Interferenti endocrini: cosa sono e come agiscono sul nostro organismo

Gli interferenti endocrini sono sostanze esogene che interferiscono col naturale sistema ormonale, causando danni agli individui esposti nonché ai loro discendenti, anche parecchio tempo dopo l’esposizione. Queste sostanze, principalmente prodotte dall’uomo, si possono trovare in pesticidi, additivi o contaminanti nel cibo e nei prodotti per l’igiene personale. Gli effetti degli interferenti endocrini sono stati finora associati con alterazioni della riproduzione in uomini e donne, ritardi nello sviluppo neurale infantile, alterazioni del sistema immunitario. L’esposizione a queste sostanze avviene tramite ingestione, inalazione e attraverso la pelle.

Essi possono essere inoltre trasferiti dalla madre al feto, attraverso la placenta, e al neonato, tramite il latte materno. L’esposizione a queste sostanze durante queste fasi così delicate dello sviluppo è la più pericolosa e gli effetti possono rimanere silenti per diversi anni.

Il sistema endocrino

Con sistema endocrino, o ormonale, si intende l’insieme delle ghiandole endocrine dell’organismo, le quali agiscono in maniera interdipendente le une dalle altre ed in collaborazione con il sistema nervoso. Questo sistema si basa su una fine regolazione della produzione di ormoni di diversa natura. Esso gioca un ruolo centrale in tutti i vertebrati, controllando importanti funzioni biologiche quali metabolismo, sviluppo, riproduzione e comportamento. Il delicato funzionamento del sistema endocrino potrebbe essere a rischio, per via del sempre crescente numero di contaminanti che possono accumularsi nell’organismo.

Gli interferenti endocrini – meccanismi di azione

Esistono ad oggi migliaia di composti chimici classificati come “interferenti endocrini” (endocrine disrupting chemicals). I meccanismi d’azione tramite i quali queste sostanze possono produrre i loro effetti sono:

  • interazione diretta con i recettori degli ormoni. Questa interazione può, da un lato causare un’anomala attivazione del recettore stesso, dall’altro bloccare il legame con l’ormone naturale
  • interazione con elementi della via di segnalazione ormonale che si trovano a valle del recettore
  • alterazione dei livelli di espressione e/o turnover dei recettori ormonali
  • modificazione della sintesi o metabolismo degli ormoni. Alcune di queste sostanze possono alterare la quantità di lipidi nel sangue o alterare direttamente l’attività degli enzimi responsabili dei processi di sintesi o degradazione degli ormoni
  • alterazione del trasporto degli ormoni nel sangue

Effetti indipendenti dall’azione ormonale

Queste sostanze possono avere anche degli effetti indipendenti dalla loro interazione col sistema endocrino, dovuti ad un’azione diretta a livello cellulare o molecolare. Esse possono essere citotossiche, causando direttamente morte cellulare, o mutagene, causando mutazioni del DNA. Il momento della vita di un individuo, durante il quale avviene l’esposizione, è critico per gli effetti che si svilupperanno. Danni durante le finestre critiche dello sviluppo hanno più probabilità di essere permanenti. Numerosi studi sembrano inoltre suggerire come i danni causati dall’esposizione agli interferenti endocrini siano transgenerazionali. In altre parole, vengono passati alla prole per diverse generazioni dopo l’esposizione, a causa di modificazioni a carico del genoma, definite epigenetiche.

Fonti di contaminanti

Esistono diverse fonti di interferenti endocrini. Tipicamente l’esposizione avviene a causa della contaminazione dei cibi, specialmente acqua, pesci e carni, per via del contatto con polveri o inalazione. Alcune di queste sostanze si trovano nelle plastiche utilizzate nei contenitori per cibi e bevande, nelle resine che ricoprono la superficie interna delle lattine, nell’inchiostro usato in alcuni scontrini. Altre si trovano in alcuni tessuti. Sebbene l’utilizzo di alcune di queste sostanze sia stato vietato ormai da ormai parecchi anni, esse si trovano ancora nell’ambiente.
Questo ci fa capire che l’esposizione agli interferenti endocrini è ubiquitaria e inevitabile.

Principali interferenti endocrini

Policlorobifenili (PCB)

Una miscela di isomeri con differente grado di clorurazione. Per via delle loro proprietà chimiche venivano impiegati come isolanti termici ed elettrici, come additivi in vernici, pesticidi, ritardanti di fiamma ecc. Sono stati riconosciuti come inquinanti persistenti dell’ambiente e per questo motivo vietati in quasi tutto il mondo intorno agli anni ’70. Tuttavia, a causa della loro forte stabilità e natura lipofilica, essi sono rimasti accumulati lungo la catena alimentare. Ancora oggi, infatti, è possibile misurare certi livelli di PCB nel sangue e persino nel latte materno.

