Appunti Tossicologia - Sfa - Unifi 444b2

➢ VALUTAZIONE DELLA TOSSICITÀ Si effettua attraverso 2 strade: Effettuando Studi sperimentali oppure Epidemiologici. Gli studi sperimentali si possono effettuare in vari modi e sono soggetti ad una seria regolamentazione, sop attutto pe uello he igua da l’utilizzo di a i ali vivi, a si posso o effettua e a he su ellule isolate, sia animali che vegetali. Gli studi epide iologi i i ve e si effettua o osse va do gli effetti sulla popolazio e u a a dell’uso di sosta za per scopi terapeutici o a seguito di esposizioni accidentali.

Il primo o per lo sviluppo di un farmaco è la Fase Pre-Clinica nella quale vengono studiate la tossicità e gli effetti farmacologici sia in Vitro che in modelli Animali. Questa consta di 2 aggi: Durante queste fasi si prendono in esame vari casi di tossicità: - Acuta; - Subacuta; - Cronica; - Sulla Riproduzione; - Sulla Mutagenesi/Cancerogenesi.

Tossicità Acuta: Ca atte izzata da effetti ollate ali he o paio o dopo eve te po dall’assu zio e della dose si gola o di più dosi assu te ell’a o di h. Si studiano e si determinano i parametri letali, quantificandone la DL50 mediante più test condotti a seguito della somministrazione per tutte le vie possibili: Orale, Dermica, Inalatoria, oculare. Questi test sono effettuati su due specie di roditori di entrambi i sessi, con gruppi di almeno 10 animali, ai quali vengono somministrate più di 3 dosi, regolandosi su parametri già noti oppure in caso si tratti di una sostanza sconosciuta, si procede per tentativi, con varie tecniche di somministrazione a salire... Il tutto attraverso almeno 2 vie di somministrazione diverse. A seguito della fase di somministrazione avviene la determinazione dei valori di tossicità, analizzando i segni clinici lasciati dalla sostanza sugli animali sottoposti a sperimentazione, nonché la valutazione della mortalità e l’esa i azio e autopti a degli animali deceduti o sacrificati per effettuare ulteriori analisi di tipo Istopatologico. La durata delle osservazioni può variare da poche ore a 2 settimane. Come detto in questo modo si calcola la DL50 che corrisponde alla concentrazione di sostanza capace di uccidere il 50% dei soggetti a cui viene somministrata, cioè la dose alla quale si verifica il 50% della mortalità, serve a standardizzare la tossicità di un farmaco, per al ola e l’i di e te apeuti o IT , pe la dete i azio e delle dosi di farmaco per gli studi di tossicità cronica, per predire sintomatologie Tossiche. 1

➢

DETERMINAZIONE DELLA DL50:

La DL50 può essere determinata in vari modi: -

Razionale; Dose Fissa; Dose Letale Approssimata; Up and Down Procedure.

Razionale: è spesso impreciso, si usano pertanto metodi alternativi, come i seguenti, con lo scopo di ridurre il numero di animali utilizzati per condurre la sperimentazione o che lo sostituisca completamente. Dose Fissa: Si effettua somministrando a 14 animali una medesima dose valutandone gli effetti e definendo la tossicità della molecola in base ai risultati ottenuti.

Dose Letale Approssimata: Si determina a seguito della somministrazione a diversi animali di dosi sequenziali sempre più alte di sostanza, fino a determinare quella minima tossica. Inizialmente si procede somministrando una dose minima arbitraria ad un animale, se non si nota alcun effetto tossico allora si continua somministrando una dose x1.5 ad un altro animale e così via fino a raggiungere la dose letale. I uesto odo si ide tifi a la osiddetta Dose letale Approssimata”, si impiegano in media da 6 a 10 animale. Up and Down Procedure (UPD) : Si punta alla diminuzione del numero di animali utilizzati per la determinazione della dose letale. Si procede similmente alla precedente tecnica somministrando al primo animale una dose arbitraria di sostanza, e lo si tiene in osservazione per 24h. “e l’a i ale sop avvive allo a si au e ta il dosaggio x1,3 ell’a i ale su essivo, se muore, invece di diminuisce dello stesso fattore. Questi ele ati so o tutti etodi alte ativi, volti alla di i uzio e dell’i patto spe i e tale sull’a imale, li ita do e st ess e soffe e ze ed ove possi ile eli i a do del tutto l’utilizzo dell’a i ale stesso, ope a do ad esempio in vitro unicamente sulle cellule o sugli organi isolati. Infatti si utilizza una sorta di vademecum definito delle 3R: ▪ ▪ ▪

Rimpiazzare; Ridurre. Raffinare (Ottimizzare).

Tossicità Subacuta: “i ide tifi a o l’i so ge za di effetti tossi i su essiva e te alla so della sosta za i oggetto, i u a odalità he ie t a ei o tatti o asio ali .

i ist azio e di dosi

2

Vengono usati dive si spe ie di a i ali, t a i uali “ i ie, atti, topi, a i…. Pe u a du ata dei test dai o u ue pe u te po o supe io e al % della vita edia dell’a i ale.

ai 9 gg

La modalità ideale del dosaggio somministrato sarebbe composta da 3 dosi a 3 diverse concentrazioni: 1- A bassa concentrazione alla quale corrisponde una tossicità nulla; 2- Ad una concentrazione media corrispondente ad una tossicità lieve; 3- Ad una concentrazione Elevata capace di determinare il 10% della mortalità. Durante questo processo le somministrazioni vanno opportunamente distanziate tra loro per ottenere un effetto di tossicità graduale. Le vie di somministrazione usate per questa tipologia di determinazione sono Orale, Inalatoria e Dermica, si osservano le variazioni di peso, del consumo di cibo, del comportamento e dello stato di salute, inoltre si analizzano costantemente i parametri ematologici, biochimici ed urinari, controllando i livelli di Emoglobina, emecromo, ph e sedimenti delle urine, in più si valuta il peso degli organi e lo stato istopatologico dei tessuti. Tossicità Cronica: Si sottopongono gli animali a somministrazioni ripetute della sostanza in esame, valutando gli effetti collaterali conseguenti a tale trattamento. La durata della sperimentazione dipende dalle condizioni di Applicazione/Esposizione clinica del farmaco/sostanza tossica, in genere da 3 a 12 mesi. Le dosi vengono scelte in base a 3 criteri: 1- La dose maggiore è quella che dà segni di tossicità; 2- La dose minore è da 2 a 10 volte superiore a quella gio alie a p evista pe l’uso terapeutico e ben tollerata; 3- La dose intermedia corrisponde alla minima dose in grado di indurre il primo chiaro effetto tossico. In questo modo si ottiene un grafico dal quale si estrapolano diversi ed importanti parametri tossicologici:

Tossicità Della Funz. Riproduttiva: Per la valutazione di questa tipologia di effetto tossico si utilizzano due specie di animali, generalmente Ratti e Conigli e si osservano eventuali modifiche della fertilità o procreazione anomala dovuta a danni sui gameti: -

Interferenze con le fasi di impianto del feto e del suo sviluppo; Effetti tossi i sull’e io e; Effetti tossici sul Feto.

3

Si valuta o pe ta to tutti i fatto i fisiologi i legati all’attività ip oduttiva e gestazio ale delle spe ie, uali effetti sulla es ita e lo sviluppo dell’ute o e della pla e ta, sul pa to, sullo sviluppo post atale, sull’allatta e to e sulle capacità di assumere il latte da parte dei neonati, ma anche effetti tardivi sulla discendenza. Test di Mutagenesi: Si effettuano su composti nuovi e devono essere composti da un determinato gruppo di esami quali: Test di Cancerogenesi: I manifestazione.

uesto

Test di mutazione genica sui batteri; Test di mutazione genica in un sistema eucariotico in presenza o meno di induttori del metabolismo; Test di aberrazioni cromosomiche in colture di cellule di mammifero; Test in vivo di danno genico.

odo si egist a l’i ide za di tu o i ed il periodo di latenza prima della loro

Gli studi hanno una durata piuttosto lunga, dai 18 ai 24 mesi e vengono condotti su 2 specie di animali, generalmente Ratti e Conigli in numero di almeno 100 unità divise in 2 gruppi. Gli studi vengono condotti somministrando giornalmente il farmaco alle cavie, utilizzando la stessa via di so i ist azio e u a a. “e e a alizza l’asso i e to.

Tutti questi aggi compongono gli studi pre-clinici sulla sperimentazione di una nuova molecola, prima che questa possa esse e testata più spe ifi ata e te sull’uo o, du a dai ai a i ed è piuttosto ostoso e app ese ta u a porzione fondamentale dello sviluppo farmaceutico.

Nonostante sia condotto così nello specifico e rimanga assolutamente imprescindibile, la fase pre-clinica condotta sugli animali mantiene comunque delle evidenti criticità relative alla variabilità dei parametri fisiologici tra le specie, che determinano in qualche misura una discriminante molto importante da tenere in conto per il confronto degli effetti otati o pa ati a uelli possi ili sull’uo o.

4

➢ Legislazione

5

Studi degli effetti Tossici su Popolazioni Umane Costituisce la fase di sperimentazione farmaceutica successiva a quella Pre-Clinica ed è composta dai Trials Clinici e dagli Studi Epidemiologici conseguenti. La fase dei trials è una fase di prova del farmaco anche detta fase di sperimentazione clinica, che consiste nel provare gli effetti su una porzione controllata di soggetti scelti in maniera omogenea, talvolta sani talvolta affetti da patologie specifiche, quando ad esempio si devono testare chemioterapici ai quali non è etico sottoporre soggetti sani. I trials vengono condotti utilizzando contemporaneamente una porzione di soggetti ai quali viene somministrato a loro insaputa un Placebo, senza alcun effetto terapeutico né tossico (Gruppo di Controllo). Questo gruppo di controllo ha lo scopo di permettere la filtrazione dei risultati ottenuti nel gruppo principale eliminando quelle che potrebbero essere variazioni del tutto fisiologiche della patologia, o comunque non strettamente dovute alla somministrazione del farmaco. Co e si vede dall’i agi e allegata, le due u ve relative ai 2 gruppi A e B hanno un andamento del tutto comparabile sia nel caso dei soggetti trattati che i uelli o t attati, testi o ia do o e l’a da e to della patologia nel periodo di test fosse assolutamente dissociato dal trattamento farmacologico e che dunque questo non abbia apportato alcuna variazione sull’a da e to della alattia. Pe ta to i casi possono essere diversi tra i quali compare anche la possibilità che il farmaco sia inutile, oppure che il periodo di trattamento con il farmaco sia coinciso con una fase di declino della patologia, fattore che in assenza di un gruppo di controllo av e e potuto po ta e all’e ata valutazione che il farmaco fosse efficacie. Un altro aspetto importante da notare è il fatto che l’ide tità del t atta e to Fa a o o Pla e o può esse e nascosta sia al solo paziente (Cieco) che anche al medico somministrante (doppio Cieco), per evitare che uest’ulti o a he i volo ta ia e te possa i flue za e lo stato del paziente.

Tutto questo è regolamentato da un punto di vista etico, con una legislazione che tutela innanzitutto la salute del paziente sottoposto a sperimentazione e quindi anche la sicurezza degli stessi, i quali vengono informati mediante una lettera di consenso informato nella quale vengono spiegati in maniera chiara e completa tutti gli aspetti del processo di test, i quali prima ancora vengono sottoposti ad u o itato Eti o il uale e giudi a l’utilità e la fattibilità tenendo sempre al centro la salute del paziente.

1

Il trial consta di 3 Fasi: -

FASE 1: Serve a valutare vari aspetti legati al trattamento farmacologico in analisi, quali la tollerabilità, i dati della farmacocinetica e lo schema del dosaggio da impiegare nella Fase 2. Il tutto dura dai 12 ai 24 mesi utilizzando da 20 a 80 volontari sani o con particolari patologie in caso di farmaci altrimenti pericolosi (Vedi gli anti-tumorali). E si predispongono in questa fase prevalentemente individui di sesso maschile, nonché di soggetti con documentata assenza di malattie e predisposizioni.

-

FASE 2: valutate tutte le caratteristiche elencate nel processo della Fase 1 allora si a alla seconda, che rappresenta la fase cruciale della sperimentazione. In questa fase vengono selezionati da 200 a 600 volontari tra quelli affetti dalla patologia per la quale si richiede la registrazione del farmaco, ha una durata di 2 anni e si prefissa di valutare la tollerabilità, l’effi a ia del fa a o e di determinare il rapporto Dose/Effetto, inoltre si lavora per confermare i dati farmacocinetici anche nei Pazienti (definiti come Popolazione Speciale);

-

FASE 3: rappresenta il aggio cruciale di tutta la sperimentazione, durante la quale si a dalle poche centinaia alle migliaia di pazienti e si lavo a i odalità Multi e t o, p op io i vi tù dell’elevato u e o di soggetti e di dati da elaborare. In questo contesto si abbandona il livello di specificità usato finora, poiché si e a di valuta e l’effetto del fa a o si ula do il più possi ile l’a ie te eale di so i ist azio e, dove gli individui trattati possono essere affetti da più patologie, quindi assumere diversi farmaci, insieme a tutti i fattori fisiologici che ne conseguono e che non possono sicuramente essere rappresentati da un gruppo scelto. Si pu ta a valuta e se p e più ge e al e te l’effi a ia e la tollerabilità del farmaco, le eventuali interazioni con altri farmaci verificando quelle prevedibili, infine si definisce il rapporto Dose/effetto.

Durante i Trials si valutano anche gli affetti avversi determinati dalla somministrazione del farmaco, sia nei soggetti volontari, selezionati nella fase 1 che in quelli delle fasi successive, identificando e catalogando sia quelli Lievi che quelli gravi in tutti i gruppi sperimentali, se ne valuta inoltre la frequenza insieme a se e come questa varia tra i vari gruppi.

Una volta che il farmaco viene messo in commercio, avendo ato tutte le fasi precliniche e dei trials, verrà utilizzato da migliaia di persone, in condizioni fondamentalmente diverse da quelle mantenute durante le fasi della sperimentazione, quando i soggetti erano costantemente controllati, oltre che selezionati. In questo momento quindi i pazienti trattati avranno le più svariate caratteristiche, sia dal punto di vista patologico che fisiologico (più giovani, più anziani, etc.) ne consegue che in questo caso, dopo la commercializzazione del farmaco sia il medico che il paziente faranno parte di una ampissima sperimentazione del farmaco ed infatti ogni livello del sistema sanitario è deputato al controllo post-marketing, dal 2

medico curante al farmacista, alla struttura ospedaliera che accoglie i malati fino al paziente stesso il quale direttamente può notificare effetti avversi lamentati e non indicati nel foglietto illustrativo.

EPIDEMIOLOGIA L’epide iologia è u a s ie za he osse va e egist a lo stato e gli avve i e ti patologi i ell’i te a popolazio e i u ambiente naturale e dunque non manipolato, nel quale sia per numero che per varietà dei soggetti analizzati si riesce ad avere un quadro infinitamente più ampio ed assolutamente più completo di quanto fosse possibile con gli studi preclinici ed i trials. I risultati di questi studi vengono catalogati in 3 classi: • • •

Incidenza; Prevalenza; Mortalità.

Incidenza: indica il numero di nuovi casi di malattia in un certo periodo ed in una certa popolazione, misura inoltre la comparsa e la velocità di diffusione della malattia e quindi il rischio o la probabilità di contrarla. Prevalenza: indica il numero di casi di malattia rilevati in una popolazione durante un periodo definito, misura inoltre la p ese za della alattia e e valuta l’i patto sulla popolazio e; Mortalità: corrisponde al numero di morti per una certa causa in un certo periodo ed in una certa popolazione.

I

uest’otti a di i dagi e gli studi epidemiologici vengono condotti in 3 modi diversi: •

• •

Di Coorte: Costituito da un gruppo di individui esposti ad una sostanza insieme ad un altro gruppo (di Controllo), entrambi vengono seguiti nel tempo per valutare gli eve tuali effetti tossi i dell’esposizio e – Prospettiva, Retrospettiva; Caso-Controllo: Vengono confrontati individui malati con individui simili ma sani, per dete i a e se vi sia u ’asso iazio e t a alattia e possibili fattori di rischio; Studi Geografici: Vie e pa ago ata l’i ide za di u a alattia t a a ee geog afi he diverse. Ad esempio la mortalità per il cancro in aree vicine a siti di deposito di rifiuti tossici rispetto ad aree lontane.

