Diossine e debilitazione multigenerazionale del sistema immunitario

Tossine ambientali: compromettono le difese immunitarie per più generazioni

diossine e ambiente

Attuale più che mai è il tema dell’inquinamento ambientale, sul quale la piccola-grande attivista Greta Thunberg pone da tempo l’accento attraverso il movimento internazionale FridaysForFuture e manifestazioni di protesta contro il surriscaldamento globale. Le immissioni di CO2 ed i conseguenti cambiamenti climatici però non rappresentano l’unico “aspetto scottante” della situazione.

La presenza di sostanze inquinanti nell’ambiente che ci circonda porta spesso a danni irreversibili che interessano un intero ecosistema (Figura 1), con conseguenze negative per la salute di tutti gli esseri viventi, compreso l’uomo.

ecosystem

Figura 1 – Complessità di un ecosistema. Un ecosistema è un insieme sistemico definito costituito da organismi viventi animali e vegetali (componente biotica) che interagiscono tra loro e con l’ambiente che li circonda (componente abiotica).

Conseguenze sulla salute dell’uomo

Molti studi hanno dimostrato che l’esposizione ad inquinanti ambientali di qualunque genere (emissioni gassose tossiche, polveri, residui di combustione, percolato, sostanze radioattive, etc.) può avere effetti sfavorevoli sulla fertilità, sulla crescita, sulle funzioni respiratorie e cardio-circolatorie di un soggetto umano.

Nello specifico, a causa di incidenti rilevanti legati ad inquinanti organici persistenti come le diossine, ci si è concentrati su questa specifica famiglia di sostanze tossiche osservando come l’esposizione alle stesse può provocare disfunzioni soprattutto a carico dell’apparato endocrino da cui le malattie tiroidee, del sistema immunitario e dell’apparato riproduttivo: l’endometriosi è tra le prime condizioni.

Le patologie diossine-correlate

L’aspetto delle sostanze diossine-simili più preoccupante per la salute dell’uomo è la loro natura lipofila, ovvero la loro capacità di solubilizzarsi in solventi grassi. Per tale motivo le diossine tendono ad accumularsi nei tessuti viventi ed in particolar modo nei grassi animali, di cui l’uomo si nutre.

Oltre ad essere cancerogene, le diossine possono non consentire il normale sviluppo fisico della persona, essere irritanti per gli occhi e causare gravi danni alla pelle: la così detta acne clorica è una forma persistente di acne indubbiamente correlata ad un’intossicazione per prolungata esposizione alle diossine clorurate.

Effetti neurotossici

L’esposizione ad inquinanti ambientali come le diossine ha effetti negativi a livello del Sistema Nervoso Centrale e Periferico, ma si tratta di ricerche ancora in corso e di dati che non sono stati ancora del tutto indagati. È stato però accertato che, di un’esposizione prenatale, le conseguenze interessano lo sviluppo specifico della barriera emato-encefalica (BEE). La BEE fetale ​​è difatti ancora poco selettiva: si ritiene che le diossine riescano ad attraversarla facilmente impedendone la maturazione completa con gravi danni nell’età adulta.

Un Sistema Immunitario che si deteriora nel tempo

Anche il sistema immunitario (S.I.) ne è influenzato: alterazioni nella composizione di terreno, acque, atmosfera e, per forza di cose anche cibo, determinano variazione nella risposta immunitaria, indebolimento delle difese dell’organismo da cui acutizzazione dei processi infiammatori e compromissione della qualità della vita del soggetto.

Esposizione materna alle diossine

Una nuova ricerca dimostra come l’esposizione materna costante ad un inquinamento di tipo industriale lesiona, in maniera più o meno permanente, il sistema immunitario del nascituro e come questa vulnerabilità viene trasmessa alle generazioni successive, indebolendo le difese dell’organismo contro le infezioni più banali, come quelle del virus dell’influenza. La ricerca ad oggi è stata condotta solo su topi da laboratorio, il cui S. I., funzionalmente parlando, è molto simile a quello dell’uomo.

