Il DDT: origini, successo e declino

Rinaldo Cervellati

Nel post su Rachel Carson ho particolarmente insistito sul suo libro Silent Springs, denuncia scientificamente argomentata del disastro ambientale provocato negli USA dall’uso massiccio e indiscriminato di insetticidi organo clorurati, in particolare il diclorodifenil-tricloroetano (DDT) negli anni ’50 e ’60 del secolo scorso. Si è anche discusso l’uso di questo prodotto per debellare la malaria, malattia trasmessa da una zanzara della famiglia Anopheles*. In questo post intendo approfondire l’origine, il successo e il declino del DDT. Cominciamo dall’inizio.

Nella seconda metà del XIX secolo la sintesi dell’acido acetico effettuata da Kolbe decretò la fine della concezione vitalista sull’origine dei composti organici e lo sviluppo di un numero sempre crescente di sostanze organiche di sintesi[1]. Attorno al 1873, Othmar Zeidler[2] studente di dottorato nel laboratorio di Adolf von Baeyer[3] all’Università di Strasburgo, lavorando al progetto di tesi sui possibili prodotti di reazione fra il cloralio (tricloroacetaldeide) e cloro e bromo derivati del benzene ottenne, fra l’altro il composto che oggi chiamiamo p-diclorodifenil-tricloroetano (abbreviato DDT):

Sebbene i risultati del lavoro di Zeidler siano stati pubblicati [1], le proprietà del composto non furono oggetto di indagine fino al 1939.

A scoprirle fu il chimico svizzero Paul Herman Müller (1899-1965).

Müller cominciò a interessarsi di chimica durante il periodo liceale, lavorando come assistente in una azienda chimica, la Dreyfuss & Cie. Nel 1919 fu ammesso all’Università di Basilea, diplomandosi in chimica nel 1922. Continuò gli studi perfezionandosi in chimica organica e ottenne il dottorato summa cum laude nel 1925 discutendo una tesi sull’ossidazione chimica ed elettrochimica della m-xilidina e di suoi derivati metil sostituiti [2]. Nello stesso anno Müller trovò impiego come chimico ricercatore per la divisione coloranti dell’azienda Geigy AG a Basilea. I primi compiti assegnatigli riguardarono la ricerca di coloranti di origine naturale e sintetica e agenti concianti. Questo lavoro portò al brevetto e commercializzazione degli agenti concianti sintetici tannici[4] Irgatan G, Irgatan FL e Irgatan FLT.

Nel 1935 la Geigy diede inizio a un progetto di ricerca su agenti protettivi per le piante. Müller che aveva un grande interesse per il mondo vegetale, tanto da aver scelto botanica come materia complementare nel suo corso di studi per il diploma in chimica, partecipò quindi al progetto iniziando a sintetizzare personalmente fitosanitari chimici. Questa ricerca lo portò brevettare composti cianici e tiocianici che mostravano attività battericida e insetticida e, nel 1937 al graminone, un disinfettante per semi meno pericoloso di quelli a base di mercurio usati all’epoca.

Dopo il successo con gli agenti concianti e disinfettanti, Müller fu incaricato di sviluppare un insetticida. A quel tempo gli unici insetticidi disponibili erano prodotti naturali costosi o sintetici poco efficaci contro gli insetti, i soli composti che erano sia efficaci che poco costosi erano composti di arsenico, altrettanto tossici per gli esseri umani e altri mammiferi [3].

Nel corso della ricerca, Müller scoprì che gli insetti assorbivano le sostanze chimiche in modo diverso rispetto ai mammiferi. Ciò lo portò a supporre che probabilmente ci sono sostanze chimiche tossiche esclusivamente per gli insetti. Cercò quindi di sintetizzare l’insetticida di contatto ideale, che avrebbe avuto un effetto tossico rapido e potente sul numero più grande possibile di specie di insetti causando nel contempo poco o nessun danno alle piante e agli animali a sangue caldo. L’effetto di questo insetticida ideale avrebbe anche dovuto essere di lunga durata il che implica un alto grado di stabilità chimica, nonché facile e economico da produrre.

Studiò tutti i dati che poteva trovare sul tema degli insetticidi, e sulla base delle caratteristiche che aveva stabilito si mise alla ricerca di un composto adatto ai suoi scopi. Müller trascorse quattro anni su questa ricerca e fallì 349 volte prima del settembre 1939, quando infine trovò il composto che stava cercando. Spruzzò una gabbietta piena di mosche con questo composto e dopo pochissimo tempo non ne restò una viva [3]. Il composto in questione era il diclorodifeniltricloroetano[5], che il farmacista viennese Othmar Zeidler aveva sintetizzato per la prima volta nel 1873 [1].

Müller si rese presto conto che il DDT era la sostanza chimica che stava cercando. I test del DDT da parte del governo svizzero e del Dipartimento per l’agricoltura degli Stati Uniti confermarono non solo la sua efficacia contro insetti nocivi in agricoltura ma anche contro una vasta gamma di altri parassiti, tra cui zanzare, pidocchi, pulci e mosche della sabbia, che, rispettivamente, diffondevano malaria, tifo, peste e varie malattie tropicali. Questi test fecero pensare che il DDT fosse praticamente innocuo per gli umani e i mammiferi in generale.

Nel 1940 il prodotto fu brevettato in Svizzera, due anni dopo in Gran Bretagna e nel 1943 negli USA. La Geigy iniziò la commercializzazione di due prodotti, uno spray al 5% (Gesarol) e una polvere al 3% (Neocid). Il nome DDT fu impiegato per la prima volta dal Ministero britannico per l’approvvigionamento nel 1943 e il prodotto fu aggiunto alle liste di rifornimento dell’esercito statunitense nel maggio dello stesso anno.

Struttura del DDT

Durante la seconda guerra mondiale, le truppe alleate ne fecero un massiccio utilizzo su civili e militari. La prima volta fu per sconfiggere un focolaio di tifo a Napoli, in seguito fu largamente usato in Veneto e Sardegna per sconfiggere le zanzare anofele molto diffuse nelle zone paludose e responsabili della trasmissione della malaria*. Fu proprio il risultato conseguito in Italia nel periodo bellico a spingere l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) a lanciare una campagna planetaria per l’utilizzo del DDT con lo scopo di eradicare completamente questa malattia. Di certo si può affermare che il DDT ha consentito di debellare la malaria in Europa e in tutto il Nord America [4].

Nel 1946 Müller fu nominato vicedirettore della ricerca scientifica sulle sostanze per la protezione delle piante della Geigy. Nel 1948 gli fu assegnato il premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina[6], con la seguente motivazione:

“per la sua scoperta dell’efficienza del DDT come veleno di contatto contro diversi artropodi”.