DI COORTE: Tra tutti gli studi quelli di Coorte sono i più frequenti soprattutto in ambito lavorativo o contestualizzati ad aspetti particolari della vita di una popolazione, anche perché gli individui esposti sono facili da identificare e sono soggetti ad u ’esposizio e maggiore di quella della totalità della popolazione. Possono inoltre essere condotti sia in prospettiva che in retrospettiva, in presenza di tutte le cartelle cliniche ate, in questo caso i pazienti vengono seguiti dall’i izio dello studio pe u e to periodo di tempo. Negli studi prospettici si sceglie ad esempio una categoria di persone, ad esempio Fumatori, che al tempo zero non hanno sviluppato nessuna patologia associata e li si segue contemporaneamente ad un gruppo di controllo sano per un periodo di circa 20 a i. Pe i a e e ell’a ito assoluto si osse va o u elevato u e o di i dividui he si 3

aggira sulle decine di migliaia per gruppo. Alla fine del periodo di osservazione si valutano le patologie simili sviluppate dai due gruppi, nello specifico il tumore pol o a e, allo a si ide tifi a o i asi i u o e ell’alt o g uppo e si dete i a l’i ide za della patologia t e i fumatori rispetto a quello di controllo. Chiaramente gli individui sono costantemente osservati durante tutto il processo di determinazione, ci sono sva taggi e va taggi pe lo più legati al te po ed all’elevato u e o di individui necessario per ottenere dati statistici significativi. In quelli in retrospettiva invece si lavora nel ato, cercando di recuperare un gruppo di individui con una patologia he si suppo e sia stata dete i ata da u a data esposizio e el ato, allo a se e i ost uis e l’ite e l’e tità dell’esposizio e, dete i a do se hi ha o t atto la alattia fosse stato aggio e te esposto a uel dato fattore rispetto a chi o l’ha o t atta.

Lo studio fu condotto per 50 anni e fu utile a collegare di etta e te le o ti pe Leu e ia all’esposizio e al Benzene degli operai calzaturieri Fiorentini. Gli svantaggi che si possono registrare sono relativi alla difficoltà di ottenere dati corretti dal momento che si riferiscono ad avvenimenti del ato sono pertanto facilmente soggetti ad errore. Per quanto riguarda i vantaggi invece si registra la rapidità nella verifica degli eventi, si possono ricavare talvolta dati oggettivi sui decorsi patologici facendo riferimento alle cartelle ospedaliere e si possono studiare contemporaneamente anche più fattori di rischio per la malattia.

Caso-Controllo: si effettuano studi dei questo genere quando si vuole scoprire se una determinata patologia è legata o meno a determinati fattori di rischio, si confronta dunque un gruppo di controllo con un altro gruppo affetto dalla patologia in oggetto. Per malattie non infettive si p o ede i odo da dete i a e u ’asso iazio e di etta e biunivoca con quella determinata patologia, identificando eventuali fattori confondenti. Un esempio fu lo studio caso- o t ollo i ato alla ve ifi a del ollega e to t a l’assu zio e di Caffè e il rischio di infarto del miocardio. Durante gli studi si notò che i consumatori di caffè erano spesso ed in misura sufficiente anche fumatori, cosa che incide certamente l’evenienza di in analisi, e che quindi non era la caffeina a determinare un aumento dell’i ide za dell’i fa to, a il fumo he ve e pe ta to ide tifi ato o e fatto e o fo de te ello spe ifi o aso dell’e uazio e Caffè=Infarto. Questo risultato si ottiene perché molto spesso le analisi di questo tipo vengono condotte mediante lo studio statistico Multivariato al fine di identificare l’i ide za e l’e tità di più fattori di rischio per una stessa patologia.

4

Fattori di rischio che possono avere un effetto sia confondente che sinergico o additivo, nei casi di più esposizioni iso-Patogene – Tumori ai polmoni determinati sia dal fumo che dall’esposizio e all’a ia to.

I

uesto se so l’i dagi e vie e svolta sia elativa e te alle isposte del pazie te he, ua do possi ile, att ave so l’a alisi chimica oggettiva, ricercando biomarcatori specificamente associati ad una determinata esposizione.

Studio Geografico: Consiste nel confronto tra le differenze di una malattia in una popolazione esposta ad un agente X in una data area geografica rispetto agli accertamenti su un gruppo di controllo, non esposto ed in una area diversa. Lo scopo è quello di indentificare se un agente presente in quella determinata zona sia responsabile di una particolare patologia. Ad esempio uno studio geografico fu quello effettuato nel 2009 in Puglia, volto a valuta e l’e tità del is hio di mortalità dovuto a tutti i tumori nell’area li it ofa all’ILVA di Ta a to, ispetto alle p ovi e pugliesi più dista ti. Oppu e uello elativo all’effetto delle onde Radio generate da antenne poste sul territorio dall’e itte te Radio Maria sulla popolazione locale.

EPIDEMIOLOGIA DESCRITTIVA E’ uno studio epidemiologico specializzato sulla determinazione dello stato di salute di una popolazione, è anche questo uno studio molto frequente e permette di identificare i fattori che provocano alterazioni delle condizioni di salute dovute ad ese pio alla dieta, all’a ie te ed alle o dizio i di vita, att ave so dati fo iti da studi geog afi i o descrittivi. Un esempio di studio geografico è relativo alla definizione di un indice di mortalità rispetto ad un numero di abitanti, ad esempio di una nazione. Uno studio geografico italiano ha infatti definito come la mortalità in Italia sia in costante diminuzione negli ultimi decenni.

5

MODIFICAZIONI METABOLICHE: INDUZIONE ED INIBIZIONE ENZIMATICA L’i duzio e e l’i i izio e e zi ati a sono 2 effetti determinati da alcune tipologie di sostanze xenobiotiche capaci di p ovo a e l’au e to oppu e la di i uzio e della si tesi e zi ati a delle CYP P 0 di etta e te ollegate all’attività eta oli a di iot asfo azio e delle sosta ze p ese ti nel nostro organismo, xenobiotiche o endogene che siano. ➢ INDUZIONE: L’i duzio e può ve ifi a si i due odi: - Ipertrofizzazione del Fegato, con conseguente aumento della numerosità degli epatociti e dunque dell’attività eta oli a ui espletata -> Determina la velocizzazione dei processi metabolici con un impatto di etto sull’e ivita delle ole ole, ad ese pio sui farmaci. - Aumento della sintesi enzimatica degli enzimi citoplasmatici P450, con conseguente effetto sulla velocità dei processi metabolici di ossidazione delle molecole nella Fase 1 del processo di biotrasformazione Metabolica a ui o ispo de ugual e te la di i uzio e dell’e ivita dei fa a i o e a he delle ole ole e doge e. Risulta essere di lenta attivazione dal momento che sia nel primo che nel se o do aso è e essa ia l’attivazio e del processo trascrizionale proteico che quindi a attraverso il nucleo-> RNA…., u ita e te a iò è e essa io he l’esposizio e all’age te i du e te sia p olu gata o ipetuta, i odo he lo sti olo ge e ato possa dar luogo al completamento del processo di sintesi o di ipertrofizzazione. L’effetto degli i dutto i du a a asta za a lu go, pe gio i o setti a e a he dopo he l’i dutto e è stato eli i ato dall’o ga is o. Sono induttori sostanze come il Fenobar ital Ipe t ofia Epati a , DDT, Esa lo o Be ze e, ste oidi…

➢ INIBIZIONE: è il processo secondo il quale si ottiene la diminuzione della concentrazione intracellulare dei P 0 attivi, pe ta to o e isultato si ottie e u a di i uzio e dell’attività ossidativa e dunque della biotrasformazione metabolica delle molecole che ano attraverso il fegato, con risultato una ridotta capacità di eliminazione dei farmaci che rimangono in circolo tal quali per più tempo, aumentando la loro emivita e determinando effetti di tossicità nonché di accumulo. Può verificarsi in maniera: -

Reversibile; Semi-Irreversibile; Irreversibile.

Inibitori Reversibili so o ole ole, spesso fa a i, he o te go o g uppi Azotati o e l’I idazolo, le pi idi e e le chinoline. Determinano un effetto inibente temporaneo e legato alla loro concentrazione intracellulare. Inibitori Semi-Irreversibili avviene a causa della formazione di complessi reversibili Enzima-METABOLITA suffi ie te e te sta ili da i te fe i e o l’attività eta oli a e zi ati a. Non sono reversibili in Vivo, ma in Vitro la funzione catalitica del gruppo Eme dei CYP può essere ripristinata mediante incubazione con composti aggio e te lipofili he sposta o l’i te edio eta oli o dal sito attivo, iattiva do il ito o o. I Vivo l’u i a possi ilità di vede e ip isti ata l’attività metabolica fisiologica è quella di attendere il ripristino della normale concentrazione di CYP intracellulari attivi. Sono inibitori enzimatici di questo genere ad ese pio l’e it o i i a, u a ti ioti o

a oliti o.

Inibitori Irreversibili sono molecole i cui metaboliti reattivi sono capaci di legarsi covalentemente ai CYP. Praticamente la molecola si lega al CYP per essere ossidata, ma dopo questo processo non si stacca più dal citocromo

1

al uale si lega i ve e ovale te e te ausa do e l’i attivazio e i eve si ile. Questi su st ati so o detti “Inattivatori Suicidi”, agis o o al hila do l’e e oppu e fo a do appu to lega i ovale ti o l’apop otei a.

Alt i fatto i he a atte izza o le apa ità e la velo ità dell’attività -

eta oli a so o:

ETA’ STATO DI SALUTE SPECIE ALIMENTAZIONE (in minima Parte) POLIMORFISMI DEI P450.

2

MUTAGENESI Le mutazioni genetiche sono modificazioni stabili che avvengono sul DNA di un individuo, sono eventi rari e casuali, ma in grado di determinare cambiamenti sia visibili che invisibili nella costituzione fisica e fisiologica del portatore (Mutante). Ci sono 2 tipi di mutazioni genetiche: -

Somatiche; Germinali.

SOMATICHE: sono mutazioni diploidi non ereditabili che si traducono in disfunzioni Metaboliche, teratogenesi, cancerogenesi. GERMINALI: rappresentano mutazioni aploidi ereditabili he dete

i a o l’i so ge za di

alattie ge eti he.

Si possono inoltre avere mutazioni dominanti o recessive. Nel primo caso si dicono dominanti se si esprimono anche in Eterozigosi (cioè anche quando gli alleli cromosomici sono diversi e la mutazione è veicolata da uno solo di questi), mentre si dicono Recessive quando la mutazione si trasmette solo in Omozigosi (cioè quando è trasportata da entrambe gli alleli cromosomici che sono dunque identici). Casi di malattie Recessive legate al sesso sono dovute al cromosoma interessato dalla mutazione generante, infatti si verificano in presenza di variazioni anormali del DNA in uno dei cromosomi sessuali. Ne è un esempio la distrofia muscolare di Duchenne.

Queste malattie compaiono generalmente nei maschi perché posseggono un solo cromosoma X quindi è sufficiente la presenza su un solo allele della mutazione perché si abbia un fenotipo caratteristico ovvero la comparsa della malattia. Oltre a questa catalogazione le mutazioni si possono dividere per tipologia di variazione del corredo genetico in: 1. Mutagenesi(Mutazioni Geniche) : quando le mutazioni sono a carico di piccoli cambiamenti della sequenza delle basi del DNA, a causa della rimozione o sostituzione di Coppie di Basi Azotate. Si parla in questi casi di mutazioni Puntiformi; 2. Clastogenesi (Mutazioni Cromosomiche): Comprende qualsiasi modificazione (addizioni, delezioni, ri-arrangiamenti) all’i te o di u o oso a; 3. Aneuploidia (Mutazioni Genomiche): Co siste ell’au e to o ella di i uzio e del u e o di o oso i, ma non in cambiamenti strutturali di questi.

1

1- MUTAGENESI: Dal nome si capisce come siano mutazioni avvenute a livello genico, quindi si verificano quando una coppia di basi azotate di un tripletto (GENE) si scambiano tra loro (EFFETTO NULLO) o sono sostituite da altre basi, dando luogo a TRE possibili eventi mutazionali: ▪ Mutazione MISSENSO; ▪ Mutazione NONSENSO; ▪ Mutazione NEUTRA; ▪ Mutazione SILENTE.

Dando luogo a mutazioni che possono codificare per un diverso A.A. con caratteristiche chimiche differenti (MISSENSO), per una sequenza di STOP ove non dovrebbe (NONSENSO), per un A.A. diverso con caratteristiche chimiche simili (NEUTRA), oppure infine per lo stesso amminoacido lasciando intatta la sintesi proteica come da programma (SILENTE). Ognuna di queste mutazioni può determinare una disfunzione biochimica fino alla generazione di patologie o e l’a e ia Fal ifo e, comunque a se o da dell’A.A. sostituito e di quello che ne prende il posto. 2- CLASTOGENESI: Come detto consiste in una qualunque modificazione della catena nucleotidica cromosomica, ad esempio cancellazione di parte del codice, variazione della posizione dei geni che possono anche venire troncati o ricombinati. ▪ Cancellazioni; ▪ Riarrangiamenti; ▪ Traslocazioni. Questi fenomeni sono causati spesso da agenti esterni quali le Radiazioni Ionizzanti che determinano la rottura della ate a u leotidi a o o segue te pe dita di po zio i o oso i he, se la pa te pe sa è u ’est e ità allo a si tratta di Cancellazione, oppure di una zona interna e allora si verificano traslocazioni e riarrangiamenti. Oltre a questo fattore è possibile che si verifichino mutazioni cromosomiche anche a causa di una errata fase di sintesi del DNA, precisamente nella fase di Crossing Over, quando i cromatidi fratelli si appaiano perfettamente e da loro si dividono due catene u leotidi he ide ti he. “e pe ò l’appaia e to è sfalsato allora lo scambio di materiale genetico non è sovrapponibile dando luogo a due catene diverse – Crossing Over Ineguale. Sono possibili anche casi di duplicazione genica che hanno come conseguenza ad ese pio la si d o e dell’X Fragile, causata da una duplicazione spropositata della sequenza nucleotidica CGG sulla catena del cromosoma X, fino a circa 4 volte il normale numero di duplicazioni, il cui massimo risulta essere 65. Si trovano dunque circa 230 ripetizioni del gene CGG che determina una maggiore incidenza nella rottura del cromosoma X. Sono possibili anche inversioni della catena, quando intere regioni cromosomiche si invertono determinando una errata posizione dei geni che codificano in modo errato o diverso, cosa che si verifica anche nelle Traslocazioni. 3- ANEUPLIDIA/POLIPLOIDIA: Sono particolari mutazioni genomiche che determinano una variazione nel u e o di C o oso i. Nel aso di A euploidia si ve ifi a la pe dita o l’a uisizio e di u o o po hi cromosomi – vedi la sindrome di Down (Trisomia 21) – la Poliploidia i ve e o siste ell’alte azio e dell’i te a se ie di C o oso i. Un caso di Aneuploidia è anche causa della Sindrome di Turner, la quale si verifica nei neonati femmina alle quali manca parte o tutto il cromosoma X, non determina un ritardo mentale o una bassa aspettativa di vita, 2

ma altri effetti quali bassa statura, linfoedema periferico, amenorrea primaria e talvolta anche cardiopatia, ipertensione e disfunzioni renali. Esistono anche agenti chimici in grado di determinare mutazioni del DNA come farmaci antitumorale, analoghi delle basi azotate, oppure sostanze alchilanti che formano addotti sul DNA, come gli idrocarburi aromatici policiclici (API). MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA: Fortunatamente esistono molti meccanismi per mezzo dei quali il DNA viene continuamente riparato da errori di trascrizione incorsi nelle fasi di duplicazione cellulare, che possono avvenire anche del tutto spontaneamente, cioè in assenza di fattori chimici o fisici mutageni. Se il danno al DNA è ridotto allora si blocca la progressione del Ciclo Cellulare e si procede alla riparazione in vari modi: -

Rimozione diretta del danno: perpetrata dalle Alchiltrasferasi; Riparazione per scissione di Basi (BER): dalle Glicosilasi, EndoNucleasi, Polimerasi, Ligasi; Riparazione per Escissione di nucleotidi, dimeri, addotti ingombranti (NER): Endonucleasi, Elicasi, Polimerasi, Ligasi.

