PCDD – PCB – PCDF Diossine e Inquinanti plastici nell’ Aria – Effetti sulla salute

Il nostro corpo è un sistema aperto che interagisce con l’ambiente. L’inquinamento ambientale di acque, suoli e aria, ha una grande influenza sul nostro stato di salute. In questo includiamo ogni molecola dannosa presente nei vari ecosistemi terrestri, incluso il danno da radiazione e campi elettromagnetici. (Avremo modo di parlare del 5G).

Parliamo di inquinanti presenti nella matrice ARIA. Sono davvero molti, molto concentrati nell’atmosfera, molto persistenti nell’ambiente e molto dannosi per la salute degli esseri viventi, uomo incluso.

Ve li presento: 

• Diossine – PCDD
• PoliCloroBifenili – PCB
• PoliCloroDibenzoFurani- PCDF
• Idrocarburi Policiclici Aromatici – IPA
• Interferenti endocrini
• Difenileteri bromurati e altri ritardanti di fiamma
• Alcoli e acidi perfluorurati

Si formano per immissione diretta di una molecola che tipicamente viene sintetizzata nei laboratori, cioè, creata e prodotta in modo sintetico. Sono spesso molecole che non entrano nei cicli biologici, quindi non si degradano e persistono nell’ambiente accumulandosi in essi e negli esseri viventi generando tossicità a danno della salute (sono molecole definite anche Xenobiotiche). Oppure possono crearsi come prodotti di reazioni che avvengono spontaneamente. Per spiegare meglio con un esempio, tutto il mondo è unito da atomi che si legano, generano le molecole, queste reagiscono fra loro e generano altre molecole. Quando un inquinante, un diserbante, un insetticida, un farmaco o altro vengono rilasciati nell’ambiente, possono reagire con altre molecole e generare sottoprodotti ancora più tossici. Ovviamente, la reazione opposta di degradazione, non è un problema. Ci sono batteri acquatici che degradano spontaneamente il petrolio disperso negli oceani mitigando il grave danno ambientale. Ma i ritmi della natura, sono diversi da quelli dalla frenesia umana.

TCDD – La Diossina clorurata che respiriamo

Un diossina, può generarsi come sottoprodotto della produzione di un diserbante (i pestidici). Molte di queste sostanze sono altamente tossiche anche a minime concentrazioni, sono cancerogene ed altro e appartengono alla famiglia chimica dei benzeni. Il benzene è quello che c’è nella benzina. Tutti conosciamo l’odore forte e il danno sulla salute della sua inalazione. Ecco qui un esempio di diossina, il TCDD:

Senza scendere nei dettagli della chimica organica, si nota la struttura ad anello (fenolico) a forma esagonale che è la base di partenza degli erbicidi, dei fungicidi per la conservazione del legno (tipo i TCP), dei defoglianti usati per togliere le foglie agli alberi e di innumerevoli altre molecole altamente tossiche disperse nell’ambiente che ogni giorno respiriamo e mangiamo. In proposito, poi, quando i legni trattati vengono bruciati, si formano varie tossine. È sempre fondamentale evitare di bruciare qualsiasi cosa nel proprio giardino di casa perché forse non si ha idea di quello che si sta facendo e di quello che si sta respirando.

Alle lezioni di chimica e tossicologia ambientale, si parlava dell’uso massiccio di defoglianti che sono stati impiegati durante la guerra in Vietnam. Questa molecola venne battezzata Agente Arancio. Veniva lanciata dagli aerei e aveva il compito di defoliare, cioè privare gli alberi delle loro foglie in modo da permettere la visibilità dall’alto. Con questa forte e persistente contaminazione da diossina, ci furono gravi conseguenze sulla salute umana e ambientale. Queste molecole sono altamente cancerogene e mutagene. Inducono mutazioni al DNA e hanno conseguenze teratogene sul feto con conseguenze visibili di deformità alla nascita. Ancora oggi, sono molti i territori del Vietnam dove la diossina persiste e contamina il suolo, i cibi, le acque, l’aria e gli esseri viventi (animali e uomo). Un dato importante è quello della emivita della diossina TCDD, cioè la durata della vita di questo veleno accumulato all’interno del corpo umano. Si tratta di un periodo che può variare fra i 6 e gli 11 anni circa.    

