Illustrazione dell'aeronautica statunitense da parte dell'anziano Airman Debbie Lockhart

Il padre fondatore della tossicologia, Paracelso, è famoso per proclamare che "la dose rende il veleno"Questa frase rappresenta un pilastro della tossicologia tradizionale: in sostanza, le sostanze chimiche sono dannose solo a dosi sufficientemente elevate.

Ma crescente evidenza suggerisce che anche bassi livelli di "Sostanze chimiche dannose per il sistema endocrino" può interferire con i segnali ormonali nel corpo in modi potenzialmente dannosi.

I test di tossicità standard non sempre rilevano gli effetti che le sostanze chimiche possono avere a livelli più bassi. E, anche quando i dati suggeriscono tali effetti, gli scienziati e i responsabili delle politiche non possono agire su queste informazioni in modo tempestivo.

Riconoscendo queste sfide, l'Environmental Protection Agency (EPA) degli Stati Uniti ha chiesto a un comitato di scienziati di studiare la questione in dettaglio. Come possiamo identificare meglio se le sostanze chimiche hanno effetti a basse dosi? E come possiamo agire su queste informazioni per proteggere la salute pubblica?

Dopo diversi anni di lavoro, la relazione della commissione è stato rilasciato dalla National Academy of Sciences nel mese di luglio. Questo rapporto storico fornisce all'EPA una strategia per identificare e analizzare i dati sugli effetti sulla salute a basse dosi, nonché due esempi di casi studio. Si tratta di un invito all'azione basato sull'evidenza, e gli scienziati e i responsabili delle politiche dovrebbero prendere atto.

Casi di studio

Che cosa è esattamente una "dose bassa"? Il comitato ha definito questo come "esposizione esterna o interna che cade con l'intervallo stimato che si verifica negli esseri umani". Questo copre qualsiasi livello di esposizione chimica che incontreremmo nella nostra vita quotidiana.

Gli effetti sulla salute avversi, come definiti dal comitato, possono includere qualsiasi cambiamento biologico che comprometta la capacità funzionale o l'abilità di una persona di gestire lo stress, o la rende più suscettibile alle altre esposizioni.

Per aiutare l'EPA a identificare meglio se le sostanze chimiche possono avere effetti negativi a basse dosi, il comitato ha sviluppato una strategia in tre parti. In primo luogo, raccogliere attivamente un'ampia gamma di dati con la partecipazione delle parti interessate e del pubblico. Quindi, analizzare e integrare le prove disponibili in modo sistematico. Infine, agisci su queste prove per migliorare le valutazioni del rischio e i test di tossicità.

Per mettere in pratica questa strategia, la commissione ha condotto a revisione sistematica di due sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino. Ciò ha comportato la valutazione dei dati pertinenti da umani, animali e cell-based studi di laboratorio. Ognuno di questi approcci ha diversi punti di forza e di debolezza, quindi esaminare insieme le prove offre intuizioni che un singolo approccio non potrebbe fornire.

Il primo caso studio esaminato ftalati, prodotti chimici che aumentano la flessibilità di prodotti in plastica come tende da doccia e confezioni di alimenti.

Il comitato ha riscontrato che dietil-esil ftalato e altri ftalati selezionati sono associati a cambiamenti negli organi riproduttivi e salute ormonale. Nel complesso, i dati sono stati abbastanza forti da classificare il dietil-esilftalato come "presunto rischio riproduttivo" nell'uomo.

Il secondo caso di studio si è concentrato su etere di difenile polibromurato, ritardanti di fiamma utilizzati per oltre 30 anni. Anche se ora vengono eliminati, queste sostanze chimiche rimangono una preoccupazione per gli esseri umani. Sono ancora presenti nei prodotti più vecchi e possono persistere nell'ambiente per molti anni.

Sulla base dei dati che mostrano l'impatto di queste sostanze sull'apprendimento e sul QI, il gruppo di esperti ha concluso che l'esposizione allo sviluppo è "presumibilmente un pericolo per l'intelligenza negli esseri umani".

Barriere per gli scienziati

Durante la sua revisione, il comitato ha riscontrato una serie di ostacoli che potrebbero impedire indagini simili su sostanze chimiche specifiche.

