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SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN MEDICINA DEL LAVORO II

Direttore: Prof. Nicola Sannolo

TESI DI SPECIALIZZAZIONE SPERIMENTALE

STUDIO DELL’INTERAZIONE GENETICO-AMBIENTALE NEI PAZIENTI CAMPANI

AFFETTI DA SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA: IL RUOLO DELL’ATTIVITA’

LAVORATIVA E DELL’ESPOSIZIONE A METALLI PESANTI

Relatore: Candidato:

Ch.mo Prof. Dr.Elpidio Maria Garzillo

Nicola Sannolo Matr. 508/010

Correlatore:

Ch.mo Prof.

Maria Rosaria Monsurrò

ANNO ACCADEMICO

2009-2010

Tesi Sperimentale di Specializzazione Esposizione Professionale a Metalli Pesanti e Sclerosi Laterale Amiotrofica

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Indice

1. Abstract…………………………………………………………....... pag. 2

2. Introduzione

2.1. La Sclerosi Laterale Amiotrofica……………………... pag. 4

2.2. I Metalli Pesanti ed i loro effetti neurotossici……... pag. 14

3. Materiale e metodi

3.1. Descrizione della popolazione esaminata…………. pag. 36

3.2. Anamnesi lavorativa…......……………………………. pag. 37

3.3 Metodica analitica……………………………….………. pag. 37

3.3.1 Spettroscopia di assorbimento atomico……..…… pag. 37

3.3.2 Reattivi e strumentazione………………………..….. pag. 39

3.3.3 Analisi quantitativa………………......................... pag. 39

3.3.4 Prelievo e trattamento dei campioni ematici…….. pag. 41

4. Risultati……………………………………………………………… Pag. 42

4.1 Attività lavorativa…………………………….………….. pag. 42

4.2 Sede di residenza……………………………………….… pag. 45

4.3 Abitudini voluttuarie ……………………………..…..... pag. 45

4.4 Dosaggio ematico dei metalli pesanti….…….…..….. pag. 48

5. Discussione…………………………………………………………. pag. 50

6. Bibliografia…………….…………………………………….……… pag. 61

7. Allegato 1…………………………….………………………….…… pag. 68


3

1. Abstract

La Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) è una patologia determinata

dalla degenerazione dei neuroni di moto a livello corticale, tronco-

encefalico e spinale, con la susseguente comparsa di una serie di

segni e sintomi caratterizzati da deficit progressivo della capacità

motoria; solo il 5-10% dei casi riconosce una trasmissione ereditaria

mendeliana, mentre il 90% è costituito dal tipo sporadico, ad esordio

tardivo con etiologia poligenica e multifattoriale.

Dati di letteratura recenti evidenziano, nel determinismo della SLA,

uno stretto legame tra fattori ambientali, quali esposizione a sostanze

chimiche (idrocarburi, pesticidi, solventi, n-esano e suoi metaboliti,

metalli pesanti, fumo di sigaretta, farmaci), risposte cellulari (stress

ossidativi e nitrosilanti, glicosilazioni, meccanismi infiammatori che

determinano un perdurare nel tempo di alti livelli di

neurotrasmettitori eccitatori, etc.) e suscettibilità geneticamente

determinata.

Per quanto attiene ai metalli pesanti nell'etiopatogenesi della SLA, in

letteratura si ritrova interesse soprattutto per il Manganese, il Ferro,

l'Alluminio, il Piombo ed altri metalli di transizione con attività redox,

che sono presenti in numerosi processi biologici come cofattori di

diversi enzimi, quali ad esempio le superossido-dismutasi.

In questo contesto si inserisce il presente lavoro, finalizzato

all’identificazione dei possibili fattori di rischio ambientali ed


4

occupazionali nella SLA, realizzato su un ampio campione di pazienti

campani.


5

2. Introduzione

2.1. La Sclerosi Laterale Amiotrofica

La sclerosi laterale amiotrofica (SLA), anche chiamata malattia del

motoneurone, malattia di Charcot o malattia di Lou Gehrig, è una

patologia neuromuscolare progressiva, che colpisce e inesorabilmente

distrugge i neuroni di moto (primo motoneurone - UpperMN: neuroni

cortico-nucleari e cortico-spinali; secondo motoneurone – LowerMN:

motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale e dei nuclei dei

nervi cranici, prevalentemente bulbari), con compromissione,

progressiva e crescente, della forza muscolare ed esito letale dopo un

decorso medio di 3-5 anni (la malattia ancora non ha una terapia

risolutiva); tuttavia un numero sempre più significativo di pazienti ha

una sopravvivenza media di 10 anni e più, anche per i progressi

intervenuti nella medicina palliativa1.