Un altro caso più recente e avvenuto dalle nostre parti, purtroppo, risale al 10 luglio 1976 a Meda. Il TCDD è tristemente noto come la Diossina di Seveso. Una nube tossica di circa 30 Kg venne rilasciata nell’aria a causa di una valvola di sicurezza malfunzionante in un impianto di produzione di pesticidi. Solo 10 giorni dopo, il 20 luglio 1976, le autorità dichiararono lo stato di emergenza. Nel mentre, nessuno della popolazione ha potuto tutelarsi contro gli effetti della tossina. Gli effetti di queste diossine sono sia immediate che a lungo termine con una tossicità sia acuta che cronica. In fase acuta, si osservano i segni della sostanza irritante sulla pelle, si generano lesioni e cloracne. Si tratta di eruzioni cutanee dovute a contatto con elevate concentrazioni di molecole, come le diossine clorurate (contenenti atomi di cloro) disperse nell’aria. Le cicatrici posso essere permanenti. In un secondo momento si sono osservati gli eventi avversi di tossicità clinica cronica: il danno sul sistema endocrino. E qui il discorso assume dimensioni molto più gravi. Alterazioni del sistema endocrino indotte da agenti chimici (diossine tossiche), disequilibrano tutti i sistemi di controllo del corpo umano. Le ripercussioni sono rilevanti:

• infertilità maschile
• disturbo delle funzioni riproduttive
• propensione ad eventi cancerogeni
• effetti teratogeni sul feto con nascita di bimbi malformati
• effetti a carico del sistema immunitario
• endometriosi
• disfunzioni della tiroide
• maggiore incidenza di diabete (legato alla funzione dell’ormone Insulina che deve abbassare i livelli di zucchero nel sangue).

Irritante per cute, occhi e tratto respiratorio, gli effetti possono essere ritardati rispetto al momento dell’esposizione. Danni concreti si riportano anche a livello del sistema cardiovascolare, gastrointestinale, sul fegato e sul sistema nervoso. Dal 1997 il TCDD è classificato cancerogeno (gruppo 1) da parte dell’AIRC (Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro). Secondo APAT (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i servizi Tecnici), in laboratorio non è possibile, ad oggi, dimostrare un rapporto causa/effetto da esposizione di diossina. In effetti il discorso è complesso e si può approfondire molto. La emivita della diossina TCDD è di 6-11 anni circa. Con emivita, si intende il ciclo di vita della molecola in forma attiva. Il TCDD infatti si ritrova accumulato nei tessuti adiposi umani (nel nostro strato di grasso). Il TCDD fa parte dei POPs dentro l’insieme di molecole super-tossiche definito La sporca dozzina. Si tratta di 12 molecole molto tossiche che sarebbero state bandite in Europa dalla Convenzione di Stoccolma del 2001 (leggi di più cliccando su questo articolo).

Infatti, queste diossine si trovano bene nei grassi, si depositano lì e genrano danni da bioaccumulo (da accumulo in tessuti biologici). Pur trovandosi disperse nell’ambiente e non negli esseri viventi, il 95% di queste molecole vengono introdotte inconsapevolmente con la dieta, con quello che mangiamo. Si disperdono e si spostano nell’aria attraverso il vento. In base ai ritmi di inquinamento crescente e alle strumentazioni che rilevano quantità sempre più accurate, si osserva la crescita di questi veleni misurati in ppm (parti per milione).

PCB: PoliCloroBifenili

Sono un problema dagli anni ’80 (sono passati 40 anni) e sono la base di oltre 200 cancerogeni con un contenuto medio di cloro che varia dal 21% al 68%. Sono miscele solide o liquide, incolore, non si sciolgono in acqua ma sono solubili nei grassi. Sono economici e si usano in:

• Additivi plastificati
• Solventi
• Impermeabilizzanti
• Refrigeranti
• Sigillanti edili ed altro

L’uso indiscriminato e lo smaltimento errato ha provocato una enorme dispersione di PCB nell’ambiente con ripercussioni su sistemi e salute umana. Oggi, l’uso è più ridotto e controllato. Il PCB prodotto evapora nell’aria come molecola volatile e finisce nella terra per sversamento. Pioggia ed evaporazione si mescolano secondo le leggi della natura e secondo il primo principio della fisica che sostiene che (in natura) nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si converte con cambiamenti di stato. Si arriva alla contaminazione delle acque del pianeta, con deposito nei sedimenti e negli esseri viventi che possono finire nel nostro piatto. Si ribadisce spesso che comunque, alla fine, ricade sempre tutto su di noi che siamo in testa alla catena alimentare, che siamo le vittime ma siamo anche la causa. Tutti noi, coi nostri gesti quotidiani, contribuiamo a disperdere queste molecole tossiche. (Vedi come le vongole assorbono inquinanti e cambiano il sesso a causa degli interferenti endocrini negli allevamenti dei fiumi, cliccando qui).

