Accumulo di cancerogeni in organi bersaglio (1)

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Luigi Campanella – Università La Sapienza – Roma -ex Presidente SCI

Correlazione tra ambiente e salute: determinazione e accumulo di inquinanti ambientali in organi umani bersaglio

L’impressionante aumento delle neoplasie urologiche, soprattutto renali e vescicali, negli ultimi venti anni ha fatto ipotizzare un nesso di casualità tra processo neoplastico ed inquinamento ambientale.

E’ ormai accertato il potere oncogeno di numerosi gruppi di sostanze : nitrosamine, fenoli, composti organo-clorurati, metalli pesanti che, sia pure a concentrazioni molto basse, sono componenti di pesticidi, diserbanti, concimi, conservanti, etc., e che fatalmente vengono introdotti nell’organismo umano.

Poiché a tutt’oggi si ignora se il metabolismo corporeo sia in grado di eliminare completamente tali sostanze ed i loro derivati impenendone l’accumulo nei tessuti, alcuni anni fa è stata impostata una ricerca da patrte del Dip.to diUrologia della Sapienza allo scopo di verificare l’eventuale presenza di alcune di esse e la loro concentrazione nel tessuto adiposo, muscolare e nell’organo malato sia nel contesto della neoplasia che nella parte sana.

La determinazione degli elementi nei tessuti e negli organi di sistemi biologici anche umani può rivelare anche cronologicamente sia stati patologici sia eventuali esposizioni ad ambienti contaminati Fra questi alcuni organi e tessuti fungono meglio di altri, in quanto il bio-materiale ha caratteristiche di elevata stabilità nel tempo e può essere facilmente prelevato e conservato, per cui è stato usato sia per studi epidemiologici o biomedici sia per studi ambientali (bioindicatori) rivolti al monitoraggio di contaminanti nocivi. Con questo tipo di analisi si possono avere due tipi di informazioni :

– apporto totale di certi elementi nell’organismo e quindi possibilità di utilizzare questo tipo di esame in sostituzione delle più comuni (sangue ed urine) analisi;

– accumulo di componenti inorganici in un esteso periodo di tempo con guadagni anche di un ordine di grandezza di concentrazione rispetto ai valori riscontrabili nei fluidi biologici.

L’apporto di elementi può avvenire attraverso molteplici sorgenti, sia endogene sia esogene. Infatti tali elementi possono essere trasportati di vasi sanguigni e possono accumularsi negli organismi continuamente, facendo registrare lungo l’asse degli stessi le variazioni lungo l’asse degli stessi le variazioni degli elementi circolanti nell’organismo : data la recettività a questi agenti tale apporto può arrivare allo stesso tempo da acqua o aria. bonifiche-300x270

In questo lavoro sono state esaminate le problematiche relative alla determinazione di inquinanti ambientali negli organi umani in cui si accumulano. Queste tematiche stanno imponendosi sempre più all’interesse del mondo scientifico, dal momento che si sta sempre maggiormente diffondendo la consapevolezza che la tutela dell’ambiente è in stretto rapporto con la tutela della salute delle popolazioni. Di qui la necessità di determinare con accuratezza sempre maggiore i livelli di inquinanti ambientali presenti negli organi bersaglio.

Il maggiore problema presentato da queste determinazioni risiede nel fatto che si tratta di analisi in tracce effettuate su matrici estremamente complesse, per cui la difficoltà maggiore delle analisi risiede spesso nella preparazione dei campioni.

E’ anche opportuno differenziare nettamente le determinazioni dei metalli (in particolare piombo, mercurio, cadmio, zinco e rame) da quelle delle sostanze organiche (pesticidi e policlorobifenili), sia perché la procedura di preparazione dei campioni è molto diversa nei due casi, sia perché le tecniche di analisi vere e proprie sono basate su principi totalmente diversi. Nel caso della determinazione dei metalli si ricorre in preferenza all’assorbimento atomico e alla spetttrometria di massa, ed i campioni vengono preparati mineralizzando le matrici con miscele di acidi forti che hanno lo scopo di eliminare le tracce organiche. In taluni casi questa procedura non è sufficiente ed è necessario introdurre degli stadi di estrazione o concentrazione per aumentare la quantità di analita da determinare. E’ il caso del piombo che può essere estratto mediante complessazione con alcuni carbammati, oppure con il O,O-dietilestere dell’acido tiofosforico.