La prevalenza, a livello mondiale, è di circa 4-7 casi per 100.000

abitanti; l’incidenza di circa 7 casi/100.000/anno, presentando una

lieve variabilità da Paese a Paese ed un graduale incremento per

ragioni non ancora del tutto note. Circa 30.000 pazienti negli Stati

Uniti sono attualmente malati di SLA; in Italia l’incidenza della SLA

risulta compresa tra 1,6 e 2,2 casi per 100.000 abitanti, anche se

non esiste ancora un dato epidemiologico aggiornato, in quanto non è

stato ancora realizzato un registro nazionale della patologia.

L’incidenza e la prevalenza della SLA in Campania, in base a dati

grossolani, non sembrano differire dalla media italiana: pertanto, si


6

conterebbero 2-2,5 nuovi casi/anno ogni 100.000 abitanti, e la

prevalenza sarebbe stimata intorno a 6-8 malati ogni 100.000

abitanti. Assumendo quindi come dato di prevalenza il dato medio

(ovvero 7 casi ogni 100.000 abitanti) attualmente sono presenti circa

400 casi di SLA nella regione Campania.

La forma “sporadica” rappresenta la variante più frequente di

malattia (90-95% dei casi), non ha prevalenze razziali, socio-

economiche o etniche, ed è più frequentemente diagnosticata nell'età

media (circa 60 anni), interessando gli uomini più spesso delle donne

(rapporto M:F è pari a 1,5:1). I tassi di incidenza più elevati negli

ultimi anni possono ascriversi ad una migliore sensibilità e maggiore

disponibilità di mezzi diagnostici.

Le ipotesi fisiopatologiche elaborate per spiegare la

neurodegenerazione che causa la SLA non sono ancora

completamente definite; la causa della malattia è ancora sconosciuta,

ma molti studi sono stati fatti in tal senso e si sono delineate alcune

ipotesi:

1. Ipotesi del danno ossidativo: i radicali liberi causerebbero la morte

per apoptosi dei motoneuroni2. Essi deriverebbero dalla dissociazione

del perossido d’idrogeno prodotto in eccesso dall’enzima SOD1, la

Cu/Zn superossido-dismutasi, un metallo-enzima a localizzazione

citoplasmatica che catalizza la conversione degli anioni superossido

in ossigeno libero e perossido d’idrogeno appunto, a seguito di un suo

guadagno di funzione per una mutazione a carico del gene, mappato


7

sul cromosoma 21, che lo codifica. Al gene della SOD1 mutato

sarebbero imputabili circa il 21% delle FALS (Familiar Amyotrophic

Lateral Sclerosis) dominanti3.

2. Ipotesi degli aggregati intracellulari: la letteratura recente dà

importanza, nel processo di degenerazione dei motoneuroni, al

realizzarsi di inclusioni citoplasmatiche ubiquitinate, la cui origine è

da ascriversi al misfolding di proteine quali la SOD mutata, la TDP-

43 (mutazione TARDPB), e materiale nucleotidico (mutazione FUS)4,5.

3. Ipotesi eccitotossica: il termine “eccitotossicità” si riferisce ad un

fenomeno nel quale l’eccessiva o prolungata attivazione dei recettori

di neurotrasmettitori aminoacidici determinerebbe la morte cellulare

attraverso l’incremento dei livelli di calcio intracellulare, che penetra

attraverso i canali del calcio voltaggio-dipendenti, con conseguente

apoptosi o morte cellulare programmata. Il neurotrasmettitore

eccitatorio chiamato in causa è il glutammato, il più abbondante nel

SNC.

4. Ipotesi infettiva: secondo alcuni Autori, retrovirus umani come

HTLV partecipano alla patogenesi della SLA6, mentre nel 2000

Berger, con l’uso della PCR (polymerase chain reaction), riscontrò in

15 su 17 autopsie di pazienti deceduti per SLA la presenza di acido

nucleico di enterovirus (EV) nei neuroni della sostanza grigia

midollare, mentre solo 1 su 29 controlli sani era positivo all’esame7.

Tali risultati non sono stati però riconfermati da un lavoro più


8

recente dello stesso Berger, in cui nessuno dei 24 pazienti con SLA è

risultato positivo alla PCR per EV-RNA8.