L’effetto a lungo termine

Nello studio in questione i ricercatori hanno esposto topi femmine, in stato gestazionale, a livelli rilevanti di specifiche sostanze chimiche, tossiche per la salute: le diossine.

Sottoprodotto comune della produzione industriale e dell’incenerimento dei rifiuti, le diossine si trovano anche in alcuni prodotti alimentari di largo consumo e sono in grado di dare vita al così detto fenomeno del bioaccumulo (Figura 2) che fa sì che la sostanza nociva si ammassi, in maniera irreversibile, all’interno dei tessuti organici per poi accumularsi lungo la rete trofica concentrandosi sempre di più, cominciando dai vegetali, passando poi per i consumatori erbivori e carnivori, per finire poi all’uomo.

Il fenomeno del bioaccumulo, assieme all’effettiva possibilità che le sostanze tossiche possano essere acquisite attraverso il latte materno, suggerisce che il pericolo per la salute è concreto (anche a dosi più basse rispetto a quelle già considerate dannose) e che vi sono le basi per una preoccupante attuabilità di danno trans-generazionale.

diossine grassi

Figura 2 – Fenomeno del bioaccumulo delle sostanze inquinanti. Dalle principali fonti di diossine all’avvelenamento delle risorse ambientali. Dalla contaminazione delle risorse agricole all’accumulo nei tessuti viventi: le diossine giungono fino alle nostre tavole e si stima che circa il 90% del rischio di esposizione alle diossine, per l’uomo, avviene attraverso l’alimentazione.

Conseguenze sulla risposta immunitaria

Il lavoro di ricerca si è concentrato sul monitoraggio della maturazione e citotossicità dei linfociti T CD8+ in seguito ad un’infezione volontaria delle prime vie aeree: contagiando i topi col comune virus dell’influenza, è stato osservato un certo grado di compromissione nella funzionalità dei CTL nei soggetti precedentemente esposti alle diossine, che presentavano dunque una risposta immunitaria debole.

I topi in questione erano più soggetti a patologie respiratorie come tracheite, rinite, influenza, raffreddore e laringite. Ma non solo! Un infiervolimento del sistema immunitario ed una predisposizione a queste malattie sono stati constatati anche nella diretta progenie dei topi le cui madri sono state esposte alle diossine.

L’ipotesi più accreditata è che l’esposizione alle diossine comporti alterazioni a livello trascrizionale, trasmissibili poi alle generazioni successive: i fattori responsabili della regolazione genica vengono compromessi e con essi l’intero meccanismo molecolare con cui si permette alla cellula di esprimere un determinato gruppo di geni.

Meccanismo d’azione delle diossine

In effetti si sa che il meccanismo d’azione delle diossine implica il coinvolgimento del recettore cellulare AhR, recettore degli idrocarburi arilici e regolatore citoplasmatico dell’espressione genica, codificato dal gene AHR appartenente alla famiglia dei protooncogeni. Per cui si intuisce molto rapidamente che un’anomalia nella modulazione di questo recettore o mutazioni che interessano il gene codificante, ha effetti negativi su un gran numero di funzioni biologiche, dapprima sul ciclo cellulare per cui la cellula viene indirizzata verso un fenotipo tumorale.

Oltre ad avere un importante ruolo nel differenziamento cellulare, il recettore AhR funge anche da fattore di regolazione per il S.I. Forse, per comprendere l’effetto nocivo multigenerazionale delle tossine ambientali, andrebbe approfondita, in studi futuri, proprio questa relazione.

Lo studio specifico

I ricercatori hanno inoltre scoperto che ad affiancare un indebolimento della risposta del S. I., pronunciato maggiormente nei topi di sesso femminile (Figura 3), vi era anche un’altra spiacevole conseguenza: le ghiandole mammarie dei topi-femmina, la cui madre è stata esposta ad elevate concentrazioni di diossina fin dall’inizio della gravidanza, non riuscivano a produrre latte in maniera fisiologica per cui i loro cuccioli morivano in pochi giorni.