Da qui, il PCB entra nel circolo vizioso dei processi di Biomagnificazione. Significa che, si parte dalla catena alimentare acquatica. Gli organismi marini lo assorbono, si nutrono in quell’ambiente contaminato, accumulano le molecole tossiche, il pesce più grande mangia e accumula anche la dose tossica del suo pranzo, il pesce più piccolo di lui. Poi un predatore più grande, mangia quel pesce e ne accumula ancora la quantità. Tutto questo, fino ad arrivare ad alcune specie di pesce e altri prodotti marini che troviamo nei nostri piatti. Vediamo nel concreto le quantità media di diossine accumulate misurate in ppm (parti per milione), con un esempio di catena alimentare:

• Fitoplancton  0,0025 ppm
• Zooplancton  0,123 ppm
• Sperlano arcobaleno (piccoli pesci che si nutrono di zooplancton)     1,04 ppm
• Trota (che mangia lo Sperlano) 4,83 ppm

Alla fine, nelle uova di gabbiano canadesi (i cui genitori si sono nutriti delle trote), troviamo 124 ppm.

Altre Diossine: PCDF e Furani

I PCDF (policlorodibenzofurani) possono generarsi a seguito di scaldamento dei PCB in presenza di ossigeno. Alle alte temperature la concentrazione aumenta, come nei trasformatori e quando vengono inceneriti. Si generano almeno 135 tipi di diossine diverse.

I Furani vengono usati nell’industria della carta. Si parte dalla pasta di legno che è marroncina a causa di una componente fibrosa (la lignina) e il cloro contenuto nei furani agisce da sbiancante. Ma a farne le spese è l’ambiente che si ritrova con quantità disperse di diossine PCDF e PCDD. Le acque reflue di scarto dell’industria cartiera, facilmente possono contenere quantità di diossine e furani. Dopo molti decenni, oggi si cerca di fare lo sbiancamento col ClO2 (diossido di cloro) che non appartiene alla famiglia dei benzeni, non ha nessun anello esagonale e genera molte meno PCDD e PCDF. Oppure, anche meglio, molecole TCF cioè Total Chlorine Free, senza cloro insomma. Si tratta di ozono, acqua ossigenata e ossigeno che però, necessitano temperature e pressioni più elevate, tempi più lunghi e maggiore lavorazione della cellulosa. Purtroppo, la macchina industriale è inscindibile dall’utilizzo esagerato di risorse ed energia. L’impiego di PCDD e PCDF risale agli anni ’30, con un uso sconsiderato a cavallo degli anni ’70. Oggi questo uso è stato quasi dimezzato. Come al solito, prima di riconoscere il danno, l’industria chimico-farmaceutica deve rientrare e generare enormi margini di guadagno prima di riconoscere il danno e attuare i piani di regolazione dopo gli usi esagerati durati decenni.

Diossine: incendi ambientali e roghi domestici

Durante incendi e processi controllati di incenerimento, quando le temperature non sono estreme, la combustione di materiale organico in presenza di cloro, genera diossine PCDD e PCDF. Il dato certo riguarda anche gli incendi boschivi. La fuliggine è il materiale della combustione incompleta. I processi di combustione del carbone nelle centrali elettriche genera pochi PCDD E PCDF perché il carbone brucia in modo omogeneo e completo producendo poca fuliggine.

Per la combustione dei legni invece, bisogna tenere conto dei trattamenti sul legno sottoposti per esempio in fase di crescita con insetticidi a base di piretroidi (considerati verdi, ma solo a parole). La produzione di PCDD e PCDF aumenta con la presenza del rame, un metallo (a livello di atomo chimico) usato per trattare il legname e il verde in generale. 