Paul Hermann Muller, Pemio Nobel 1948

Il fatto che gli sia stato accordato questo onore, anche se non era né un medico né un fisiologo ricercatore, riflette l’enorme impatto che il DDT aveva avuto nella lotta contro le malattie. Il Comitato per il Nobel dichiarò: “Il DDT è stato utilizzato in grandi quantità nell’evacuazione dei campi di concentramento, delle prigioni e dei deportati, senza dubbio questa sostanza ha già salvato la vita e la salute di centinaia di migliaia di persone”.

Sfortunatamente, come praticamente sempre accade, il suo abuso produsse, come si è detto nel precedente post su Rachel Carson danni ambientali molto gravi. Nel medio e lungo termine questi danni sono dovuti alle sue proprietà chimico fisiche.

Utilizzi indiscriminati del DDT

Anzitutto la sua alta stabilità lo rende scarsamente reattivo all’aria e alla luce sicchè esso si disperde nell’aria a lunghe distanze e penetra facilmente nel suolo con un effetto di accumulo a quantità pericolose molto duraturo. Una conseguenza è stata lo sviluppo di generazioni di parassiti nocivi sempre più resistenti all’insetticida. Gli insetti sono infatti molto più bravi di noi a adattarsi ai cambiamenti ambientali, forse solo i battèri sono ancora più bravi a sviluppare specie resistenti agli antibiotici…

La molecola del DDT è apolare, insolubile in acqua e soluzioni acquose ma solubile nei grassi. Esso quindi si accumula nei tessuti adiposi dell’uomo e degli animali fino a raggiungere concentrazioni critiche. E’ stato accertato che effetti mortali sono stati riscontrati negli uccelli per un’interferenza di questo composto con l’enzima che regola la distribuzione del calcio. Ne consegue un assottigliamento del guscio delle loro uova che finiscono per rompersi precocemente durante la cova [4].

A prescindere quindi dalla potenziale cancerogenità, questi effetti del prodotto ne hanno fatto vietare l’impiego per uso agricolo negli Stati Uniti e in Europa.

Tuttavia il DDT continua a essere impiegato contro il vettore della malaria in India e in gran parte dell’Africa. Secondo un rapporto della Stockolm Convention on Persistent Pollutants, nel  2008 solo 12 paesi utilizzavano il DDT a tale scopo, anche se il numero era previsto in aumento [5]. Non ho trovato dati più recenti ma certamente il dibattito fra fautori e oppositori del DDT è ancora acceso.

*Nota. Su questo argomento Claudio Della Volpe ha scritto qualche anno fa il dettagliato post “Chimica, zanzare e altre storie”.

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2013/09/16/chimica-zanzare-ed-altre-storie/

Bibliografia

[1] O. Zeidler, Beitrag zur Kenntnisss der Verbindunngen zwischen Aldehyden und aromatische Kohlenwasserstoffen. (Contributo alla conoscenza dei composti tra aldeidi e idrocarburi aromatici), cit. in: Verzeichniss der an der Kaiser-wilhelms-universität Strassburg vom Sommer Semester 1872 bis Ende 1884 erschienenen Schriften., Heitz & Mündel, 1890, p. 11.

https://archive.org/details/verzeichnissder00stragoog?q=Othmar+Zeidler

[2] F. Fichter, P. Müller,  Die Chemische und Elektrochemische Oxidation des as. m-Xylidins und seines Mono- und Di-Methylderivates, Helv. Chim. Acta, 1925, 8, 290-300.

[3] Paul Hermann Müller Biography, in: K.L. Lerner, B. Wilmot Lerner (Eds.), The World of Anatomy and Physiology, Gale Group Inc. Farmington Hills, MI, 2002.

[4] F. Bagatti, E. Corradi, A. Desco, C. Ropa, Chimica, Zanichelli, Bologna 2012, Cap. 12.

[5] H van den Berg, Global Status of DDT and its Alternatives for Use in Vector Control to Prevent Disease, Stockolm Convention on Persistent Pollutants, Oct. 23, 2008.

https://www.webcitation.org/5uKxOub8a?url=http://www.pops.int/documents/ddt/Global%20status%20of%20DDT%20SSC%2020Oct08.pdf

[1] v. R. Cervellati, Fiedrich Wölher e gli albori della chimica organica di sintesi.

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/05/30/friedrich-wolher-e-gli-albori-della-chimica-organica-di-sintesi/

[2] Othmar Zeidler (1850-1911) chimico austriaco, dopo il dottorato a Strasburgo lavorò per qualche tempo nel Laboratorio chimico dell’Università di Vienna poi fece il farmacista in un distretto della capitale austriaca.

[3] Adolf von Baeyer (1835-1917) chimico tedesco particolarmente noto per la sintesi dell’indaco, Premio Nobel per la Chimica 1905 con la motivazione: in riconoscimento dei suoi servizi per il progresso della chimica organica e dell’industria chimica, con il suo lavoro sui coloranti e sui composti aromatici.

[4] O tanninici, composti contenuti in diversi estratti vegetali in grado di combinarsi con le proteine della pelle animale trasformandola in cuoio. Sono sostanze polifenoliche presenti in moltissime piante. Un vino rosso contenente molti tannini lascia tipiche tracce colorate nelle pareti del bicchiere dove viene versato.

[5] Nome IUPAC: 1,1,1-tricloro-2,2-bis (4-clorofenil) etano.

[6] Questo particolare Premio Nobel viene assegnato da un comitato del Karolinska Institute contrariamente agli altri che vengono attribuiti dall’Accademia Reale Svedese delle Scienze.

Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Rachel Carson (1907-1964)

Rinaldo Cervellati

Secondo la biografa Linda Lear [1], Rachel Carson è stata probabilmente la più incisiva scrittrice del secolo scorso sulla Natura, ricordata più per aver contrastato l’idea che l’Uomo possa padroneggiarla a piacimento che per le sue ricerche di biologa marina sulla vita oceanica. Il suo sensazionale libro del 1962, Silent Spring [2] mise in guardia contro i pericoli per tutti i sistemi naturali dall’uso improprio di pesticidi come il DDT, denunciando le invadenze e gli intenti dell’industria dei pesticidi e, più in generale della tecnologia moderna, dando il via al movimento ambientalista contemporaneo.

Rachel Carson nasce il 27 maggio 1907 in una fattoria vicino alla cittadina di Springdale, Pennsylvania, USA, la più giovane di tre figli di Robert W. Carson, agente di assicurazioni e Maria McLean Carson. Rachel ereditò dalla madre uno straordinario amore per la Natura, da bambina esplorò con vivace attenzione i 26 ettari della fattoria di famiglia. Frequentò la scuola primaria di Springdale fino al decimo grado per passare poi alla high school a Parnassus dove si diplomò nel 1925 al primo posto nella sua classe di 45 studenti. Fra le sue letture preferite storie di scienze naturali particolarmente riguardo la vita acquatica.

Rachel Carson bambina

Dall’età di dieci anni cominciò a scrivere in giornali per bambini e ragazzi anche dopo essere stata ammessa al Pennsylvania College for Women (oggi Chatham University) dove si diplomò con lode in biologia nel 1929. Dopo aver frequentato un corso estivo nel Laboratorio di Biologia Marina, continuò gli studi di zoologia e genetica alla Johns Hopkins University nell’autunno 1929.

