Tossicologia ambientale

T

ossicità delle diossine per lo sviluppo:

COMPOSTI DIOSSINA-SIMILI (1) ridotta vitalità

(2) aborti, nati morti

Dibenzo-p-diossine policlorurate (PCDD) (3) alterazioni strutturali

Dibenzofurani (PCDF) (4) palatoschisi, idronefrosi

Policlorobifenili (PCB) (5) ritardo della crescita

Difenileteri polibromurati (PBDE) (6) alterazioni funzionali

Fonti di caratterizzazione del rischio: (7) immunosoppressione

(1) incenerimento dei rifiuti (8) deficit cognitivi e comportamentali.

(2) processi industriali ad alta temperatura Effetti tossici cronici della TCDD: deficit neurologici,

(3) sottoprodotti nella produzione di erbicidi (Agente problemi riproduttivi (↓ testosterone FSH, LH),

↓

Orange: è un erbicida/defoliante usato nella guerra disturbi endocrini, neoplasia (multisito), cancerogeno

del Vietnam). non genotossico, immunosoppressione.

(4) industria della pasta di legno e della carta Le diossine agiscono come promotori del cancro:

(sbiancamento della carta) lunghi periodi di latenza; la TCDD non è genotossica;

(4) scarichi del traffico la TCDD è un potente promotore ma un debole

(5) fumo di sigaretta iniziatore nei modelli di inizio-promozione a due stadi

Fattori di equivalenza tossica (TEF) per fegato e pelle; rischio relativo per tutti i tumori in

La tossicità della TCDD serve da benchmark per popolazioni umane altamente esposte = 1,4;

indicare la tossicità degli altri congeneri di diossine, la incidenza di tumori specifici varia considerevolmente;

cui tossicità è infatti espressa come TEF: quindi, dati cancerogeni multi-sito.

utilizzati per definire le potenze relative dei composti Le diossine mostrano una modalità d'azione comune.

diossina-simili rispetto al 2,3,7,8-TCDD (2,3,7,8- Le risposte biochimiche e tossicologiche alla TCDD e

tetraclorodibenzo-p-diossina). Si ricorda che la TCDD ad altre diossine vengono avviate dalla loro

è il congenere più tossico. interazione con il recettore degli idrocarburi arilici

(1) affinità di legame con il recettore (Kd: costante di (AhR):

dissociazione, che è considerata come TCDD + AhR TCDD: AhR

↔

concentrazione della diossina; più è piccola la Kd Effetti tossici delle diossine osservati nell'uomo in

più è affine). Target: recettore arilico per gli seguito all'esposizione di adulti:

idrocarburi (AhR), un fattore di trascrizione che (1) porfiria

riconosce gli idrocarburi aromatici tossici come (2) cloracne

diossine e polifenoli (3) epatotossicità

(2) valori EC50 per le risposte biologiche, ad (4) neurotossicità

esempio, induzione enzimatica (5) metabolismo del glucosio alterato

(3) tossicità acuta studi (6) cancerogenicità

(4) studi subcronici di tossicità mediata dai recettori: (7) effetti endocrini (FSH/LH)

atrofia timica, perdita di peso corporeo, (8) effetti cardiovascolari

immunotossicità Effetti tossici delle diossine osservati negli esseri

(5) studi sulla riproduzione e sulla cancerogenicità umani in seguito all'esposizione durante lo sviluppo:

Per stabilire la tossicità di una miscela di diossine (dato neurotossicità, anomalie riproduttive,

che spesso le diossine si trovano in miscele, e mai immunotossicità.

disperse singolarmente nell’ambiente), moltiplico il

TEF per la concentrazione della singola diossina EFFETTI TOSSICI DEI METALLI

presente nella miscela; poi sommo tutto e quindi avrò

la tossicità della totale miscela.

Vie di esposizione umana: I metalli non sono prodotti dall’uomo ma l’uomo ha la

(1) ingestione di alimenti contaminati capacità di trasformarli e di concentrarli. In questo

(2) inalazione di aria contaminata caso, quindi, essendo i metalli di origine “non

(3) contatto della pelle con terreno contaminato antropica” (quindi naturale) l’uomo è esposto da

(4) esposizione professionale ai pesticidi clorurati: sempre ai metalli. Sono quindi composti di origine

composti clorofenossi, come acido 2,4- naturale e sono spesso ubiquitari nell’ambiente. La

diclorofenossiacetico e acido 2,4,5- loro distribuzione nell’ambiente avviene secondo cicli

triclorofenossiacetico. geologici e biologici. Tuttavia, attività dell’uomo e in

Criteri definiti dall'OMS e dall'IPCS: particolari utilizzi dei metalli contribuiscono molto alla

(1) un composto deve mostrare una relazione loro ridistribuzione e alla loro presenza in molte parti

strutturale con i PCDD e i PCDF della terra.

(2) un composto deve legarsi al recettore degli Definizioni

idrocarburi arilici (AhR)

(1) metalli: densi, malleabili, lucenti, conduttori di (2) neurologici

calore ed elettricità, sono agenti riducenti (3) tossicità renale

, (4) tossicità cardiovascolare

(2) metalloidi sono elementi con caratteristiche (5) tossicità riproduttiva

intermedie tra metalli e non metalli (es. arsenico) Tossicità acuta:

(3) metalli pesanti, un metallo avente un peso atomico encefalopatia acuta, insufficienza renale e gravi

maggiore del sodio, una densità maggiore di 5 g/cm .

3 sintomi gastrointestinali

Solitamente comprende piombo, cadmio e mercurio. Tossicità cronica:

Fattori che influenzano la tossicità dei metalli: (1) il piombo ha affinità per i gruppi SH ed è tossico

interazioni con i metalli essenziali per i sistemi enzimatici zinco-dipendenti.