Purtroppo ad oggi la classe delle diossine appartiene a quella categoria di sostanze tossiche i cui effetti nocivi sulle strutture biologiche sono ancora in parte sconosciuti. Ma, se l’essere in continuo contatto con tossine ambientali altera un processo così importante, vitale e naturale come la lattogenesi, animale o umana che sia, l’intervento, istituzionale ed industriale, per ridurre l’esposizione della popolazione, deve essere immediato.

debilitazione sistema immunitario

Figura 3 – Alterazioni nell’attivazione dei linfociti T citotossici. L’immagine ha lo scopo di mostrare come può variare la risposta del sistema immunitario nel corso delle generazioni: si parla di debilitazione multigenerazionale del S.I. F0 rappresenta la generazione parentale direttamente esposta alle tossine ambientali; F1 è la prima generazione filiale in cui si osserva un logoramento del sistema immunitario; F3 simboleggia tutte le altre generazioni filiali successive alla prima in cui è ben evidente come l’effetto delle diossine sia molto più pronunciato nei topi-femmine che non nei topi-maschi.

Diossine: uno sguardo più attento

Le diossine sono onnipresenti nell’ambiente per questo le principali fonti di esposizione per l’uomo sono di tipo occupazione, per coloro che lavorano in impianti industriali, accidentale ed alimentare: si possono acquisire tossine in particolar modo attraverso la carne ed i latticini a rischio.

Origine

I principali responsabili della formazione delle sostanze diossina-simili sono il cloro organico, legato a composti polimerici come il PVC ed i metalli come ferro e rame, spesso addizionati come catalizzatori al materiale, non necessariamente di rifiuto, destinato alla combustione.

Le diossine possono generarsi anche in assenza di alte temperature, come avviene in tutti quei processi chimico-industriali in cui è necessaria la presenza di cloro: un esempio è lo sbiancamento della carta e dei tessuti.

Un nemico comune

La famiglia delle diossine è tossica e pericolosa per l’intero ecosistema: trattasi di inquinanti organici di natura semi-volatile, che tendono ad evaporare con facilità e ad essere soggetti alle correnti atmosferiche e marine. Per questo possono ritrovarsi  in regioni anche molto distanti da quella di origine, contaminare acqua e terreno, utilizzati rispettivamente per il beveraggio ed il pascolo degli animali, per poi finire, in maniera indiretta sulle nostre tavole (Figura 4).

AhR nervous system

Figura 4 – Espressione del recettore AhR nel Sistema Nervoso Centrale murino. Tramite metodiche di immunoistochimica ne è stata dimostrata la presenza a livello della corteccia, ippocampo, cervelletto, ghiandola pituitaria  e bulbo olfattivo. Il tronco encefalico e diversi nuclei dell’ipotalamo (compreso il nucleo soprachiasmatico, che controlla i ritmi circadiani) hanno quantità di AhR marcatamente più alte rispetto alle altre regioni del cervello. L’alterazione di questo fattore trascrizione può avere ripercussioni su ognuna di queste strutture cerebrali.

Le emissioni atmosferiche di diossine sono principalmente derivanti dalla combustione dei rifiuti; quelle nel terreno e nelle acque, sono sempre conseguenti ad un errato smaltimento dei rifiuti e produzione/uso di fitofarmaci. La presenza, oggi, di diossine nell’ambiente non è dovuta alle emissioni attuali, ma all’accumulo prolungato di concentrazioni, anche piccole, di queste sostanze.

Emergenza ambientale

Le diossine causano un inquinamento cronico e per lo più ubiquitario. Sono estremamente difficili da smaltire poiché resistenti alla degradazione chimica e biologica; inoltre tendono a legarsi alla frazione organica e sono gravemente tossiche. Ad oggi si parla di una vera e propria emergenza ambientale molto complessa da risolvere: sono in atto misure cautelari per cercare di minimizzare le emissioni dalle sorgenti note.

Carla Caianiello

Fonti:

Informazioni su Carla Caianiello 10 Articoli
Neurobiologa laureata all'Università degli Studi di Pavia, appassionata dello studio del cervello e delle nuove tecnologie

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