I numeri sono sorprendenti. Secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, circa 1.8 milioni di bambini in più negli Stati Uniti sono stati diagnosticati con disabilità dello sviluppo tra 2006 e 2008 rispetto a un decennio prima. Durante questo periodo, la prevalenza dell'autismo è salita quasi del 300 percento, mentre quella del disordine da deficit di attenzione e iperattività è aumentata del 33 percento. Le cifre del CDC lo dimostrano anche 10 per cento 15 di tutti i bambini nati negli Stati Uniti hanno un qualche tipo di disturbo dello sviluppo neurobehavorial. Ancora di più sono affetti da disturbi neurologici che non raggiungono il livello di diagnosi clinica.
E non sono solo gli Stati Uniti. Tali menomazioni colpiscono milioni di bambini in tutto il mondo. I numeri sono così grandi che Philippe Grandjean dell'Università della Danimarca meridionale e la Harvard TH Chan School of Public Health e Philip Landrigan della Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York - sia medici che importanti ricercatori in questo campo - descrivono la situazione come una "pandemia".
Mentre una diagnosi precoce e più assidua rappresenta parte dell'aumento documentato, non spiega tutto, afferma Irva Hertz-Piccioto, professore di salute ambientale e occupazionale e capo dell'Università della California, Davis, MIND Institute. Il Grandjean e il Landrigan attribuiscono i fattori genetici per il 30 al 40 percento dei casi. Ma un corpus significativo e crescente di ricerche suggerisce che l'esposizione agli inquinanti ambientali è implicata nel preoccupante aumento dei disturbi neurologici dei bambini.
Cosa sta succedendo esattamente? E cosa possiamo fare al riguardo?
Prodotti chimici e cervello
Alcuni prodotti chimici - portare, mercurio e i pesticidi organofosfati, per esempio - sono stati a lungo riconosciuti come sostanze tossiche che possono avere effetti duraturi sulla salute neurologica dei bambini, afferma Bruce Lanphear, professore di scienze della salute alla Simon Fraser University. Mentre la vernice al piombo è ora vietata negli Stati Uniti, è ancora presente in molte case e rimane in uso in altre parti del mondo. I bambini possono anche essere esposti al piombo da vernici, coloranti e metalli usati nei giocattoli, anche se questi usi sono proibiti dalla legge degli Stati Uniti (ricorda Thomas the Tank Engine) e attraverso il suolo contaminato o altre esposizioni ambientali, nonché da plastica in cui il piombo viene utilizzato come ammorbidente. mercurio le fonti di esposizione comprendono alcuni pesci, l'inquinamento atmosferico e vecchi termometri e termostati contenenti mercurio. Sebbene siano stati fatti molti sforzi per ridurre ed eliminare queste esposizioni, le preoccupazioni continuano, soprattutto perché ora riconosciamo che possono verificarsi effetti negativi a livelli eccezionalmente bassi.
Ma ora gli scienziati stanno anche scoprendo che i composti chimici comuni nell'aria esterna - compresi i componenti dello scarico del veicolo e del particolato fine - nonché nell'aria interna e nei prodotti di consumo possono anche influenzare negativamente lo sviluppo del cervello, anche prenatalmente.
I prodotti chimici in ritardanti di fiamma, materie plastiche e cura della persona e altri prodotti per la casa fanno parte di quegli elenchi Lanphear come obiettivi preoccupanti per i loro effetti di sviluppo neurologico.
Linda Birnbaum, direttrice del National Institute of Environmental Health Sciences e National Toxicology Program, sospetta sempre più di avere effetti neurologici. Tra i prodotti chimici attualmente in fase di esame per gli impatti neurologici che si verificano all'inizio della vita ci sono ritardanti di fiamma noti come PBDE che sono stati ampiamente utilizzati in schiume da tappezzeria, elettronica e altri prodotti; ftalati, ampiamente usati come plastificanti e in fragranze sintetiche; l'ingrediente di plastica in policarbonato bisfenolo A, noto comunemente come BPA; composti perfluorurati, le cui applicazioni includono rivestimenti resistenti alle macchie, all'acqua e al grasso; e vari pesticidi.
