Abitudini alimentari

Le abitudini alimentari dei mitili variano a seconda della stagione. Deslo-Paoli et al. (1987a) hanno osservato che gli individui di Mytilus edulis hanno manifestato una maggiore capacità di filtrazione alla fine dell’inverno e in primavera. Il volume di acqua filtrata può, per esempio, passare da 350 ml/min/g a 50 ml/min/g nei diversi periodi dell’anno (Deslo-Paoli et al. 1987b). Una maggior filtrazione, naturalmente, implica una maggiore esposizione ai contaminanti presenti nella colonna d’acqua e potrebbe spiegare alcuni valori elevati che sono stati registrati durante questo biomonitoraggio. Viceversa a minori volumi d’acqua filtrati potrebbero corrispondere minori concentrazioni di inquinanti. La definizione della filtrazione potrebbe esser influenzata da esigenze legate all’attività riproduttiva oppure dalla quantità di fitoplancton presente nella colonna d’acqua: infatti una bassa concentrazione di sostentamento può essere sopperita con una maggior quantità d’acqua filtrata. E’ noto, infine, che il fitoplancton, la maggior risorsa energetica degli animali filtratori come i mitili, aumenta durante la primavera (Borković et al., 2005) e si attesta quindi come una grandezza variabile a cadenza stagionale.

Gli organismi filtratori possono captare i contaminanti mediante due percorsi: uno diretto, mediante, l’assorbimento dei composti disciolti in fase acquosa attraverso le branchie, e uno indiretto, tramite l’assorbimento di inquinanti adsorbiti sul particellato attraverso il sistema digestivo: i mitili, infatti, possono filtrare particelle con diametro maggiore di 60 µm (Baumard et al., 1999).

Come è noto dalla bibliografia, la distribuzione della colonna d’acqua dei composti idrofobici è governata dalla solubilità in acqua che viene definita dal coefficiente di ripartizione ottanolo/acqua, Kow (Murray et al., 1991). I composti più solubili in acqua sono i più abbondanti in fase acquosa e sono accumulati maggiormente dagli organismi filtratori (Porte e Albaigès, 1993; Baumard et al., 1998). Effettivamente in questa campagna di biomonitoraggio sono stati registrati valori di IPA leggeri maggiori di quelli relativi agli IPA pesanti.

L’importanza della solubilità in acqua è enfatizzata dal rapporto tra fenantrene ed antracene, due isomeri triciclici a basso peso molecolare. Il fenantrene, la cui

solubilità è pari a 7,2 · 10^-3 mmol/l, cioè venti volte superiore a quella dell’antracene (Karcher, 1988), in questo studio è mediamente quaranta volte più concentrato dell’antracene.

4.5.3 Metabolizzazione

Dalla letteratura scientifica sono noti meccanismi di metabolizzazione di composti tossici, altrimenti detti di detossificazione; tali meccanismi sono a carico di composti definiti enzimi.

I composti chimici xenobiotici possono essere biotrasformati dagli enzimi con un meccanismo che può essere diviso in tre fasi: una prima fase di alterazione non sintetica (ossidazione, riduzione o idrolisi), definita anche biotrasformazione, della molecola originale, che viene in seguito coniugata (fase due) e successivamente catabolizzata (fase tre) (Van der Oost et al., 2003). Normalmente il composto escreto è più idrosolubile del composto di partenza (Van der Oost et al., 2003). Tale meccanismo è noto, per esempio, per gli IPA (Moore et al., 1987) E’ noto che alcune classi di contaminanti sono capaci di provocare stress ossidativo; tali contaminanti sono i PCB, gli IPA, i metalli pesanti e i fenoli (Van der Oost et al., 2003). Alcuni studi hanno evidenziato delle correlazioni positive fra livelli degli enzimi antiossidanti e la presenza di contaminanti (Orbea et al., 2002).

A tal proposito, gli enzimi possono essere impiegati nelle campagne di biomonitoraggio come biomarker: biomarker è un termine generalmente usato per intendere la misura di una grandezza che riflette un’interazione tra un sistema biologico e un potenziale rischio (hazard), che potrebbe essere di tipo chimico, biologico o fisico (WHO, 1993). In altri termini un biomarker è una risposta biologica che può essere relazionata ad un’esposizione o ad un effetto tossico di un composto inquinante (Peakall, 1994).

Un enzima dell’apparato digerente, il glutatione S-tranferasi (GST), molto sensibile all’influenza dell’inquinamento ambientale sugli organismi, è stato impiegato come biomarker di effluenti industriali (Sheehan et al., 1995) o come biomarker per

l’esposizione di composti antropogenici organici in Mytilus edulis (Fitzpatrick et al., 1997). Il GST è un enzima di biotrasformazione che gioca un ruolo nella seconda fase di biotrasformazione, favorendo la coniugazione del glutatione con composti xenobiotici e i loro metaboliti, detossificando, per esempio, gli epossi-IPA prodotti a carico del citocromo P450 (Borković et al., 2005).

In alcuni lavori scientifici sono state osservate delle variazioni stagionali nell’attività enzimatica dei Mytilus galloprovincialis: per esempio, il GST presenta dei massimi in primavera seguiti da decrementi in estate e leggeri incrementi nel periodo autunnale (Suteau, 1986). Anche altri enzimi sono soggetti a variazioni stagionali: gli enzimi di difesa antiossidante superossi-dismutasi (SOD), glutatione perossidasi (GSH-Px) e il già citato enzima glutatione-S transferasi (GST) sono stati oggetto di uno studio

su Mytilus galloprovincialis campionati in inverno e primavera in due località del mar

Adriatico del Montenegro (Borković et al., 2005). I risultati di tale studio dimostrano che l’attività degli enzimi SOD, GSH-Px e GST hanno carattere stagionale caratterizzato da massimi di attività in inverno.

Gli enzimi antiossidanti sono soggetti a variazioni a causa di fattori intrinseci, come i processi biologici, e di fattori estrinseci come i cambiamenti ambientali e i contaminanti. L’attività riproduttiva (fattore intrinseco) e la temperatura dell’acqua (fattori estrinseco), ad esempio, definiscono dei cambiamenti in termini di immagazzinamento ed utilizzo del cibo, determinando delle variazioni nello stato ormonale che possono fortemente influenzare il livello dell’attività enzimatica (Orbea et al., 1999). La bassa temperatura, infatti, dovrebbe ridurre l’attività metabolica e, in generale, ridurre l’attività enzimatica (Borković et al., 2005); talvolta, tuttavia, vengono registrati dei massimi di GST proprio in inverno: tali risultati vengono spiegati con un aumento dello stress ossidativo indotto dagli inquinanti dell’acqua di mare (Power e Sheehan, 1996; Borković et al., 2005).

In altri termini, l’attività enzimatica dei mitili, che ha un ruolo attivo nella detossificazione degli xenobiotici come i composti considerati in questo monitoraggio, può variare durante l’anno anche a causa di una più massiccia presenza dei contaminanti

stessi: si definisce cioè un “equilibrio” tra contaminanti ed attività enzimatica, cioè gli enzimi che detossificano i mitili aumentano in caso di elevata presenza di xenobiotici.

Questo comportamento dei mitili potrebbe spiegare l’andamento registrato in questa tesi di dottorato: a causa delle alte concentrazioni di IPA potrebbe essersi attivata una risposta enzimatica che ha indotto la detossificazione e il susseguente rilascio dei contaminanti, le cui concentrazioni sono crollate nei campionamenti successivi.