Dopo il primo anno di specializzazione, Carson divenne assistente part-time nel laboratorio di R. Pearl[1] occupandosi di problemi diversi utilizzando modelli animali, dai ratti alla drosofila. In questo modo guadagnò il denaro necessario per proseguire gli studi.

Rachel Carson nel 1929

Alla Johns Hopkins completò un progetto di tesi sullo sviluppo del pronefro (primo stadio di sviluppo dell’organo escretore) dei pesci, che le valse il titolo di M.Sc. in zoologia nel 1932. Era intenzione di Carson proseguire le ricerche per il dottorato, ma nel 1935 fu costretta a interrompere gli studi causa la morte del padre e conseguenti difficoltà economiche. Trovò un’occupazione presso lo United States Bureau for Fisheries (Ufficio USA per la Pesca) come redattore di una rubrica radiofonica intitolata Romance Under Water con lo scopo di suscitare interesse verso l’ambiente marino e il lavoro dell’Ufficio per la sua salvaguardia. La rubrica ebbe un notevole successo di ascolti, poco dopo Carson ottenne il posto fisso di assistente junior di biologia marina al Bureau, seconda donna assunta in questa carica.

Carson sul campo insieme ad un collega

Al Bureau for Fisheries, le principali mansioni di Carson erano di rilevare e analizzare dati sul campo delle popolazioni ittiche nonchè scrivere articoli e opuscoli divulgativi per il pubblico. Utilizzando i risultati delle sue ricerche e le discussioni con altri biologi marini scrisse regolarmente articoli per vari giornali. Nel luglio del 1937, la rivista Atlantic Monthly pubblicò un suo saggio col titolo Undersea, vivida narrazione di un viaggio lungo il fondo dell’oceano. La casa editrice Simon & Schuster contattò Carson suggerendole di espandere il saggio e trasformarlo in un libro. Dopo diversi anni di ulteriori ricerche sul campo, Carson pubblicò il suo primo libro, Under the Sea Wind [3]. Il libro ricevette ottime recensioni e il successo degli scritti di Carson aumentò rapidamente, tanto che essa tentò di lasciare il Bureau (trasformatosi in Fish and Wildlife Service) nel 1945 ma a quei tempi c’erano poche possibilità di lavoro per i naturalisti, la maggior parte dei fondi per le scienze venivano destinati a ricerche applicate e tecnologiche, sull’onda del “successo” ottenuto dal progetto Manhattan. E’ in questo periodo che Carson incontrò per la prima volta il tema DDT, un nuovo micidiale insetticida rivoluzionario (denominato “insect bomb”) che si stava imponendo rapidamente nei mercati anche in assenza di adeguati test sulla sicurezza per la salute e l’impatto ambientale. Tuttavia all’epoca il DDT non era che uno dei tanti interessi di Carson, gli editori lo consideravano un argomento di scarsa importanza.

Nel Fish and Wildlife Service, Carson ebbe la supervisione di un piccolo staff di scrittori e nel 1949 divenne capo redattore delle pubblicazioni del Servizio. Sebbene il nuovo status le permettesse sempre maggiori opportunità di ricerca sul campo e libertà nella scelta dei suoi progetti di scrittura, ciò comportò anche responsabilità amministrative sempre più noiose, tanto che già nel 1948 stava lavorando su materiale per un secondo libro, e aveva preso la decisione di iniziare a dedicarsi alla scrittura a tempo pieno. Assunse un agente letterario, con la quale stabilì una stretta relazione professionale che durò per tutta la sua carriera di scrittrice.

Nel 1951 pubblicò, con l’Oxford University Press il suo secondo libro, The Sea Around Us [4] che illustra la scienza e la poesia del mare dai suoi inizi primordiali alle scoperte scientifiche dei primi anni ‘50. Divenuto rapidamente un best seller, il libro vinse diversi premi sia da società scientifiche sia da istituzioni pubbliche e Carson ottenne anche due dottorati ad honorem. Insieme al successo arrivò anche la sicurezza finanziaria sicchè Rachel potè abbandonare definitivamente il lavoro per concentrarsi unicamente all’attività di scrittrice.

All’inizio del 1953, Carson iniziò la ricerca bibliografica e sul campo sull’ecologia e gli organismi della costa atlantica. Nel 1955, completò il terzo volume della sua “trilogia marina”, The Edge of the Sea [5], che tratta della vita negli ecosistemi costieri (in particolare lungo la costa dell’Atlantico orientale).

Rachel Carson, ricercatrice e scrittrice

Fra il 1955 e il 1956, Carson continuò a scrivere articoli divulgativi su riviste specializzate mentre lavorava al progetto di un libro sull’evoluzione, ma la pubblicazione del libro di Julian Huxley[2] Evolution in Action, insieme alla sua stessa difficoltà nel trovare un approccio chiaro e convincente all’argomento, la condussero a abbandonare il progetto. I suoi interessi si stavano infatti rivolgendo sempre più alla salvaguardia dell’ambiente terrestre.

I pesticidi di sintesi, in particolare composti clorurati di idrocarburi (ad es. il DDT, p-diclorodifenil-tricloroetano) e organofosfati vennero sviluppati con i fondi militari per la scienza (military funding of science) in USA dopo la fine della 2° Guerra mondiale.

Nel 1957, l’USDA (United States Department of Agriculture) diede il via al progetto di eradicazione di formiche rosse e altri insetti nocivi alle coltivazioni attraverso l’irrorazione aerea massiccia e diffusa di DDT e altri pesticidi che inevitabilmente coinvolgeva anche terreni privati non agricoli. Già Carson si era interessata alla pericolosità del DDT negli anni ’40, nel 1958 decise di impegnarsi a scrivere un libro sull’argomento. Secondo i biografi la decisione dipese anche da una lettera inviata nel gennaio 1958 da un’amica di Carson al The Boston Herald, che descriveva la morìa di uccelli intorno alla sua proprietà derivante dall’irrorazione aerea di DDT. Carson stessa in seguito scrisse che questa lettera (ricevuta in copia) la spinse a indagare a fondo i problemi ambientali causati dai pesticidi di sintesi.

Dopo quattro anni di intense ricerche bibliografiche e contatti con numerosi scienziati di istituzioni pubbliche come i National Institutes of Health e il National Cancer Institute, Carson fu in grado di provare la pericolosità del DDT e di altri pesticidi per l’ambiente e la correlazione pesticidi-cancro.

Rachel Carson nel suo studio

Tutto ciò nonostante l’opposizione aggressiva delle potenti industrie degli erbicidi chimici, che includeva testimonianze di esperti compiacenti e lobbisti nell’establishment che contraddicevano quanto riportato dalla maggior parte della letteratura scientifica che Carson stava studiando.

