esposizione in alcuni Paesi
8.4. Tossicità riproduttiva e livelli degli ormoni sessuali: effetti transgenerazionali 2684
2659
In un altro studio condotto dallo stesso gruppo di ricercatori in 111 donne di età 2660
compresa fra 18 e 40 anni affette da infertilità primaria, furono valutate le attività di 2661
diversi interferenti endocrini, PFAS compresi, sull'espressione di vari recettori nucleari 2662
(Caserta et al., 2013). Le concentrazioni del bisfenolo A risultarono significativamente più 2663
elevate nel gruppo delle donne infertili rispetto a quelle fertili; concentrazion più elevate 2664
furono osservate anche nelle donne nelle donne affette da endometriosi, mentre non 2665
furono osservate differenze significative fra i due gruppi per quanto riguarda le 2666
concentrazioni degli altri interferenti endocrini. Anche le concentrazioni di PFOS e di 2667
PFOA erano più alte nel gruppo delle donne infertili, anche se le differenze non erano 2668
statisticamente significative. Le concentrazioni di PFOS correlavano positivamente con 2669
l'attività dei recettori per gli androgeni (P <0,05) e del PXR (P <0,05) nelle donne infertili, 2670
mentre i livelli di PFOA erano negativamente correlati con l'AhR (P <0,05), il recettore per 2671
gli idrocarburi aromatici noto anche come recettore per la diossina.
2672
I risultati di questi studi italiani, anche se non possono essere utilizzati per effettuare 2673
conclusioni su una correlazione di tipo causale fra infertilità maschile e/o femminile ed 2674
esposizione a interferenti endocrini, sono molto importanti perché dimostrano come 2675
numerosi interferenti endocrini abbiano bersagli molecolari simili all'interno delle cellule.
2676
La valutazione degli effetti dell'esposizione combinata a diversi composti chimici dotati 2677
dello stesso meccanismo d'azione è di cruciale importanza sia ai fini della valutazione 2678
tossicologica che degli effetti clinici di queste molecole che, anche se presenti 2679
singolarmente in concentrazioni minime e inferiori ai limiti di legge, possono agire in 2680
modo sinergico o addirittura in modo esponenziale, determinando il cosiddetto effetto 2681
cocktail, termine con il quale s'intende l'amplificazione degli effetti tossici causata 2682
dall'esposizione prolungata ad una miscela di sostanze chimiche.
2683
8.4. Tossicità riproduttiva e livelli degli ormoni sessuali: effetti transgenerazionali 2684
8.4.1. Studi negli animali 2685
Uno studio di tossicità riproduttiva del PFOA condotto su ratti osservati per due 2686
generazioni fu sponsorizzato dalla 3M (John L. Butenhoff et al., 2004). Nei maschi della 2687
generazione F0 nutriti con le dosi più elevate di PFOA (30 mg/Kg al giorno) fu osservata 2688
una significativa riduzione del peso corporeo e della quantità di cibo assunta 2689
quotidianamente, mentre non fu osservata alcuna alterazione dei parametri correlati con 2690
la fertilità e il numero di cuccioli nati ad ogni gravidanza. Nei topi che assunsero le dosi 2691
più elevate di PFOA, fu osservata una significativa riduzione del peso di vari organi, organi 2692
genito-‐urinari e ghiandole surrenali compresi. Nelle femmine della generazione parentale 2693
non fu osservata alcuna variazione significativa del peso corporeo né dei parametri legati 2694
alla fertilità.
2695
Nei maschi della generazione F1 fu osservata una significativa mortalità neonatale ed una 2696
riduzione della crescita corporea, con riduzione del peso medio durante tutto il periodo di 2697
osservazione. Un ritardo della maturazione sessuale statisticamente significativo (P<0,01) 2698
era presente anche negli animali esposti ad alte dosi di PFOA rispetto ai controlli. Non 2699
furono osservati effetti apparenti sui parametri associati alla fertilità e agli indici di 2700
gravidanza.
2701
Anche nelle donne F1 fu osservato un aumento significativo della mortalità neonatale e 2702
della riduzione del peso corporeo durante tutto il periodo di osservazione. Non furono 2703
osservate differenze significative rispetto ai controlli per quanto riguarda i parametri 2704
correlati con la fertilità e la gravidanza. Nella generazione F2 fu osservato un aumento 2705
della mortalità neonatale che raggiunse la significatività statistica (P<0,01) nel primo 2706
giorno di vita nella progenie nata da madri nutrite con 3 e 10 mg/Kg al giorno di PFOA.