“e i ve e il da o è t oppo esteso e o può esse e ipa ato allo a si i o e all’Apoptosi, terminando la vita della cellula ed eliminando alla radice tutte le mutazioni genetiche che si portava dietro. Se non è possibile nemmeno indurre l’apoptosi allora la cellula continua indisturbata il suo ciclo cellulare fissando tutte le aberrazioni subite a livello del DNA e determinando una MUTAZIONE. I livelli di mutazione sono proporzionali alla velocità ed alla frequenza della divisione cellulare di quel particolare tessuto.

Ad esempio un difetto nel funzionamento del processo di riparazione del NER può portare, nella pelle, alla formazione di lentiggini (Xeroderma Pigmentosum) a seguito di una aumentata sensibilità ai raggi UV.

➢ TEST DI VALUTAZIONE DEL DANNO:

Una delle tecniche per identificare la presenza di mutazioni del DNA, ad esempio per verificare la presenza di basi Azotate diverse da quelle canoniche, è quella di marcare il DNA con un isotopo radioattivo, il 32P, che si va a legare a tutti i nucleotidi presenti sul DNA evidenziandoli. In casi normali si noteranno solo le macchie fluorescenti dei normali componenti azotati, se in presenza di mutazioni invece se ne noteranno un numero maggiore, a testimonianza della presenza di modificazioni (ADDOTTO) della normale costituzione genetica del DNA esaminato, addotti che possono essere quantificati ed identificati mediante Spettrometria di Massa.

3

➢ TEST DI MUTAGENESI I Test di mutagenesi sono molto importanti per comprendere gli effetti di sostanze mutagene e per rivelare il grado di mutazione del DNA stesso. Per fare ciò è possibile effettuare test su praticamente qualunque organismo vivente dotato di DNA dal momento che questo è identicamente costituito in tutte le forme di vita, dagli organismi più semplici fino ai mammiferi superiori. Per questa peculiarità i test di verifica vengono spesso effettuati sui Batteri.

Cosa omessa finora, ma che ha una discreta importanza, è il fatto che l’attività utage a sia strettamente correlata con quella Teratogena e cancerogena; circa la metà dei carcinogeni noti (positivi al test di Cancerogenesi) sono, infatti, anche mutageni.

I test di utage esi si effettua o sulle sosta ze, uali fa a i o e o ioti i i ge e e, pe dete i a e l’eve tuale attività mutagena, sono numerosi e spesso complementari tra loro, pertanto se ne possono utilizzare diversi anche per analisi di una stessa molecola, e come detto in precedenza, visto l’uguaglianza tra le componenti del DNA tra tutte le specie viventi, si possono utilizzare sia organismi semplici, come batteri, moscerini, etc., che organismi più complessi utilizzando in vitro cellule di mammifero, quindi anche su cellule umane, con tempistiche molto differenti tra loro, che vanno da una settimana fino a 700 giorni, come indicato nella figura in alto, a seconda del materiale genetico utilizzato. •

Uno dei principali test usati per questo scopo è quello di AMES che si effettua sui BATTERI, nello specifico su ceppi mutanti di Salmonella Typhimurium (-) capaci di indurre la salmonella nei roditori. Sono mutanti perché hanno perso la capacità di sopravvivere in un ambiente privo di HIS (Istidina), insieme ad altre mutazioni indotte riguardanti la costituzione della M.P. del atte io i odo da o o p o ette e l’a alisi ualo a la sostanza mutagena non riuscisse ad oltrearla, fornendo dunque un falso Negativo. Il batterio scelto viene dunque messo ad incubare con la sostanza da testare più una frazione Microsomiale S9 di fegato di ratto, questo perché la maggior parte dei cancerogeni sono indiretti, cioè diventano tossici dopo trasformazioni metaboliche e nella frazione microsomiale S9 sono presenti proprio i P450 deputati alla metabolizzazione. Si incuba per 1 ora e si trasferiscono poi i batteri in un medium privo di HIS, a questo punto si lascia ad incubare ulteriormente per 1-2 giorni così da permettere la formazione di eventuali colonie batteriche per duplicazione. A questo punto posso riscontrare 2 risultati, o Nella piastra non è presente alcuna colonia batterica, quelli incubati non sono sopravvissuti all’asse za di HIS -> SOSTANZA MUTAGENA; o

Nella piastra sono presenti colonie batteriche derivate dalla proliferazione del ceppo originale incubato insieme alla sostanza in analisi, pertanto sarà evidente che il ceppo abbia subito una RETROMUTAZIONE riacquisendo la capacità di vivere in un terreno privo di HIS -> SOSTANZA MUTAGENA. 4

Il test si compie sempre per confronto con una piastra di controllo in cui il Batterio originale viene posto in una piastra con terreno HIS-, per convalidare la peculiarità necessaria alla veridicità delle analisi, quindi si confronta il numero di colonie nella piastra di controllo con quello della piastra di analisi in presenza di una sostanza Mutagena per determinare eventuali differenze nella quantità di colonie qualora la sostanza introdotta fosse MUTAGENA. U ese pio di sosta za utage a è l’Aflatossina B1 in grado di formare addotti sul DNA. Ripo ta do su u g afi o il u e o di olo ie i fu zio e della o e t azio e dell’aflatossi a B , si ottie e u a u va DO“E/RI“PO“TA elativa e te all’attività utage a della ole ola. •

TEST DEI RECESSIVI LETALI LEGATI: Un altro test piuttosto semplice, sempre allo scopo di verificare l’eve tuale utage i ità di u a sosta za è uello di utilizza e i os e i i della f utta Drosophila Melanogaster). In pratica si utilizzano moscerini di sesso Femminile (CLB) portatrici di un cromosoma X contenente un allele e essivo Letale L ed u allele do i a te a ato e B O hio “t etto , e t e l’alt o o oso a X è normale, e moscerini di sesso Maschile sottoposti alla sostanza da testare e successivamente fatti incrociare con le femmine CLB. La progenie maschile che riceve il cromosoma X CLB non sopravvive, la progenie femminile viene identificata visivamente g azie al fe otipo B dell’o hio st etto e vengono incrociate con maschi normali. Il o successivo si effettua sulla seconda generazione, nella quale il 50% dei maschi morirà, mentre il esta te 5 % i eve à l’alt o o oso a X, he può o e o po ta e la utazio e i dotta. TEST PER LE ABERRAZIONI CROMOSOMICHE: Si utilizza questo test per misurare il danno al DNA che si manifesta come sulle strutture cromosomiche: Rotture, Riarrangiamenti, Delezioni, duplicazioni, inversioni, causato da CLASTOGENI. L’effetto verificato è di cancerogenesi, di sviluppo di anomalie Fetali e malattia congenite. I test di verifica si basano sulla rivelazione del danno mediante analisi citogenetica dei cromosomi in metafase, effettuata al microscopio ottico, si tratta di una tecnica di analisi delle aberrazioni cromosomiche classica. Una tecnica più recente e sensibile è la CGH (Comparative Genomic Hybrifisation)

•

Un test relativamente recente si chiama Comparative Genomic Hybridization (CGH) che consente di valutare tutti i cromosomi in modo relativamente semplice, rispetto ad una piastra metafasica, ovvero ad una osservazione di cromosomi che sono stati semplicemente Colorati in modo diverso. E’ una tecnica molecolare che permette di analizzare l’i te o ge o a di u i dividuo o u solo esperimento. La CGH sfrutta la differente competizione di legame di due DNA genomici con cromosomi metafasici non marcati e appartenenti a un soggetto sano. Questo processo è chiamato, in citogenetica, ibridazione in situ su cromosomi. I due DNA genomici, che servono per ibridare i cromosomi, derivano uno da un genoma sano (che costituisce il ife i e to , e t e l’alt o dal ge o a del pazie te da esa i a e. I due DNA so o a ati o due fluo o o i diffe e ti pe pe ette e la su essiva i dividuazio e. L’i te sità della fluo es e za è quantificata da particolari analizzatori di immagine che calcolano e confrontano i segnali emessi dal DNA campione e dal DNA di riferimento. Questa tecnica permette, quindi, di rivelare tutte le possibili anomalie di un corredo genetico, come per es. le regioni con delezioni o amplificazione genica e i riarrangiamenti sia intra- sia inter-cromosomici. Inoltre, viene usata anche nelle indagini di citogenetica classica che non riescono a rilevare particolari difetti cromosomici, e questo con una 5

sola operazione di ibridazio e. No osta te l’elevata se si ilità e l’i du ia effi a ia, la te i a p ese ta al u i limiti, come una bassa risoluzione per le regioni che presentano delezioni e amplificazioni, a causa della variabilità morfologica dei cromosomi. Inoltre è poco sensi ile ell’ide tifi a e a o alie o oso i he presenti solo in alcune popolazioni cellulari. La CGH tradizionale è stata seguita negli ultimi anni dalla tecnica dell’a a CGH. Co uesta uova te i a ole ola e, viene utilizzata una matrice con cloni BAC (cromosomi batterici artificiali) o PAC (cromosomi artificiali del fago P1) al posto dei cromosomi metafasici da ibridare. Questi cloni corrispondono ai loci specifici di ogni singolo cromosoma e arrivano a coprire l’i te o ge o a u a o. Att ave so tali lo i è possi ile i dividua e u ’alte azio e ge eti a i u paziente, con velocità e precisione significativamente maggiori rispetto ad altre tecniche. In questo modo posso ricavare informazioni relative alle delezioni, ma anche alle amplificazioni. Se ho avuto una delezione infatti il frammento delle cellule trattate o ’è, e ui di lo posso verificare dalla presenza di macchie verdi relative alle cellule non trattate. U ’a plifi azio e vie e i ve e ide tifi ata t a ite u a fluo es e za ossa, he i i di a he i u pu to so o avve ute più opie ispetto ad u ’alt a egio e. Nella aggio pa te dei asi i ve e troverò un segnale giallo che deriva da una presenza sia del segnale rosso che di quello verde.

Per quanto riguarda, invece, la valutazione delle mutazioni Genomiche (Aneuploidia/Poliploidia – Variazione del numero dei cromosomi) esistono altri test specifici volti ad analizzare direttamente i cromosomi, come quello detto SCE (Sister Chromatid Exchange). •

TEST SCE: Si esegue sui linfociti umani ed è volto a determinare se lo scambio di segmenti tra i due cromatidi durante la proliferazione cellulare è avvenuto in modo appaiato oppure no. Il risultato si evidenzia marcando i due cromatidi fratelli con una diversa colorazione.

E’ un test che fu usato ad esempio per valutare i danni da esposizioni professionali su soggetti di controllo oppure su lavoratori addetti alla pavimentazio e st adale Co de ivati del pet olio . L’asfalto è i fatti ricco di molte sostanze tossiche, che possono o o e e all’au e to l’i ide za di eventi mutagenici. “i è, pe ò, evide ziato o e l’e essivo s a io tra i cromatidi fosse presente solo negli individui fumatori, mentre nei non fumatori, o osta te la edesi a esposizio e ai fu i dell’asfalto, si so o rilevati valori simili a quelli ricavati dal gruppo di controllo. L’“CE è u tipo di test appli a ile sia pe espe i e ti i vit o he su ellule animali isolate.

6

CANGEROGENESI CHIMICA I cancerogeni chimici sono quelle sostanze la cui somministrazione induce la comparsa di tumori in animali da esperimento, possono essere classificati in due categorie: 1. Cancerogeni Diretti: agiscono direttamente, tal quali; 2. Cancerogeni Indiretti: non hanno attività cancerogena se non dopo trasformazione metabolica – sono attivi in questo senso solamente alcuni dei loro metaboliti. Nella prima categoria rientrano sia ioni che molecole organiche, come Arsenico, Cromo (IV), cio, Cobalto, Berillio, complessi con il Cis-Platino, Alogeno-Ete i, Este i dell’a ido solfo i o, Nit osa idi, NItrosUree, etilen-imine - Mentre nella categoria degli indiretti compaiono molecole come gli Idrocarburi policiclici aromatici, le amine aromatiche, le nitrosamine ed altre sostanze naturali come le micotossine. In questo ambito di indagine si effettuano test soprattutto sui farmaci, test che vengono effettuati ancora prima che le sostanze vengano immesse sul mercato, chiaramente, ma sono richiesti anche per dete i a e la tossi ità di sosta ze i esse ell’a ie te e sia i uesto aso he pe i fa a i so o ripetuti costantemente nel tempo, sono inoltre OBBLIGATORI. In questo senso ogni Paese ha una diversa regolamentazione relativamente alla tipologia di test e di indagine condotta, ad esempio alcuni fanno riferimento a test quantitativi, per valutare la quantità della uova sosta za he stata i essa ell’ambiente. Due test sono quasi standard, e sono il test di AMES, in caso di bassi quantitativi, oppure se sono più elevati sono sempre richiesti test di mutagenesi più i test in vivo effettuati anche su cellule di mammifero. Una volta identificate le sostanze mutagene vengono classificate in 3 categorie, numerate, nelle quali quelle più pericolose fanno parte della Cat. 1, a scalare fino alle 3a. Nella prima categoria rientrano sostanze definite mutagene durante gli studi epidemiologici nel corso dei quali, anche a seguito di interazioni con altri agenti o per fattori casuali, determinate sostanze dimostrano di essere mutageni, quindi si tratta di sostanze cancerogene in uso ed attive sull’uo o. Nelle altre 2 categorie invece si catalogano sostanze che sono state definite mutageni già nella fase di sperimentazione, specificamente nella Cat.2 rientrano le molecole indagate con test molto complessi, mentre nella Cat.3 sono inclusi i mutageni che interessano per lo più la classe cellulare più semplice dei procarioti. Sono tutte indicate con frasi di rischio sulle etichette delle confezioni che le contengono.

PROCESSO DI CANCEROGENESI: Il processo di cancerogenesi è quello che, dal nome, determina la formazione finale di un tumore, non è rappresentato da un evento improvviso, ma da processi di svolgimento sequenziali che vanno dalla fissazione di un difetto di trascrizione genetico non corretto, alla mancata apoptosi fino alla proliferazione della mutazione per divisione cellulare che, man mano, determina altre mutazioni sequenziali non controllate per giungere alla generazione di una cellula Maligna, il tumore. Questa degenerazione cancerogenica può essere dovuta, come detto finora, ad eventi Fisici, chimici o biologici a causa dei quali una cellula diventa potenzialmente neoplastica (ha cioè maggiori probabilità di dare origine ad un clone di cellule neoplastiche). Come detto in precedenza esistono sistemi di controllo biologici per la limitazione della fissazione di errori genetici, questi sistemi sono espressi attraverso Geni detti del Riparo, deputati alla riparazione del danno subito dal DNA, di 1

natura Fisiologica oppure esogena ed infatti la perdita della loro funzione dete i a l’a u ulo di mutazioni su altri geni che nel corso della proliferazione, nel normale ciclo cellulare se non interrotto, danno luogo appunto a mutazioni sequenziali e dunque come detto alla formazion di cellule Maligne. Oltre a questi sono critici anche i geni NMR (Mismatch Repair), i NER (Nucleotide Excission Repair) ed i geni BER (Base-Ecission Repair), responsabili delle riparazioni di danni specifici, evenienti durante i normali processi di replicazione del DNA o a seguito di utazio i p ovo ate dall’esposizio e a mutageni. Altri geni della Stabilità controllano processi che coinvolgono larghe porzioni dei cromosomi, in particolare responsabili della ricombinazione mitotica e della segregazione cromosomiale (BRCA1, BLM e ATM). Quando questi sistemi sono inattivati o incapaci di far fronte alla numerosità di errori generati durante le trascrizioni, i sie e all’i possi ilità di da e il via al p o esso apoptoti o si genera il processo di degenerazione Neoplastica. Tra tutte, le alterazioni critiche sono quelle che interessano geni essenziali per il funzionamento cellulare, si tratta di geni detti ONCOSOPPRESSORI ed ONCOGENI, che nel primo caso sono necessari per il controllo e la soppressione delle fasi i iziali p o eoplasti he e ui di se disattivati las ia o spazio all’i so ge e di utazio i, e t e el se o do caso ci si ife is e all’eve tualità he uesti ge i ve ga o attivati se za o t ollo, e t a i gli eve ti conferiscono alla cellula un comportamento neoplastico che si traduce in vari effetti: 1- Aumentata Proliferazione; 2- Perdita della adesività cellulare; 3- Perdita della specificità tissutale di origine – “diffe e ziazio e , he i pa ti ola e i di a u o stato avanzato della condizione tumorale.