Coreografia precisa
Come spiegano Grandjean e Landrigan, il feto non è ben protetto dalle sostanze chimiche ambientali che possono facilmente passare attraverso la placenta. Ci sono prove da studi in vitro, dicono, che le cellule staminali neurali sono molto sensibili ai neurotossici Negli ultimi anni da 30 a 40, gli scienziati hanno iniziato a riconoscere che bambini e neonati sono molto più vulnerabili alle esposizioni chimiche rispetto alle sostanze adulte. Anche il cervello di un bambino è vulnerabile a tali contaminanti. Nelle prime fasi dello sviluppo - prenatalmente e durante l'infanzia - le cellule cerebrali vengono facilmente danneggiate da sostanze chimiche industriali e altri neurotossici. Tali interferenze possono influenzare il modo in cui il cervello sviluppa strutturalmente e funzionalmente - effetti che portano a risultati avversi duraturi.
"Il cervello è estremamente sensibile alla stimolazione esterna", afferma Grandjean.
Storicamente, la neurotossicità chimica è stata esaminata negli adulti, spesso attraverso casi di alti livelli di esposizione professionale. Negli ultimi anni da 30 a 40, tuttavia, gli scienziati hanno iniziato a riconoscere che i bambini e i neonati sono molto più vulnerabili alle esposizioni chimiche rispetto agli adulti. È stato anche scoperto che livelli molto bassi di esposizione nelle prime fasi della vita possono avere effetti profondi e duraturi.
Un'altra importante scoperta è che capire come un neonato o un bambino sia influenzato da un'esposizione chimica implica molto più che semplicemente calcolare i potenziali effetti su una persona fisicamente più piccola. Devono essere considerati anche lo stadio di sviluppo e i tempi di esposizione. Le prime fasi dello sviluppo del cervello comportano "una coreografia molto precisa", spiega Frederica Perera, professore di Scienze della salute ambientale presso la Mailman School of Public Health della Columbia University. "Qualsiasi sostanza chimica che può interrompere la chimica del [cervello] in questa fase può essere molto dannosa", afferma.
Ad esempio, spiega Deborah Kurrasch, un professore assistente presso la Cumming School of Medicine dell'Università di Calgary, specializzato nella ricerca neurologica, durante le prime fasi dello sviluppo del cervello - quando le cellule stanno diventando neuroni - "il tempismo determina la destinazione".
I risultati dell'ultimo studio di Kurrasch che studia gli effetti dello sviluppo neurologico del BPA illustrano cosa intende dire. In un studio pubblicato a gennaio 2015, Kurrasch e colleghi hanno esaminato gli effetti sul neurosviluppo del BPA e un sostituto comune del BPA, il bisfenolo S. In particolare, hanno studiato in che modo l'esposizione a BPA e BPS - a livelli comparabili a quelli presenti nella fornitura locale di acqua potabile della sua comunità - potrebbe influenzare lo sviluppo dei neuroni in pesce zebra in uno stadio paragonabile al secondo trimestre della gravidanza umana, quando i neuroni si formano e si spostano nella posizione corretta nel cervello.
Molte delle sostanze chimiche sotto esame per i loro effetti sullo sviluppo del cervello sembrano agire interferendo con la funzione degli ormoni essenziali per lo sviluppo del cervello sano. "È come se stessero salendo su un autobus dove devono essere", dice Kurrasch. Dopo l'esposizione a BPA e BPS era come se, spiega Kurrasch, "il doppio dei neuroni salisse su un bus precoce e la metà di quelli su un bus ritardato". I ricercatori hanno scoperto che queste esposizioni sembravano alterare lo sviluppo del nervo - neurogenesi - in un modo che ha reso i pesci iperattivi. Una tale alterazione, prodotta in questo caso da un "pochissimo BPA", può causare effetti permanenti, afferma Kurrasch.