2707 2708
Nei testicoli dei roditori sono riconoscibili due diverse popolazioni di cellule dell'Leydig:
2709
le cellule di Leydig fetali e quelle adulte. Questi due tipi di cellule hanno peculiari 2710
caratteristiche topografiche, strutturali e ultrastrutturali; diverse capacità di produrre 2711
androgeni; differenti risposte ai meccanismi di regolazione da parte delle gonadotropine 2712
ipofisarie e dei fattori di crescita, diversa durata di vita media (Habert et al., 2001;
2713
Haider, 2004; Mendis-‐Handagama and Ariyaratne, 2001). Le cellule di Leydig fetali 2714
producono grandi quantità di testosterone che stimola lo sviluppo del pene e delle 2715
ghiandole sessuali accessorie, promuovendo anche la sintesi e secrezione di INSL3 2716
necessario per la discesa dei testicoli nello scroto. Nei ratti, le cellule di Leydig fetali 2717
iniziano a comparire nel mesenchima dei testicoli attorno all'11º-‐14º giorno, 2718
raggiungendo il massimo sviluppo attorno alla nascita per diminuire gradualmente alla 2719
fine della prima settimana di vita post-‐natale (Codesal et al., 1990). È possibile, pertanto, 2720
che i PFAS possano condizionare la produzione di testosterone prenatale da parte delle 2721
cellule di Leydig fetali.
2722
Quest'ipotesi è stata confermata da uno studio transgenerazionale (Zhao et al., 2014) in 2723
cui femmine di ratto Sprague-‐Dawley furono nutrite mediante sondino nasogastrico con 2724
dosi di PFOS variabili da 0 a 20 mg/kg due volte al giorno, nei giorni 11-‐19 della 2725
gravidanza. Gli autori determinarono le concentrazioni testicolari di testosterone, di 2726
colesterolo, di progesterone, di 3β-‐HSD, 17α-‐hydroxylase/20-‐lyase (P450c17), di 2727
luteinizing hormone receptor (Lhcgr), di scavenger receptor class B member 1 (SCARB1) 2728
e di clusterina (TRMP2). Tutti i topi, madri e progenie, nutriti con le dosi più alte di PFOS 2729
mostrarono una significativa riduzione del peso corporeo alla fine dello studio (p<0,001).
2730
Anche la lunghezza dei feti di entrambi i sessi (p<0,01), il peso dei testicoli (p<0,05) e la 2731
distanza anogenitale (p<0,01) erano significativamente ridotti nei neonati maschi nati da 2732
madri nutrite con 20 mg/kg di PFOS. I livelli testicolari di testosterone erano anch'essi 2733
significativamente diminuiti di circa il 50% (p<0,001). I ricercatori osservarono anche 2734
una riduzione della sintesi del colesterolo nelle cellule di Leydig fetali, una riduzione del 2735
loro numero ed un aumento dell'apoptosi. (L'apoptosi, o morte cellulare programmata, è 2736
un meccanismo fisiologico di controllo della crescita cellulare che elimina le cellule 2737
danneggiate e portatrici di danni potenzialmente cancerogeni. La riduzione dell'apoptosi 2738
facilita la crescita di cellule neoplastiche o anomale, mentre un suo aumento può causare 2739
una riduzione del numero di cellule funzionanti.) 2740
L'analisi dell'espressione genica dimostrò, nei ratti esposti alle dosi più alte di PFOS, una 2741
riduzione delle quantità di enzimi e di proteine coinvolte nel trasporto intratesticolare del 2742
colesterolo (il precursore del testosterone, del progesterone e degli altri ormoni 2743
steroidei) e nella biosintesi degli ormoni sessuali. Fu dimostrata anche una riduzione di 2744
proteine che inibiscono l'apoptosi (Zhao et al., 2014).
2745
2746
La tossicità materna e fetale (neonatale e del periodo evolutivo) fu valutata in gravide di 2747
roditori trattati con PFOS durante la gravidanza (Thibodeaux et al., 2003). Il peso 2748
materno, sia nei topi che nei ratti si ridusse in modo dose-‐dipendente, probabilmente a 2749
causa della riduzione dell'assunzione di cibo e di acqua. Entro una settimana 2750
dall'assunzione della molecola, fu osservata una significativa riduzione delle 2751
concentrazioni nel siero di T3 e T4 e l'assenza dell'abituale aumento compensatorio del 2752
TSH assicurato dai fisiologici meccanismi di risposta a feedback. In entrambe le specie di 2753
roditori, il PFOS non alterò il numero d’impianti o di feti nati a termine, sebbene nei ratti 2754
fu notato un piccolo deficit del peso medio fetale. Diversi difetti e malformazioni 2755
congenite, compresi palatoschisi, anasarca, difetti del setto ventricolare, dilatazione 2756
dell'atrio destro furono notati nei ratti e nei topi. I risultati di questo studio dimostrano la 2757
tossicità materna e fetale nei ratti e nei topi nutriti con PFOS durante la gravidanza.