ONCOSOPPRESSORI: Sono costituiti da proteine espresse da determinati geni, che nella fase neoplastica iniziale sono soppressi da errori di trascrizione (Delezione) o sostanze mutagene (Addotti). Queste controllano la proliferazione cellulare e sono responsabili della maggiorparte delle sindromi neoplastiche ereditarie, associate a mutazioni inattivanti su entrambi gli alleli. La mutazione quindi inattiva queste proteine, oppure ne impedisce la sintesi complementaria e te all’ipe attivazio e di alt e sistemi proteici, gli ONCOGENI, appunto.

ONCOGENI: “o o ostituiti a h’essi da p otei e, la ui ipe attività determina la formazione di cellule neoplastiche in associazione, come detto, dell’i attivazio e degli o osoppressori. Questi operano accelerando la moltiplicazione cellulare e spesso mutazioni a loro carico sono associate a tumori Sporadici (Mutazioni Somatiche) non trasmissibili geneticamente. Generalmente sono mutazioni Attivanti su uno dei due alleli.

2

TUMORI EREDITARI: Il caso dei tumori ereditari è un fattore che rappresenta il 5-10% di tutti i casi di tumore registrati nella popolazione, sono stati studiati a fondo per capirne le cause e le motivazioni scatenanti. Ci sono ceppi genetici familiari nei quali è più frequente lo sviluppo di tumori che si verificano anche per più generazioni e con un esordio anticipato rispetto alla normale insorgenza dei tumori sporadici, inoltre si sono verificate associazioni di specifici tipi di cancro nela stessa fa iglia o a he ello stesso i dividuo. E’ il aso i fatti della Poliposi Adenomatosa Familiare (FAP) la quale si esprime in questo caso nei soggetti portatori di mutazioni su un gene oncosoppressore, il gene APC (Adenomatous Polyposis Coli), sindrome denominata di Li-Fraumeni e legata a mutazioni del gene codificante per la proteina P53. Questa proteina prende il nome semplicemente dal suo P.M. ed è conosciuta come Proteina Tumorale 53 dal gene TP53 ed è un fattore di trascrizione che regola il ciclo cellulare e ricopre la funzione di soppressore Tumorale, compito per il quale si è guadag ato il o e di Gua dia o del Ge o a . Esplica infatti numerose attività, può attivare il processo di Riparazione del DNA danneggiato, mantenere la cellula bloccata nel punto di regolazion G1/S (quando si verifica la fase di controllo del danno sul DNA), può dare avvio all’apoptosi in caso di danno irreparabile.

In più del 50% dei casi di tumore umano è stata registrata una mutazione o una delezione del gene TP53 Visti i processi della cancerogenesi è possibile dividerli in tre fasi consequenziali: 1- INDUZIONE: fase di fissazione del danno genomico; 2- PROMOZIONE: fae di proliferazione incontrollata; 3- PROGRESSIONE: Fase di crescita infiltrativa e diffusa.

INDUTTORI: sono genotossici che agiscono direttamente sul DNA inducendo varie modificazioni quali: -

Errori nella Replicazione; Mutazioni Puntiformi; Aberrazioni Cromosomiche.

Che praticamente rappresentano tutti i processi descritti finora. PROMOTORI: hanno effetti epigenetici (sistema epigenetico, l'insieme delle particelle di materiale genetico non cromosomico presenti nel citoplasma degli organismi unicellulari e di alcuni organismi pluricellulari), quindi non eagis o o o il DNA, a pote zia o l’azio e dei o posti ge otossi i, i più agis o o o e odulato i del siste a ormonale e di quello immunitario. Nella fase di promozione, che a differenza di quella di induzione è reversibile, non si verificano necessariamente mutazioni, ma avviene sostanzialmente una espansione delle cellule mutate, esistono infatti molecole dette promotrici che pur non essendo mutageni inducono la formazione di tumori. Alcune di queste molecole sono la Saccarina, il Feno a ital…. PROGRESSIONE: i uesta fase si ve ifi a l’a u ulo di alt e utazio i elle ellule tu o ali e ig e he dete i a o l’alte azio e del fe otipo insieme di tutte le caratteristiche manifestate da un organismo vivente, quindi la sua morfologia, il suo sviluppo, le sue proprietà biochimiche e fisiologiche comprensive del comportamento) da e ig o a alig o, he si t adu o o ad ese pio ell’a uisizio e della apa ità etastati a a ia e to di sede o i u ’alte azio e del eta olis o e e geti o e che possono essere diverse da cellula a cellula tanto da i stau a e u ’eterogeneità cellulare caratteristica del tumore maligno, con porzioni cellulari capaci di proliferare nel luogo di origine, altre invece di espandersi al resto del corpo per metastasi, favorite anche dalla perdita della capacità di legarsi fra loro, tipica dei tessuti biologici Sani. 3

Per tornare alla classificazione delle sostanze cancerogene si evidenziano quelle della Cat.1, divise in due sotto categorie A e B nelle quali si evidenziano le pote zialità utage i he otate di etta e te sull’uo o (A) o attraverso la sperimentazione animale (B). Mentre nella CAT.2 sono riportati i mutageni sospettati di ave e u a pote zialità utage i a sull’uo o. Nel o so degli a i e o l’affi azio e o h l’o ligato ietà dei test di o t ollo so o state ide tifi ate 8 ole ole ella CAT. , ui di e ta e te a e oge e pe l’uo o, e 6 ole ole o attività utage i a li itata, a p ese te, ell’uo o. Tra queste spiccano nella CAT.1: • • • • •

Fumo di tabacco IVO; Fumo di Tabacco Attivo; Tabacco non da Fumo (Masticabile); Polvere di Legno; Pesce Salato cinese.

• • •

CARNE ROSSA (2A); Fumo di Saldatura (2B); DDT.

Mentre nella CAT.2:

Dati dello IARC

Ù

Gli studi a breve termine quindi sono quelli già trattati, come quello di AMES (1-2gg) o dei cromatidi fratelli, ma sono condotti anche studi a lungo termine con lo scopo di valutare ugualmente la capacità di una sostanza chimica o di t atta e to fisi o di i du e tu o i ell’a i ale da espe i e to i seguito all’esposizio e o i a pe pe iodi sufficientemente lunghi (24 mesi per il ratto, 18 per il topo). Vengono effettuati sempre in comparativa con un gruppo di controllo e, dal o e to he o l’età l’i ide za di tu o i au e ta fisiologi a e te a he el g uppo non trattato con l’insorgere di neoplasie spontanee ad incidenza variabile i cui parametri vanno certamente considerati per stabilire una statistica attendibile, l’aumento della frequenza di tumori indotto dal trattamento con cancerogeno dovrà essere abbastanza alto per superare il rumore sperimentale legato ad una alto numero di tumori negli animali del gruppo di controllo. I ase all’i ide za dei tu o i spo ta ei i olt e si asa la s elta del u e o di a i ali da utilizza e i esperimenti:

uesto tipo di

4

Gli animali alla fine della sperimentazione vengono sacrificati e sottoposti ad autopsia e vengono prelevati tutti gli organi per sottoporli ad analisi istopatologica valutandone: -

Numero di animali che presentano tumori; Incidenza dei tumori nel singolo animale; Incidenza di tumori per tessuto; incidenza di tumori maligni.

Quello he si ottie e u a u va Dose/Risposta, elativa alla o e t azio e di a i oge o pe peso dell’a i ale i g ado di dete i a e l’i so ge za di ellule tu o ali e può va iare da sostanze molto potenti (ng/kg) ad altre meno potenti (mg/Kg) che necessitano di dosi più elevate per essere attive.

Per la maggior parte delle molecole esiste una dose Soglia, equiparabile alla EMAX che definisce il plateau superiore relativo al assi o dell’effi a ia cancerogena raggiungibile anche aumentando la dose.

SAGGIO DI TRASFORMAZIONE CELLULARE: È un saggio molto importante per la definizione delle potenzialità cancerogene di una sostanza, è molto semplice e risulta oltremodo effi a ie ell’ide tifi azio e. “i effettua i Vit o e si asa sull’osse vazio e delle alte azio i capace di trasformarle in cellule maligne.

o fologi he di u a ellula a ausa di u a sosta za

Pertanto si tratta una colonia di cellule con una sostanza cancerogena in vitro e poi si attende la fase di proliferazione cellulare. In questo caso, se la sostanza è cancerogena, si formeranno delle colonie stratificate formate da cellule normali, non mutate, che rimangono sul fondo della piastra adese alla superficie del contenitore, mentre quelle tumorali maligne, avendo perso la capacità di legarsi fra di loro, si ritroveranno nello strato superiore. Proprio la presenza di queste colonie multi-stratificate indica la trasformazione maligna delle cellule a seguito dell’esposizio e al cancerogeno. STUDI SPERIMENTALI Risulta evidente come oltre alla valutazione riguardo alla cancerogenicità di una sostanza si effettuino studi spe i e tali a he pe t ova e eve tuali odi pe p eve i e l’i so ge za di eventi cancerogeni. Per questo tipo di sperimentazione sono necessari lunghi periodi di osservazione durante i quali tutti gli animali vengono prima trattati con una sostanza certamente cancerogena e successivamente con la molecola della quale si vuole valutare l’efficacia anti-tumorale preventiva, somministrata all’animale per una porzione della durata della sua vita. In seguito vengono valutate le condizioni di tutti gli animali per determinare una eventuale variazione del decorso della cancerogenesi, rispetto al gruppo di controllo non trattato con la molecola da indagare. Nell’i agi e accanto si intendeva valutare la possibile attività protettiva degli estratti dei Polifenoli, nello specifico degli estratti di Tè Nero, Tè verde ed estratto di Vino Rosso, somministrati a tre gruppi di animali per un totale di 16 settimane, insieme ad un g uppo di o t ollo, dopo esse e stati t attati o l’age te a e oge o he i du e spe ifi a e te tu o i del olo .

5

I isultati fu o o positivi di ost a do u ’attività p otettiva dei polife oli studiati, i della tipologia di estratto usato:

a ie a diffe e te a se o da

Nello specifico accanto sono riportate le attività induttive o protettive di diversi alimenti relativamente allo sviluppo di tumori del Colon. “i ota o e ad ese pio la Ca e Rossa a ia u ’attività cancerogena molto evidente come sottolineato anche dallo IARC, come detto prima. Uno dei fattori protettivi più importanti risulta essere invece l’Attività Fisica così come un’alimentazione ricca di Vegetali, in perfetta antitesi con gli effetti del consumo di carne rossa. Uno degli alimenti che hanno ceduto terreno negli ultimi decenni è stata la Fibra, precedentemente inclusa nel gruppo dei protettori Convincenti è ultimamente stata declassata nel gruppo dei Possi ili preventivi, si ricorda comunque che il sistema sanitario nazionale italiano o siglia l’assu zio e gio alie a di fibre compresa tra i 20 e i 35g, certamente non superiore per evitare possibili effetti negativi a carico del tratto gastro intestinale.

6

TOSSICITA’ RIPRODUTTIVA La tossicità riproduttiva è un aspetto molto importante da valutare rispetto alle caratteristiche tossicologiche delle sostanze alle quali si viene esposti sia a seguito di trattamenti terapeutici che per cause ambientali. Questo perché la riproduzione rappresenta un processo iologi o olto deli ato he può esse e fa il e te alte ato dall’esposizio e a sostanze tossiche. A tal proposito quindi sono state introdotte regole specifiche a partire dalla direttiva CEE 75/318 per quanto riguarda i farmaci, e dalle linee guida di o ga izzazio i azio ali uali l’EPA ed internazionali, la OECD. Con gli studi messi in atto quindi relativamente a tale problema si è notato come negli ultimi anni ci sia stata una riduzione della fertilità maschile, anche se il dato può essere macchiato dallo stile di vita odierno e dal fatto che le persone si rivolgano al sistema sanitario nazionale più frequentemente di quanto non si fe in ato, determinando una variazione statistica su questo tipo di patologie poco confrontabile con il ato. I dati analitici, ad ogni modo riportano una diminuzione della densità spermatica media umana dal 1938 al 1990:

Studi condotti in varie parti del modo confermano questo trend negativo, il quale risulta spesso accompagnato da un aumento del Cancro ai Testicoli ed è possibile che i due fenomeni siano correlati, dal momento che gli oligospermici (Diminuzione del numero degli spermatozoi nel liquido seminale) soffrono di un aumentato rischio di cancro rispetto ai normospermici, alcune ipotesi suggeriscono che questi effetti possano essere determinati dagli estrogeni ambientali.

STUDI SPERIMENTALI DI FERTILITA’ Consistono nel trattamento di animali di entrambi i sessi con dosi scalari di una sostanza, nei periodi precedenti ed a te ede ti l’a oppia e to e se e valuta o gli effetti he posso o dete i a e l’INIBI)IONE della fertilità. I uel aso, pe hia i e se gli effetti so o sul as hio o sulla fe i a, l’espe i e to vie e ipetuto t atta do i due sessi in maniera differenziale. Ma gli effetti del tossico, in ambito riproduttivo, possono esercitarsi anche sul feto. Per quanto riguarda gli effetti sul maschio questi si traducono in: -

Diminuzione del peso; Riduzione del numero e della vitalità degli spermatozoi;

Relativa e te alle ellule UOVO ueste so o p otette dallo st ato di ellule i osta ti, Della G a ulosa cellule somatiche strettamente collegate con il gamete femminile (chiamato ovocita) nell'ovaia dei mammiferi. Le cellule crescono durante lo sviluppo del follicolo ovarico (già dalla fase primaria) e fanno parte delle cellule ovariche) che hanno la funzione di metabolizzare e detossificare gli xenobiotici, in più gli ovociti danneggiati vanno in contro ad apoptosi.

1

U o dei tossi i o os iuti e di la go uso o sapevole è l’alcol Etilico il uale ha effetti va i ed alla gati sia all’attività riproduttiva pre concepimento che allo sviluppo del feto.

Olt e all’al ol a he l’a uso di d oghe uali o ai a e o fi a i sie e a carenze nutrizionali, vitaminiche, anemia grave, diabete ed alcune infezioni (sifilide) possono determinare un danno fetale, diretto oppure indirettamente ausato da u da o pla e ta e. Quest’ulti o è u comune meccanismo di tossicità associato ad alterazioni fetali.

TERATOGENESI Rapp ese ta la pa te della tossi ologia he si o upa dell’effetto delle sosta ze tossi he sullo sviluppo dell’e analizzando le cause, i meccanismi e i modelli del normale sviluppo embrionale.

io e,

In questo modo individua tutti i difetti presenti alla nascita identificandoli come anomalie congenite di 4 tipi: -

Malformazione: rappresenta un difetto strutturale primario, risultante da un errore localizzato di morfogenesi; Turbative: app ese ta u a spe ifi a a o alia he isulta dall’i te uzio e dei o ali p o essi di sviluppo e dipende dal tempo di esposizione e o dall’age te te atoge o; Deformazioni: Rappresenta u ’alte azio e ella Fo a/“t uttu a della pa te a ato i a p e ede te e te normo-formata; Sindromi: rappresenta un modello riconosciuto di malformazione con una determinata eziologia (lo studio delle cause delle malattie).

Sostanzialmente si tratta di malformazioni congenite che possono essere di natura superficiale, per lo più estetica, oppure più profonda, cioè di natura strutturale ed in tal caso possono generare gravi problemi fisiologici fino all’i o pati ilità o la sop avvive za del eo ato oppu e o p o ette do se ia e te la apa ità dell’i dividuo di vivere normalmente ed in maniera autosufficiente. ANOMALIE GRAVI Si stima che circa il 3% dei nati vivi sia affetto da malformazioni di natura Grave che possono evidenziarsi anche successivamente alla nascita, ad esempio nei primi 2 anni di vita (6%), a 5 anni di età (8%) oppure successivamente (2%). Le anomalie gravi sono comunque più comuni nelle prime fasi dello sviluppo embrionale per il 15% dei casi, rispetto ai bambini nati vivi, se si verificano nella fase embrionale gli embrioni con malformazioni gravi di solito abortiscono tra la 6° e la 8° settimana. Se invece la teratogenesi ha luogo nella fase successiva, fino alla 20° settimana, si determinano anomalie dello sviluppo che possono portare ai danni sopra citati sempre per i nati vivi. Anche in questo ambito patologico esistono studi sperimentali ed epidemiologici, e questi dati sono monitorati da organizzazioni internazionali, riportando valori abbastanza elevati, come si nota dal grafico accanto, infatti è molto alta la frequenza di Aborti Spontanei che in Europa si aggira in torno al 30% dei casi, così come quella relativa alle anomalie neurologiche che si aggira intorno al 15% dei casi. 2

Un dato molto importante rispetto alle cause di queste malformazioni, nonostante siano legate a malattie genetiche, è quello relativo al fatto che molte di queste siano ancora incognite, il dato si aggira infatti intorno al 65-70% dei casi rilevati.