Molte delle sostanze chimiche sotto esame per i loro effetti sullo sviluppo del cervello - BPA, ftalati, composti perfluorurati, ritardanti di fiamma bromurati e vari pesticidi tra loro - sembrano agire interferendo con la funzione degli ormoni essenziali per lo sviluppo del cervello sano. Tra questi ci sono gli ormoni tiroidei, che regolano la parte del cervello coinvolta in una varietà di funzioni vitali, tra cui riproduzione, sonno, sete, alimentazione e pubertà.
Durante il primo trimestre di gravidanza, il feto non produce il proprio ormone tiroideo, afferma Thomas Zoeller, direttore del Laboratory of Molecular, Cellular and Developmental Endocrinology presso l'Università del Massachusetts Amherst. Se un'esposizione ambientale a una sostanza come un bifenile o perclorato policlorurato interferisce con gli ormoni tiroidei della madre in questo periodo - come potrebbe accadere attraverso l'inquinamento dell'acqua, ad esempio - che potrebbe a sua volta influenzare il bambino in una fase critica dello sviluppo del cervello.
Un'altra cosa da considerare nel contesto delle esposizioni chimiche che alterano il sistema endocrino, afferma Zoeller, è che una parte sostanziale delle donne in età fertile negli Stati Uniti ha una carenza di iodio che potrebbe sopprimere i loro ormoni tiroidei. Sebbene queste carenze possano non indurre effetti clinicamente avversi, possono essere sufficienti a compromettere il neurosviluppo fetale. "Gli impatti possono verificarsi a livelli molto al di sotto degli standard di sicurezza", afferma Zoeller. E ci sono molte sostanze chimiche a cui tali donne possono essere esposte nell'ambiente con il potenziale di influenzare gli ormoni tiroidei, tra cui PBDE, PCB, BPA, vari pesticidi, composti perfluorurati e alcuni ftalati.
Qualcosa in the Air
Uno in particolare per quanto riguarda la fonte di esposizione a sostanze chimiche sospettate di danneggiare lo sviluppo del cervello dei bambini è l'inquinamento atmosferico, che è una complessa miscela di varie sostanze chimiche e particolato.
La ricerca suggerisce sempre più che i contaminanti presenti nell'aria possono avere effetti sottili ma significativi sullo sviluppo e sul comportamento neurologici precoci. Perera e colleghi hanno recentemente studiato i collegamenti tra l'esposizione agli idrocarburi policiclici aromatici, una componente dell'inquinamento atmosferico legata ai combustibili fossili, e incidenza di ADHD nei bambini di 9. Il loro studio ha scoperto che le madri che erano esposte a livelli elevati di PAH durante la gravidanza avevano una probabilità cinque volte maggiore di avere figli con ADHD e di avere bambini con sintomi di ADHD più gravi rispetto a quelli che non avevano tale esposizione. Mentre questo studio è il primo a stabilire una simile connessione, si unisce a un corpus crescente di ricerche che indicano collegamenti tra inquinanti atmosferici all'aperto, compresi gli IPA, e impatti negativi sulla salute e sullo sviluppo del cervello dei bambini.
Osservare gli effetti dell'inquinamento atmosferico sulla salute del cervello è relativamente nuovo, spiega Kimberly Grey, amministratore di scienze della salute presso il National Institutes of Health. La ricerca suggerisce sempre più che i contaminanti presenti nell'aria possono avere effetti sottili ma significativi sullo sviluppo e sul comportamento neurologici precoci, afferma. Oltre ai collegamenti tra esposizione prenatale alla PAH e funzionalità cerebrale compromessa, i ricercatori stanno anche studiando potenziali connessioni tra carbonio nero, composti organici volatili e particolato fine - tra gli altri componenti dell'inquinamento atmosferico - e menomazioni come l'autismo e il QI abbassato.
