Ottobre Diossine nel suolo: la necessità dei limiti per i terreni agricoli.

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1 Ottobre 2011 Gentili colleghi, il 25 ottobre si è svolto presso l Università di Roma Sapienza il convegno Ambiente è salute, in cui sono stati presentati ufficialmente i risultati di PREVIENI. I dati hanno messo in evidenza una diffusa esposizione a interferenti endocrini, soprattutto nella coorte di Roma rappresentativa dell ambiente di vita di un grande centro urbano. I risultati, descritti da Donatella Caserta dell unità operativa del progetto della Università Sapienza Ospedale S. Andrea, evidenziano aspetti di possibile preoccupazione per la salute riproduttiva e del nascituro da sostanze tuttora incompletamente controllate quali PFOS, DEHP e Bisfenolo A. Un aspetto importante dell incontro è stata la partecipazione di giovani ricercatori con poster su attività di ricerca multidisciplinari nel campo ambiente alimentazionesalute, dalla comunicazione del rischio ai nuovi biomarker molecolari. Il Poster Book verrà pubblicato a breve sul sito del progetto. Ambiente e Salute: Il progetto PREVIENI Interferenti endocrini, ambiente e salute riproduttiva: Il punto di vista clinico Prof.ssa Donatella Caserta, Dipartimento Salute della Donna e Medicina Territoriale Università Sapienza Roma Ospedale Sant Andrea Update of the reference and HBM values derived by the German Human Biomonitoring Commission Commento di Cinzia La Rocca, Reparto di Tossicologia Alimentare e Veterinaria, Dipartimento di Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare, ISS Diossine nel suolo: la necessità dei limiti per i terreni agricoli. Alberto Mantovani, Francesca Baldi, Reparto di Tossicologia Alimentare e Veterinaria Dipartimento di Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare, ISS A cura di Francesca Baldi

2 AMBIENTE E SALUTE: Il progetto PREVIENI Interferenti endocrini, ambiente e salute riproduttiva: Il punto di vista clinico Prof. D. Caserta, Dipartimento Salute della Donna e Medicina Territoriale Università Sapienza Roma Ospedale Sant Andrea E ormai evidente che nell ambiente si diffondono con sempre maggiore intensità particolari categorie di sostanze naturali o di sintesi in grado di interferire negli equilibri degli ormoni sessuali determinando effetti nocivi sul sistema riproduttivo di animali e persone. Queste sostanze sono denominate interferenti endocrini. La frequenza dell infertilità di coppia, stabile nella popolazione generale, è invece più elevata nella popolazione che cerca la gravidanza, soprattutto per la donna, in relazione ad un fisiologico decremento della fertilità dovuto all età e ad una maggiore esposizione a fattori di rischio, tra i quali gli stessi interferenti endocrini. Le sostanze possono essere divise in: 1. sostanze che danneggiano la fertilità negli esseri umani, ed esistono prove sufficienti dell esistenza di un nesso causale tra l esposizione umana ed una diminuzione della fertilità; 2. sostanze che dovrebbero essere considerate in grado di danneggiare la fertilità degli esseri umani ed esistono prove evidenti per sospettare che l esposizione umana alla sostanza possa incidere sulla fertilità; 3. sostanze che potrebbero avere effetto sulla fertilità umana, in genere sulla base di adeguati studi animali, però tali elementi sono insufficienti per classificare la sostanza nella categoria 2. Gli effetti delle intossicazioni acute da tossici ambientali sull organismo e sul sistema riproduttivo sono note da tempo. La nostra attenzione si è concentrata, invece, sulle persone non esposte per motivi occupazionali ma esposte cronicamente alle basse concentrazioni presenti nell ambiente e negli alimenti. Le gonadi e la funzione gametogenica, per le caratteristiche anatomiche e fisiologiche (replicazione, differenziazione e maturazione delle cellule gametiche), sono una sede elettiva e precoce per l insorgenza di alterazioni strutturali e funzionali in presenza di composti tossici, anche se a dosi contenute. Un disregolatore endocrino può agire in molti modi: può mimare, bloccare o scatenare una risposta cellulare, interferendo con la funzione di numerosi recettori ormonali. Questo può causare una risposta errata in termini di quantità, qualità e tempistica. Noi sappiamo che durante la gravidanza l attività ormonale