CAUSE GENETICHE: tra queste sono molto comuni quelle relative alle Aberrazioni Cromosomiche, le quali si stima rappresentino il 6-7% degli eventi rilevati, il ui effetto po ta di etta e te all’a o to spo ta eo. Possono derivare da: -

Aploidie/Poliploidie che di solito sono dovute ad errori nella divisione cellulare e danno luogo alle Sindromi Di Down(3xC21), di Turner (X-Zero), etc. Anomalie strutturali sono dovute a rotture cromosomiche, traslocazioni delezioni, duplicazioni ed inversioni Ma anche a Difetti Ereditari, cioè a mutazioni su geni come la Acondroplasia, dovuta ad una mutazione del ge e FGFR3 he è letale i o ozigosi e espo sa ile di u a fo a di a is o, oppu e alla si d o e dell’X Fragile per mutazioni occorse al gene FMR1.

FATTORI AMBIENTALI: In questo circostanze le mutazioni possono essere causate da molti agenti esogeni con effetto teratogeno, tra questi sono presenti moti farmaci, tra i quali il Warfarin, la Vit A, la Talidomide, etc. Oppure altri prodotti chimici come gli alcoli. Hanno effetti teratogeni anche alcune infezioni, come la Rosolia, l’He pes, la Tossoplasmosi e la Sifilide. Rientrano tra i fattori ambientali anche le Radiazioni ionizzanti ed altri elementi relativi allo stato di salute della Madre, quali diabete mellito, fenilchetonuria. Le malformazioni che possono incorrere quindi in queste categorie di effetti teratogeni sono molteplici e possono essere a carico di tutti i sistemi fisiologici del nostro organismo - il SNC, il sistema cardiovascolare e quello Gastro-Enterico, nonché di tipo Scheletrico.

STUDI DI TERATOGENESI Come per tutti gli altri studi di tipo epidemiologico questi sono obbligatori sui Farmaci, vengono condotti su almeno 2 specie animali di cui una di NON roditori, in caso di risultati insufficienti si conducono su una terza specie. Questo perché non si ha sempre concordanza di risultati tra gli effetti negli animali da esperimento e l’uo o, pe ui ci sono specie più o meno sensibili a questo o quel teratogeno, che possono indurre errori di valutazione. Lo studio si compone di una fase iniziale nella quale gli animali delle specie scelte vengono trattati con la sostanza in esame in vari tempi della gestazione: nella Fase iniziale, Intermedia e Finale. Per fare ciò di solito si utilizzano almeno 20 femmine gravide di Roditori e 12 di NON roditori, la metà di queste vengono sacrificate prima del parto per contare il numero di Feti che presentano eventuali malformazioni, il resto si porta fino alla fine della gestazione. -

Uno dei metodi usato per evidenziare gli effetti teratogeni di una sostanza è quello di misurare il numero di co pi lutei Ovuli atu ati p ese ti ell’ovaio i fu zio e del u e o di ovuli fe o dati, da iò si dete i a la misura della frequenza percentuale di aborti precoci. ▪ Se il numero di feti impiantati è più basso di quello dei corpi lutei allora i feti sono morti ell’ute o ate o pe effetti tossi i;

3

Successivamente si misurano le caratteristiche dei nascituri (Peso, sesso, conformazione scheletrica, lo stato degli organi interni). Le dosi di teratogeno somministrate vanno chiaramente scelte in modo da provocare qualche effetto tossico compatibile comunque con il proseguimento della gravidanza; nel caso di un agente contaminante ambientale le dosi possono essere calcolate sulla base dei livelli teorici raggiungibili in seguito ad una presunta esposizione, per ottenere dei risultati strettamente relativi alla realtà, quindi significativi da un punto di vista sperimentale.

Recentemente sono stati proposti dei metodi alternativi a quelli appena citati, che invece di usare animali gravidi permettono di riassumere la sperimentazione direttamente sulle cellule staminali embrionali oppure sugli embrioni coltivati in Vitro.

In questo caso la procedura sperimentale si effettua direttamente sugli embrioni di roditore, prelevati e mantenuti in coltura per 48h perché completino la fase di Organogenesi. A questo punto possono essere direttamente esposti alle sostanze in studio e quindi analizzati, per la determinazione degli effetti teratogeni. U ese pio è lo studio i vit o pe l’i dagi e sulla Ci lofosfa ide:

Per la determinazione del rischio di teratogenesi Insieme agli studi di teratogenesi sperimentale sono effettuati anche Studi delle Malformazioni Umane delle quali sono mantenuti registri dei difetti congeniti rilevati con lo scopo di i dividua e l’eve tuale asso iazio e t a l’esposizio e a u a sosta za e l’i so ge za di alfo azio i alla as ita. I Tos a a ad ese pio uesti dati so o a olti ell’ R.T.D.C. Regist o Tos a o Difetti Co ge iti . Sostanze teratogene note sono ad esempio il dietilstilbestrolo, la talidomide, i retinoidi, gli antitumorali, la streptomicina, il Mercurio (Hg). Il Dietilstilbestrolo ad esempio veniva usato negli a i’ 0, sop attutto egli U“A, pe la iduzio e del is hio di pa to precoce, con il risultato di indurre gravi alterazioni cellulari nei genitali femminili, responsabili ad esempio della induzione di un raro tumore, il carcinoma Vaginale. Oppure i casi derivati dai metalli pesanti come il Mercurio (o Metil Mercurio), che provoca alterazioni a carico del “NC ell’uomo, nel topo e nel ratto - Fui i fatti espo sa ile dell’elevato u e o di alfo azio i ell’i ide te di Minamata, in Giappone, negli a i ’ 0, dovuto alla o ta i azio e del a e da e u io p ovo ato da u a i dust ia Chimica. Oltre alle malformazioni questa sostanza provoca negli adulti una grave tossicità sempre a livello del SNC dando luogo ad ATASSIA (è un disturbo consistente nella progressiva perdita della coordinazione muscolare che quindi rende difficoltosa l'esecuzione di alcuni movimenti volontari), Parestesie ed alterazioni del campo visivo, come anche perdita della memoria. 4

Per quanto riguarda i farmaci un caso di teratogenia scampato ai controlli fu la Talidomide, la quale presenta un effetto tossi o ell’uo o, el o iglio e nella scimmia. Scampò alla sperimentazione e dunque fu commercializzata, perché fu testata solamente su un tipo di ratti che risultarono resistenti a questa sostanza, restituendo un Falso Negativo relativamente alla tossicità di questa molecola che quindi egli a i ’ 0 ve e essa i o e io pe uso terapeutico. La Talidomide fu usata per trattare i disturbi del sonno, con effetti disastrosi quando somministrata in donne gestanti, provocando in Europa una vera epidemia di malformazioni, quali la Focomelia (mancata formazione delle estremità degli arti), tra gli effetti più frequenti. Questa molecola generava malformazioni diverse in funzione del periodo della gestazione alla quale si trovava la donna in trattamento, anche se il meccanismo degli effetti te atoge i è tutt’oggi oscuro; si pensa che i suoi effetti siano legati al lo o dell’angiogenesi o di alcune funzioni cellulari, quali il blocco della maturazione linfocitaria.

Altri casi di farmaci teratogeni furono segnalati per gli Antiepilettici che quindi non possono essere somministrati in gravidanza, perché mostrano un rischio relativo (RR) di anomalie congenite nelle madri epilettiche che va da un minimo di 2 ad un massimo di 20 volte a seconda della tipologia di farmaco Antiepilettico usato. E’ o u ue u a uo a egola evita e, ua do o est e a e te e essa ia, l’assu zio e di fa a i du a te la gravidanza, dal momento che questi non solo possono determinare una variazione delle condizioni di salute, effetti avversi inclusi, ma essendo la barriera placentare permeabile praticamente a qualunque sostanza, endogena o xenobiotica che sia, si rischia di determinare malformazioni durante lo sviluppo embrionale e fetale, come giustificato dagli studi teratogenici. In associazione a ciò è sempre sconsigliata l’assu zio e di Al ool e del fu o, diretto o ivo che sia. La FDA ha stabilito fin dal 1979 cinque categorie (A,B,C,D,X) per indicare il potenziale di un farmaco di essere te atoge o ell’uo o.

Inoltre nel 1990 son state create due reti di servizi informativi sulla Teratologia, detti OTIS in USA e Canada ee ENTIS in Europa, i quali forniscono informazioni e svolgono studi di Follow-Up.

5

TOSSICI ALIMENTARI Gli alimenti sono una delle fonti attraverso le quali si viene a contatto più facilmente con le sostanze tossiche, grazie all’alimentazione infatti riescono a penetrare profondamente nel nostro organismo. Quindi oltre alle sostanze nutritive di cui necessitiamo assumiamo anche sostanza non necessarie per il nostro organismo e che soprattutto possono risultare addirittura dannose. Tali sosta ze o ut itive posso o esse e sia p op ie dell’ali e to oppu e assorbite da questi sotto forma di agenti contaminanti, quali batteri, muffe, etc, si può trattare anche di sostanze aggiunte deliberatamente dall’uo o agli alimenti stessi, a seguito di trattamenti industriali come additivi, conservanti o coloranti. Tali contaminanti però possono essere assorbiti anche a livello produttivo nel caso di antiparassitari o concimanti non naturali utilizzati sui vegetali, prima del raccolto, oppure sugli animali per mantenerne un corretto stato di salute, vedi farmaci, antibiotici, etc. Tutto ciò insieme alle sostanze tossiche che si formano durante la cottura (per esempio nel caso della carne cotta alla a e o t i uis e a dete i a e u ’azio e tossi a assoluta e te dannosa. Tante patologie dunque, quando non sono determinate da una carenza di nutrienti, sono legate proprio alla presenza di contaminanti presenti nel cibo, siano essi biologici o di natura antropica.

Una malattia dovuta ad esempio alla carenza di nutrienti è la Pellagra, determinata da un deficit della Vit.B3 che si verificava ad esempio nelle popolazioni dove si faceva uso del mais come pasto principale, anche in Italia nel XVI secolo quando venne importato il mais americano e la polenta diventò il cibo abituale dei contadini si notò una malattia che sembrava associata al consumo di questo cereale che era caratterizzata da piaghe arrossate sulla pelle, diarrea, debolezza e confusione mentale, fu infatti definita Pellagra nel 1771. A he ell’A e i a e t ale il ais era il principale cibo, ma non si registravano casi di pellagra perché questi popoli t attava o il ais o il LIME u ossido di al io Cal e he favo is e la li e azio e del T iptofa o del ais trasformato poi in acido nicotinico (vit.B3). Un altro effetto avverso da mancanza di nutrienti è la lesione corneale da carenza di Vitamina A (Ipovitaminosi A), stato che rende anche più suscettibili alle infezioni, genera un aumento di mortalità materna cecità notturna e addirittura la Cecità. Alla carenza di al io è i ve e asso iata l’osteopo osi, pe la uale aste e e o i a g/die al fi e di evita e l’i so ge za. Qua tità aggiu ta o l’assu zio e di L di latte o g di fo aggio o a he sola e te L di acqua ad alto contenuto di Calcio. È anche da ipo ta e he o solo l’assu zio e a e te può dete i a e effetti egativi sulla salute, a anche una eccessiva assunzione ad esempio di oligoelementi che ha ugualmente un effetto negativo. Molti nutrienti hanno un a da e to del appo to Dose/effetto ad U pe ta to sia u a a e za he u e esso ell’assu zio e dete i a o l’i so ge za di eve ti patologi i, i di a do ui di u a sorta di dose ottimale giornaliera che è importante tenere in conto. Ad esempio un eccesso di Ferro può provocare ulcerazioni gastrointestinali, acidosi metabolica e quindi un danno epatico, senza contare gli effetti legati all’e essiva assu zio e di Lipidi associato a malattie che i te essa o il siste a i olato io… Insieme agli elementi nutritivi abbiamo elencato anche elementi non nutritivi che possono essere presenti naturalmente negli alimenti o essere generati dalla cottura o introdotti a seguito dei trattamenti industriali. Queste sostanze sono dotate di tossicità ed assunte in quantità sufficienti possono determinare come detto effetti negativi. 1

Altri effetti tossici possono essere determinati da componenti minori, che possono dar luogo ad episodi di avvelenamento, come ad esempio la Linamarina contenuta nei tuberi (Manioca e lo Yam), dai quali vengono ricavate farine per la produzione alimentare. Questa molecola contiene gruppi CN- che possono creare, se liberati, sintomatologie più o meno gravi in base alla dose assunta. Le popolazioni che ne fanno uso però, a conoscenza di questo fattore tossico, processano questi tuberi in acqua, macerandoli e macinandoli in modo da ottenere una farina priva di Cianuri. Sono tanti i vegetali che contengono sostanze potenzialmente tossiche atu al e te, u alt o ese pio è l’Oleandro, che contiene una sostanza tossica, l’OLEANDRINA, pe s opi dife sivi. E’ u gli oside o te uto elle foglie, ella o te ia e ei f utti o atu i dell’olea d o ed agis e come bloccante sulle pompe Na/K, nello specifico blocca l’id olisi dell’ATP mantenendo la proteina nello stadio successivo a quello di espulsione dei 3Na+ ed evitando la depolarizzazione della cellula. Gli effetti sono di tipo gastrointestinali e cardiaci. Gli effetti gastrointestinali consistono in nausea e vomito, eccesso di salivazione, dolore addominale e diarrea. Gli effetti cardiaci sono invece più pericolosi: andando ad interferire con l'attività dei canali del calcio si va ad interferire con il normale flusso di ioni attraverso la membrana cellulare. L'irregolare concentrazione all'interno delle cellule cardiache causa irregolarità nella pulsazione cardiaca, aritmia ed arresto. L’olea d i a possiede u a DL50 così bassa (0,5mg/Kg) da e de e uasi i possi ile la isoluzio e dell’i tossi azio e qualora se ne venisse a contatto. Altri alimenti tossici sono ad esempio i Funghi appunto velenosi che contengono Falloidine ed Amanitine, oppure alt e sosta za o te ute i alt i vegetali o e le Le ti e, l’Isotio ia ato nel Cavolo). I a ito o vegetale esiste ad ese pio l’i tossi azio e da ISTAMINA detta sindrome SGOMBROIDE. Viene causata dalla t asfo azio e i ista i a dell’istidi a o te uta ella a e dei pes i, ua do o so o p o ta e te puliti oppure non vengono conservati in un ambiente pulito e ad una temperatura ottimale. I pesci maggiormente colpiti sono il Tonno, il pes e spada, le a i ghe le a iughe e le sa di e, dete i a l’i so ge za di si to i e t o o a dall’assu zio e e per una durata di circa 6 ore. Si esprime con un Rash eritematoso più evidente al volto ed al torace, prurito, sensazione di calore, cefalea, nausea, vomito e diarrea, broncospasmo, palpitazioni tachicardia e ipotensione – Sindrome Sgombroide. Oppure, rimanendo in ambiente marino sono frequenti avvelenamento da metalli pesanti come il MERCURIO inorganico o il metilmercurio, che rappresenta la forma prevalente nel pesce e nei frutti di mare, è particolarmente tossico per il sistema nervoso in via di sviluppo. Il Mercurio inorganico è il meno tossico tra le due forme. La Dose settimanale tollerabile è di 1,3µL/Kg, ma per la maggior parte delle persone è improbabile che venga ecceduta questa quantità, a meno che non si venga a contatto con altre fonti di esposizione, come ad esempio il ate iale usato egli a i ’9 pe le ottu azio i de tali. Il CIO è un altro elemento di tossicità presente negli alimenti ed nel fumo di sigaretta, infatti ad eccezione dei fumatori la principale fonte di esposizione a questo metallo è rappresentata proprio dagli alimenti. La dose settimanale tollerabile è di 2,5µL/Kg ed attual e te l’esposizio e edia degli adulti a questo metallo si aggira proprio intorno a questo valore, mentre potrebbe essere superiore nei fumatori. Tuttavia il rischio di effetti nocivi legati a ciò è comunque estremamente basso poiché la dose massima è impostata su un indicatore precoce di cambiamento della funzionalità renale che suggerisce un possibile danno futuro. CONTAMINAZIONI BATTERICHE E a o f e ue ti p i a dell’i t oduzio e degli a ti ioti i e del iglio a e to delle condizioni igieniche, determinavano infezioni alimenta i he p ovo ava o u ’elevata mortalità nonché una modesta aspettativa di vita, situazione ancora molto simile nei paesi sottosviluppati, considerando che le tossine da Stafilococco sono termoresistenti, pertanto non vengono inattivate dalla cottura.