5. Ipotesi autoimmune: a favore di tale ipotesi depongono alcune

osservazioni, come l’associazione della malattia con il linfoma

Hodgkin e non-Hodgkin9; il riscontro, isolato o nell’associazione SLA-

linfoma, di paraproteinemia (9% dei casi), proteinorrachia e bande

oligoclonali nel liquor10, o ancora di anticorpi anti-ganglioside GM1 e

GM1a, con una frequenza che varia dallo 0% al 65% in varie

casistiche11.

In dettaglio, la letteratura recente ha evidenziato dati che possano far

sospettare una patogenesi multifattoriale con possibile implicazione

simultanea di virus, neurotossine (soprattutto nelle “Guamanian

ALS”), esposizione a metalli pesanti, difetti a livello del DNA

(soprattutto nelle SLA familiari), anormalità del sistema immunitario,

anomalie enzimatiche, infezioni virali o da prioni. Nella figura 1 sono

illustrati i principali meccanismi di degenerazione moto neuronale.


9

Figura 1 - Illustration by Lydia Kibiuk, Copyright © 1996 Lydia Kibiuk.

Recenti ricerche hanno focalizzato l’attenzione sul ruolo di alterazioni

genetiche eventualmente associate a fattori ambientali esterni.

Grazie al lavoro di alcuni autori si è giunti all’osservazione di una

piccola percentuale di pazienti affetti dalla forma familiare di SLA (6-

10%), trasmissibile come carattere autosomico recessivo o

dominante12. In questi casi, è evidenziabile nel 25% di pazienti, una

mutazione puntiforme del gene che codifica per la superossido-

dismutasi 1 (SOD1), localizzato sul cromosoma 2113,14, responsabile

di forme in genere dominanti con un fenotipo più frequentemente

tipico. Nonostante l’apparente rarità delle forme familiari, lo studio

delle alterazioni genetiche nella SLA ha avuto in tempi recentissimi

un particolare sviluppo, permettendo di identificare nuove e diverse


10

alterazioni genetiche responsabili della malattia, aprendo scenari del

tutto innovativi sulla possibile patogenesi della malattia e sulle

possibili strategie terapeutiche. E’ ormai appurato che la SLA da

alterazioni del gene SOD1 non è dovuta ad un deficit della funzione

antiossidante dell’enzima, ma ad un effetto tossico della proteina

mutata sul neurone; le modalità con cui si esercita questo effetto

tossico non sono ancora chiare, ma probabilmente potrebbe essere

dovuto ad abnorme deposito intracitoplasmatico di proteine anomale,

tossiche per il neurone. Inoltre, le alterazioni a carico del gene della

SOD1 sono responsabili anche dell’1% dei casi sporadici15. Altri geni

sono stati identificati negli ultimi anni, in genere responsabili di

forme a decorso particolare ed atipico, quali l’alsina, localizzata sul

cromosoma 2, una mutazione a trasmissione autosomico recessiva,

che interferirebbe nell’attività molecolare della GTPasi coinvolta in

numerose funzioni cellulari16, la senatassina, situata sul cromosoma

9, la VAMP, sul cromosoma 20 e l’angiogenina, sul cromosoma 14, le

cui mutazioni causano una SLA tipica in genere dominante.

Di particolare rilevanza è stata la scoperta che mutazioni del gene

TARDPB, che codifica per la proteina TDP-43, sono responsabili

dell’1-3% dei casi familiari e dell’1% dei casi sporadici e che

mutazioni del gene fus sono responsabili di casi di SLA familiare. Nel

caso di mutazioni del gene TARDPB, la proteina TDP-43 prodotta,

abnormemente fosforilata ed ubiquitinata, si accumula nei neuroni

spinali, così come nei casi con mutazioni del gene fus si evidenziano


11

nel citoplasma neuronale inclusioni immunoreattive agli anticorpi

anti-FUS. Sia la proteina TDP-43, sia la proteina FUS sono nucleari,

hanno importanti funzioni nella riparazione del DNA e nello splicing

dell’RNA e, quindi, nella sintesi proteica. Un abnorme accumulo di

aggregati proteici mutati nel citoplasma neuronale potrebbe essere

tossico per la funzione e la sopravvivenza cellulare4,5.

