Interferenti endocrini: cosa sono e cosa fanno

In un epoca in  cui siamo immersi nella più variegata quantità di inquinanti, conoscerne gli effetti risulta fondamentale. Tra le molecole che più di tutte stanno causando preoccupazione troviamo gli interferenti endocrini.

Interferenti endocrini: cosa sono?

Gli interferenti endocrini sono molecole che hanno la capacità di alterare l’omeostasi del nostro organismo interagendo con i suoi meccanismi di regolazione ormonale. Con omeostasi intendiamo una condizione di funzionamento di un organismo  in cui ogni componente riceve ed emette correttamente i segnali molecolari che regolano condizioni quali il pH dei vari distretti corporei, pressione sanguigna e percezioni di vario tipo.  Se tali segnali vengono alterati le cellule risponderanno conseguentemente cambiando i propri metabolismi: in tal modo o riescono a superare il cambiamento e ristabilire l’omeostasi o si avrà un danno. Le principali molecole di segnalazione sono gli ormoni.

Gli interferenti endocrini possono mimare, per somiglianza chimica, delle molecole di segnalazione legandosi agli stessi recettori presenti sulla superficie oppure all’interno delle cellule. Così facendo inducono le cellule a rispondere alla propria presenza come se fossero entrate in contatto con le molecole di segnalazione ma in loro assenza.

Come risultato si può assistere, tra le varie possibilità, ad una maggior proliferazione o anche morte cellulare. A seguire, alcuni dei più importanti interferenti endocrini coi quali può capitarci di venire a contatto.

Diossine

Le diossine sono composti eterociclici clorurati. Ciò significa che sono molecole caratterizzate da più anelli aromatici e che la loro struttura è più o meno ricca di atomi di cloro.

Ne esistono tre classi, in base alla loro struttura chimica:

  1. Dibenzo-paradiossine-policlorurate: sono costituite da due anelli benzenici variamente clorurati e uniti da due atomi di ossigeno.
  2. Dibenzo-parafurani: sono formate da due molecole di benzene unite da un furano.
  3. Bifenili-policlorurati: sono caratterizzati da due anelli benzenici policlorurati uniti da un legame covalente.

Solo la terza classe viene sintetizzata di proposito, come additivi in antiparassitari e vernici e come ritardanti di fiamma. Nel caso delle altre, la sintesi avviene durante la combustione a temperature subottimali, sotto ai 300 C°, di composti ricchi di carbonio e di cloro, come alcune plastiche. Una di queste è il Polivinilcloruro (PVC), molto utilizzato nell’industria tessile, metalmeccanica ed edile, in particolar modo negli imballaggi.

Il disastro di Seveso

Nel 1976 nella città di Seveso (Italia) ci fu una fuoriuscita di diossine dallo stabilimento dell’ICMENA, un’industria chimica. Ne venne rilasciato un quantitativo mai determinato che portò all’evacuazione dell’intero centro abitato. Inizialmente non sembrava ci fossero effetti collaterali, ma mesi ed anni dopo cominciarono a manifestarsi. Su quasi duemila persone esposte vennero riscontrate ipofertilità e infertilità maschile, teratogenesi e cancerogenesi. In alcuni casi anche maggiore incidenza di diabete.

Questo ritardo sembra dovuto principalmente alla loro lipofilia: gli atomi di cloro le rendono infatti più solubili nei lipidi che in ambienti acquosi e, quindi. si legano alle componenti grasse del nostro organismo e lì rimangono. In presenza di perdite di peso si ha il consumo delle riserve lipidiche e quindi rilascio delle diossine in quantità proporzionali alla perdita.

Guerra del Vietnam

Negli stessi anni di Seveso si stava consumando un’altra tragedia. Gli Stati Uniti avevano dichiarato guerra al Vietnam del Sud. In quegli anni, circa un ventennio, lasciarono una quantità di bombe mai vista prima: se ne trovano di inesplose tanto da causare feriti ancora oggi. Le diossine si producevano in seguito ai bombardamenti con l’Agente Arancio, un diserbante. Questo era ricco di defolianti, come l’auxina, e aveva il compito di far cadere le foglie degli alberi e scoprire i passaggi che i Vietcong usavano per nascondersi e organizzare le risposte, e che gli valsero la “vittoria”. Durante i processi di combustione delle bombe si producevano diossine con effetti tragici sugli abitanti locali e, paradossalmente, anche sui soldati americani ed europei impegnati in azioni belliche sulla terra ferma.