programma lo sviluppo di organi e tessuti del feto che non è ancora dotato di un adeguato meccanismo di detossificazione dei composti che possono essere trasmessi dalla madre attraverso la placenta. L effetto finale di questa disregolazione endocrina può provocare uno sviluppo inadeguato e causare un alterazione che si manifesterà più avanti nel corso della vita del nascituro sul sistema riproduttivo, neuro endocrino e immunitario. La nostra attenzione si è concentrata su alcuni interferenti endocrini, quali bisfenolo A (BPA), ftalati (MEHP e DEHP), composti perfluorurati (PFOS e PFOA) e su alcune aree rappresentative di diverse realtà di esposizione: una grande città, quale Roma; un centro urbano a misura d uomo, quale Ferrara; un territorio prevalentemente agricolo come il basso Lazio. Abbiamo preso in considerazione coppie sterili e fertili appartenenti alle tre diverse aree geografiche e coppie madre bambino della realtà romana. Lo studio ha messo in evidenza che a Roma si riscontra la più elevata concentrazione di bisfenolo A (BPA) sia nella popolazione femminile che in quella maschile. Al contrario, i residenti nel basso Lazio presentano una concentrazione di acido perfluoroctanoico (PFOA) nettamente superiore rispetto a quella rilevata nelle altre due aree. Nel liquido seminale la sostanza maggiormente presente è lo PFOA, con la più alta concentrazione negli uomini residenti nel basso Lazio. La più alta concentrazione di MEHP si osserva a Roma per quanto riguarda la popolazione femminile, e a Ferrara per quanto concerne il gruppo degli uomini.

3 Tab 1. Concentrazione plasmatica media degli IE nella popolazione femminile IE (ng/ml) Donne Roma Donne basso Lazio Donne Ferrara BPA (media) 17,4 6,9 1,9 PFOA (media) 0,7 2,2 3,1 MEHP (media) 67,8 6,5 7,9 Tab 2. Concentrazione plasmatica media degli IE nella popolazione maschile IE (ng/ml) Uomini Roma Uomini basso Lazio Uomini Ferrara BPA (media) 15,1 2,2 2 PFOA (media) 0,5 5,2 3,1 PFOA liq. seminale 0,4 3,5 1,5 MEHP (media) 5,6 2,1 8 Dal confronto delle concentrazioni plasmatiche tra le pazienti sterili e le pazienti fertili si evidenzia che, tra le prime, a Roma sono presenti in quantità più elevata tutte le sostanze esaminate, mentre a Ferrara e nel basso Lazio si rilevano concentrazioni superiori di PFOA, MEHP e DEHP nelle donne con problemi di fertilità, anche se i livelli significativi da un punto di vista statistico riguardano soltanto il BPA a Roma (20,4 verso 7,4 ng/ml nelle pazienti fertili). Per quanto riguarda la popolazione maschile, gli uomini sterili di Roma presentano concentrazioni plasmatiche di BPA e PFOS (perfluoroctano sulfonato) significativamente più elevate rispetto al gruppo di controllo (20,6 ng/ml vs 10,8 e 8,5 vs 1,7 rispettivamente). Nelle altre due aree, gli interferenti endocrini presenti in concentrazione più elevata nel gruppo di pazienti sterili, sebbene non in maniera statisticamente significativa, sono soprattutto il BPA e il DEHP (dietil esil ftalato). Dall analisi dell espressione recettoriale ormonale nelle pazienti sterili e nelle pazienti fertili, si riporta che, nell area di Roma, le prime si caratterizzano per una disregolazione dei recettori estrogenici, androgenici, per il pregnano e per l arilico. Diversamente, non si evidenziano alterazioni statisticamente significative nel basso Lazio e a Ferrara con l eccezione, rispettivamente, dei recettori androgenici e del recettore degli attivatori dei perossisomi gamma. L analisi recettoriale della popolazione maschile ha evidenziato una differenza di espressione nei tre siti: negli sterili, rispetto ai fertili, risultano iperespressi il recettore X del pregnano a Ferrara ed il recettore arilico a Roma. In sintesi, si è osservato come Roma risulti non solo il centro con la più alta concentrazione di interferenti endocrini, ma anche l area con il maggiore tasso di alterazione nell espressione dei recettori ormonali coinvolti nella regolazione del sistema riproduttivo. Gli aspetti clinici dei risultati partono dal presupposto che per un adeguata funzionalità del sistema riproduttivo sono necessari un corretto sviluppo di tutti gli organi coinvolti, la funzionalità di ognuno di essi ed una corretta regolazione ormonale di tutto il sistema (asse ipotalamo ipofisi gonadi). Dall elaborazione dei dati relativi alle coppie madre