Tra le scoperte più recenti, di particolare interesse è stata la

riproduzione sperimentale in laboratorio di lesioni degenerative

motoneuronali tipiche della SLA, inducendo una mutazione a carico

di un gene che codifica per il VEGF (vascular endotelial growth

factor)17. Tale fattore di crescita viene di solito espresso in risposta a

stimoli ipossici ed è determinante nel garantire il mantenimento o il

ripristino della perfusione del tessuto nervoso centrale.

La peculiarità della patologia motoneuronale sta nella presenza

contemporanea di segni e sintomi appartenenti sia alla sofferenza

della corteccia motoria e delle vie piramidali ad esse connesse (quali

spasticità, iperreflessia, clono, segno di Babinski e di Hoffmann), sia

segni e sintomi di sofferenza del secondo neurone di moto (flaccidità,

iporeflessia, fascicolazioni, ecc.) che possono colpire anche i

motoneuroni bulbari con conseguente disartria, disfagia e

fibrillazione linguale.

Sulla scorta di tali sintomi è possibile classificare la malattia in:


12

- forma classica (malattia di Charcot) in cui si verifica la

coesistenza dei segni e sintomi di interessamento del I e II

motoneurone

- forma bulbare (paralisi bulbare progressiva)

- forma pseudopolinevritica (sindrome di Pierre-Marie e Patrikios)

caratterizzata da un prevalente coinvolgimento del II motoneurone.

Ad esse vanno aggiunte altre due forme sporadiche di malattia

primaria del motoneurone, riconosciute da oltre un secolo, la cui

appartenenza nel gruppo delle SLA è ancora discussa, in quanto si

ritiene da alcuni che possano essere considerate come gruppo clinico

autonomo, e sono:

- Atrofia muscolare progressiva

- Sclerosi laterale primaria

Vanno inoltre ricordate alcune forme peculiari:

o SLA familiare

o SLA associata a Parkinson e demenza

I pazienti nei quali la diagnosi di SLA è sospetta, dovrebbero

sottoporsi a studi di risonanza magnetica (MRI) del midollo spinale

per escludere una mielopatia di altra natura. L’elettromiografia (EMG)

conferma la presenza della denervazione muscolare per

degenerazione del II motoneurone. Gli studi sulla conduzione nervosa

sono frequentemente mirati ad escludere la presenza di una

neuropatia motoria trattabile. I criteri per la definizione della SLA,

stabiliti ad El Escorial nel 1998 e rivisti ad Airly House nel 2000 dalla


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World Federation of Neurology18, individuano quattro classi

diagnostiche:

SLA clinicamente definita: è diagnosticata sulla base dell’evidenza,

supportata clinicamente, di segni di interessamento del I che del II

motoneurone in almeno tre regioni.

SLA clinicamente probabile: si presenta con segni clinici di

interessamento del I e II motoneurone (rispettivamente upper e lower

motorneuron: UMN & LMN) in almeno due regioni, di cui la più

rostrale con interessamento del I motoneurone rispetto al II.

SLA probabile, supportata laboratoristicamente: si definisce quando i

segni di II e I motoneurone (LMN ed UMN) sono presenti in un'unica

regione, o quando i segni di UMN siano presenti, da soli, in un'unica

regione, mentre i segni di LMN siano definiti all’EMG in almeno due

arti, coadiuvate da neuroimmagini o protocolli clinico-laboratoristici

tali da escludere altre cause.

SLA possibile: escluse altre cause, si basa sulla associazione di segni

di patologia del I e II motoneurone in un’unica regione, o segni di I

motoneurone in 2/+ regioni; oppure, segni di II motoneurone

rostralmente al I, con diagnosi di SLA probabile supportata

laboratoristicamente non dimostrabile (fig.2).


14

Figura 2 - Schema riassuntivo dei criteri di classificazione El Escorial.

Negli ultimi anni, tuttavia, la SLA viene sempre più valutata come

malattia multisistemica e non più secondo una visione classica di

malattia limitata al sistema motorio; già Smith nel 196019 aveva

trovato segni anatomopatologici di degenerazione neuronale che

interessavano la corteccia sensitiva, i lobi parietali e temporali e il

giro del cingolo in aggiunta alle aree motorie primarie. Nel corso degli

ultimi anni vi è stata la dimostrazione di un'alterazione cognitiva

infraclinica in un'ampia casistica di SLA attribuibile ad un deficit

disesecutivo di tipo frontale; d'altro canto non sono rari i casi di

chiara associazione SLA-demenza frontotemporale (SLA-FTD).