In un studio pubblicato a dicembre 2014, Marc Weisskopf, Professore associato di epidemiologia ambientale e occupazionale della Harvard TH Chan School of Public Health, e colleghi hanno esaminato i bambini le cui madri erano esposte a livelli elevati di particolato fine (PM2.5, particelle 2.5 micron di diametro o inferiore), in particolare durante il terzo trimestre di gravidanza. Lo studio, che ha coinvolto più di 1,000 partecipanti che vivono in tutti gli Stati Uniti, ha scoperto che questi bambini sembravano avere il doppio delle probabilità di essere diagnosticati con autismo rispetto ai bambini le cui madri avevano solo bassi livelli di tali esposizioni. L'esposizione a particelle più grandi - tra 2.5 e 10 micron (ciò che è noto come PM10) - non sembra essere associata ad un aumento del rischio di autismo.
Una delle recenti inquietanti realizzazioni sull'esposizione ambientale ai neurotossici sullo sviluppo è quanto sia diffusa l'esposizione e l'ubiquità di tali composti. "Questo è molto importante dal punto di vista epidemiologico" perché "pone i riflettori sull'esposizione della madre" dice Weisskopf. Sottolinea inoltre l'importanza della tempistica e degli effetti sullo sviluppo neurologico. Sebbene molti altri fattori possano contribuire all'autismo, spiega Weisskopf, questo studio rafforza il suggerimento che le esposizioni ambientali possono svolgere un ruolo. Il fatto che appaiano le particelle molto piccole associate a questi effetti si aggiunge a ciò che altre ricerche stanno scoprendo: ciò che potrebbe sembrare quantitativamente piccolo può "essere abbastanza importante" quando si tratta di influenzare lo sviluppo del cervello, spiega Weisskopf.
Esposizione diffusa
Come sottolinea Grandjean e Landrigan, una delle recenti inquietanti realizzazioni relative all'esposizione ambientale ai neurotossici dello sviluppo è quanto sia diffusa l'esposizione e l'ubiquità di tali composti. "Altri prodotti chimici neurotossici stanno entrando nei prodotti", afferma Landrigan.
Gli ftalati, che vengono utilizzati come plastificanti, anche nelle plastiche polivinilcloruro, e nelle fragranze sintetiche e in numerosi prodotti per la cura della persona, comprendono una categoria di sostanze chimiche ampiamente utilizzate che sembrano avere effetti negativi sullo sviluppo del cervello. I ricercatori della Mailman School of Public Health della Columbia University hanno recentemente scoperto che i bambini esposti prenatalmente a livelli elevati di alcuni ftalati avevano punteggi del QI che erano, in media, tra i punti 6 e 8 inferiori rispetto ai bambini con esposizioni prenatali inferiori. Anche i bambini con punteggi QI ridotti sembravano avere problemi con la memoria di lavoro, il ragionamento percettivo e la velocità di elaborazione delle informazioni.
"Praticamente tutti negli Stati Uniti sono esposti." - Robin Whyatt Gli ftalati esaminati in questo studio, noti come DnBP e DiBP, sono utilizzati in numerosi prodotti domestici, tra cui articoli da toeletta e cosmetici, tra cui shampoo, smalto per unghie, rossetto, prodotti per acconciature e sapone, nonché tessuti in vinile e fogli per asciugare. I livelli di esposizione associati a un QI ridotto nello studio rientrano nell'intervallo che il CDC riporta di aver trovato nel suo Indagine nazionale sulla salute e la valutazione degli esami nutrizionali, una valutazione di biomonitoraggio in corso a livello nazionale delle esposizioni chimiche. "Praticamente tutti negli Stati Uniti sono esposti", afferma il coautore dello studio Robin Whyatt, professore di scienze della salute ambientale presso il Columbia University Medical Center.
Mentre tale calo del QI può sembrare piccolo, Pam Factor-Litvak, autore principale dello studio e professore associato di epidemiologia presso la Mailman School, osserva che a livello di popolazione - o di classe - ciò significa un minor numero di bambini nella fascia alta della scala dell'intelligence e più nella parte meno capace. "L'intera curva si sposta verso il basso", spiega.