(1) formazione di complessi metallo-proteina (2) sintesi dell'eme: emoglobina, citocromi

(2) età e stadio di sviluppo (3) metabolismo degli steroidi e integrità della

(3) fattori legati allo stile di vita (fumatori/sigaretta) membrana

(4) forma chimica o speciazione (4) interferenza con la vitamina D sintesi nelle cellule

(5) stato immunitario dell'ospite tubulari renali (conversione della 1-idrossivitamina D

(6) terapia di complessazione e chelazione in 1,25-idrossivitamina D).

La ferrochelatasi è inibita dal piombo, che compete

Piombo (Pb) con il ferro per il legame al sito attivo dell’enzima.

Piombo inorganico: ossido di piombo e cloruro di L’esposizione al piombo e la conseguente inibizione

piombo dell’enzima produce un accumulo di protoporfirina IX

Piombo organico: piombo tetraetile e piombo negli eritrociti: la quantificazione di tale intermedio

tetrametile metabolico è infatti usata per valutare le eventuali

In particolare, il Pb tetraetile è stato utilizzato per entità del danno biologico in soggetti esposti al

decadi come additivo con funzione antidetonante rischio.

nelle benzine. L'azione tipica del piombo si esplica sull'emopoiesi,

Oggi il piombo è utilizzato nella produzione di bloccando la funzione di diversi enzimi preposti alla

batterie e accumulatori, di alcuni coloranti, smalti per sintesi dell'eme. Questo effetto, unitamente all'effetto

ceramiche, cavi e semilavorati. citotossico eritrocitario con iperemolisi, è

Esposizione: responsabile della anemia ipocromica e della

(1) cibo escrezione urinaria dei composti a monte della via

(2) vernici per interni a base di piombo dell'eme. Infatti, l'effetto inibitorio sull'enzima ALA

(3) piombo nell'acqua potabile contaminata (anche deidratasi porta all'accumulo di acido delta

per le tubature) aminolevulinico mentre l'effetto su

(4) esposizione occupazionale al piombo: industria coproporfirinogeno III ossidasi e su eme ossidasi è

degli armamenti responsabile dell'accumulo di coproporfirinogeno III

(5) attività mano a bocca in ambienti inquinati e protoporfirina IX rispettivamente.

Tossicocinetica [Il Pb inibisce l’enzima delta-aminolevulinato

Assorbimento: deidratasi ALAD e altri enzimi coinvolti nella sintesi

→

(1) polmoni dipende dalla dimensione delle dell’eme, causando una diminuzione dell’emoglobina,

particelle e quindi anemia].

→

(2) tratto gastrointestinale (GI): adulti: 20-30%, Effetti neurologici: si ritiene che il Pb miri ai processi

2+

bambini: fino al 50% del piombo alimentare. di apprendimento e memoria del cervello inibendo il

Sono associati un apporto inadeguato di ferro, recettore N-metil-D dell'aspartato (NMDAR), che è

calcio e calorie totali con livelli di piombo più essenziale per l'apprendimento e la memoria mediati

elevati dall'ippocampo. L'esposizione a Pb può causare

2+

(3) pelle: il piombo inorganico non viene assorbito, deficit nella neurotrasmissione. Un tema emergente

ma il piombo organico è ben assorbito. nel meccanismo della neurotossicità del Pb è

2+

(4) il piombo viene trasportato legato ai globuli rossi: l'interruzione delle dinamiche del Ca intracellulare

2+

distribuito ampiamente nei tessuti: ossa, denti, (meccanismo di rilascio quantale sregolato).

fegato, polmoni, reni, cervello e milza. Avvelenamento da piombo infantile →

(5) il corpo di stoccaggio del piombo nel corpo: le l'avvelenamento da piombo infantile è ora definito

ossa possono costituire una fonte di come un livello di piombo nel sangue di 10 µg/dl

mobilizzazione e di tossicità continuata dopo la Neurotossicità del piombo nell'infanzia:

cessazione dell'esposizione. (1) ritardo mentale in caso di grave intossicazione da

Il piombo attraversa la barriera ematoencefalica in piombo;

gran parte grazie alla sua capacità di sostituire gli ioni (2) diminuzione di 5 punti nel QI per ogni 10 µg/dl in

calcio (Ca ) e si concentra nella materia grigia; è

2+ studi basati sul livello di piombo nel sangue

capace di attraversare anche la placenta. (3) altri esiti avversi sullo sviluppo, come aggressività,

Escrezione: reni; l'escrezione aumenta con l'aumento iperattività, comportamenti antisociali

delle riserve corporee (30 µg 200 µg/giorno). Il (4) disturbi dell'apprendimento nella memoria,

piombo è eliminato anche attraverso le feci. nell'elaborazione uditiva e nell'integrazione visuo-

Tossicodinamica motoria. Il QI è normale. Questi effetti sono stati

Effetti:

(1) ematologici

dimostrati con livelli di piombo nel sangue fino a 6 Cadmio (Cd)

µg/dl Un metallo che si incontra più spesso nella crosta

Classificazione IARC: cancerogenicità: gruppo 2B. terrestre combinato con cloro (cloruro di cadmio),

Effetti ambientali del piombo: ossigeno (ossido di cadmio) o zolfo (solfuro di

Il piombo si accumula nei corpi degli organismi cadmio).

acquatici e del suolo; gli effetti sulla salute dei Esiste come piccole particelle nell'aria, risultato di

molluschi possono verificarsi anche quando sono fusione, saldatura o altre alte temperature. processi

presenti solo concentrazioni molto piccole di piombo. industriali; è un sottoprodotto dell’estrazione di zinco,

Le funzioni corporee del fitoplancton possono essere piombo, rame e minerali. Utilizzato principalmente

disturbate quand