Nel 1961 le venne diagnosticato un cancro al seno, anche per questo motivo il libro denuncia, Silent Spring [1], venne pubblicato solo l’anno successivo, il 27 settembre 1962.

Il filo conduttore di Silent Spring è il potente, e spesso negativo, effetto che gli umani hanno sulla Natura. L’argomento principale del libro è la denuncia che l’uso indiscriminato dei pesticidi ha effetti dannosi sull’ambiente; Carson sostiene che dovrebbero essere più propriamente definiti “biocidi” perché i loro effetti sono raramente limitati ai parassiti bersaglio. Il DDT e altri pesticidi sintetici, molti dei quali soggetti a bioaccumulo, distruggono praticamente tutte le specie di insetti, compresi quelli utili all’uomo e necessari alla conservazione dell’ecosistema. L’industria chimica del settore viene accusata di diffondere intenzionalmente disinformazione fra pubblico e funzionari pubblici per fare accettare acriticamente le proprie posizioni (cioè i propri interessi).

Quattro capitoli del libro sono dedicati ai pericoli dei pesticidi per la salute umana. Vengono descritti numerosi casi di avvelenamento da pesticidi, insorgenza di tumori e altre patologie collegate. Riguardo al DDT e al cancro, Carson scrive:

In test di laboratorio su soggetti animali, il DDT ha provocato sospetti tumori epatici. Gli scienziati della Food and Drug Administration che hanno segnalato la scoperta di questi tumori erano incerti su come classificarli, ma ritenevano che ci fosse qualche “giustificazione per considerarli carcinomi epatici di basso grado”. Il Dr. Hueper* ora dà al DDT la valutazione definitiva del DDT come “agente cancerogeno chimico”.[1, p. 225]

*[autore del libro Occupational Tumors and Allied Diseases]

Carson prevede che queste conseguenze possano aumentare in futuro, soprattutto dal momento che i parassiti bersaglio possono sviluppare resistenza ai pesticidi e gli ecosistemi indeboliti potrebbero cadere preda di specie invasive non previste. Il libro si chiude con proposte di approccio biotico al controllo dei parassiti come alternativa ai pesticidi chimici, ad esempio: limitazione della popolazione di insetti nocivi mediante predatori specifici,vertebrati o invertebrati, “sterilizzazione” o cattura dei maschi attraverso segnali sonori o biochimici e opportune trappole. L’uso giudizioso di pesticidi dovrebbe essere lasciato come ultima risorsa.

Va ricordato che uno dei primi impieghi del DDT fu nella lotta al vettore della malaria, la zanzara anofele, inizialmente con successo. In Italia fu impiegato a questo scopo soprattutto in Sardegna, dove la malaria era endemica e fu effettivamente debellata. Il rovescio della medaglia sta però nel fatto che gli insetti (e in specifico le zanzare) sviluppano abbastanza rapidamente resistenza agli insetticidi.

In realtà Carson non chiese mai un divieto assoluto sul DDT. In Silent Spring ha solo espresso il concetto precedentemente esposto. Scrive infatti:

Nessuna persona responsabile sostiene che la malattia trasmessa dagli insetti debba essere ignorata. La domanda che ora si è presentata con urgenza è se sia saggio o responsabile attaccare il problema con metodi che stanno rapidamente peggiorando la situazione. Il mondo ha assistito alla guerra vittoriosa contro le malattie attraverso il controllo di insetti vettori di infezione, ma ha saputo poco dell’altro lato della medaglia – le sconfitte, i trionfi di breve durata che ora sostengono fortemente l’allarmante visione secondo cui l’insetto nemico è stato reso più forte dai nostri sforzi. Peggio ancora, potremmo aver distrutto i nostri stessi mezzi di combattimento [1, p. 266]

A proposito della malaria Carson ha esplicitamente affermato che i programmi per la malaria sono minacciati dalla resistenza acquisita dalle zanzare, citando il parere del direttore del Servizio fitosanitario olandese: Il consiglio pratico dovrebbe essere “Spruzzare il meno possibile” piuttosto che” Spruzzate al limite della vostra capacità”. La pressione sulla popolazione infestante dovrebbe essere sempre la meno drastica possibile.[1, p. 275].

Carson e lo staff editoriale coinvolti nella pubblicazione di Silent Spring si aspettavano aspre critiche e si preoccupavano addirittura della possibilità di essere citati in giudizio per diffamazione. In preparazione degli attacchi previsti, Carson e la sua agente cercarono sostenitori famosi prima della pubblicazione del libro. La maggior parte dei capitoli scientifici furono revisionati da scienziati con competenze specifiche, tra i quali Carson trovò un forte sostegno. Carson partecipò alla Conferenza della Casa Bianca sulla questione ambientale del maggio 1962, l’Editore Houghton Mifflin distribuì copie del libro a molti delegati e promosse l’uscita imminente sulla rivista New Yorker (che ne fece una recensione molto favorevole). Carson ne inviò una copia anche al giudice associato della Corte suprema William O. Douglas, un avvocato ambientalista che le aveva fornito a parte del materiale incluso nel suo capitolo sugli erbicidi.

William Orville Douglas (1898-1980)

Tuttavia critiche feroci provennero ovviamente dalle industrie produttrici di pesticidi: la Du Pont, la fabbrica principale di DDT, la Velsicol Chemical Company sola produttrice di clordano e eptacloro, quest’ultima promosse anche un’azione legale. Rappresentanti dell’industria chimica e lobbisti presentarono una serie di reclami non specifici, alcuni in forma anonima. Le aziende chimiche e le organizzazioni associate pubblicarono articoli in favore e difesa dell’uso di pesticidi.

Il biochimico dell’American Cyanamid, R. White-Stevens, giunse a affermare che:

Se l’uomo seguisse gli insegnamenti di Miss Carson, torneremmo al Medioevo, e gli insetti, le malattie e i parassiti erediterebbero ancora una volta la Terra“.

Molti attacchi misero in dubbio le qualità scientifiche di Carson, alcuni giunsero fino a accuse di ambiguità sessuale.

Dall’ambiente accademico arrivarono pareri contrastanti. La recensione del Dr. W. J. Darbin, direttore del Dipartimento di Biochimica alla Vanderbilt University[3] School of Medicine, pubblicata su Chemical & Engineering News in ottobre 1962 è una completa stroncatura del libro e dell’autrice [6]. Sul merito e la forma di questa questa recensione seguì un acceso e interessante dibattito fra sostenitori e oppositori [7].

Più obiettiva la recensione che apparve su Nature a firma C.W. Hume [8] che sostiene i dati relativi al disastro ambientale provocato dall’indiscriminata irrorazione di interi territori e riporta le alternative biotiche proposte nel libro. Secondo Hume la parte più controversa è quella riguardante l’effetto del DDT sull’uomo. Da buon britannico afferma che l’accumulo medio del pesticida negli abitanti del Regno Unito è di 2 ppm contro le 5.3-7.4 ppm negli USA con punte di 17.1 ppm nei lavoratori agricoli, ciò essendo dovuto ai migliori controlli effettuati in Gran Bretagna. In particolare stigmatizza l’atteggiamento di coloro che cercano di screditare scientificamente Carson che possiede invece tutte le carte in regola come ottima ricercatrice.