Infatti -> 2

MICOTOSSINE Determinano le intossicazioni alimentari più comuni, causate appunto da Muffe e funghi, appartenenti principalmente ai generi Aspergillus, Penicillium e Fusarium che, in particolari condizioni ambientali a temperature ed umidità favorevoli, proliferano e possono produrre micotossine. Generalmente queste tossine entrano nella filiera alimentare attraverso colture contaminato destinate alla produzione di alimenti e mangimi, principalmente di cereali. Le micotossine assunte da animali domestici ano el sa gue e ella a e, da ui i sie e al latte a o all’uo o. La presenza di micotossine negli alimenti e nei mangimi può essere nociva per la salute umana e degli animali poiché può causare effetti avversi di vario tipo e portare disturbi a livello estrogenico, gastrointestinale e renali. Alcune micotossine sono inoltre immunosoppressive e riducono la resistenza alle malattie. Un esempio di contaminazione da micotossine è quello da Claviceps Purpurea, molto comune in ato soprattutto in Europa, dove era causa di Ergotismo, cioè un insieme di sintomatologie gravi dalla cancrena degli arti fino alle convulsioni.

AFLATOSSINE: Sono micotossine prodotte da due specie di Aspergillus, un fungo che si trova particolarmente in aree caratterizzate da un clima caldo umido. Sono sostanze note per essere genotossiche e cancerogene pertanto anche l’esposizio e att ave so gli ali e ti deve esse e il più possi ile o t ollata. T a le tossi e a più alta tossi ità ’è l’aflatossi a B he dà luogo ad u eta olita tossi o, ui di si attiva successivamente a biotrasformazione (Cancerogeno Indiretto) formando una molecola reattiva, un epossido, capace di formare Addotti sul DNA, danneggiandolo. Con la sperimentazione si è notato come la quantità genotossica negli animali da laboratorio sia molto bassa, 0,040,1 ppm, capace di indurre effetti epatotossici estremamente gravi, causando Cirrosi e cancerogenesi. Me t e l’aflatossi a di tipo M è u o dei p i ipali eta oliti dell’aflatossina B1 ell’uo o e egli a i ali e può essere presente nel latte proveniente da animali nutriti con mangimi contaminati da Aflatossina B1, pertanto il contenuto delle aflatossine, come detto è tenuto sotto stretto controllo, infatti i livelli di questa micotossina negli alimenti europei sono molto basse:

3

Da questo fattore di accumulo e trasmissione degli elementi contaminanti attraverso la catena alimentare si nota come sia molto importante il controllo di tutte le sezioni ambientali, sia dal punto di vista vegetale che animale, perché tutto ciò che mangiamo viene a contatto con altre sostanze che possono essere accumulate di volta in volta durante i aggi precedenti della catena alimentare fino a costituire concentrazioni tossiche nel prodotto finale, anche se in partenza si trattava di una contaminazione minima. “i fa l’esempio dello sversamento in mare di una certa quantità, pur piccola, di sostanze tossiche. Il primo fattore che ne subisce gli effetti è olt e all’a ie te marino nella misura in cui è stato inquinato, anche il plancton, che assorbe una certa quantità di sostanza, questo viene poi mangiato da pesci più grandi, nei quali la concentrazione di tossico sarà certamente maggiore di quella contenuta in un singolo organismo componente il plancton, e così via, dal pesce piccolo al più grande, in questo modo la concentrazione di tossico per animale sarà sempre maggiore. Se poi oi i i ia o di uell’a i ale, e o he sussiste la possibilità di intossicazione, nonostante la quantità iniziale di inquinante fosse assolutamente insufficiente per dare effetti nocivi.

Il salmone ad esempio, un pesce di grandi dimensioni, è ricco di tessuto adiposo nel quale è possibile che si accumulino sostanze tossiche in quantità sostanziali, sempre che siano lipofile. Quello accanto rappresenta il grafico relativo al confronto tra analisi effettuate su salmoni di Allevamento e salmoni Pescati. I primi, essendo il salmone carnivoro, vengono alimentati o Cas a i dell’i dust ia del pes e ioè esidui he derivano dalla pulizia del pescato), mentre quelli pescati chiaramente si nutrono naturalmente nel mare. Analizzando il grafico in scala logaritmica si nota come sulla sinistra si rilevi un aumento progressivo della concertazione di una serie di contaminanti ambientali e si evidenzia come questa sia molto maggiore ell’allevato ispetto al pes ato. Anche nel pesce venduto al supermercato si nota una elevata concentrazione di contaminanti ambientali, mentre nel salmone pescato i livelli rilevati sono molto modesti, quindi tutti riportati sulla destra del grafico a concentrazioni bassissime. I contaminanti Alimentari sono generalmente: -

Nitrati e Nitriti; N-Nitrocomposti; Nitrosammine; Ammine Eterocicliche; Ammine Aromatiche; Coloranti Sintetici; Idrocarburi Policiclici.

4

➢ Nitrati e Nitriti: i secondi derivano dalla riduzione dei Nitrati catalizzata dai batteri e dagli enzimi cellulari, sono usati negli alimenti come antifermentativi ed Antibotulinici, i nitrati creano infatti un ambiente altamente ossidante che inibisce la formazione di batteri ed in particolare dei G(-) come il Clostridium Botulinum, appunto, oppure per mantenere rosso-viola il colore della carne. Rappresentano una componente davvero sostanziale della nostra dieta ed a parte gli insaccati, nei quali sono aggiunti per migliorare la conservazione, sono naturalmente presenti in numerosi alimenti anche vegetali, inclusa l’acqua. Esisto o o u ue li iti di legge he e egola o la o e t azio e usata egli ali e ti e ell’a ua, proprio la concentrazione dei nitrati presenti negli ali e ti e ell’a ua app ese ta u a spia della sa ità dell’ali e to. Pe ua to igua da l’a ua esiste anche la possibilità che la concentrazione di queste sostanze possa eccedere quella consentita qualora si determini che questa è dovuta strettamente alla atu a dell’a ua stessa, esistono delle rocce infatti che possono rilasciare Sali di nitrato, andando a condizionarne la o e t azio e ell’a ua alla fo te, atu al e te. Sono riportati dati relativi alla concentrazione di it ati atu al e te p ese ti all’i te o di al u i alimenti, vegetali o di origine animale, si nota come in alcuni di questi la concentrazione rilevata sia abbastanza elevata. La dose giornaliera accettabile (ADI) dei nitrati è di 3,7 mg/Kg.

➢ N-Nitrocomposti: Sono composti caratterizzati dal residuo -N-N=O che derivano dalle reazioni di molte sostanze azotate con i nitriti, in ambiente aq, a pH leggermente Acido ed in assenza di Antiox, condizioni che si verificano facilmente nello stomaco ed in soggetti che non consumano frutta o verdura. Una volta generati questi N-Nit o o posti ve go o o ve titi dall’o ga is o i forme reattive in grado di interagire con il DNA, Alchilazione. Il primo o per la loro attivazione è la formazione di Idrossilammine, spesso instabili, che formano Sali di Diazonio che a loro volta danno luogo a composti elettrofili affini al DNA, i pa ti ola e affi i all’Ossige o i posizio e della Gua i a, dove si legano covalentemente. Quindi sono potenzialmente Cancerogeni, in caso il processo di riparazione con le Alchiltrasferasi non sia possibile per altri motivi concomitanti, una esposizione prolungata è comunque sufficiente a generare mutazioni. Di questi composti, uno indicato con la Sigla NNN (NNitrosonornicotina) si è dimostrato essere un potente cancerogeno negli animali da esperimento, nei quali induce tumori ai polmoni, alle cavità nasali, alla trachea, al fegato ed al Pancreas. Questi composti si possono formare anche negli alimenti a seguito della cottura alla fiamma, come ad esempio quando si cuoce la carne alla brace, oppure possono migrare da componenti della plastica negli alimenti, come ad esempio dalle tettarelle di gomma fatte con plastiche di cattiva qualità. 5

Un altro fattore di rischio cancerogeno legato all’assu zio e di it osa i e, deriva dal fatto che anche molti farmaci sono nitrosabili in Vivo. Si tratta di Farmaci con gruppi amminici liberi, la cui combinazione con i nitriti provoca tumori negli animali da esperimento. ➢ Ammine Eterocicliche: queste sostanze sono un altro esempio di composti tossici che si formano durante il processamento degli alimenti. Si tratta di molecole formate da un anello eterociclico con gruppi amminici esposti, si formano durante la cottura, soprattutto se ad elevata temperatura (>100°C), in presenza di Carboidrati, proteine e CREATINA, un componente del muscolo, per questo la maggior concentrazione di queste sostanze è situate nella parte esterna della carne/pesce cotto ad esempio alla piastra. No si fo a o, pe ò, el latte e ei fo aggi pe l’asse za della C eati a. Danno effetti Mutageni di notevole potenza, il numero di revertanti indotti nella Salmonella Typhimurium con attivazione metabolica è di 39.000 con 1µg di Trp-P-1 e di 661.000 con 1µg di MelQ, uest’ulti o au e ta la frequenza delle mutazioni nella salmonella da valori di 20x108 a circa 600x108 nel ceppo TA1538, in presenza di attivazione metabolica esogena con microsomi di fegato di ratto (S9) – Test di AMES. Il grafico riportato a fianco è molto esplicativo, ma sebbene si ife is a all’a alisi della sola a e ossa, l’effetto è il edesi o anche per la carne bianca.

Concentrazione di mutageni che aumenta in funzione della temperatura di cottura.

Negli animali da esperimento queste sostanze producono tumori del fegato, del colon, dello stomaco, della mammella, della cute, del sistema linfatico e del polmone. L’u i o odo pe eli i a e uesti fattori mutageni è quello di mangiare la carne cruda o di evitarne il consumo, è i ve e possi ile di i ui e la o e t azio e a assa do la te pe atu a di ottu a dell’ali e to. ➢ Idrocarburi policiclici Aromatici (IPA): Sono sostanze che possono trovarsi sia nei cibi crudi che formarsi durante la cottura per combustione parziale dei composti organici, quindi anche dalla combustione dei de ivati del pet olio, dalla uale de iva l’alta o e t azio e di IPA p ese te elle ittà, osì o e a he dalla o ustio e del Leg o, già el i fatti e a stato otato o e t a gli spazza a i i i fosse u ’elevata i ide za di tu o i, hia a e te dete i ata dall’esposizio e alla fuliggine durante il loro lavoro. Anche gli IPA sono cancerogeni Indiretti, si attivano quindi successivamente alla FASE 1 del metabolismo (OSSIDAZIONE), a carico dei P450, che sono in grado di ossidare questo tipo di molecole, attivandole. 6

Gli IPA sono sostanze estremamente Lipofile, quindi si assorbono anche per via cutanea e per questo motivo te do o ad a u ula si el tessuto adiposo i a e do a lu go ell’o ga is o. I loro tessuti target sono numerosi e sono in grado di indurre tumori di vario genere, a livello polmonare (abbondanti nel fumo di sigaretta) o anche tumori alla Mammella.

7

TOSSICI AMBIENTALI 8 + 10.20 a 47

Si tratta di composti usati per il controllo degli organismi infestanti, sia animali che vegetali, comprende il termine antiparassitari nel quale però non sono compresi i diserbanti. Sono quindi una classe di molecole usate per limitare ad esempio la crescita di erbacce in agricoltura, oppure la p olife azio e di pa assiti da osi sia pe l’ag i oltu a stessa he pe l’uo o di etta e te. Prime tracce dell’uso di pesti idi isalgo o alle epo he a te-cristo, traccia di ciò ci arriva tramite omero il quale, a e a all’uso dello )olfo pe il o t ollo degli a t opodi, e t e ad ese pio a he i i esi o os eva o le proprietà insetticide degli Arsenicati. Pe to a e all’attualità, isale al l’uso di )olfo e Ra e i F a ia o e o posti o effetti A ti ittoga i i sulla vite, e t e al XX se isale l’uso del DDT Di lo oEtilFe ilT iClo oEsa o , s ope to egli a i ’ , pe i suoi effetti insetticidi. Nello stesso pe iodo fu o o i t odotti i PoliClo oDie i, l’esa lo o e ze e e gli i setti idi Organofosforici, successivamente vennero sintetizzati i Carbammati. Tutti queste molecole sono dette quindi Pesticidi, i quali possono essere usati anche in presenza di altri componenti, di solito privi di effetti tossici, detti accessori, che possono costituire anche il 50% della composizione e sono formati da Impurezze e dai prodotti della degradazione molecolare. Nello specifico i pesticidi si dividono in: -

Insetticidi; Fungicidi; Erbicidi.

INSETTICIDI: Vengono usati per il controllo delle infestazioni da Insetti e possono avere una composizione piuttosto varia, i più comuni sono: ▪ ▪ ▪ ▪

Anti-AChE: ORganoFosforici, carbammati; Pirtroidi; Organoclorurati: diclorodifeniletani, ciclodieni, benzeni clorurati e cicloesani; Altri: Nicotina, Rotenone, etc. – Di origine naturale.

All’i izio o i fu u a p ati a spe i e tale di o t ollo olto profonda, oppure, non bastò a determinare la tossicità reale di questi o posti, sop attutto pe ua to igua da il DDT, a o l’utilizzo e o gli studi epide iologi i Reali, ui di sull’effetti di uesti o posti successivamente alla messa in opera ha permesso di definirne molto più p e isa e te le di a i he e l’e tità della loro tossicità. Come si vede dal grafico riportato accanto, i più colpiti da intossicazioni sono gli addetti ai lavori, quelli che direttamente si o upava o dell’appli azio e di ueste sosta ze egli a ie ti o sui terreni in cui erano necessari, come i lavoratori dei campi, similmente a coloro i quali si occupavano dello stoccaggio nelle aziende di produzione e di smistamento merci. Questo però non esclude la possibilità di intossicazioni domestiche, perché ad esempio gli insetticidi tipo il Baygon, sono usati anche in casa e se utilizzati eccessivamente e non seguita da un comportamento corretto, possono determinare fenomeni di intossicazione.

1

CLASSIFICAZIONE Con le sperimentazioni queste molecole sono state classificate in base alla loro tossi ità, edia te l’ide tifi azio e della elativa DL50 misurata nel ratto in seguito ad esposizione orale o dermica in forma solida o liquida. Le DL50 variano da pochi mg/Kg, estremamente tossiche, fino a g/Kg per le sostanze poco tossiche, è chiaramente ovvio che questa concentrazione è relativa e variabile a se o da delle vie di so i ist azio e, el atto o e sull’uo o, u a delle più importanti è quella cutanea in particolare nelle parti scoperte, non protette. Un altro aspetto molto importante da considerare è il fattore di accumulo che queste sostanza, sop attutto pe uelli Clo u ati, he isulta o t a i più pe siste ti ell’a ie te. Il loro uso è comunque in forte calo e data la loro tossicità selettiva per molti di loro, non rappresentano un pericolo generalizzato. Per definire la selettività si confrontano le DL50 nel mammifero (Ratto) e sul target principale, il cui rapporto definisce quindi la selettività della molecola, maggiore è il valore di questo rapporto maggiore è la selettività, quindi il pericolo di subire intossicazioni parallele alle concentrazioni usate. Co e si ota t a i più pe i olosi, a he pe l’uo o i so o i Ca a ati, la ui DL50 risulta essere molto simile sia per il target che per gli altri organismi, in questo casi mammiferi, come è anche il caso di alcuni organofosforici (Paratione).

