 % de los boletos, sobres de correo, tarjetas de embarque de aviones y etiquetas de equipaje de avión. En este estudio, se detectaron concentraciones muy altas de BPS en muestras de recibos térmicos recolectadas en ciudades de Estados Unidos, Japón, Corea y Vietnam. Las concentraciones de BPS eran grandes pero variaban mucho, desde unas pocas decenas de nanogramos por gramo hasta varios miligramos por gramo. Sin embargo, las concentraciones de BPS utilizadas en el papel térmico suelen ser inferiores en comparación con las de BPA. [10] Finalmente, el BPS puede ingresar al cuerpo humano a través de la absorción dérmica al manipular los billetes . [4]
Aunque no existe un vínculo directo establecido entre el BPS y la enfermedad cardíaca , se cree que el BPS puede funcionar mediante un mecanismo similar al BPA y podría causar toxicidad cardíaca. [11] En estudios con animales, se ha demostrado que el BPS dificulta la recuperación del IM , induce arritmias cardíacas y causa deformidades en el desarrollo cardíaco. Se informó que las ratas expuestas a dosis altas de BPS tenían un mayor riesgo de aterosclerosis (un factor de riesgo significativo en enfermedades cardíacas) debido a que el BPS induce la síntesis de colesterol en los tejidos periféricos. [11]
BPS tiene el potencial de tener un efecto en una amplia gama de funciones neurológicas. Un estudio reciente demostró que la exposición al BPS durante el embarazo puede alterar los niveles de hormona tiroidea . Estos son importantes en el desarrollo neurológico fetal y la exposición prenatal al BPS se ha relacionado con un deterioro del desarrollo psicomotor en los niños. En un estudio que utilizó células madre embrionarias humanas , se demostró que el BPS causa una reducción en la longitud de las neuritas en células similares a las neuronas. Esta alteración podría provocar problemas neuroconductuales como el TEA . [12]
Se cree que el mecanismo del impacto neurológico del BPS está relacionado con su efecto estrogénico, que puede interferir en los niveles y la acción de la hormona tiroidea, que es esencial para el desarrollo normal del sistema nervioso; regula la migración y diferenciación de células neurales , la sinaptogénesis y la mielinización . [12]
Se ha propuesto que el BPS tiene el potencial de afectar el peso corporal y varios estudios han encontrado una correlación entre la exposición a los bisfenoles y el aumento de peso corporal. [13] Se cree que esto se debe a una acumulación de lípidos en los adipocitos , es decir, una acumulación de grasa en las células adiposas. [13] También se ha sugerido que BPS conduce a la formación de nuevos adipocitos a medida que la exposición a él aumenta la expresión de marcadores relacionados. [13] Se ha encontrado una correlación entre la exposición al BPS antes del nacimiento y el sobrepeso en ratones, aunque esto solo se encontró cuando también se les alimentó con una dieta alta en grasas. [13]
Se sugiere que la vía a través de la cual el BPS actúa sobre las células para aumentar el peso corporal es diferente a la vía a través de la cual actúa el BPA, aunque tienen estructuras químicas muy similares. [13]
Sólo un estudio ha demostrado una disminución del peso corporal tras la exposición al BPS, y los ratones afectados recuperaron rápidamente el peso perdido. [13]
Los niveles de BPS en el cuerpo humano se pueden medir en la orina. En un estudio realizado en niños, hubo una correlación significativa entre los niveles urinarios de BPS y la resistencia a la insulina, la función renal anormal y la función vascular anormal. [13]
Se ha sugerido que existe un vínculo entre la diabetes mellitus gestacional y el BPS urinario. [13] Por lo tanto, la exposición al BPS puede ser un factor de riesgo para desarrollar la afección. [13]
El efecto de la exposición prolongada al BPS es un enriquecimiento de la diferenciación de los osteoclastos y un mayor desarrollo del sistema esquelético embrionario. [14]
El BPS, al igual que el BPA, puede atravesar la placenta en las ovejas y alterar la funcionalidad endocrina de la placenta . Lo hace reduciendo la concentración sérica materna de proteínas trofoblásticas . El BPS muestra efectos casi idénticos en la placenta que el BPA, y tanto el BPS como el BPS alteran conjuntos de genes casi idénticos. [15]
La exposición fetal al BPS a través de la placenta, durante un período crítico , puede tener efectos negativos en la programación del desarrollo del feto. La exposición a BPS en el modelo del pez cebra afectó el desarrollo del hipotálamo y dio lugar a un comportamiento hiperactivo.
Los estudios en el modelo de ratón han demostrado que la exposición a BPS redujo significativamente la secreción de testosterona dentro de los testículos fetales de ratón , y la exposición a BPS en ratones hembra también provocó una caída significativa en el número de óvulos , al tiempo que afectó negativamente a la calidad de los ovocitos . [15]
El pez cebra y los humanos comparten el 70% de los mismos genes que se expresan durante el desarrollo, por lo que son un organismo modelo útil para comprender los efectos del BPS. [16] Los estudios en el modelo del pez cebra han demostrado que la exposición de los padres al BPS provoca niveles alterados de hormona tiroidea tanto en la generación de los padres como en la generación F1 . La exposición fetal al BPS a través de la placenta, durante un período crítico , puede tener efectos negativos en la programación del desarrollo del feto. Además, existe evidencia que sugiere que los embriones con niveles altos de BPS exhiben efectos teratogénicos en órganos vitales como el corazón y el hígado. Además, el BPS inhibe la expresión de genes en el hígado utilizados para el metabolismo, lo que provoca un aumento del estrés del hígado durante la vida del pez cebra. [17] El pez cebra adulto que está expuesto a niveles bajos de BPS durante el desarrollo muestra hiperactividad debido a un aumento exponencial de la actividad neuronal dentro del hipotálamo. [18]
No está claro el mecanismo del efecto del BPS sobre los niveles de hormona tiroidea después de la exposición humana.
