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Dall’ambiente alle catene alimentari:
il bioaccumulo di interferenti endocrini
ISS, 27 ottobre 2009
“OUR Stolen Future”, 1996di Theo Colborn, DianneDumanoski, John Peterson Myers
Are we threatening our fertility, intelligence, and survival?- A scientific detective story
Il problema del trasferimento di composti bioaccumulabili come il DDT e gli altri composti organoclorurati dall’ambiente agli organismi è noto già dagli anni ’60
Ma molti effetti cronici, tra i quali l’interferenza con i sistemi di regolazione ormonale, sono venuti alla luce in anni più recenti…
Attività di distruzione endocrina dei composti omologhi del DDT
ρ, ρ’ -DDT Binds Androgen Receptor(AR), 75μMBinds Estrogen Receptor (ER) >1000μM
ο, ρ’-DDT Binds AR, 95μMBinds ER 5μM
ρ, ρ’-DDE Binds AR, 5μMBinds ER, >1000μMEstrogen Antagonist
ο, ρ’-DDE Estrogen Agonistρ, ρ’-DDD Binds AR, 90μM
Binds ER, >1000μMο, ρ’-DDD NDο,o’-DDD ND
Ma le risposte biologiche variano da specie a specie perché la funzione degli ormoni non è la stessa
A risk analysis model with an ecological perspective on DDT and malaria control in South Africa. Steve Corin and Sean A Weaver, Journal of Rural and TropicalPublic Health 4: 21-32 (2005).Published by the School of Public Health and Tropical Medicine, James Cook University, Australia 21
Generalmente i predatori sono ritenuti i più vulnerabili semplicemente perché la concentrazione dei composti persistenti e poco solubili in acqua aumenta dal basso all’alto nelle piramidi alimentari.
I pesticidi clorurati costituiscono ancora un problema in Italia? S.I.T.E. Atti, 16, 341343 Galassi et al., 1995.
Allora risposi che il DDT era un problema solo per il lago Maggiore e non mi sbagliavo per il lago Maggiore…ma per il “solo”
Lake Maggiore
V.Taranto
CH
IT
Pallanza Bay
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
ottobre2
002
maggio20
03nove
mbre200
3
marzo20
04
luglio20
04dice
mbre200
4
marzo20
05
luglio20
05
Con
cent
razi
one
(ng/
L)
Concentrazione pp'DDE Concentrazione pp'DDT
Con una conc. media di DDT totali < 1 ng/l nell’acqua si è superato il limite consentito nei pesci per il consumo umano
Acqua del lago
PROGETTO CIPAIS
Il pp’DDE è la componente principale dei DDT totali e resta nell’ambiente più a lungo del composto parentale.
Nel passaggio da pesci a uccelli acquatici il pp’DDT scompare e resta solo il pp’DDE nelle uova. Nonostante i molti studi fatti e le proibizioni d’uso del pp’DDT resta ancora un problema ambientale … non solo nel Terzo mondo
Il caso del Lago Maggiore
Località di raccolta delleuova
DDE conc.(mg Kg-1p.s.)
Fondotoce 23.03 ± 22.7
Angera 13.58± 0.22
Magadino (CH) 9.56± 6.55
Uova di svasso maggiore (1998)
Tuttavia effetti negativi dei distruttori endocrini sono stati osservati anche su
specie posizionate a un basso livello trofico
Ítalo Braga de Castro et al., Braz. arch. biol. technol. v.51 n.5 Curitiba sept./oct. 2008
Gasteropodi imposex nelle zonecostiere per inquinamento da prodotti antifouling (come TBT)
Voluta ebraea, specie endemica del Brasile settentrionale
Effetti sulle del pp’DDE sulle gonadi di Dreissenapolymorpha del lago Maggiore (1997)
DDT contamination in Lake Maggiore (N. Italy) and effects on zebra mussel spawningA. Binelli , , a, R. Bacchettaa, G. Vailatia, S. Galassib and A. Provinia, Chemosphere, 2001
Sfasamento dello stadio riproduttivo nelle dreissene più contaminate (Baia Pallanza)
controllo esposti a pp’DDE
Modello sperimentale: rigenerazione di un arto di Antedonmediterranea
Ogni organismo ha dato risposte diverse perché gli ormoni hanno funzioni diverse
Comparative Research on Endocrine Disrupters - PhylogeneticApproach and Common Principles focussing on Androgenic/Antiandrogenic Compounds (Progetto UE 2002-2005)
I Laghi di Como e d’Iseo sono in gran parte alimentati da ghiacciai che aumentando di volume dagli anni ’60 agli ’80 hanno intrappolato il DDT usato nei frutteti e poi li hanno rilasciati in anni recenti contaminando dreissene e pesci. *, ** sono dati di letteratura
Effetti anche peggiori sono stati recentemente osservati nel lago d’Iseo
ΣDDTs (mg kg-1 lipidi)Dreissene (valori medi) Agoni (estate)
Iseo Como Maggiore Iseo Como Maggiore
1996 0.10* 0.11* 1.1-3.0** - - 9.50**
2003 0.15* 0.20* 0.7-1.4** - - -
2005 28.86 28.30 1.1-1.9** - 5.27 6.46**2006 8.73 - 0.7-1.0** - 1.01 2.52**2007 11.18 6.11 - 0.57 0.84 -
Volume ghiacciai alpini
Bettinetti et al., Chemosphere, 2008
Anni90
Anni70/80
Progetto PRIN Progetto PRIN 2006 Anguille 2006 Anguille FIUME FIUME TEVERETEVERE
N % lip.(p.f.)