La mineralizzazione della matrice è efficace nel caso della determinazione dei metalli nei tessuti molli, meno efficace nel caso in cui la determinazione debba essere effettuata nell’osso. Infatti in questo caso la base di fosfato di calcio che costituisce l’osso stesso non viene distrutta e può interferire nella determinazione successiva.

Nella determinazione tramite assorbimento atomico ciascun metallo viene determinato ad una specifica lunghezza d’onda ed il limite di rivelabilità, che varia leggermente da metallo a metallo è dell’ordine di 10-2 mg/ml.

Un limite di rivelabilità inferiore può essere raggiunto tramite la spettrometria di massa (intorno ai 10-6 mg/ml. Che però presenta problemi di altro tipo, primo tra tutti l’elevato costo degli strumenti che non sono reperibili presso tutti i laboratori di analisi, in secondo luogo la necessità di inviare quantità estremamente piccole di campione nello strumento, il che rende difficoltoso l’interfacciamento con le linee automatiche che sempre più vengono impiegate per la preparazione dei campioni e che hanno lo scopo di ridurre al minimo il contatto con lo sperimentatore e quindi il rischio di contaminazione.

Per quanto riguarda la determinazione delle sostante organiche, il lavoro è stato concentrato sui pesticidi, per la loro ormai ubiquitaria presenza sotto forma di insettiidi, erbicidi, fungicidi, e sui policlorobifenili (PCB). La determinazione di queste sostanze è basata sul principio della distribuzione tra fasi, e le tecniche universalmente impiegate sono l’IIPLC e soprattutto, la gas-cromatografia.

La gas-cromatografia viene condotta impiegando colonne capillari, anche se nel caso dei pesticidi i tempi di ritenzione dei vari componenti delle miscele sono in genere sufficientemente diversi da permettere anche l’impiego di colonne impaccate. Tra l’altro le diverse classi di pesticidi si differenziano notevolmente per la polarità, per cui una soddisfacente separazione in classi può essere realizzata semplicemente mediante l’impiego di colonne a polarità diversa.

La scelta della colonna capillare è invece obbligata quando si vogliono analizzare le miscele di PCB, che possono contenere fino a 209 congeneri con tempi di ritenzione molto simili.

In questo caso è possibile ricorrere anche alla gas-cromatografia multidimensionale, che prevede l’impiego di due o più colonne, contenenti fase fisse diverse disposte in serie o in parallelo tra loro.

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Nel primo caso è possibile migliorare la risoluzione di tutto il cromatogramma, nel secondo caso, tramite l’impiego di un’opportuna valvola è possibile deviare nella seconda colonna solo una parte della miscela da analizzare. Infine, un importante traguardo nella separazione dei PCB riguarda la separazione degli enantiomeri, che alcuni autori stanno mettendo a punto tramite l’impiego di fasi fisse chirali costituite da ciclodestrine modificate mescolate a polisilossani. La cromatografia liquida è invece meno utilizzata rispetto alla gas-cromatografia ed ha trovato impiego soprattutto nella determinazione di quei pesticidi che assorbono nell’ultravioletto o possiedono proprietà di fluorescenza e sono quindi facilmente rilevabili dai più comuni rivelatori per HPLC. Per migliorare la risoluzione raggiungibili con questa tecnica sono state messe a punto colonne del diametro interno molo piccolo, e cioè microcolonne (diametro interno pari a circa 200 μm) e nanocolonne (diametro interno pari a circa 50 μm), che sono impiegate in microsistemi di grande interesse. Si badi però che l’impiego di tali colonne è relativamente limitato al mondo della ricerca. (continua)

2 thoughts on “Accumulo di cancerogeni in organi bersaglio (1)

  1. Pingback: Accumulo di cancerogeni in organi bersaglio (2) | il blog della SCI

  2. Buongiorno Dott. Campanella,
    ho trovato interessante il suo articolo. Grazie!
    Da biochimico clinico vorrei aggiungere un mio contributo: è importante fare la speciazione dei metalli, attesa la differente tossicità.

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