Nonostante ciò queste sostanze vengono usate ugualmente ed sono utilizzate essenzialmente per proteggere i raccolti da insetti e parassiti eventuali. Nel grafico sono riportate alcune stime di quello che potrebbe essere il raccolto potenziale e quello effettivo, relativo ad un certo numero di ettari coltivati, e quali sono le cause che hanno provocato questa riduzione, sempre presente rispetto alle stime, pesticidi o no. Sono poi indicate le cause percentuali alle quali è dovuta la perdita di raccolto. Questi studi so o i po ta ti pe valuta e l’effi ie za di u a te i a di coltivazione per determinarne eventuali cali nel metodo tradizionale rispetto a quello biologico, anche relativamente al bilancio economico. Spesso i pesticidi sono molto costosi ed in alcuni casi, fortunatamente, accettare una minor efficienza nella coltivazione tradizionale è più redditizio che utilizzare pesticidi per aumentare il raccolto, a fronte però di un rapporto spesa/guadagno poco conveniente. Ed infatti, secondo molti studi i due metodi di coltivazione sono assolutamente paragonabili, in termini di bilancio economico. Pesticidi Anti-AChE: Sono tutti pesticidi a atte izzati da u a eve pe siste za ell’a ie te di ilas io, o h da u appo to di Tossicità Mammifero/Insetto, molto grande, ad esempio uno di questi è il DDT con tale valore uguale a 59, si capisce quindi come la DL50 efficacie sugli insetti essendo 60 volte minore di quella letale sul ratto, rappresenti per gli altri organismi un pericolo nullo, infatti è selettiva proprio per gli insetti. Il fu zio a e to si asa sull’i i izio e dell’e zi a AChE, he quindi non operando più la propria attività di inattivazione del messaggero ACh determina la persistenza dello stimolo o t attile fi o all’i so ge za di o vulsio i e igidità us ola e che causano la morte del soggetto trattato ad esempio per insufficienza respiratoria per l’impossibilità meccanica di respirare (Paralisi Respiratoria). 2

Gli Anti-AChE si distinguono in 2 gruppi: Carbammati ed Organofosforici, tra i quali ci sono i più comuni Paratione e Dimetoato che sono inibitori Irreversibili. Le cui DL50 sono assolutamente importanti: Rappresentano sostanza abbastanza pericolose anche per i mammiferi, ma vengono ugualmente utilizzate perché hanno come vantaggio il fatto di non essere olto pe siste ti ell’a ie te, i più so o molto termo-sensibili, infatti la quantità di Paratione decresce sostanzialmente a temperature >30°C, soprattutto a pH fortemente Basici. Quindi nei mesi estivi, ad esempio, quando vengono maggiormente utilizzati anche in casa per combattere mosche e zanzare, hanno una persistenza ancora minore, viste le alte temperature, pertanto nonostante non abbiano una DL50 bassissima anche per i mammiferi, non danno problemi di intossicazioni. Oltretutto hanno una bassissima DL50 dermica (2400mg/Kg), che li rende ancor e o pe i olosi a he pe l’uso do esti o.

PIRETROIDI: Sono sostanze derivate da composti naturali, le Piretrine ottenute dal fiore del Crisanthenum Cinerarfolium, il cui fumo è utilizzato proprio come insetticida dalle popolazioni africane e cinesi, ed essendo sostanze naturali hanno ottenuto un grande successo anche in Europa, dove costituiscono il 30% del mercato. Anche loro hanno il vantaggio di essere piuttosto instabili, cosa che però ha spinto i produttori a sintetizzare sostanze simili con una minore instabilità, in modo da poter essere più efficaci, peggio a do la situazio e legata all’utilizzo di questi ultimi dal momento che alcune delle sostanze sintetizzate contengono Cloro la cui tossicità è potenzialmente più elevata, a causa della loro maggiore reattività. I Piretroidi agiscono interferendo con la t as issio e dell’i pulso e voso, dese si ilizza do i a ali del Sodio elettro-dipendenti, con la possibilità di inibire anche il recettore del GABA, il principale neurotrasmettitore Inibitorio dei mammiferi. 1- Aumento della KInstabilità dei Canali del Sodio; 2- Inibizione della Ca-Mg-ATPasi e della CAL-modulina; 3- Inibizione dei recettori del GABA. Ad Alte dosi quindi, nei mammiferi, provocano: -

Iperereccitabilità; Ipersalivazione; Tremori.

3

DL50 Nei mammiferi, per derivato della Piretrina: -

Permetrina: 3800mg/Kg Tetrametrina: 1000mg/Kg; Deltametrina: 31mg/Kg.

Quindi possono essere considerati abbastanza sicuri, almeno per le prime 2 Molecole.

Negli i setti agis o o a asse dosi lo a do la t as issio e dell’i pulso e voso. ROTENONE: E’ u pesti ida he agis e a livello ito o d iale i te fe e do o il eta olis o e e geti o, a h’egli di o igi e naturale, presente nelle radici di Derris Elliptica nel sud est asiatico. Viene maggiormente utilizzato come riduttore delle popolazioni ittiche di bacini idrici e laghi, ma è presente anche in numerose formulazioni Erbicide e Battericide in commercio per uso domestico. E’ u a ole ola est e a e te Id ofo i a agis e ello spe ifi o o e i i ito e siste i o del o plesso I della ate a respiratoria (Respirazione Cellulare) causando la paralisi per blocco nervoso nei pesci e negli insetti, la DL50 per l’uo o piuttosto elevata, 10-100g/Kg, pertanto risulta molto sicuro da utilizzare anche per quanto riguarda l’i ui a e to e l’a u ulo, poi hé è instabile alla luce ed è biodegradabile. Malgrado ciò è ugualmente associato ad un alto rischio di Parkinson causato da esposizione Cronica.

PESTICIDI CLORURATI: Questa l’alt a atego ia di pesti idi de isa e te più pe i olosi. Sono tutta una serie di molecole, strutturalmente anche molto diverse, ma che hanno in comune il fatto di essere composti alogenati, o meglio contengono atomi di cloro. La sostanza più importante tra queste è il DDT, composta da due anelli aromatici e 5 atomi di cloro. Il DDT ha una DL50 abbastanza bassa (anche se più alta di altri anticolinesterasici) ed è interessante notare come alcuni suoi metaboliti, il DDE (ha un cloro in meno) e il DDA (ha due clori in meno), siano comunque abbastanza tossici. Le ADI sono bassissime. Le ADI accettabile per gli organo clorurati sarebbe zero. A differenza dei pesticidi visti prima, sono estremamente stabili, sono molecole estremamente lipofile che si metabolizzano molto lentamente. Gran parte degli organismi, soprattutto i mammiferi, non sono capaci di declorare e quindi riusciamo a metabolizzarli male, sono molecole molto lipofile che tendono a depositarsi quindi nel tessuto adiposo. Cosa cambia per i batteri? I batteri contengono enzimi che riescono a metabolizzare molto efficacemente gli organo clorurati e questo spiega perché ci siano numerosi gruppi di ricerca che studiano batteri, che pot e

e o esse e i piegati ella de o ta i azio e di a ee i

ui ’ u a fo te p ese za di o ga o lo u ati.

Sono stati usati anche filtri a carbone attivo che contengono questi batteri, per vedere se si riesce a pu ifi a e l’a ua o ta i ata da ueste sosta ze, fa e dola a e att ave so i filt i. E’ u p o esso costoso e anche piuttosto lungo. La loro metabolizzazione consiste, abbiamo detto, in una progressiva declorazione, che però è molto lenta e 4

poco efficace perché noi mammiferi non siamo in grado di declorare; ecco perché, di solito, se assunti e assimilati attraverso la cute, queste sostanze tendono ad accumularsi nei grassi. L’alt a fo te di assu zio e l’a ua e il i o; so o o posti pe siste ti e ui di posso o esse e assu ti attraverso varie strade. Sono dati abbastanza allarmanti; se si va a analizzare il grasso corporeo in Europa, si ritrovano in 96% di campioni di grasso analizzato, ancora tracce di DDT (che è stato bandito ormai da anni in Europa). Tuttavia la persistenza del DDT fa sì che si ritrovino ancora tracce di questo composto in organismi viventi, o p eso l’uo o. Questo studio è stato effettuato su bambini morti precocemente, nei quali si è andati a misurare il livello di questi organi clorurati nel loro grasso. Si è dimostrato che i bambini allattati artificialmente, avevano nel loro grasso corporeo quantitativi molto modesti di organo clorurati, a differenza di quelli allattati con il latte materno. Questo perché il latte artificiale viene da mucche che mangiano essenzialmente fieno, erba medica o comunque sono poco a contatto con queste sostanze; nei mammiferi invece, essendo onnivori, attraverso il consumo di molte tipologie alimenti, che possono anche contenere grasso, si ha il fenomeno del bioaccumulo. Il risultato è che il latte materno contiene anche livelli apprezzabili di DDT e altri organo clorurati. (grafico pag. 28) In funzione del peso del bambino noto i livelli dosabili di organo clorurati di bambini allattati attraverso latte materno. Si trovano tracce di questi pesticidi in particolar modo negli alimenti grassi. Questi (grafico pag. 29) sono studi effettuati a da do a e a li pe ese pio ell’olio di soia, o comunque qualsiasi altro alimento costituito da grasso. Ci sono vari tipi di pesticidi, non solo clorurati ma anche gli organo fosforici, i carbammati, ma al primo posto, in quanto a permanenza, ci sono proprio gli organo clorurati. Il problema che siano così grassi e così liposolubili, e che quindi si depositino nei grassi, è alla base del fe o e o del ioa u ulo, io dell’au e to p og essivo della sua o e t azio e i o ga is i supe io i, a causa di quella che è la catena alimentare. Quindi nella scala zoologica noto un progressivo arricchimento del contenuto di organo clorurati nel grasso degli animali. So o stati fatti studi sugli u elli dell’a

o, si aveva o g osse

L’ipotesi

ig ato i; sia o pa titi dall’osse vazio e he, sop attutto i al u i pe iodi

o ie di uccelli, soprattutto in corrispondenza delle migrazioni, in inverno.

he sia o a i ali he, ali e ta dosi o i setti, e ui di pote do o te e e t a e di o ga o

clorurati, possano progressivamente accumulare nei loro grassi questi composti. Quando migrano o comunque iniziano a mobilizzare queste riserve di grasso, tutte queste sostanze entrano in circolo contemporaneamente, determinando concentrazioni plasmatiche che risultano poi tossiche per l’a i ale. Si ritiene che la presenza di organo clorurati in questi animali spieghi anche altre caratteristiche, come la iduzio e della fe tilità e la f agilità delle uova, pe h t a gli aspetti iologi i degli o ga i lo u ati ’ a he 5

una variazione del metabolismo del calcio; quindi nel caso degli uccelli, le loro uova, che contengono calcio, risultano essere più fragili, più facili alla rottura. E’ stato osse vato he gli o ga o lo u ati posso o ave e effetti tossi i a e oge i. Questo studio (grafico pag 31) è stato effettuato su roditori, su topi, in cui, si è dimostrato che, aumentano p og essiva e te la o e t azio e di o ga o lo u ati, au e ta, i

odo dose dipe de te, l’i ide za di

tumori. L’effetto

olto più spi ato ei

as hi ispetto alle fe

i e.

In entrambi i sessi noto comunque un aumento dose dipendente di incidenza di tumori in funzione dell’au e to della o e t azio e i pp

di o ga o lo u ati.

Si riscontrano soprattutto tumori a livello epatico. A he ui gli effetti so o legati a u a va iazio e dell’e ita ilità delle ellule nervose. A he la tossi ità a uta, uella he dete

i a la

o te dell’i setto, u a de egolazio e dell’attività di

po pe, he ha o e o segue za u a ipe e ita ilità della

e

a a, fi o ad ave e u ’i te fe e za o la

o duzio e dell’i pulso e voso e quindi il blocco della conduzione. Questo spiega la sintomatologia degli intossicati da DDT, come tremori, convulsioni anche di elevata entità. Il DDT e molti altri organo clorurati sono stati banditi nel mondo occidentale; in altri paesi, soprattutto nel sud del mondo, si continua a usare il DDT, perché efficacissimo come insetticida e efficace nel tentare di controllare la diffusione della malaria, perché è tossico anche per le zanzare, portatrici di questa malattia. (grafico pag. 33) Vediamo come in diversi paesi del sud del mondo, il DDT viene ancora utilizzato. In alcuni paesi del Sud America il suo consumo è molto elevato e per esempio in Messico alcuni alimenti presentano tracce di questi composti; il 43% dei campioni di latte infestati è risultato contaminato da organi clorurati. Tuttavia, noi perché li abbiamo banditi, non è che ne siamo protetti. In realtà studi ambientali hanno dimostrato che si verifica una sorta di distillazione planetaria; sono composti volatili, per cui sono usati nel Sud del Mondo, vaporizzano, alle alte temperature e si ricondensano a nord. Pe ui alla fi e i livelli di o ga o lo u ati so o più elevati ai poli he all’e uato e. Questi studi sono stati fatti sulle cortecce di alberi che sono state prelevate in 90 regioni diverse del mondo. Si è dimostrato come in Canada e nei Paesi Scandinavi i livelli sono più elevati. Questi composti quindi o de se e

e o e to e e

e o dall’at osfe a, el te e o.

Tra gli effetti tossici degli organo clorurati ci sono anche effetti estrogeno simili.

BIFENILI, DIOSSINE E BENZOFURANI POLICLORURATI.

Altri composti organo clorurati, diversi da DDT, sono anche le diossine e i bifenili, che a differenza dei precedenti contengono anelli condensati e numerosi atomi di cloro, rientrando cosi nella categoria degli organo clorurati. La lo o p ese za più legata al

o do i dust iale, he all’ag i olo, ui di so o o ta i a ti a

ie tali o

un origine diversa, non sono pesticidi. La loro tossicità è emersa in seguito a una serie di casi di intossicazione; uno di questi si è verificato in Italia 6

(incidente di Seveso, anni 60). Queste intossicazioni accidentali ha consentito di comprendere che queste sostanze erano dotate di elevata tossicità. Da dove derivano questi composti clorurati? Non essendo pesti idi, o e fi is o o ell’a Le diossi e e i e zofu a i so o sottop odotti dell’i dust ia o si fo

a o i seguito a o

ie te? ustio e, i ife ili

invece sono stati prodotti (non sono quindi sottoprodotti) perché hanno caratteristiche chimico-fisiche utili: sono stabili e fortemente immiscibili e insolubili in acqua. Erano lubrificanti, plastificanti, ignifughi. Rientravano quindi in tanti tipi di prodotti; quando poi si è compresa la loro tossicità, la loro produzione è stata interrotta. I PCB (bifenili poli lo u ati he posso o a o a esse e p ese ti ell’a

ie ti, so o legati alla fo

azio e di

prodotti secondari, anche questi si possono formare per esempio da combustione. Sono anche questi, come il DDT e i suoi congeneri, molto persistenti e si ritrovano quindi a lungo ell’a

ie te.

Le possibili cause/origini che possono portare alla formazione di questi composti, abbiamo detto può essere soprattutto la combustione, la combustione di sostanze che contengono anelli aromatici (per esempio le lignine, originate in seguito a incedi boschivi) ed è importante che contengano cloro, ad esempio le plastiche (PVC). Una fonte elevata di diossine e bifenili sono gli inceneritori ospedalieri; negli ospedali si fa molto uso di materiale plastico usa e getta. Inolt e a he i fu i di s a i o so o u a possi ile ausa, l’a ia delle ittà o tie e i fatti ueste sosta ze. Quello he si osse vato

he esiste u a o elazio e di etta t a posizio e dei lo i all’i te o di uesti

anelli condensati e la tossicità. Nella figura a pag. 38 ci sono una serie di + che mi dicono che le posizioni 2, 3, 8 e 7 sono quelle in cui, quando il cloro si trova in queste determinate posizioni, la sostanza è più tossica. Altre posizioni clorurate presentano minore tossicità. L’i tossi azio e da ueste sosta ze asso iata alla osiddetta si d o e di depe i e to; l’a i ale intossicato, dimagrisce rapidamente, anche se si alimenta normalmente. Tra i fenomeni di intossicazione acuta ci sono anche fenomeni a livello riproduttivo. Le Diossi e a da

i all’e

ia o detto he so o e io e iduzio e

iotossi he, ovve o posso o p ovo a e la

o te dell’e

io e o

es ita fe ale e palatos hisi pe ese pio .

