Rinaldo Cervellati
La barriera corallina è una formazione tipica dei mari e oceani tropicali, composta da formazioni rocciose sottomarine biogeniche costituite e accresciute dalla sedimentazione degli scheletri calcarei dei coralli, animali polipoidi facenti parte della classe Anthozoa, phylum Cnidaria. Per questo le barriere sono uno degli organismi più importanti per la biodiversità.
L’ossibenzone, un ingrediente attivo comune nelle creme solari, è noto per danneggiare le barriere coralline. La tossicità segnalata delle creme solari a base di ossibenzone per i coralli ha sollevato preoccupazioni circa l’impatto di questi prodotti, ampiamente usati dagli “eco” turisti, sui coralli già indeboliti da fattori globali di stress. Per questo alcuni Paesi e gli USA hanno vietato ai nuotatori di utilizzare creme solari che lo contengano. Circa l’11% delle creme solari contiene ossibenzone, un bloccante della radiazione ultravioletta UVA e UVB, secondo un rapporto del 2017 della Food and Drug Administration.
Un gruppo di ricercatori, guidato da William Mitch della Stanford University (fig. 1), ha chiarito il meccanismo dell’azione sui coralli.
Figura 1. Prof. William Mitch
I coralli metabolizzano l’ossibenzone per generare un composto tossico per gli organismi sotto l’azione dei raggi solari. Il gruppo ha studiato in dettaglio gli effetti dell’esposizione all’ossibenzone su due organismi modello della famiglia dei coralli: un anemone di mare e un corallo fungo [1]. Quotidianamente, il gruppo ha aggiunto ossibenzone in vasche di acqua di mare simulata, a livelli vicini a quelli di alcune zone della barriera corallina. Dopo 17 giorni, tutti gli anemoni di mare erano morti. Hanno scoperto che gli animali metabolizzano l’ossibenzone in coniugati glucosidici fototossici (fig.2)
Figura 2. Ossibenzone e suo glucoside
L’ossibenzone agisce assorbendo la radiazione UV, rilasciandone poi l’energia sotto forma di calore. Questa capacità è dovuta al gruppo OH sull’ossibenzone, spiega Djordje Vuckovic, dottore di ricerca nel laboratorio di Mitch. Una volta nello stato di alta energia, il gruppo OH è in grado di allontanare l’energia. Ma questo non è più possibile una volta che i coralli metabolizzano l’ossibenzone, continua Vuckovic. Il composto reagisce attraverso una reazione di glicosilazione, in cui l’OH viene deprotonato e una molecola di glucosio si aggiunge all’O-. Il nuovo coniugato ossibenzone glucoside può ancora assorbire la luce, ma non ha modo di rilasciare l’energia sotto forma di calore. Invece, il composto eccitato forma specie reattive dell’ossigeno. Ciò innesca una reazione radicalica, che causa danni alle cellule o ai tessuti. I coralli sostanzialmente convertono l’ossibenzone di una crema solare in ciò che è essenzialmente l’opposto, cioè una fototossina.
L’effetto visivo più evidente è la variazione di colore del corallo: da quello naturale a bianco (fig.3).
Figura 3. Corallo sbiancato al largo dell’isola di Huahine, Polinesia francese. Credit: Shutterstock
I risultati dello studio suggeriscono anche che i coralli che si sono sbiancati sono ancora più vulnerabili all’ossibenzone, afferma Vuckovic. Lo sbiancamento si verifica quando i coralli rispondono a stress come l’aumento delle temperature oceaniche, espellendo le alghe simbiotiche che vivono nelle loro cellule, e sono una delle principali fonti di cibo ed energia per i coralli. Questo esodo di alghe li fa diventare bianchi. Negli esperimenti del gruppo, gli anemoni di mare sbiancati sono morti circa 5 volte più velocemente di quelli sani. Il gruppo ha scoperto che le alghe simbiotiche degli anemoni assorbono i coniugati dell’ossibenzone glucoside, sequestrando la fototossina lontano dalle cellule degli animali quindi proteggendole.
Craig Downs, un biologo cellulare e molecolare che dirige l’Haereticus Environmental Laboratory, un laboratorio senza scopo di lucro, afferma che lo studio mette in evidenza la relazione tra inquinamento e cambiamento climatico: “L’inquinamento da creme solari può interagire con i fattori del cambiamento climatico per ridurre la resilienza delle barriere coralline”.
L’ossibenzone non dovrebbe essere presente nei filtri solari sicuri per i coralli o per la barriera corallina. Anche gli ingredienti della creme solari con strutture e meccanismi d’azione simili, come avobenzone, octisalato e octocrilene, possono danneggiare i coralli, ma sono necessarie ulteriori ricerche.
Bibliografia
[1] D. Vuckovic et al., Conversion of oxybenzone sunscreen to phototoxic glucoside conjugates by sea anemones and corals., Science, 2022, 376 (6593), 644-648, DOI: 10.1126/science.abn2600
Questo post è stato tradotto e adattato da: Leigh K. Boerner, Sunscreen chemical kills corals—now scientists know why, May 9, 2022 C&EN
La Chimica e la Società 
Ottimo articolo, grazie!