In primo luogo, quando si esaminano le prove, è importante valutare eventuali errori sistematici, noti anche come pregiudizi - che potrebbe aver portato a risultati errati. Questi errori possono derivare da difetti di progettazione dello studio, come ad esempio il fallimento di correttamente accecare i ricercatori durante l'analisi.

Alcune riviste hanno linee guida rigorose per riportare dettagli relativi a pregiudizi, ma molti non lo fanno. Migliore aderenza a linee guida per la segnalazione migliorerebbe la capacità degli scienziati di valutare la qualità delle prove.

In secondo luogo, la commissione ha notato una discrepanza tra il concetto di dosi utilizzate negli studi sull'uomo e sugli animali. Ciò ha reso difficile il confronto dei dati da diverse fonti.

Ad esempio, la maggior parte dei tossicologi riferisce semplicemente la dose che hanno consegnato agli animali. Ma parte di quella dose somministrata potrebbe non essere effettivamente assorbita. L'attuale dose interna di sostanze chimiche che circolano nel corpo e causano danni possono differire dalla quantità che era amministrato.

Al contrario, gli epidemiologi di solito pensano alla dose come al livello di chimica di loro rilevare nel corpoma potrebbero non sapere quanta parte della sostanza chimica a cui un individuo è stato effettivamente esposto.

Tecniche di modellizzazione biologica può aiutare gli scienziati a tracciare la connessione tra le dosi somministrate e quelle interne e confrontare più strettamente i risultati degli studi sugli animali e sull'uomo.

Infine, molti studi di tossicologia si concentrano solo su una singola sostanza chimica. Questo è un modo prezioso per identificare come una sostanza chimica influisce sul corpo. Tuttavia, dato che siamo tutti esposti a miscele chimiche, queste procedure potrebbero essere di uso limitato nel mondo reale.

Il comitato ha suggerito che i tossicologi incorporano miscele reali nei loro studi, per fornire informazioni più pertinenti sul rischio per la salute umana.

L'immagine più grande

Questo rapporto dimostra le sfide che affrontano il campo della tossicologia e della salute ambientale: quanto possono le tecniche di laboratorio esistenti ed emergenti prevedere gli esiti avversi negli esseri umani?

Gli esperimenti sugli animali tradizionali di solito usano alte dosi, che non riflettono necessariamente il mondo reale. Questi studi possono essere un primo passo importante nell'identificazione dei rischi per la salute, ma non possono prevedere con precisione come o con quali livelli le sostanze chimiche influenzano gli esseri umani. Il comitato ha osservato che dosi più rilevanti e modelli migliori potrebbero aiutare a mitigare questo problema.

Emerging test ad alto rendimento le tecniche usano metodi basati su celle per rilevare come una sostanza chimica cambia le attività molecolari o cellulari specifiche. Questi nuovi metodi sono sempre più utilizzati nei test tossicologici. Hanno il potenziale per identificare rapidamente le sostanze chimiche dannose, ma devono ancora essere pienamente accettate dalla comunità scientifica.

Per questi due casi studio, il comitato ha notato che i test ad alto throughput non erano particolarmente utili nel trarre conclusioni sugli effetti sulla salute. Molti di questi studi sono strettamente focalizzati - osservando, per esempio, solo una singola via di segnalazione, senza indicare l'influenza complessiva di una sostanza chimica su un organismo. Ciononostante, questi metodi potrebbero essere usati per dare la priorità alle sostanze chimiche per ulteriori test approfonditi, poiché l'attività in un percorso può predire la capacità di una sostanza chimica di causare danni.

Nonostante le imperfezioni dei nostri metodi di test, esistono già ampie prove sugli effetti a basse dosi di molte sostanze chimiche. L'EPA dovrebbe implementare questa nuova strategia per identificare e agire in modo efficiente su sostanze chimiche problematiche che interferiscono con il sistema endocrino. Solo attraverso sforzi così forti e basati sulla scienza possiamo prevenire gli effetti negativi delle esposizioni chimiche e permettere a tutti di vivere le vite sane che meritano.

Circa l'autore

Rachel Shaffer, dottoranda, tossicologia ambientale, Università di Washington

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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