"Cinque o sei punti QI potrebbero non sembrare molto, ma significa che un numero maggiore di bambini richiede programmi educativi speciali e un minor numero di doni", afferma Maureen Swanson, direttore del Progetto per bambini sani dell'Associazione per le disabilità dell'apprendimento dell'America. "Il potenziale impatto economico è enorme", afferma Birnbaum del NIEHS.
Il fattore di stress
Ciò che provoca disturbi neurologici nei bambini è "molto complesso", osserva Frederica Perera. In aggiunta alla sfida di districare i vari fattori che contribuiscono è che mentre la ricerca e la regolamentazione delle sostanze chimiche in genere guarda a una sostanza alla volta, le persone sono contemporaneamente esposte a più sostanze chimiche. Ulteriore aggiunta a questa complessità quando si tratta di sviluppo del cervello sono gli stress sociali che "agiscono nella stessa parte della regione del cervello", spiega la professoressa di medicina ambientale Deborah Cory-Slechta dell'Università di Rochester. Lei e altri stanno trovando prove crescenti di questo stress non chimici come il disagio materno, domestico e comunitario può provocare effetti negativi sullo sviluppo precoce del cervello, da soli o in combinazione con sostanze chimiche neurotossiche.
Birnbaum afferma che questa apparente interazione tra agenti chimici e fattori di stress non chimici è "molto preoccupante e molto importante".
Studi epidemiologici, Spiega Cory-Slechta, in genere corretto per quelli che sono chiamati fattori confondenti - altre condizioni che potrebbero influenzare la condizione misurata. Molti studi, afferma, "chiaramente non stanno modellando ciò che sta accadendo nell'ambiente umano". Ciò che lei e i suoi colleghi sperano di fare è "riprodurre negli studi sugli animali ciò che accade nelle comunità umane", in particolare nelle comunità più vulnerabili a fattori di stress sociali avversi e più esposti a contaminanti chimici, tra cui piombo, pesticidi e inquinamento atmosferico.
Il piombo e lo stress colpiscono la stessa parte del cervello, dice, e quindi possono agire sinergicamente molto presto nella vita per produrre cambiamenti permanenti nella struttura del cervello. Questi cambiamenti possono comportare un QI ridotto, problemi di apprendimento e comportamentali. Supponendo che vogliamo smettere di danneggiare il cervello dei nostri figli, come procediamo?
Il laboratorio di Cory-Slechta sta ora lavorando per replicare le condizioni di stress e privazione cronica nei modelli animali che rispecchierebbero quelli vissuti dalle comunità di povertà. L'obiettivo è capire meglio come questi effetti attraversano la placenta e diventano la base fetale dei disturbi della vita. Lei e i suoi colleghi stanno studiando, non solo le associazioni tra esposizioni e sviluppo neurologico, ma anche i meccanismi con cui si verificano gli effetti.
Cosa fare?
Supponendo che vogliamo smettere di danneggiare il cervello dei nostri figli, come procediamo?
Un passo importante è migliorare la nostra capacità di determinare quali sostanze chimiche hanno effetti sullo sviluppo neurologico. Un sistema di screening rapido sarebbe l'ideale, afferma Birnbaum, perché ci sono così tanti prodotti chimici - compresi quelli di nuova invenzione - a cui le persone sono esposte. Mentre un tale programma per testare rapidamente un gran numero di sostanze chimiche usando la robotica è stato lanciato da NIH, EPA e altre agenzie federali, ci sono decine di migliaia che potrebbero essere in uso, la maggior parte delle quali non è stata completamente testata per questi effetti.
Quando si tratta di ridurre le esposizioni esistenti, alcune sostanze chimiche possono essere evitate attraverso la scelta dei consumatori. Ma è spesso difficile, dato che molte di queste sostanze sono usate - come il BPA sulle ricevute - in prodotti che non portano etichette degli ingredienti. Altri, inclusi gli inquinanti atmosferici, sono molto più difficili a causa della loro ubiquità o della mancanza di alternative disponibili. E, come osserva Maureen Swanson, tali scelte non sono necessariamente fattibili per le persone a tutti i livelli economici, il che solleva questioni di giustizia ambientale.