Tra gli effetti oltre i già nominati anche neuropatie e ritardi mentali nei bambini nati successivamente, i quali avevano QI più bassi della media e cominciavano a camminare più tardi. Negli esposti del Vietnam non si riscontra diabete probabilmente per miscele di diossine differenti.

Combustione di rifiuti

La formazione di diossine avviene soprattutto a basse temperature, circa 300 gradi centigradi. Generalmente si formavano in inceneritori, come quello di Brescia, dai quali venivano poi rilasciati grandi quantità di fumi. Ad oggi, con l’aumento delle competenze tossicologiche ed ingegneristiche si ha un controllo migliore di tali processi e vengono sempre di più installati filtri che ne minimizzano il rilascio.

La principale via di diffusione è aerea e, una volta inalate, si accumulano nella massa grassa dell’animale. Le diossine agiscono da interferenti endocrini perché legano i recettori in particolare di testosterone e dell’ormone tireostimolante andandone a ridurre la quantità (downregulation). Il testosterone è fondamentale nell’uomo per la stimolazione della produzione di spermatozoi e dei caratteri sessuali primari e secondari maschili; l’ormone tireostimolante favorisce la corretta funzionalità della tiroide. I recettori ormonali una volta attivati vengono infatti degradati per regolarne l’azione ed evitare che rimangano troppo attivi: se le diossine li legano ne inducono quindi la degradazione. L’ormone quindi non trova il recettore, che è stato degradato, e non può esplicare la sua attività con conseguente assenza del segnale.

Altri effetti delle diossine sono cloracne, immunosoppressione, alterata quantità di vitamina A, eccitazione neurale elevata. In ogni caso le dosi di diossine sufficienti ad indurre questi effetti sono dell’ordine dei nanogrammi per chilo, quindi estremamente tossiche. In tossicologia si considerano estremamente tossici tutti quei composti che per essere nocivi necessitano di dosi anche inferiori di 5 milligrami per chilo di peso corporeo di chi le assume. Basti pensare che il cianuro necessiti di 150-300 milligrammi/chilo per essere letale.

Bisfenolo A

Il bisfenolo A è una molecola che si utilizza nella produzione di materie plastiche. Queste vengono quindi utilizzate per la produzione di piatti e posate in plastica nonché di pellicole per gli alimenti. É proprio l’ingestione di alimenti contaminati la maggiore fonte di intossicazione, ma questo avviene qualora i cibi  vengano conservati in maniera non idonea insieme al loro involucro, per esempio a temperature troppo elevate che facilitano il passaggio di Bisfenolo A tra l’involucro e l’alimento. Se questo viene conservato come riportato in etichetta non c’è invece alcun pericolo.

Ad oggi l’EFSA (Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare) pone le massime dosi giornaliere assumibili a quattro microgrammi per chilo di peso corporeo. Le massime concentrazioni di contaminazione rilavate negli alimenti sono state di 3-5 volte inferiori a tali dosi, quindi se le norme di produzione e conservazione degli alimenti vengono rispettate non dovrebbe esserci pericolo per i consumatori.

Inoltre essendo la sua produzione legata a quella delle plastiche con l’aumentare dell’inquinamento dovuto a quest’ultime sicuramente il rischio aumenta.

Ad oggi comunque si sa davvero poco tant’è che il dibattito sul loro essere o meno interferenti endocrini è ancora aperto. Tra i lavoratori più a rischio troviamo chi sta alla cassa dei supermercati. Loro infatti per lavoro entrano in contatto con scontrini “caldi” contenenti alte concentrazioni di bisfenolo A. Correttamente si dovrebbero indossare dei guanti soprattutto date le scarse conoscenze che oggi abbiamo.

Microplastiche come fonti di interferenti endocrini

Le microplastiche sono i prodotti di degradazione di materiali plastici dispersi in ambiente. La loro degradazione avviene tramite processi fotoindotti, stimolati quindi dalla luce, e ossidativi di vario tipo a seconda del polimero considerato. Le loro dimensioni variano da qualche millimetro a 100 nanometri, al di sotto di questi si parla di nanoplastiche con proprietà e caratteristiche diverse.