bambino si osserva un marcato passaggio transgenerazionale di ftalati e BPA, ad indicare che la placenta non costituisce un filtro sufficiente per queste sostanze. La correlazione individuale tra i valori materni e neonatali dei composti considerati non è elevata; tuttavia, non può essere trascurato che in gravidanze del tutto prive di problemi, abbiamo riscontrato livelli significativi di interferenti endocrini non persistenti, come il MEHP e il BPA nel sangue del cordone ombelicale dei neonati. Questo dato suggerisce un esposizione ambientale all interno dell utero diffusa e continua, e lo stesso deve essere valutato alla luce delle evidenze presenti in letteratura riguardo gli effetti a lungo termine di questi composti sullo sviluppo endocrino metabolico del feto. L alterazione di un singolo meccanismo può innescare dei cambiamenti a cascata che alla fine compromettono il funzionamento di tutto il sistema. L adozione di misure di prevenzione e di cautela nei comportamenti, nell esposizione e nell alimentazione può ridurre il rischio e proteggere non solo la fertilità ma anche lo sviluppo e la salute dell individuo.

4 Update of the reference and HBM values derived by the German Human Biomonitoring Commission Christine Schulz, Michael Wilhelm, Ursel Heudorf, Marike Kolossa Gehring, International Journal of Hygiene and Environmental Health 2011 Commento di Cinzia La Rocca, Reparto di Tossicologia Alimentare e Veterinaria, Dipartimento di Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare, ISS. Il biomonitoraggio umano (HBM) è definito come la misura della concentrazione di una sostanza o di un suo metabolita nel sangue, urina o latte materno. HBM è considerato dunque come il modo per misurare l esposizione interna della popolazione fornendo una base per la stima del rischio e per la gestione del rischio. In Germania è stata istituita nel 1992 la Commissione per il biomonitoraggio umano, che ha stabilito i criteri statistici per la definizione di valori di riferimento e di valori di biomonitoraggio (health related HBM values). Questa esigenza nasce dalla consapevolezza che il biomonitoraggio umano deve tener conto degli effetti sulla salute relativi alla concentrazione della sostanza misurata. Analogamente il biomonitoraggio può o dovrebbe includere la determinazione di parametri chimici o biologici che permettono la correlazione con gli effetti biologici delle sostanze e non solo la determinazione della concentrazione delle sostanze stesse. Il valore di riferimento di una sostanza nella matrice umana (sangue, urine) è derivato statisticamente (95% di intervallo di confidenza per il 95 percentile) da una serie di misurazioni ottenute da un campione rappresentativo nell ambito della popolazione generale. I valori di HBM sono valori limite di esposizione biologica relativi allo stato di salute derivati da studi epidemiologici. A causa della scarsezza di tali studi, è stato adottato anche un altro criterio per la determinazione dei valori di biomonitoraggio che tiene conto di dati tossicocinetici sull uomo. La Commissione distingue due tipi HBM I e HBM II: il primo corrisponde alla concentrazione di sostanza nella matrice biologica al di sotto del quale non ci si aspetta effetti avversi alla salute; il secondo rappresenta la concentrazione sopra la quale c è un incremento del rischio di effetti avversi alla salute. Il HBM II dovrebbe essere considerato come un livello di azione o di intervento. Nel caso che la concentrazione di una sostanza stia tra i valori di HBM I e HBM II, non si possono escludere effetti avversi sulla salute con certezza sufficiente. La Commissione aggiorna e pubblica periodicamente questi valori e infatti l articolo riporta i valori di riferimento per i composti perfluorurati, ammine aromatiche, ftalati, composti organoclorurati, acrilamide, ma anche, in via sperimentale, i HBM values riguardanti il DEHP, il tallio, il cadmio e il piombo negli adulti, bambini e adolescenti. Questa ricerca di parametri che tengano conto non solo della concentrazione di una sostanza ma anche dei suoi effetti dimostrano l esigenza della comunità scientifica e delle autorità regolatorie di studiare e dotarsi di strumenti per l interpretazione dei dati di biomonitoraggio ai fini di una valutazione e gestione del rischio correlata agli effetti sulla salute.