Il successo di pubblico fu enorme, secondo la biografa Linda Lear, la campagna diffamatoria dell’industria fu controproducente perché la polemica fece aumentare la consapevolezza dell’opinione pubblica sui potenziali pericoli dell’uso dei pesticidi. Lo speciale televisivo con il dibattito fra Carson e il Dr. White-Stevens fu seguito da dieci a quindici milioni di americani che in grande maggioranza simpatizzarono per Carson. Occorre anche dire che l’opinione pubblica era già stata sconvolta dallo scandalo della talidomide[4].

Dopo un anno dalla pubblicazione del libro la campagna denigratoria dell’industria si affievolì e il Congresso USA commissionò un rapporto pubblico sulla pericolosità dei pesticidi, di conseguenza la FDA, dichiarò: …che con tutta probabilità i rischi potenziali del DDT erano stati sottovalutati, e cominciò a porre alcune restrizioni al suo uso. Nel 1972 il DDT per uso agricolo venne proibito negli Stati Uniti, nel 1978 anche in Italia.

Ma il tumore aveva stroncato Rachel Carson nel 1964. Numerosissimi sono stati gli onori ricevuti postumi, dalla Medaglia Presidenziale della Libertà all’effige su un francobollo al ponte Rachel Carson a Pittsburgh fino ai nomi di due navi da ricerca marina. L’edificio della fattoria dove visse bambina è stato dichiarato monumento nazionale.

L’edificio della fattoria natale e il ponte di Pittsburgh che porta il suo nome

Infine vale la pena ricordare che il dibattito sull’uso del DDT per combattere la malaria dove è endemica, per es. in regioni dell’Africa e dell’India, è ancora acceso. L’OMS nel 2006 ha dichiarato che, se usato correttamente, il DDT dovrebbe comparire accanto ai medicinali e alle zanzariere in quelle regioni, affermazione peraltro mai contrastata da Carson come si evince dai due brani di Silent Spring sopra riportati.

Una biografia completa di Rachel Carson si trova in:

  1. Lear, Witness for Nature, Mariner Book Houghton Mifflin Harcourt, Boston New York, 2009
  2. https://www.amazon.com/Rachel-Carson-Witness-Linda-Lear/dp/0547238231

Biliografia

[1] L. Lear, The Life and legacy of Rachel Carson Biologist – Writer – Ecologist 1907-1964, http://www.rachelcarson.org/Bio.aspx

[2] R. Carson, Silent Spring, Houghton Miffin, 1962, reprinted in 1996 with an introduction by Al Gore.; trad ital.: Primavera Silenziosa, Universale Economica Feltrinelli, 1966, riproposto nel 1999 con una introduzione di Al Gore.

[3] R. Carson, Under the Sea Wind, Simon & Schuster Eds., 1941; ripubblicato da Penguin Group, 1996.

[4] R. Carson, The Sea Around Us, Oxford University Press 1st Ed, 1951; trad ital.: Il Mare intorno a noi, Feltrinelli, 2011.

[5] R. Carson, The Edge of the Sea, Houghton Mifflin, 1955; ripubblicato da Mariner Books, 1998.

[6] W. J. Darby, Silence, Miss Carson, C&EN News, 1962, 40(40), 60,63.

[7] Letters, C&EN News, 1962, 40(43), 5; Letters, C&EN News, 1962, 40(45), 4-5.

[8] C.W. Hume, An American Prophetess, Nature, 1963, 198, 117.

[1] Raymond Pearl (1879-1940), biologo americano, ricercatore eclettico e molto prolifico con interessi dalla zoologia all’agricoltura, dalla biometria alla genetica. Abilissimo comunicatore e divulgatore scientifico.

[2] Sir Julian Sorell Huxley (1887 – 1975) biologo britannico, genetista, evoluzionista e internazionalista. E’ stato figura di spicco nella sintesi moderna della teoria dell’evoluzione. Eccelllente scienziato, comunicatore e divulgatore, è stato il primo direttore dell’UNESCO e membro fondatore del World Wildlife Fund.

[3] La Vanderbilt University (Nashville, Tennessee) è un’Università privata fondata nel 1973 dal magnate Cornelius Vanderbilt con la donazione iniziale di 1000000 di dollari. Molto esclusiva è considerata una delle principali università del Sud degli USA, classificata al 17° posto nella classifica delle università USA.

[4] La talidomide è stato un farmaco utilizzato negli USA (ma non solo) come rimedio per i disturbi delle donne in gravidanza. Fu poi ritirato poiché molte donne sottoposte al trattamento davano alla luce neonati con gravi malformazioni fisiche degli arti superiori.

Chimica, zanzare ed altre storie

a cura di C. Della Volpe

Su questo blog abbiamo parlato già di insetti, in particolare di api ed altri insetti impollinatori e dei prodotti che possono danneggiarli. Tuttavia fra gli insetti esistono molte specie che sono decisamente nocive per l’uomo, come le mosche e le zanzare; mentre le api sono imenotteri, dotate di quattro ali, le mosche e le zanzare sono ditteri, dotate di due ali, più altre due molto piccole, quasi invisibili spesso. Anche fra i ditteri ci sono insetti impollinatori, come i Sirfidi, che è facile confondere con le api (a me è capitato anni fa [C&I 2010, 7, 134] che potete scaricare liberamente dal sito SCI), ma i più famosi fra di loro sono certamente quelli nocivi, come appunto le mosche e soprattutto le zanzare.
Le zanzare sono in grado di bucare la nostra pelle ed aspirare dai capillari alcune gocce di sangue, sono cioè ematofaghe; nel far ciò ci iniettano un po’ di saliva e dato che sono portatrici di alcune fra le peggiori infezioni disponibili in natura sono quindi vettori di tali infezioni, la principale delle quali, ma non l’unica, è la malaria. E con le zanzare si è scatenata nei decenni una guerra che ha usato anche la Chimica come arma letale.
Prima di entrare nel merito ricordo che non sono un esperto, ma solo un curioso; se trovate errori fatevi avanti; lo stimolo mi è venuto dalla lettura di una recentissima presentazione all’ultimo congresso ACS in corso a New Orleans, nel quale il collega Ulrich Bernier del Dipartimento per la ricerca in agricoltura degli USA ha presentato un prodotto che rende “invisibili” alle zanzare; e da qui parte la nostra storia[http://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2013/september/toward-making-people-invisible-to-mosquitoes.html]. Come siamo arrivati a questo tipo di strategia per combattere le zanzare?
Gli antenati delle zanzare esistevano già decine di milioni di anni fa, prima dell’inizio del Cretaceo; si tratta di una famiglia, quella dei Culicidi, che raccoglie migliaia di specie diverse. Le zanzare si nutrono di nettare e di melata e per far ciò sono dotate di un apparato boccale succhiante; tuttavia alcuni tipi di femmine sono dotate di un apparato boccale penetrante-succhiante, quindi possono pungere e lo fanno perchè per poter condurre a termine la formazione delle uova hanno bisogno di alcuni tipi di proteine che trovano nel sangue dell’ospite, che può essere un mammifero, un rettile, un anfibio e perfino un altro organismo ematofago che abbia appena punto.
La risposta spontanea dei mammiferi a questo tipo di problema è stato di evolvere modifiche genetiche che resistono ad alcune delle malattie trasmesse in tal modo; è noto per esempio che le popolazioni che vivevano in zone dove la malaria era endemica hanno sviluppato modifiche degli eritrociti (la talassemia) e degli antigeni di superficie degli eritrociti (l’assenza dell’antigene Duffy, cosiddetto negli uomini dell’Africa occidentale) che erano un modo per resistere all’attacco del parassita Plasmodium pur a costo di pagare un prezzo nella qualità e nella durata della vita.
Quindi le zanzare che ci pungono da centinaia di migliaia di anni, sono femmine e sono in una fase precisa del loro ciclo di riproduzione; i maschi di zanzara sono innocui. In secondo luogo non tutte le zanzare possono trasmetterci malattie pericolose, ma solo alcune di esse, il cui ciclo vitale si incrocia con quello di alcuni protozoi o batteri o virus.
Ci sono essenzialmente tre tipi di zanzare alle nostre latitudini che hanno a che fare con noi: Culex, Anopheles, Aedes.