Le microplastiche, date le loro dimensioni,  tendenzialmente precipitano e si depositano nei sedimenti sui fondali dei corpi idrici. Sia queste che quelle di minori dimensioni che restano sospese hanno proprietà idrofobe quindi non legano l’acqua. Questo è molto importante. Infatti in campioni di acqua, considerato il forte inquinamento cui stiamo condannando la Terra, possiamo trovare numerose quantità di metalli, diossine e numerose altre sostanze. Essendo anche queste idrofobe e di dimensioni nettamente inferiori alle microplastiche, vi si legano trasformandole in vettori di inquinanti e fonti di perturbatori endocrini. Bevendo microplastiche è probabile che vi si trovino anche altri inquinanti legati.

Farmaci come interferenti endocrini

Gli interferenti endocrini non sono solo composti tossici, ma alcuni, in specifiche dosi, possono essere utilizzati anche come farmaci. Di questa categoria fanno parte tutti i composti utilizzati per favorire la guarigione da malattie che hanno come bersaglio un recettore endocrino:

  • Antitumorali: tra i farmaci utilizzati contro i tumori ci sono anche quelli che come target hanno recettori ormonali o che impediscono la sintesi di ormoni. Ad esempio il Tamoxifene viene utilizzato nei tumori alla mammella. Questo infatti lega il recettore degli estrogeni e impedisce al tumore di cresce ulteriormente, ma ne favorisce la riduzione. Abbiamo poi gli inibitori delle aromatasi che inibiscono la sintesi di estrogeni legandosi all’enzima e inibendone l’attività.
  • Anticorpi monoclonali: questi sono anticorpi sintetizzati artificialmente unendo linfociti B che producono lo stesso anticorpo a cellule tumorali per aumentarne la crescita e la sopravvivenza con lo scopo di ottenere strutture in grado di legare molecole del nostro organismo. Nel caso dei tumori li si progetta al fine di farli legare a recettori espressi da cellule tumorali. Bisogna quindi prendere un campione del tumore, identificare i recettori espressi (possono essere diversi anche in due persone con lo stesso tumore) e progettare l’anticorpo. Un volta che questo lega il recettore ne impedisce la funzionalità. In studi sperimentali li si sta anche usando per attivare il sistema immunitario contro le cellule cancerogene stesse o per trasportare molecole che uccidano i tumori come tossine e farmaci. Essendo specifici per il recettore gli effetti collaterali sono scarsi e nettamente inferiori rispetto a quelli delle terapie “chimiche”. Tra i vari abbiamo il Trastuzumab. Questo viene usato contro il recettore Her 2 della famiglia dei recettori per l’ormone della crescita. Viene impiegato nei tumori al seno (circa il 30% esprime tale recettore).

Conclusioni

Gli interferenti endocrini rappresentano oggi una varietà di composti davvero grande. Per conoscerne appieno i riscontri sull’uomo e in generale su qualsiasi organismo presente sul Pianeta è fondamentale conoscere la fisiologia dell’animale che si sta studiando. Solo così si possono correlare i danni ad un’alterazione dell’omeostasi. Per lo più risultano molecole tossiche che quindi sono state utilizzate per scopi addirittura bellici se non in maniera incauta anche dalla popolazione civile. Studiarle è necssario per poter avviare procedure di controllo qualità e prevenzione. Ad esempio è possibile rilevare e quantificare la presenza di diossine nei formaggi, prodotti ricchi di grasso e idonei al loro accumulo.

Conoscere però il funzionamento delle vie di segnalazione ormonali è fondamentale perché possiamo così intervenire anche in caso di malattia. Nel caso dei tumori uccidiamo volontariamente le cellule malate, ma anche in malattie come il diabete mellito si possono direttamente somministrare ormoni come l’insulina per ristabilire la glicemia ottimale. Quindi le strade di segnalazione ormonali sono tante e complesse, ma altrettanti sono i modi con cui possiamo manipolarle e studiarle per cercare di trarne vantaggio.

Bibliografia

  • C.L. Galli, E. Corsini, M. Marinovich, “Tossicologia”, seconda edizione, 2008, Piccin Nuova Libraia S.P.A, Padova.
  • B. G. Katzung, S. B. Masters, A. J. Trevor, “Farmacologia generale e clinica”, Nona edizione italiana, 2014, Piccin Nuova Libraia S.P.A, Padova.
  • Silverthorn D. U., “Fisiologia umana – Un approccio integrato”, sesta edizione, 2013, Pearson Italia Spa, Torino.

Sitografia

  • Sostanze attive a livello endocrino – EFSA
  • Herceptin, INN-trastuzumab – Europa.eu
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