Eteri di difenile polibromurato (PBDE)

Usati principalmente come ritardanti di fiamma in tessuti, plastiche, automobili. Essi si sono accumulati nell’ambiente in maniera ubiquitaria e ad oggi si ritrovano non solo nella polvere, nel terreno e nella fauna, ma anche nell’uomo a livello di siero, placenta, tessuto adiposo, fegato, latte materno.

Ftalati

Contaminanti ubiquitari usati come plastificanti e additivi in molti prodotti, soprattutto cosmetici e farmaceutici.

Bisfenolo A (BPA)

Un composto organico utilizzato nella produzione delle plastiche policarbonate e polivinilcloruro (PVC). Si trova nelle bottiglie d’acqua, nelle resine usate per ricoprire le pareti interne di molti contenitori in alluminio per cibi e bevante.

Pesticidi

Composti organostannici (Tributilstagno (TBT))

Questi composti sono utilizzati in agricoltura come biocidi e catalitici chimici. Possono contaminare l’acqua e molluschi quali i frutti di mare. Sono tossici per le specie marine in quanto causano lo sviluppo di genitali ambigui, un aumento dei livelli di androgeni e una diminuzione di quelli degli estrogeni.

Metalli pesanti

Cadmio, piombo, mercurio.

Fitoestrogeni (Ginesteina)

Molecole non steroidee prodotte da vegetali, in grado di legare i recettori degli estrogeni. Alcune fonti di fitoestrogeni sono: la soia, i cereali, le noci, i legumi.

Effetti sul sistema riproduttore

Considerando il fatto che la struttura chimica della maggior parte degli interferenti endocrini mima quella degli ormoni gonadici e ha la capacità quindi di legarsi ai loro recettori, il sistema riproduttore è il più vulnerabile all’azione di queste sostanze.

Effetti sulla pubertà

Ad oggi diversi studi sembrano dimostrare una correlazione tra l’esposizione a interferenti endocrini e alterazioni dell’età della pubertà nei paesi occidentali. In base alle diverse dosi di esposizione e alla diversa combinazione di sostanze coinvolte, si sono potuti osservare effetti contrastanti, con alcuni studi che mostrano un avanzamento ed altri un ritardo nell’età del menarca nelle bambine. Per esempio, l’esposizione in utero e postnatale a pesticidi clorurati (DDT), PBDE, ftalati e BPA è stata correlata con un anticipo dell’età del menarca, che risultava più rilevante laddove l’esposizione era avvenuta per tempi più lunghi.

Effetti sulla fertilità

L’esposizione agli interferenti endocrini è stata associata ad una diminuzione della fertilità sia maschile che femminile. Queste sostanze possono danneggiare lo sviluppo ovarico, aumentare l’incidenza delle sindrome dell’ovaio policistico (PCOS), allungare i tempi di concepimento, aumentare il rischio di aborti spontanei, inibire la produzione di testosterone, causare ipertrofia testicolare e dimunuire la motilità spermatica. In alcuni studi effettuati sui ratti e sui primati si è vista anche un’azione della BPA, della ginesteina e dei pesticidi clorati sull’alterazione del comportamento materno.

Effetti sullo sviluppo neurale

Gli interferenti endocrini hanno effetti particolarmente significativi sui processi di sviluppo neurale per via della loro capacità di accumularsi nei tessuti adiposi, di attraversare la placenta e di essere presenti nel latte materno. Per molti anni gli studi sugli effetti di diversi interferenti endocrini si sono concentrati solamente sulle reazioni a breve termine, dovute a esposizione ad alte dosi. Tuttavia, adesso è noto come l’esposizione durante il periodo prenatale a dosi molto più basse di quelle precedentemente considerate come nocive, può avere un effetto sul comportamento in maniera sessualmente dimorfica.

È interessante notare come vi sia un crescente aumento dell’incidenza di disturbi dello sviluppo quali disturbo da deficit dell’attenzione/iperattività e disordini dello spettro dell’autismo; entrambe queste categorie di disturbi sono fortemente dimorfiche tra maschi e femmine. Il differenziamento sessuale del cervello è un processo finemente regolato dagli ormoni steroidei durante lo sviluppo postnatale. Di conseguenza, è facile immaginare come alterazioni di questa fase possano aumentare il rischio di insorgenza di certe malattie.

Policlorobifenili (PCB)

Queste sostanze sono state associate a difetti dello sviluppo neurale, quozienti intellettivi più bassi, problemi di attenzione, memoria e movimenti fini, come la scrittura, così come comportamenti antisociali, come per esempio un aumento dell’aggressività.

Eteri di difenile polibromurato (PBDE)

Associati con alterazioni del comportamento e, soprattutto, problemi di iperattività.

Bisfenolo A (BPA)

Si è potuto osservare che l’esposizione al BPA durante il periodo pre- o post-natale può alterare lo sviluppo di diversi circuiti neurali. Si è visto un collegamento tra queste sostanze e i disturbi dello spettro autistico. Nei bambini con questo tipo di disturbi si sono infatti riscontrati livelli di BPA maggiori rispetto ai controlli. Inoltre, un’esposizione prenatale al BPA può comportare un aumento di comportamenti atipici durante l’infanzia.