∑7PCBmg/kglip.
∑DDTmg/kglip.
< 30 cm 9 10,9 7.3 2.7
30-40 cm 8 20,8 0.8 1.1
> 40 cm 7 24,1 0.6 0.6
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
28 52 101 118 153 138 180
PCB
71%
18%
11%
pp'DDE pp'DDD pp'DDT
Nonostante i divieti DDTs e PCB sono ancora un problema in Italia
Livelli di DDT totali negli alimentiin Italia (2003). Il pesce dà il maggior
contributo di pp’DDE
0
5
10
15
20
25
30
ppb
FEB. 2003 MAG. 2003 SET. 2003
CARNE UOVA FORMAGGIO OLIO/BURROPESCE MOLLUSCHI CEREALI PATATECAROTE MELE VINO
Milano, 2003 (metodo del market basket)
E anche in altri Paesi Europei l’assunzione con il cibo è rilevante
0,11 0,554,93
24,63
0,16 0,810,09 0,443,00
14,98
6,29
31,44
4,52
22,58
2,83
14,14
0,04 0,21
14,00
70,00
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
ITALIASPAGNA
GRECIAFRANCIA
GERMANIAIN
GHILTERRA
SVEZIADANIM
ARCAOLA
NDAPOLO
NIA
%ADI FAO %ADI Governo Australiano
Nella dieta umana il pp’DDE è il principale componente dei DDT totali
Tre campionamenti nel 2003
ADI (AcceptableDaily Intake)
FAO =
10 μg/Kg/giorno
Governo Australiano =
2 μg/Kg/giorno
Come DDT totali
Le modalità di magnificazione dei PCB sono le stesse dei DDT ma in questo caso si tratta di miscele molto più complesse, i cui effetti variano molto da congenere a congenere.
Finora si è puntata l’attenzione sui “dioxin-like” ma non sono i soli ad essere pericolosi
Bird eggs – Podiceps cristatus
0
5
10
15
20
25
30
95 101 118 132 138 149 151 153 170 174 177 180 183 187 194 195 201 203 206
PCB
com
posi
tion
(%)
0
5
10
15
20
25
95 101 118 132 138 149 151 153 170 174 177 180 183 187 194 195 201 203 206
PCB
com
posi
tion
(%)
Fish – Coregonus macrophtalmus
Il congenere 149 presente nei pesci del Lago Maggiore (5-10%), non si trova nelle uova di svasso.Volta et al., Water Air Soil Pollut.,197, 193-209 (2009)
Ma metabolismo elvato significa detossificazione?
Effetto sulla differenziazione sessuale di tartarughe di congeneri di HO-PCBs (di solito a 26° nascono solo maschi e a 30 solo femmine)
Percentage of female hatchlings at a temperature thatnormally produces100% males (26°C) after treatment withtwo estrogenic PCB compounds in ethanol. Controls: temperature, ethanol alone; hormone, 10 µg estradiol-17ß. PCB compounds: F, 2',4',6'-trichloro-4-biphenylol; G, 2',3',4',5'-tetrachloro-4-biphenylol.
Bergeron etal.Environ HealthPerspect 102:780-781 (1994)
A 26°Cormone2',4',6'-trichloro-4-biphenylol 2',3',4',5'-
tetrachloro-4-biphenylol
Alcuni idrossi derivati dei PCB, prodotti dal metabolismo di molte specie nel tentativo di solubilizzare i PCB ed eliminarli sono, a loro volta distruttori endocrini
Il congenere 149 non si ritrova negli organismi a metabolismo elevato perché viene solfonato
PCB AND DDE METHYL SULFONES IN MAMMALS FROM CANADA AND SWEDEN, Åke Bergman et al., 1994 Env. Tox. Chem.
Negli orsi polari, nelle foche, nelle balene, nei visoni sono stati identificati diversi derivati solfonati dei PCB (MeSO2-CBs totali da 0.1 a 21 µg/g nei lipidi estratti) tra i quali anche il derivato del PCB 149 (2,3,6,2′,4′,5′-CB ).
Anche i solfonati possono biomagnificare. Quali sono i loro effetti?
Gli interrogativi si susseguono a cascata e le risposte sono sempre più difficili da dare perché i metaboliti si analizzano con maggior difficoltà e non sempre sono disponibili in commercio.
C’è ancora moltissimo lavoro da fare per scoprire tutti i potenziali distruttori endocrini soprattutto se si tratta di metaboliti di inquinanti ptimari.
Per la popolazione umana i risultati sono finora incerti: nel frattempo ci converrebbe diventare tutti un po’ più vegetariani anche per diminuire la nostra impronta ecologica e aumentare la disponibilità di cibo per gli abitanti della Terra.
Sarà più difficile convincere gli orsi a cambiare dieta!