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La differente postura assunta dalle femmine di Anopheles (a sinistra) e Culex a destra.

La lotta alle zanzare è iniziata dopo che si è capito che erano il vettore delle febbri malariche o malaria o paludismo; la scoperta del meccanismo dellla malattia (il ruolo del plasmodio e poi della zanzara)  si deve a vari medici ad uno solo dei quali, Laveran, fu assegnato il premio Nobel nel 1907, ma il lavoro di ricerca fu lungo e complesso e fra gli altri vi svolse un ruolo importante una delle nostre glorie nazionali, Camillo Golgi.
A quel punto inizò una attività che si basava essenzialmente sull’eliminazione delle zone umide; ma tale azione che è continuata per decenni in molti paesi fra i quali il nostro, nel quale si verificavano ogni anno decine di migliaia di casi di malaria (in Sardegna e nella Pianura Padana, ma anche in Campania e Lazio), non può essere totale ed oggi si scontra con la necessità ecologica di conservare le zone umide come elemento indispensabile della biosfera.
Il successivo livello di attacco è stato l’uso di insetticidi efficaci. Grazie all’azione combinata di questi due metodi soprattutto nel continente europeo la malaria è stata definita come eradicata dall’Europa nel 1975.
Il DDT, 1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano, fu sintetizzato nel 1874 da Othmar Zeidler; ma le sue proprietà insetticide furono scoperte solo nel 1939 dal chimico Paul Hermann Müller (Olten, 12 gennaio 1899 – Basilea, 12 ottobre 1965), vincitore del Premio Nobel per la medicina nel 1948; il DDT è stato il primo insetticida moderno.

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Paul Hermann Müller

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DDT

Dato che sono napoletano debbo qui ricordare che la prima applicazione diretta del DDT nel controllo di insetti patogeni si svolse proprio a Napoli durante una epidemia di tifo, nel dicembre 1943. In poche settimane milioni di persone furono trattate con una polvere al 10% di DDT che uccideva i pidocchi responsabili della diffusione della malattia.

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Trattamento antipidocchi col DDT nella Napoli del 1943

Dopo poco tempo, nel 1944, sempre in Campania ci fu la prima applicazione su larga scala del DDT come antimalarico, a CastelVolturno. E’ un processo interessante e ci sarebbe da scrivere molto di più ma forse lo farò in un post dedicato al problema del DDT. Per il momento limitiamoci agli aspetti chimici.

Il DDT (ed anche i derivati di tipo piretroide, derivati dall’acido crisantemico e piretrico presenti in alcune piante) agisce come stimolatore dei canali del sodio dipendenti dal voltaggio, che sono proteine di membrana, nelle cellule nervose. Di tali canali ne esistono sostanzialmente due tipi: nei vertebrati e negli invertebrati; in questi ultimi i canali in questione sono denominati “para”. Questi canali non sono da confondere con le pompe sodio-potassio ATPasiche, che servono a pompare continuamente fuori il sodio e dentro il potassio nelle cellule ripristinando il gradiente che poi viene sfruttato dai canali che vengono influenzati dal DDT;  i canali cui mi riferisco sono quelli che entrano in funzione proprio durante la scarica nervosa. Il DDT ha effetto soprattutto sui nervi periferici e produce una attivazione spontanea dei neuroni con contrazioni spontanee dei muscoli che generano i cosiddetti “tremori” da DDT. I suoi effetti sulla giunzione neuromuscolare sono mediati da una depolarizzazione del canale, la quale ad un certo punto causa il blocco della giunzione a causa della deplezione del neurotrasmettitore coinvolto.
Questa specificità fa sì che gli insetti possano adattarsi al DDT ed ai piretroidi in vario modo: alcuni insetti nocivi hanno evoluto modificazioni della proteina del canale del sodio per prevenire il legame dell’insetticida. La nostra specie ci ha messo migliaia di anni ad evolvere le sue modifiche genetiche di difesa, le zanzare pochi decenni, perchè hanno molte generazioni all’anno, non una ogni 25 anni come noi (in media).
Proprio per questo oggi occorre aspettarsi lo sviluppo di resistenza appena dopo l’uso del DDT e dei piretroidi; questo è uno dei motivi, il principale, che ne consiglia una applicazione mirata e non generica come insetticida; gli altri che sono state scoperti nel tempo e che furono indicati per prima da Rachel Carson sono gli effetti tossici sugli animali e sull’uomo legati al ruolo ed alla stabilità di alcuni dei metaboliti del DDT (DDE e DDD) che tendono a concentrarsi nelle specie al sommo della catena alimentare. Tali sostanze non solo sono direttamente tossiche in molte specie ma sono state classificate come cancerogene potenziali nella specie umana.
Ci tengo a dire che NON è vero che non si possa usare il DDT come antimalarico; l’accordo internazionale sui POP lo consente come antimalarico per applicazioni indoor e in applicazioni limitate esterne, ma lo vieta come insetticida generico e questo ovviamente ne riduce le quantità oggi prodotte, ben inferiori a quelle degli anni 50′ e 60’ del secolo scorso quando il DDT rappresentava un vero cash cow (la mucca da mungere) per i suoi produttori che hanno sempre cercato di ristabilirne l’uso massivo; è una storia che ricorda molto quella attuale dei neonicotinoidi.
A questo punto tuttavia siamo in grado di comprendere come mai la strategia contro le zanzare sia passata da altre strade che sono ormai ben diverse dall’uso di insetticidi che ammazzino gli insetti zanzara dovunque e comunque; si cerca di impedire piuttosto la riproduzione nelle zone più pericolose dove le zanzare sono vettori della malaria e di altre malattie epidemiche pericolose usando strategie e mezzi diversi, in attesa della messa a punto di un vaccino efficace.
Per esempio la profilassi quotidiana con prodotti che a bassa concentrazione impediscano al plasmodio di riprodursi; la clorochina e la meflochina sono due farmaci di elezione, ma dato lo sviluppo di resistenze si usano oggi anche la doxiciclina e il malarone. Non approfondisco questo argomento perchè a noi oggi interessa capire come mai la strategia antizanzare si sia spostata verso altri lidi.
La lotta biologica per esempio, usando un batterio specifico contro le larve di zanzara, Bacillus thuringiensis israelensis, che è in grado di attaccare le larve a livello intestinale attraverso una specifica tossina, la Bt; questo significa ridurre in modo determinante il numero di insetti della generazione successiva. Oppure ripristinando una opportuna quota di animali che le catturano: i pipistreli per esempio. Comunque è da dire che la completa eradicazione delle zanzare è un argomento controverso in quanto ci sono pro e contro sul loro ruolo ecologico, specie in zone come l’artico o la tundra o la Siberia[http://www.nature.com/news/2010/100721/full/466432a.html].