15

Sebbene il substrato patologico del deterioramento cognitivo debba

ancora essere definito, la presenza di inclusioni intraneuronali di

ubiquitina-immunoreattiva nelle regioni corticali è stata proposta

come principale marker patologico di tale processo. La presenza dell’

“impairment” cognitivo è stato associato dunque alla grande

distribuzione di inclusioni ubiquitina-positivi (Ub+) intraneuronali e

distrofia dei neuriti. Il medesimo declino cognitivo è uniformemente

associato a spongiosi lineare superficiale, marker patologico comune

a numerose forme di demenza fronto-temporale (DFT)20. Attualmente

l'associazione SLA-FTD è stimata intorno al 5% dei casi, con marcata

perdita neuronale nella corteccia fronto-temporale, responsabile in

una prima fase delle modificazioni della personalità e della condotta

sociale e solo in un secondo momento dei disturbi di memoria.

2.2. Effetti Neurotossici dei metalli pesanti

I metalli differiscono da altre sostanze tossiche per il fatto di non

essere né creati, né distrutti dall’uomo. L’utilizzo da parte dell’uomo,

tuttavia, influenza i potenziali effetti sulla salute almeno in due modi:

per il trasporto in varie matrici (aria, acqua, suolo, cibo) ad opera del

contributo antropogenico e per le alterazioni della formula chimica21.

Manganese, Ferro, Rame ed altri metalli di transizione con attività

redox sono presenti in molti processi biologici e sono cofattori di

diversi enzimi, ad esempio le SOD, per cui la loro alterata presenza o

assenza può delineare un'alterazione funzionale a carico di diversi


16

organi target; un accumulo degli stessi a livello tissutale a causa di

modificazioni nei sistemi cellulari di catalisi, trasporto e deposito,

può dar luogo a citotossicità per partecipazione a processi di stress

ossidativo ed incremento della produzione di radicali liberi22. I metalli

di transizione stessi, come anche gli ioni metallo senza attività redox,

possono addizionalmente contribuire nel loro effetto

neurodegenerativo intervenendo sulle proteine e sulla loro struttura.

Tuttavia, non si rileva l'esistenza di una correlazione lineare dose-

risposta tra incremento totale dei metalli pesanti e l'incremento dello

stress ossidativo. In passato, la tossicologia dei metalli prendeva in

considerazione principalmente gli effetti acuti o conclamati, quali ad

esempio la colica saturnina o la diarrea emorragica susseguente

all’assunzione di sublimato corrosivo (mercurio); tuttavia, sebbene

siano ancora da conoscere e comprendere nel dettaglio i più fini

meccanismi tossico-cinetici e tossico-dinamici dei metalli pesanti,

con gli attuali limiti di esposizione professionale ed ambientale, tali

effetti acuti sono poco visibili. E’ crescente, invece, la richiesta di

studi riguardanti gli effetti cronici, in cui le relazioni causa/effetto

non sono evidenti o possono anche essere subcliniche.

Assegnare con certezza degli effetti tossici ad una causa specifica è

estremamente difficile e non sempre possibile, in particolare se

l’evento critico potrebbe essere causato da numerosi agenti o

associazioni di sostanze. I principali quesiti in tossicologia consistono

quindi nella necessità di informazioni sulla dose, sui livelli tissutali e


17

sul metabolismo dei metalli, in particolare a livello cellulare e

molecolare ove possono verificarsi gli effetti specifici. La maggior

parte dei metalli altera i diversi organi ma ogni metallo ha un effetto

critico che può essere individuato a livello di un organo o tessuto

specifico.