Come mai hanno questi effetti? Abbiamo parlato di varie tipologie di recettori, ci sono per esempio quelli citoplasmatici. Tutte ueste sosta ze so o lipofile e ui di a o t a delle ellule ’ u

e etto e Ah, il ui uolo o

uilla e te la

hia issi o

e

a a delle ellule. Al’i te o

o se e o os e il liga do atu ale; Ah sta

a indicare che viene legato da idrocarburi arilici). Quindi le diossine ma anche gli IPA, sono in grado di legarsi a questo recettore e attivarlo. Il complesso diossina- e etto e, g azie a he alla p ese za di u ’alt a p otei a, hia ata ARNT, t asloca nel u leo e ui agis e a da do a i du e l’esp essio e di u g a

u e o di ge i ad ese pio uelli he 7

codificano per enzimi metabolici diossine e IPA sono esempi di induttori enzimatici, aumentano il metabolismo dei farmaci). Gli effetti tossici forse sono in qualche modo riconducibili a quello che è il ruolo fisiologico del recettore Ah. Non si conoscono i ruoli fisiologici di questo recettore, né il suo ligando naturale, tuttavia sono stati realizzati dei topini knock out per il recettore; ovvero

a ipola do il pat i o io ge eti o dell’a i ale da la o ato io,

possibile eliminare un gene e quindi una proteina. Questa operazione è stata fatto allo scopo di capire la funzione di geni sconosciuti. Quindi qui eliminando il recettore Ah si voleva vedere cosa succedeva. Quello che si è osservato è che molti animali muoiono, quindi ha un ruolo importante; quelli che sop avvivo o so o i

u odep essi e ha

o u fegato di pi ole di e sio i, pe ui l’ipotesi

he, ualsiasi

sia il ligando di questo recettore o il ruolo, in qualche modo ha a che fare con il sistema immunitario e con la proliferazione degli epatociti. Forse la tossicità di queste sostanze è dovuta anche al fatto che, legandosi a questo recettore, ne impediscono il ruolo fisiologico, sono quindi antagonisti di questo recettore e impediscono il legame con il suo ligando naturale. E’ stata sti ata a he, pe

ua to igua da uesto tipo di o ta i a ti, uale sia l’assu zio e po de a ile

giornaliera. Vediamo come i livelli siano bassissimi (pag. 40). C’ u a e a dis o da za t a o ga is i dive si; oi fa ia o ife i e to all’o ga izzazio e sa ità he sti a he l’assu zio e

assi a tolle a ile di uesti o posti de

o diale della

a esse e o p esa t a -4

pg/Kg di peso corporeo. Noi siamo esposti a questi livelli o a livelli più elevati? Così come nel latte materno ci sono livelli indicativi di DDT, nel latte materno è presente anche la diossina. Questi sono studi effettuati in Europa, andando a misurare i livelli di diossine nel latte materno; noto (grafico pag. 41) come i livelli cambiano da paese a paese però per esempio sono particolarmente elevati in Belgio. In questo studio sono stati rivelati in media 28 pg di diossine ogni grammo di grasso contenuto nel latte materno. Per cui si è stimato, quanto diossine può assumere un bambino allattato con il latte materno? Questi sono i risultati (pag. 41). Qui sono stati fatti una serie di assunti; è stato stimato che un bambino al giorno, per Kg, assuma 160 ml di latte e calcolando che un bambino neonato pesa sui 4 Kg, sono 640 ml di latte materno (che contengono 26 grammi di grasso). Quindi semplicemente facendo 8*26, si è calcolato che, considerando il limite inferiore di livelli di diossine nel latte materno, il valore che si raggiunge normalmente, è di solito 208 pg, Considerando quindi i livelli prima detti di 1-4 pg /Kg è circa 10 volte di più. Se invece andiamo a considerare la stima più alta, quella del Belgio, avrei 28*26 e si arriva a 728 pg. Qualche tempo fa ci fu lo scandalo del pollo Belga. A causa di mangime inquinato, emersero tracce e valori considerevoli di diossine nella carne di pollo. 8

Anche per questo studio fu fatto il calcolo precedente per stimare, mangiando, quante diossine si assumevano. Furono trovati fino a 850 pg/grammo di grasso di diossine. Quindi anche qui, calcolando che in genere una porzione di pollo è ¼ di pollo, e che ¼ di pollo persa circa 300 gr, e che 300 gr contengono 36 grammi di grasso, si è stimato che mangiando quel tipo di pollo quello contaminato, si rischiava di assumere 30 ng di diossine, ovvero 100 volte il limite fissato dalla WHO. Ovviamente il pollo era contaminato e quindi erano contaminate anche le uova che questo produceva e quindi è stata fatta la stessa stima con i calcoli. Cibi contaminati possono rappresentare una fonte di assunzione di questi contaminanti. No

’ solo il i o o ta i ato,

a a he l’a ia, dove, a ausa dei gas di s a i o, si posso o it ova e u

gran numero di diossine diverse. La o e t azio e dell’o di e di g afi o pag.

ol/ et o u o di area urbana.

Questo u lavo o del

i

ui si a dati a

isu a e i livelli di diossi a ell’a ea di

Roma. Per alcune di queste sostanze si raggiungono livelli più vicine alle picomoli che alle femptomoli per metro cubo. Poi ci sono gli inceneritori e le aree intorno a questi. Spesso è proprio l combustione dei composti clorurati (come la plastica) che può generare diossine. Non tutti gli inceneritori sono uguali, ci sono impianti vecchi, nuovi, certe tipologie di rifiuti ecc. Spesso i rifiuti ospedalieri sono la tipologia di rifiuto peggiore perché non si può fare una raccolta differenziata. Siringhe, provette, tutto usa e getta e di plastica, devono per forza essere incenerite. Quindi spesso proprio gli inceneritori ospedalieri sono quelli più responsabili della produzione di diossine. Anche la tipologia di impianto comunque può essere importante perchè alcuni sono nuovi, come buoni abbattitori, che emettono livelli modesti di diossine. Guardiamo (tabella pag. 45) la differenza tra u i pia ti e l’alt o ell’e issio e di diossi e. Sono stati segnalati diversi casi di intossicazione anche umana, che ha consentito anche di poter capire quali fosse o gli effetti sull’uo o di ueste sosta ze. Una delle prime intossicazioni segnalate riguardava un caso di boscaioli contaminati, perché queste sostanze erano state usate per impedire la formazione di muffe nel legno. Poi ci fu il caso dei cavalli da corsa. Un altro caso abbastanza noto e che ha consentito di conoscere anche a distanza gli effetti tossici delle diossine è quello dei veterani del Vietnam (pag. 46). Gli Stati Uniti, nel tentativo di stanare e anche uccidere i vietcong, hanno riversato sul Vietnam tonnellate di queste sostanze e che poi sono state inalate anche dai soldati americani. Qui è descritta la presenza di contaminanti, appunto di diossine, nei vari anni, compresi quelli della guerra del Vietnam. E’ stato fatto a he u o studio, o dotto sui vete a i del Viet a , i

ui appa so he i

ueste pe so e

sono più frequenti certe tipologie di tumori, certe forme di linfomi/sarcomi, oltre ai problemi a livello 9

e ati o. A he la lo a e a

asta za tipi a dell’i tossi azio e da diossi a.

Noi abbiamo avuto un caso qui vicino, nel 76, ci fu uno sversamento in atmosfera, di questa industria tedes a, he i te essò l’a ea di Seveso i Lo

a dia .

Quindi conosciamo bene gli effetti acuti e quelli a lungo termine della diossina. Effetti acuti: moria di animali domestici, nei bambini cloro acne particolarmente evidente, donne incinta, che abitavano in quella zona, dovettero abortire anche. Fu un incidente molto grave. E’ ui di u a popolazio e he vie e te uta o ti ua e te sotto osse vazio e. So o state osse vate le i ide ze di patologie va ie sia ell’a ea A, uella he i o dava l’ICMESA, sia ell’a ea B, la zo a più assa pag.

.

Le uniche forme di tumore, in cui si è osservato un aumento significativo di incidenza, sono stati tumori e ali e le leu e ie. Negli alt i asi l’i ide za pa ago a ile a uella di pe so e o esposte. Più e e te e te i fu il aso di i tossi azio e, dovuta a

otivi politi i, dell’opposito e u ai o, olpito da

cloro acne, tipica da intossicazione da diossina. Nel suo sangue furono rivelate quantità rilevanti di diossina che hanno portato a confermare il fatto che è stato un avvelenamento voluto e non una casualità. Anche i bifenili hanno una tossicità abbastanza sovrapponibile. Anche questi danno cloro acne in acuto e disturbi epatici. Non è stato dimostrato che determinino aumentata incidenza di tumori.

ESTROGENI AMBIENTALI.

Si comincia a parlare da qualche anno di questi contaminanti che hanno effetti estrogeno simili, capaci cioè di avere effetti o di debole agonista o di antagonista dei recettori degli estrogeni. Hanno effetti notevoli perché gli estrogeni si legano ai recettori citoplasmatici e hanno come conseguenza l’attivazio e della t as izio e di ge i. Sono capaci di indurre la trascrizione di centinaia di geni. Ecco quindi perchè una sostanza, anche debole agonista per i recettore per gli estrogeni, può avere effetti molto rilevanti, proprio perché è in grado di alte a e e o Ci so o fa

e e te la si tesi di p otei e all’i te o di u a ellula. a i est oge o si ili, o e la i etidi a, u a ti H , si lega ai e etto i dell’ista i a ed è un anti

ulcera abbastanza usato. Anche la finasteride, usata negli uomini affetti da ipertrofia prostatica. Poi ci sono i contaminanti ambientali, quelli di cui abbiamo appena parlato; il DDT, alcuni pesticidi, o PCB. Che effetti possono avere sosta ze est oge o si ili? Effetti a livello ip oduttivo. Nell’uo o iduzio e della fertilità, nella donna la comparsa precoce delle mestruazioni (dovuta a cambiamento stile di vita come u ’ali e tazio e più i a ispetto al ato, oppu e alla p ese za di estrogeni ambientali, presenti ell’a

ie te

a a he p ese ti el i o .

Esistono anche estrogeni di origine vegetale come quelli contenuti nella soia, consigliata alle donne che entrano in menopausa, per ridurne la sintomatologia della menopausa. 10

Quindi esistono fonti alimentari, ma sono potenti estrogeni ambientali proprio i contaminati, gli organi clorurati. Di recente anche negli orsi polari, si sono riscontrate forme di femminizzazione, ovvero alterazione di quelle che sono le caratteristiche sessuali degli animali, e quindi variazione della loro fertilità. Ci so o poi gli ftalati, p ese ti di solito egli ali e ti o te uti ella plasti a, o e l’a ua. So o o ta i a ti delle plasti he

a o solo. So o usati a he ell’i dust ia dell’a

iglia e to, ientrano

nei trattamenti contro le grinze. La fonte principale di contatto però con gli ftalati, è la plastica. Anche questi sono deboli agonisti del recettore per gli estrogeni. L’ulti o est oge o di ui pa lia o l’at azi a, u dise a te, u e i ida, che destò scandalo in ato pe h l’a ua isultò o ta i ata o at azi a, pe h esse do u e i ida, ve iva usato ei a i i id i i, per evitare la proliferazione di alghe. La conseguenza è che si cominciarono a osservare alti livelli di atrazina ell’a ua pota ile. Alla fine questo erbicida è stato bandito in Europa, ma non negli USA dove ancora è usato (vedi cartina pag. 54). E’ usato o e e i ida pe ese pio elle oltivazio i di iso. E’ u est oge o si ile. E’ u i dutto e dell’a o atasi, uell’e zi a he t asfo Av e o se tito pa la e degli i i ito i dell’a o atasi, usati o e a ti est oge i i

a gli a d oge i i est oge i. li i a.

L’at azi a u i dutto e e i du e la si tesi degli est oge i. METALLI PESANTI

Anche questi sono contaminanti ambientali ed è noto che molti di questi, anche storicamente, sono tossici. Ippo ato des isse u a oli a i dotta da pio De iva o dall’i dust ia

o, osì o e

i e a ia, si t ova o sotto fo

a di

oto he a he l’a se i o tossi o. i e ali,

a a he da quella chimica, quella

galvanica, la produzione di plastiche e coloranti. Anche le discariche sono una grande fonte di metalli. Quindi siamo anche qui di fronte a tante fonti di contaminazione. Ogni metallo ha delle caratteristiche tossiche diverse. Al u e so o o u i o e il fatto di i te fe i e o l’e uili io ox-red delle cellule, possono essere atalizzato i di eazio i e po ta o alla si tesi di spe ie adi ali he eattive, i te fe is o o o l’attività del glutatione (possono ossidare il gruppo SH del glutatione). Ogni metallo ha poi le sue caratteristiche peculiari.

Piombo. E’ il Il pio

etallo più a

o da te ell’a

o stato t a i

ie te. Gli alt i so o il

e u io, il o o e l’a se i o.

etalli pesati uello più p ese te ell’a

ie te; il suo livello è aumentato soprattutto 11

negli anni della rivoluzione industriale. E’ ie t ato poi ella fo

ulazio e della e zi a, ve iva addizio ato all’i te o delle e zi e ui di le a ee

urbane erano particolarmente ricche di contaminazioni da piombo. E’ storicamente raccontato che i romani hanno sofferto di intossicazione da piombo, perché di piombo erano fatte le parti finali delle condutture idriche degli acquedotti romani. Il piombo inoltre rientrava nei coloranti impiegati nelle ceramiche, usate poi per alimentarsi. I ricchi inoltre conservavano il vino nelle anfore di piombo, i Sali di piombo sono dolci e quindi questo dava al vino un certo gusto. E’ stato sti ato he ui di u

o a o e esta te potesse assu e e a he ua tità tossi he di pio

o.

Le sorgenti di piombo quindi possono essere tuttora molte: benzina e quindi può essere inalato; può essere presente nel fumo di sigaretta; può essere ingerito perché le ferraglie di cattiva qualità possono contenere ancora vernici a base di piombo; le pallottole usate, i coltelli da caccia. Oppure anche le ferite perché le pallottole non sono state eliminate perché magari sono in una posizione difficile (anche questa può essere quindi una fonte di piombo). Il piombo tende a accumularsi a livello scheletrico e a livello centrale; è trasportato dai globuli rossi e questo fa sì che si distribuisca bene nel nostro organismo, assorbimento è maggiore nei bambini rispetto agli adulti. Gli effetti tossici sono a vari livelli, come a livello centrale; si è visto che inte fe is e o l’i teg ità della BEE, essenziale per preservare il SNC. Quando interferisce con la BEE determina alterazioni a livello centrale, a livello di trasmissione per esempio. La conseguenza può essere una neuropatia periferica, che è stata a lungo descritta nei tipografi, quando usavano caratteri mobili, che quindi erano spesso esposti a intossicazioni da piombo. Se l’esposizio e igua da o ga is i i es ita o e i a

i i, si osse va o defi it a livello i tellettivo

di i uzio e di pu ti dell’IQ in funzione della quantità di piombo nel sangue). La sintomatologia tossica è direttamente correlata alla dose, alla quantità di piombo presente a livello plasmatico. Già a livelli bassi, 20 mg/dl di plasma si possono avere problemi uditivi o riduzione delle capacità intellettive; mentre neuropatie e encefalopatie emergono a livelli più elevati. Gli effetti centrali non sono gli unici presenti negli intossicati da piombo; ci sono anche effetti ematologici, pe h il pio

o i te fe is e o l’e zi a he la tappa li ita te ella si tesi dell’e e.

Questo ALA u e zi a pa ti ola

e te se si ile al pio

o e il lo o della si tesi dell’e e dete

i a, alla

fine, anemia, spesso osservata negli intossicati da piombo. Altri effetti tossici sono a livello renale e riproduttivo. Anche il piombo è genotossico e può determinare morte neonatale, negli intossicati gravi, e, negli esposti, può interferire con la riproduzione e determinare sterilità. Ci sono danni renali spesso descritti in persone, che per motivi lavorativi, sono stati esposti al piombo. Nelle dis a i he u a fo te di pio

o, ell’a

ie te,

app ese tata dalle atte ie delle

a hi e, he va

o

smaltite con cura, perché sono una fonte importante di contaminazione da piombo. In Europa, la benzina contenente piombo non è più prodotta, in altri parti del mondo invece questo tipo di 12

benzina è ancora utilizzata. La concentrazione di piombo nelle benzine è addirittura elevata e rimane in molti parti del mondo una fonte importante di contaminazione.

13