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larve di zanzare

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Cristalli di tossina Bt da Bacillus thuringiensis israelensis

Ma la Chimica non è rimasta a guardare ed ha sviluppato anch’essa nuove strategie che non sono stati solo nuovi insetticidi, ma nuove strade.
Per capire queste nuove strade occorre sapere che esistono delle sostanze chimiche che di fatto svolgono il ruolo di messageri sia intraspecifici che interspecifici, ossia che servono a trasmettere informazioni sia tra membri della medesima specie che fra specie diverse, anche molto diverse.
Si tratta dei composti semiochimici. Mentre gli ormoni svolgono il ruolo di messaggeri all’interno di un certo organismo, i semiochimici svolgono questo ruolo fra organismi diversi o della stessa specie (feromoni) o di specie diverse (allelochimici). A loro volta gli allelochimici si dividono in tre gruppi: allomoni, cairomoni e sinomoni.
Gli allomoni sono sostanze chimiche che comunicano segnali favorevoli a chi li emette, permettono di allontanare altre specie a favore dell’emittente. Esempi di allomoni sono l’acido formico delle formiche, le sostanze repellenti secrete dalle cimici a scopo di difesa.
I cairomoni sono sostanze chimiche che comunicano segnali favorevoli a chi li riceve. Ad esempio gli odori presenti sulle uova che richiamano i parassitoidi oofagi.
I sinomoni sono sostanze chimiche che comunicano segnali favorevoli sia all’organismo che li riceve sia a quello che li emana, come ad esempio l’odore emesso dai fiori che attira gli insetti pronubi.

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Sebeok

T. Sebeok

Nota di approfondimento:
T. Sebeok, la semiotica
Tutti gli esseri viventi, sia gli organismi interi sia le parti che li compongono, sono interrelati in un modo altamente organizzato. Quest’ordine, o organizzazione, è garantito dalla comunicazione. La comunicazione o semiosi, pertanto, può essere considerata quella proprietà essenziale della vita che ritarda gli effetti di disorganizzazione legati alla seconda legge della termodinamica.
Nel senso più generale, la semiosi può essere considerata come la trasmissione di una qualsiasi influenza da una determinata parte di un sistema vivente a un’altra, tale da produrre una modificazione.
Ciò che viene trasmesso è un messaggio o un insieme di messaggi.
La formazione dei messaggi costituisce l’oggetto della semiotica, che studia i processi attraverso i quali essi vengono codificati, trasmessi, decodificati e interpretati.

Il discorso potrebbe allargarsi; un chimico famoso, James Lovelock, che inventò uno dei più comuni sensori il rivelatore a cattura di elettroni usato in gascromatografia, inventò anche l’ipotesi Gaia, ossia l’idea che la biosfera sia un sistema integrato, tenuto insieme da innumerevoli meccanismi di retroazione che ne conservano e garantiscono la omeostasi; i messaggi chimici sono parte integrante del sistema.
Vedi anche la conferenza Molecole e parole
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Ma torniamo alle zanzare; quello che ci serve contro le zanzare è solo un opportuno allomone, qualcosa insomma che tenga lontane le zanzare; si tratta dei repellenti.
Ce ne sono sia naturali che sintetici. Vediamone alcuni.

Fra i prodotti naturali due spiccano per la loro efficacia e sono entrambi presenti negli oli essenziali estratti da piante: la citronellale e il p-Mentano-3,8-diolo, anche conosciuto come para-mentano-3,8-diol, PMD, o Mentoglicolo.

citronella

citronella, Cymbopogon

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Citronellale

Il Citronellale o rhodinale o 3,7-dimetiloct-6-en-1-ale (C10H18O) è un monoterpenoide, (ricordate i terpeni che abbiamo incontrato nell’articolo sulle Astaxantine?) il più importante componente dell’olio di  citronella, un distillato della pianta che ha proprietà repellenti. Esso è anche il principale prodotto di distillazione  oltre che delle piante di (Citronella) Cymbopogon, delle foglie di Corymbia Citrodora e del Leptospermum petersonii.  E’ una molecola chirale. Il suo (–)-(S)-enantiomero costituisce fino all’ 80% dell’olio del  Citrus hystrix ed è il composto responsabile del suo aroma caratteristico. L’olio essenziale dell’eucalipto dall’odore di limone (Corymbia Citrodora) non invecchiato è costituito essenzialmente di citronellale (80%) e viene usato in profumeria. Con l’invecchiamento delle foglie della pianta tale sostanza si trasforma in un’altra che è il p-mentano-3,8-diolo (PMD), precedentemente presente solo all’1-2%. Ma tale processo puo’ essere accelerato in modo artificiale in ambiente leggermente acido e il nuovo prodotto prende il nome di  olio essenziale di eucalipto (OLE) o Citrodiol e contiene non meno del 64% di PMD. Questo secondo olio di eucalipto è un potente repellente di insetti.