Pesticidi organofosfati

Gli insetticidi organofosfati rappresentano il 50% di tutti i pesticidi utilizzati nel mondo e sono largamente usati in agricoltura e nella cura dei giardini. Per questo motivo sono stati per anni oggetto di studi intensivi che hanno portato ad individuare una neurotossicità acuta tramite iperstimolazione del sistema colinergico. Nuovi studi mostrano come l’esposizione in utero, o neonatale, a dosi anche molto basse di pesticidi organofosfati, influenzi lo sviluppo neurocomportamentale. In particolare, l’esposizione durante il terzo trimestre della gravidanza aumenta il rischio di insorgenza di autismo nel bambino del 60%.

Obesogeni

Alcuni interferenti endocrini agiscono come “obesogeni”, cioè sostanze in grado di influenzare i circuiti coinvolti nell’assunzione del cibo, aumentando il rischio di sviluppare disturbi del metabolismo, come obesità e diabete. Essi hanno inoltre diversi target periferici (fegato, pancreas, tessuto adiposo, intestino) ed hanno un’azione sessualmente dimorfica. Un importante aspetto da tenere in considerazione è anche il fatto che questa azione spesso non si limita solamente all’individuo esposto, ma può essere trasmessa fino a tre generazioni successive tramite processi epigenetici.

Ginesteina

La ginesteina è un isoflavone di soia che mostra una forte affinità per i recettori degli estrogeni. I suoi effetti dipendono dalla dose di amministrazione e dal sesso. I dati sperimentali sono ancora pochi e contrastanti. Per esempio, mentre nelle donne obese può avere effetti benefici sulla massa grassa e sui livelli di colesterolo, nelle donne normopeso non causa alcun effetto.

Composti organostannici: Tributilstagno (TBT)

Queste sostanze inducono il differenziamento dei preadipociti in adipociti. Si è visto per esempio che possono causare un aumento del peso corporeo nei mammiferi ed alterare i livelli di leptina nel sangue. Quest’ultimo è un ormone anoressigenico (diminuisce il senso di fame) prodotto dal tessuto adiposo, con un ruolo chiave per l’omeostasi energetica. A livello pancreatico il TBT induce la morte delle cellule beta, e può persino alterare la flora batterica intestinale. Si è visto, inoltre, che queste sostanze possono agire a livello centrale, sui circuiti neuronali che controllano l’appetito.

BPA e Ftalati

Possono causare un aumento del peso corporeo, intolleranza al glucosio e steatosi epatica, nonché alterazioni della produzione di insulina e di leptina.

Effetti cancerogeni – il caso del Dietilstilbestrolo (DES)

Il DES è un estrogeno sintetico che veniva inizialmente prescritto alle donne incinte per diminuire il rischio di aborto spontaneo. Tuttavia, intorno agli anni ’70 ne fu interrotta la produzione. Si vide infatti che l’esposizione in utero a questo farmaco comportava un maggiore rischio di sviluppare disordini neuroendocrini (malformazioni, sterilità, nonchè cancro testicolare e adenocarcinoma della vagina e della cervice). Il DES è in grado di interferire, tramite processi epigenetici, con l’espressione di diversi geni coinvolti nella regolazione della struttura tissutale dell’utero. Questa interferenza avrebbe quindi causato cambiamenti nella morfologia ed architettura di questo tessuto.

Il caso del DES non solo mostrò per la prima volta che un interferente endocrino può agire come sostanza carcinogena, ma anche l’importanza dei processi epigenetici prenatali nell’insorgenza dei tumori. Queste osservazioni sottolineano ulteriormente l’importanza dei meccanismi di adattamento di un organismo a un ambiente in continua trasformazione.

Regolamentazione

Ad oggi, più di 800 sostanze chimiche sono state classificate come interferenti endocrini e l’Unione Europea si investe nel fare passi avanti per regolamentarne l’utilizzo. La strategia dell’Unione Europea punta principalmente a:

  • diminuire il più possibile l’esposizione agli interferenti endocrini, soprattutto durante la gravidanza e la pubertà
  • accelerare e complementare, laddove mancanti, i processi di ricerca scientifica, sui quali le decisioni della Commissione sono basate.

Tuttavia, vi è una problematica che emerge: le leggi contro l’utilizzo di queste sostanze portano al loro continuo rimpiazzo sul mercato con altre ad esse analoghe. Queste ultime tuttavia, in quanto non ancora oggetto di studio, rimangono in mercato finché non ne vengano provati eventuali effetti alteranti sul sistema endocrino. Inoltre, gli studi atti ad analizzare gli effetti delle singole sostanze risultano estremamente difficili, in quanto, nella maggior parte dei casi, si è costantemente esposti a una miscela di moltissimi contaminanti ambientali e interferenti endocrini.

Referenze

Collegamenti esterni

  • Endocrine disruptors: A strategy for the future that protects EU citizens and the environment. European Commission, Press release database (2018).
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