Grandjean e Landrigan sottolineano che il Sistema statunitense di regolamentazione chimica, che è privo di requisiti per i test di tossicità completa sul mercato, non fa un ottimo lavoro quando si tratta di sicurezza chimica proattiva. "I prodotti chimici non testati non devono essere considerati sicuri per lo sviluppo del cervello e pertanto i prodotti chimici nell'uso esistente e tutti i nuovi prodotti chimici devono essere testati per la neurotossicità dello sviluppo", hanno scritto in un articolo pubblicato su The Lancet.
Mentre alcune fonti di neurotossicità potrebbero sembrare essere state adeguatamente affrontate, non lo sono state. Ad esempio, sono stati compiuti notevoli progressi nel ridurre l'esposizione al piombo attraverso la politica e l'educazione alla salute pubblica negli Stati Uniti e altrove. Tuttavia, la comprensione attuale è che praticamente qualsiasi quantità di esposizione al piombo può causare danni e le esposizioni dannose continuano, soprattutto nei paesi in cui vengono ancora utilizzate vernici al piombo e benzina. E negli Stati Uniti, il finanziamento del CDC per i programmi di prevenzione del piombo era ridotto drasticamente in 2012.
Quando si tratta di proteggere il cervello in via di sviluppo squisitamente sensibile, le misure attualmente utilizzate per valutare il rischio chimico e stabilire standard di sicurezza non sono sufficienti, afferma Cory-Slechta. Nel frattempo, i bambini di tutto il mondo - soprattutto nei paesi meno abbienti - continuano ad essere esposti a pericolosi neurotossici rilasciati nelle emissioni industriali, dai siti di scarto e attraverso il lavoro minorile. Gli esempi abbondano e includono esposizioni a sostanze chimiche rilasciate nel riciclaggio di elettronica in varie località dell'Asia e dell'Africa, a condurre e mercurio dall'attività mineraria, ai pesticidi agricoli, ai prodotti contaminati da metalli pesanti, compresi alimenti e caramella.
Quando si tratta di proteggere il cervello in via di sviluppo squisitamente sensibile, le misure attualmente utilizzate per valutare il rischio chimico e stabilire standard di sicurezza non sono sufficienti, afferma Cory-Slechta. "Dovrebbe riguardare la prevenzione primaria, ma non lo è", afferma.
In assenza di ciò che molti sostenitori della salute ambientale ritengono sia adeguata la regolamentazione federale statunitense in materia di sostanze chimiche, molti singoli stati degli Stati Uniti hanno recentemente ha approvato le proprie leggi per proteggere i bambini da esposizioni chimiche dannose. Molti riguardano sostanze chimiche con effetti neurotossici, in particolare quelli di metalli pesanti come cadmio, piombo e mercurio. E anche se alcuni stati stanno cominciando a includere il linguaggio nella loro legislazione per proteggere le donne in gravidanza da rischi chimici, questa tempistica di esposizione viene lasciata in gran parte non indirizzata.
Mentre ora sappiamo molto sui neurotossici per lo sviluppo, sembrano esserci più esposizioni che mai. E sembra esserci un ampio consenso tra i ricercatori sul fatto che queste esposizioni stanno mettendo a dura prova i bambini del mondo.
"Per me è molto chiaro che dobbiamo istituire un sistema diverso per proteggere meglio il cervello del futuro", afferma Grandjean.
Questo articolo è originariamente apparso su Ensia
L'autore
Elizabeth Grossman è un'autrice e giornalista Elizabeth Grossman è una giornalista indipendente e scrittrice specializzata in questioni ambientali e scientifiche. Lei è l'autore di Inseguendo molecole, Trash High Tech, Watershed e altri libri. Il suo lavoro è apparso anche in una varietà di pubblicazioni, tra cui Scientific American, Yale e360, , il Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, La nazione, ed Mother Jones.
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