2758 2759
Gli stessi autori, sempre sui ratti, valutarono la tossicità post-‐natale e del periodo 2760
evolutivo nella progenie delle madri nutrite con PFOS (Lau et al., 2003). Nel gruppo dei 2761
neonati da madri che avevano assunto le dosi più elevate di PFOS, fu osservata una 2762
mortalità del 100% entro un'ora dalla nascita. Una mortalità neonatale di circa il 95%
2763
entro il primo giorno fu osservata nel gruppo degli animali trattati con dosi intermedie.
2764
Dopo la nascita ei topi sopravvissutidopo essere stati esposti durante il periodo pre-‐
2765
natale al PFOS, furono osservate diverse anomalie: ritardo di crescita, riduzione della T3 2766
senza aumento del TSH, ritardo dello sviluppo neuromotorio e dell'apprendimento. I 2767
risultati di questo secondo studio indicano che l'esposizione al PFOS durante la vita 2768
intrauterina compromette gravemente la sopravvivenza post-‐natale e neonatale dei 2769
roditori e causa ritardo della crescita e dello sviluppo associata alla riduzione degli 2770
ormoni tiroidei nel gruppo dei roditori sopravvissuti (Lau et al., 2003).
2771
8.4.2. Studi sull’uomo 2772
In uno studio prospettico danese (Vested et al., 2013), l'esposizione in utero a PFOA e 2773
PFOS di 169 maschi, di età compresa fra 19 e 21 anni e nati negli anni 1988-‐1989, fu 2774
correlata con la qualità dello sperma, il volume dei testicoli e i livelli ematici degli ormoni 2775
sessuali riproduttivi. L'esposizione in utero fu stimata in base alle concentrazioni di PFOS 2776
e PFOS misurate nel sangue materno alla 30ª settimana di gravidanza. Gli autori 2777
utilizzando l'analisi di regressione lineare multivariata osservarono che l'esposizione al 2778
PFOA in utero era associata con una riduzione della concentrazione e del numero totale di 2779
spermatozoi e con un aumento dei livelli di LH e FSH dopo correzione per altri fattori 2780
confondenti. Gli autori non osservarono alcuna associazione fra esposizione in utero al 2781
PFOA e morfologia dello sperma, volume dei testicoli e volume del seme. I risultati di 2782
questo studio longitudinale dimostrano, probabilmente per la prima volta, gli effetti 2783
negativi sulla capacità riproduttiva dell'adulto dell'esposizione in utero al PFOA durante 2784
un periodo prenatale di importanza cruciale per la programmazione e lo sviluppo degli 2785
organi riproduttivi maschili (Vested et al., 2013).
2786
9. Tiroide
2787
Gli ormoni tiroidei svolgono un ruolo importante nella regolazione del metabolismo, della 2788
crescita e dello sviluppo, in particolare del cervello, organo nel quale regolano i processi 2789
di neurogenesi, la crescita denditrica e assonale, la sinaptogenesi e la mielinizzazione 2790
(Bernal, 2007). È ormai riconosciuto che anche piccole differenze nella concentrazione 2791
degli ormoni tiroidei durante la gravidanza o dopo il parto sono associate con alterazioni 2792
neurologiche nel nascituro anche negli anni successivi al parto (Freire et al., 2010). Gli 2793
ormoni tiroidei sono essenziali per i bambini, anche perché alcuni processi dello sviluppo 2794
neurologico, quali la mielinizzazione, non sono completati fino all'adolescenza. Gli ormoni 2795
tiroidei sono inoltre richiesti per il comportamento e la funzione cognitiva del cervello 2796
giovane e adolescente. Inoltre, la carenza di ormoni tiroidei provoca ritardo di crescita, 2797
pubertà precoce in entrambi i sessi e irsutismo nelle femmine (Papi et al., 2007).
2798
Vi è una crescente preoccupazione su alcuni agenti tossici ambientali, PFAS compresi, che 2799
sono associati con alterazioni della funzionalità tiroidea. I risultati degli studi 2800
epidemiologici finora pubblicati non sono concordanti e sono generalmente stati condotti 2801
sugli adulti, lasciando un vuoto nella nostra comprensione dei possibili effetti dei PFAS 2802
nei bambini.
2803
9.1. Studi condotti sugli animali