La naturaleza disruptiva endocrina del BPS ha alentado investigaciones sobre su afinidad con los receptores estrogénicos, demostrando que el BPS es un agonista débil ; similar en potencia al BPA, al que ha llegado a sustituir. Algunos estudios muestran que el BPS es capaz de imitar al estradiol y, en ocasiones, es más eficaz. [19] La actividad estrogénica del BPS se ha demostrado mediante estudios in vivo en roedores, induciendo el crecimiento del útero, con una variedad de dosis.
Estas son vías necesarias para la función celular, la regulación del ciclo celular y los comportamientos inducidos por neuroendocrinos que son importantes para la reproducción. Se ha demostrado que el BPS altera la señalización y daña el ADN . La actividad androgénica y antiandrogénica también ha sido confirmada por la alteración de la función de los receptores de andrógenos por parte del BPS. [20] Los estudios sobre el pez cebra han demostrado una disminución de la calidad de los óvulos, una reducción del recuento de espermatozoides , una mayor frecuencia de anomalías embrionarias , así como cambios en la masa de las gónadas ; [19] sugiriendo que BPS es una toxina reproductiva para ambos sexos.
El uso de bisfenol-A en la fabricación de productos para el hogar se ha reducido debido a sus efectos como disruptor endocrino, y las investigaciones sugieren una mayor propensión a efectos nocivos para las mujeres en comparación con los hombres. [21] Las investigaciones han sugerido que el BPA y sus primos (BPS, BPF, etc.) tienen efectos dependientes del sexo en el desarrollo. [22] El pez cebra macho expuesto a BPS indicó un aumento significativo en los niveles de estrógeno y una disminución en los niveles de testosterona. Se encontró que la disminución de testosterona cuando se expone al BPS es 200 veces mayor que la disminución de testosterona por el BPA. [23] Hay niveles elevados de transcripción de ARNm del gen de la aromatasa y niveles elevados de transcripción de ARNm de genes GnRH con niveles reducidos de hormona folículo estimulante y hormona luteinizante. [24] [25]
Una relación con concentraciones más altas de BPS está vinculada a individuos dentro de ciertas clases socioeconómicas, lo que coloca a esos individuos en mayor riesgo de posibles efectos nocivos. Se encontró que las personas con un ingreso anual de menos de $20,000 tenían las concentraciones más altas de bisfenol y las personas con un ingreso anual de $75,000 o más tenían las concentraciones más bajas, lo que sugiere una relación lineal entre las concentraciones corporales de BPS y el ingreso. [26] Las mujeres negras tenían las concentraciones más altas de BPS con niveles un 93% más altos que los de las mujeres blancas. [27]
Trabajos recientes sugieren que, al igual que el BPA, el BPS también tiene propiedades de alteración endocrina. [28] [29] Lo que hace que el BPS y el BPA sean disruptores endocrinos es la presencia del grupo hidroxi en el anillo de benceno. Esta fracción de fenol permite que el BPA y el BPS imiten al estradiol. En un estudio de orina humana, se encontró BPS en el 81% de las muestras analizadas. Este porcentaje es comparable al BPA, que se encontró en el 95% de las muestras de orina. [30] Otro estudio realizado en papel térmico para recibos muestra que el 88% de la exposición humana al BPS se produce a través de recibos. [31]
El reciclaje de papel térmico puede introducir BPS en el ciclo de producción de papel y provocar contaminación con BPS de otros tipos de productos de papel. [32] Un estudio reciente mostró la presencia de BPS en más del 70% de las muestras de papel usado en el hogar, lo que podría indicar la propagación de la contaminación por BPS a través del reciclaje de papel. [10]
El BPS es más resistente a la degradación ambiental que el BPA y, aunque no es persistente, no puede caracterizarse como fácilmente biodegradable. [10] [33]
El BPS se fabricó por primera vez en 1869 como tinte [34] y actualmente es común en productos de consumo cotidiano. BPS es un análogo del BPA que ha reemplazado al BPA de diversas formas, estando presente en el papel térmico para recibos, los plásticos y el polvo de interiores. [28] Después de que aumentaron los problemas de salud asociados con el bisfenol A en 2012, el BPS comenzó a usarse como reemplazo. [35]
En EE.UU. es difícil para los consumidores determinar si un producto contiene BPS debido a las limitadas regulaciones de etiquetado. [36] En enero de 2023, la Agencia Europea de Sustancias Químicas añadió el bisfenol S a la lista de candidatos para la designación de sustancia extremadamente preocupante , mientras se investiga por su toxicidad reproductiva y alteración endocrina . [37]
El bisfenol S se prepara mediante la reacción de dos equivalentes de fenol con un equivalente de ácido sulfúrico u óleum . [38]
Esta reacción también puede producir 2,4'-sulfonildifenol, una complicación isomérica común en las reacciones de sustitución aromática electrofílica .