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Eucalipto dall’odore di limone

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Para-Menthane-3,8-diol

Il p-Mentano-3,8-diolo, chiamato anche  para-mentano-3,8-diolo, PMD, o Mentoglicolo,  contiene 8 possibili isomeri come potete facilmente verificare dalla sua struttura. Tuttavia il PMD puro, sintetico è molto meno efficace dell’olio naturale come repellente degli insetti.
I meccanismi di azione esatti di questi due repellenti non sono conosciuti ed anche la situazione legale del loro uso in USA ed Europa è diversa, tuttavia in letteratura sono presenti vari lavori che ne attestano l’efficacia.
Per quanto riguarda invece i prodotti sintetici abbiamo due principali attori del mercato che sono DEET ed icaridina.
DEET

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N,N-Diethyl-3-methylbenzamide
Il DEET è stato sviluppato dall’esercito americano a seguito delle esperienze di guerra nella giungla durante la 2 guerra mondiale; originariamente testato come insetticida è entrato nell’uso militare nel 1946 e in quello civile nel 1957 ed è stato usato in Vietnam e nel Sud Est asiatico. Esso funziona sulla base del diretto effetto repellente esercitato sulle zanzare. In particolare esso agisce su uno speciale recettore neuronale olfattivo nelle antenne delle zanzare che viene attivato dal DEET e anche da altre molecole come eucaliptolo, linaloolo, e tujone.  Inoltre è stato provato che esso è attivo in assenza di sostanze di tipo cairomonico (che attirano le zanzare) come 1-octen-3-olo, acido lattico, o biossido di carbonio.
(Tsitsanou, K.E. et al. (2011). “Anopheles gambiae odorant binding protein crystal complex with the synthetic repellent DEET: implications for structure-based design of novel mosquito repellents”. Cell Mol Life Sci 69 (2): 283–97. doi:10.1007/s00018-011-0745-z. PMID 21671117.)
Il DEET è anche un solvente e può sciogliere alcuni tipi di plastica e di stoffa sintetica attaccando superfici trattate con vernici sintetiche, come quelle usate per la finitura di strumenti musicali di legno. Disperso nell’ambiente non si bioaccumula ma viene trovato in acqua ed è tossico per alcuni tipi di animali.
L’altra molecola con attività repellente è l’ icaridina.

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Esistono quattro isomeri della icaridina, 1-piperidinecarboxylic acid 2-(2-hydroxyethyl)-1-¬methylpropylester, che ha i nomi commerciali di Bayrepel e Saltidin, con una azione di repellenza su vari insetti. La sua azione di repellenza appare simile a quella del DEET, nel senso che agisce su uno specifico recettore nelle antenne della zanzara con effetti diversi sui vari tipi di zanzara. Il composto è stato sviluppato dalla Bayer e a differenza della DEET, l’icaridina non scioglie la plastica.
Questi quattro prodotti sono lo stato dell’arte nei repellenti per insetti e per zanzare, e si disputano il mercato attuale; è molto probabile che abbiate usato almeno uno di questi prodotti almeno una volta nella vostra vita. Ma la storia non finisce qui e ci fa capire anche l’interesse della nuova scoperta riportata all’ACS.
La nuova molecola, che in realtà è solo una delle migliaia studiate a questo scopo avrebbe un effetto di mascheramento del corpo, renderebbe cioè inutile l’effetto che le sostanze rilasciate dal nostro organismo e che funzionano come cairomoni ossia come attrattori nei confronti delle zanzare possono svolgere e questo sarebbe un bel passo avanti.

metilpiperazina

1-metil piperazina

Si tratta della 1-metilpiperazina. Nel suo intervento all’ACS Bernier ha raccontato altri aspetti interessanti della storia che ci lega alle zanzare.
Il ministero dell’Agricoltura USA ha uno speciale centro di ricerca dedicato alla lotta contro  mosche e zanzare a Gainesville (in Florida) ed in tale centro l’attività delle zanzare femmmina viene studiata con grande attenzione. Le femmine di zanzara che sono in cerca delle proteine necessarie a produrre uova fertili sono in grado di odorare le persone fino a decine di metri di distanza e per fare ciò sono in grado di sentire alcune almeno delle sostanze che la pelle umana e i batteri ivi residenti rilasciano, alcune delle quali sono molto attraenti per loro.
L’odore di una persona è fatto di centinaia di composti, alcuni prodotti atraverso il sudore ed altri prodotti dai batteri. Per identificare quali di questi sono attraenti per le zanzare, Bernier e collaboratori usano una speciale gabbia, divisa in due parti da uno schermo; essi spruzzano varie sostanze in una delle due sezioni e documentano quali attraggano le zanzare verso lo schermo.

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Con alcuni composti come l’acido lattico

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acido lattico

che è un comune componente del sudore umano il 90% delle zanzare viene attratta verso lo schermo, mentre con altri le zanzare non si muovono affatto o sembrano confuse. “Se si mette la mano in una di queste gabbie dove abbiamo messo l’inibitore praticamente tutte le zanzare rimangono sul lato lontano e non si rendono nemmeno conto che abbiamo messo una mano dentro la gabbia.” dice Bernier.” Noi chiamiamo anosmia o iposmia la incapacità o la ridotta capacità  di avvertire gli odori”
Un gruppo di composti chimici, inclusa la 1-metil-piperazina, blocca l’odorato delle zanzare. Questo può aiutare a spiegare perché le zanzare attacchino certe persone e non altre. Molte di queste sostanze hanno una struttura e delle proprietà tali da poter essere  già trovate in decine di prodotti e da poter essere aggiunte a cosmetici, lozioni, tessuti come repellenti delle zanzare.
Sembra proprio che la lotta contro le femmine di zanzara in cerca di proteine per le loro uova non sia affatto finita; ne sentiremo ancora delle belle! Che differenza col DDT! Ma soprattutto questa storia dei semiochimici è veramente affascinante, e spero ne riparleremo.

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Per saperne di più:
IUBMB Life, 59(3): 151 – 162, March 2007 Critical Review
DDT, Pyrethrins, Pyrethroids and Insect Sodium Channels
T. G. E. Davies1, L. M. Field1, P. N. R. Usherwood2 and M. S. Williamson1

http://www.in.pi.cnr.it/materiale_didattico.htm del collega del CNR Tommaso Pizzorusso contiene una bellissima descrizione del funzionamento elettrochimico del sistema nervoso.

http://media.accademiaxl.it/pubblicazioni/malaria/pagine/cap4_1.htm sulla storia dell’uso del DDT in Italia.

POP Stockholm Convention Annex B sul fatto che il DDT si possa ancora usare come antimalarico ma NON come insetticida generico.

Consigli pratici su: http://medicinadeiviaggi.blogspot.it/2011/07/i-repellenti-cutanei-per-la-prevenzione.html

Materiale da wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/DDT#Mechanism_of_insecticide_action
http://it.wikipedia.org/wiki/Malaria#Storia_della_malaria
http://it.wikipedia.org/wiki/Dietiltoluamide
http://it.wikipedia.org/wiki/Icaridina
http://medicinadeiviaggi.blogspot.it/2011/07/i-repellenti-cutanei-per-la-prevenzione.html
http://en.wikipedia.org/wiki/P-Menthane-3,8-diol#cite_note-2
http://en.wikipedia.org/wiki/Citronellal
http://it.wikipedia.org/wiki/Eucalyptus_citriodora
http://it.wikipedia.org/wiki/Cymbopogon