5 Diossine nel suolo: la necessità dei limiti per i terreni agricoli. Alberto Mantovani, Francesca Baldi, Reparto di Tossicologia Alimentare e Veterinaria Dipartimento di Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare, ISS. La strategia europea della sicurezza alimentare dai campi alla tavola, sottolinea il ruolo chiave del suolo quale fattore critico per la salubrità degli alimenti di origine vegetale e dei mangimi. Nei Paesi europei il trasferimento di diossine (PCDD/F) al suolo e da qui alla catena alimentare avviene soprattutto ad opera delle emissioni atmosferiche derivanti da impianti industriali ed inceneritori di rifiuti. Tuttavia, gran parte dell'esposizione umana a PCDD/F avviene attraverso la dieta e non direttamente per via aerea: il fenomeno del bioaccumulo fa sì che la diossina risalga la catena alimentare umana concentrandosi sempre più, a partire dai vegetali, passando agli animali (accumulandosi nella frazione grassa dei tessuti) attraverso i pascoli e/o mangimi e infine all'uomo. L assorbimento di PCDD/F è correlato con il contenuto lipidico estraibile dalla radice delle piante; le cucurbitacee (soprattutto zucchina, zucca e cetriolo), il frumento ed il sorgo hanno una significativa capacità di trasferire PCDD/F dalle radici alle parti commestibili. Le diossine presenti nel suolo possono trasferirsi anche ai pascoli ed alle colture locali impiegate per l'alimentazione animale. Il consumo di prodotti animali e/o verdure contaminati ha portato in alcune aree ad importante esposizione umana, con conseguente aumento del body burden nelle persone che consumano cibi coltivati localmente. Alcuni lavori recenti segnalano livelli di contaminazione più elevati negli animali allevati all aperto, che potrebbero essere attribuibili ad ulteriori assunzioni di contaminanti dal suolo, oltre che attraverso i mangimi. L Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA) ha di recente preso in esame la presenza di alti livelli di diossine e PCB diossina simili nel fegato di ovino: gli ovini sono più esposti ai contaminanti presenti nel suolo rispetto ai bovini in quanto brucano più vicino alla superficie con conseguente ingestione maggiore di suolo, ed inoltre dispongono di una superficie di pascolo più ampia. L'EFSA ha concluso che il consumo frequente di fegato ovino, organo bersaglio in quanto capace di immagazzinare alte quantità di diossine, può essere un potenziale problema per la salute in particolare per le donne in età fertile ed i bambini. Il fegato ovino è un prodotto "di nicchia", quindi una esposizione elevata riguarderebbe solamente un piccolo gruppo di consumatori occasionali o frequenti; tuttavia manca tuttora una valutazione per l'impatto della contaminazione dei pascoli sul latte di pecora, dal quale si ricavano molti formaggi di grande consumo, soprattutto nel Sud Europa. La contaminazione del suolo da PCDD/F stimola la ricerca su possibili interventi di bonifica. Molte tecniche di bonifica sono state recentemente proposte per i siti altamente contaminati: procedure di lavaggio del terreno, il compostaggio e la fitodepurazione con trifoglio bianco (Trifolium repens L.), una pianta molto efficace nella rimozione dei dibenzofurani (DBF) dal suolo grazie al suo elevato contenuto di batteri che capaci di degradare i DBF. Molti Paesi industrializzati hanno stabilito due diversi limiti per le diossine nel terreno: i livelli di screening e livelli di azione. I livelli di screening solitamente vengono utilizzati per tutti i tipi terreni a prescindere dal loro utilizzo; al di sotto di tali livelli non sono generalmente necessarie ulteriori indagini. I livelli di azione sono i valori del terreno sopra i quali occorre avviare azioni di bonifica. Questi valori sono spesso basati su parametri di valutazione del rischio per la salute correlati allo specifico uso del terreno; i più comuni utilizzi del terreno sono l uso residenziale e l uso commerciale/industriale, mentre solo alcune nazioni hanno stabilito livelli di azione per i terreni agricoli. Il suolo sembra considerato soprattutto come una potenziale fonte di esposizione diretta alle diossine, mentre il suo ruolo centrale nella catena alimentare risulta essere stato trascurato. I dati attuali indicano la necessità di un aggiornamento, su base scientifica, dei limiti per le diossine nei terreni agricoli ed pascoli.