PCDD, PBC, PCFD: Effetti sulla salute umana

La maggiore fonte di esposizione e bio-accumulo d queste tossine, deriva dall’ingestione alimentare nella dieta di tutti i giorni. Gli studi tossicologici su gli animali e quelli epidemiologici sulla popolazione, generano risultati controversi. Anche perché, bisogna sempre considerare il contesto delle cose, cosa si cerca, come lo si cerca e soprattutto, se l’ente che ricerca ed effettua i controlli è un organo indipendente senza conflitto di interesse oppure se gli studi vengono finanziati (come spesso accade) dalla stessa casa farmaceutica produttrice. Quest’ultima procedura è all’ordine del giorno.

Distinguiamo i due tipi di tossicità:

• Acuta: che riguarda l’esposizione ai composti clorurati
• Cronica: con effetti cancerogeni e mutageni (certi o probabili).

Della tossicità cronica fanno parte anche gli effetti causati dagli interferenti endocrini che possono generare mutazioni importanti che arrivano anche alla modifica del sesso (clicca qui per sapere cosa sono gli interferenti endocrini).

Per quanto riguarda i PCB, sembra che si stiano confermando correlazioni fra l’esposizione della madre in fase prenatale e l’influenza sullo sviluppo parentale del nascituro a livello di:

• Sistema nervoso centrale (SNC): minore quoziente intellettivo e riduzione di attività come la memoria visiva, capacità verbale, problem solving (capacità di trovare soluzioni a problemi che sorgono), ragionamento astratto
• Fisico: minori abilità psicomotorie inferiori per le interferenze col cervello

PCDD, PCDF e PCB generano decine e decine di diossine e simil-diossine fra le più dannose. La persistenza e il danno sulla salute umana sembrano essere legati alla conformazione chimica e alla presenza di atomi di cloro nella stessa molecola. Tutti e tre questi gruppi, presentano caratteristiche analoghe:

• Sono lipofili: si accumulano nel tessuto adiposo (grasso)
• Agiscono e legano lo stesso recettore sulle cellule degli esseri viventi (umani)
• Generano effetti di tossicità analoghi
• Hanno analoghi meccanismi di detossificazione

In pratica, le diossine tossiche e alcune altre molecole innocue, vengono confuse dalle nostre cellule. Un po’ come accade con le radici acquatiche della pianta di riso, i cui recettori non distinguono gli ioni di Arsenico (il veleno per eccellenza) da altri ioni necessari per la ricchezza nutritiva). La valutazione del grado di tossicità viene stabilito mediante la Tossicità Equivalente che si esprime sui valori della scala TEQ (Toxicy Equivalency Quotient), Questo quoziente di tossicità equivalente è calibrato considerando la diossina più dannosa per eccellenza: il 2,3,7,8-TCDD (lasciamo stare la complessità dei nomi delle molecole chimiche organiche). Su questa base, si stilano valori di tossicità ambientale e alimentare. Solo per rendere una idea della tossicità di questa diossina, consideriamo questi dati espressi in µg/kg (micro-grammo di diossina per ogni kg di peso corporeo) e in LOD50 (quantità che porta al decesso):

• meno di 1 µg/kg è in grado di uccidere una cavia
• LOD₅₀ per criceto: 1200 µg/kg
• LOD₅₀ per rana: 1000 µg/kg  
• LOD₅₀ per coniglio: 115 µg/kg
• LOD₅₀ per rana: 70 µg/kg

I valori killer sono molto diversi indipendentemente dal peso e dalla dimensione dell’animale. Esiste una evidente variabilità legata proprio alla specie considerata. Ciascuna ha i propri meccanismi biologici, di accumulo, di degradazione e di protezione.

La preoccupazione maggiore è legata alla correlazione con l’insorgenza tumorale per l’esposizione a livelli elevati di TCDD, a livello di tossicità cronica. Si cerca di stabilire un valore soglia al di sotto del quale non si generano gli effetti cancerogeni e mutageni. Gli studi sugli animali suggeriscono questo valore TEQ in dose soglia di 1 ng/kg/die (nano-grammo per kg al giorno).

Per il valore di esposizione massima giornaliera, per l’uomo, il valore di sicurezza è pari a 100 pg/kg/die da accumularsi e da non superare nel corso della durata di tutta la vita.

Tratteremo gli IPA e molto altro nei prossimi articoli, approfondendo ulteriori aspetti di queste tematiche.

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