Un concetto fondamentale è la dose, o la stima della dose; può essere

un concetto multidimensionale ed è in funzione del tempo di

esposizione e della concentrazione del metallo. Nella definizione più

precisa, per dose si intende la quantità di metallo presente nelle

cellule o negli organi in cui si manifestano gli effetti tossici. I valori di

concentrazione possono riflettere un’esposizione recente, a lungo

termine, o passata, a seconda del tempo di ritenzione in un

particolare tessuto; un fattore critico, indice del comportamento

metabolico e tossicologico del metallo, è l’emivita biologica, che varia

da metallo a metallo e da organo ad organo (ad esempio l’emivita

biologica del Cadmio nel rene e del Piombo nelle ossa è di circa 25aa,

mentre quella del Litio è di poche ore; nel sangue invece, l’emivita del

Piombo è di alcune settimane). Le matrici più utilizzate nella

valutazione analitica dei metalli sono sangue, urine, capelli, su cui è

possibile misurare un’esposizione ed in genere sono utilizzati come

indicatori biologici. I bersagli molecolari di tossicità sono specifici

processi biochimici (enzimi) e/o recettori presenti sulle membrane e

sugli organi cellulari. L’effetto tossico è generalmente conseguente ad

un’interazione tra la forma ionica libera del metallo ed il bersaglio di


18

tossicità – ad esempio nel caso di alcali o di metalli alcalini terrestri

come il Litio ed il Bario; altri metalli che si legano con alta affinità a

ligandi cellulari possono trasferirsi dalla proteina trasportatrice al

bersaglio di tossicità. La tossicità è in funzione sia della dose

presente a livello cellulare che di altri fattori, come la valenza della

specie e l’affinità di legame: la capacità di legame è probabilmente

uno dei processi chimici fondamentali nella tossicità dei metalli e

come meccanismo di difesa dai metalli. Alcuni metalli, inoltre,

possono formare composti organometallici con la formazione di un

legame covalente metallo-carbonio. Queste forme “organiche”

differiscono per proprietà tossiche rispetto alle forme inorganiche. I

composti alchilici, come ad esempio il piombo tetraetile ed il dimetil-

mercurio, sono liposolubili, passano facilmente attraverso le

membrane biologiche senza subire modificazioni ad opera del mezzo,

vengono de alchilati molto lentamente o trasformati in sali inorganici,

e sono escreti più lentamente rispetto alle forme inorganiche.

Esistono numerosi fattori che influenzano la tossicità dei metalli

quali, ad esempio, l’interazione con i metalli essenziali, formazione di

complessi metallo-proteina, età e stadio di sviluppo, fattori derivanti

dallo stile di vita come le abitudini voluttuarie, forma e specie

chimica, stato immunitario dell’ospite. I metalli tossici possono

influenzare il ruolo dei metalli essenziali come cofattori di enzimi o

altri processi metabolici (p.es. il piombo interferisce con il rilascio

Calcio-dipendente dei neurotrasmettitori). E’ importante considerare,


19

inoltre, il ruolo svolto dalle proteine che legano i metalli, per via dei

diversi tipi di interazioni metallo-proteiche: una proteina (come ad

esempio gli enzimi) può rappresentare un bersaglio di tossicità, o

giocare un ruolo protettivo riducendone l’attività, ovvero la tossicità

del metallo. Numerose classi di proteine possono giocare un ruolo

nella disponibilità dei metalli nell’organismo. Il legame non specifico

ad alcune proteine, quali l’albumina plasmatica o l’emoglobina, gioca

un ruolo chiave nel trasporto dei metalli nel sangue e nella

distribuzione tra globuli rossi e plasma. I metalli legati all’albumina

possono essere trasportati all’interno delle cellule per endocitosi. Le

proteine con specificità di legame per i metalli, invece, rivestono un

ruolo sia nel trasporto dei metalli dal plasma ai tessuti che nel

trasporto attraverso le membrane cellulari ed all’interno della stessa

cellula.

Le metalloproteine specifiche più conosciute sono le metallotioneine,

la transferrina, la ferritina e la ceruloplasmina. Le metallotioneine

hanno diverse funzioni ed intervengono, fra l’altro, nell’omeostasi e

nella protezione dalla tossicità dei metalli. Hanno bassi pesi

molecolari (6000 Da) e sono ricche di gruppi tiolici. Questi forniscono

le basi per il legame ad alta affinità di diversi metalli essenziali e di

metalli tossici non essenziali come Cd, Cu, Hg, Ag e Zn. La

transferrina è una glicoproteina che lega la maggior parte degli ioni

ferrici nel plasma. Il trasporto del ferro attraverso le membrane

cellulari avviene mediante endocitosi recettore-mediata della


20

transferrina a cui è legato il ferro. Il recettore è una glicoproteina

legata alla membrana da un ponte disolfuro la cui affinità per l’apo-

transferrina è di due ordini di grandezza inferiore di quella della

transferrina a cui è legato il ferro. Una volta all’interno della cellula, il

ferro si separa dalla transferrina mediante un processo di

acidificazione che avviene all’interno degli endosomi. Questa proteina

trasporta anche Al3+ e Mn2+. La ferritina è principalmente una

proteina che immagazzina il ferro nelle cellule reticoloendoteliali del

fegato, della milza e delle ossa: gioca il suo ruolo principale nel

turnover epatico di ferro. Le cellule del Kupffer rilasciano il ferro

acquisito durante la fagocitosi dei globuli rossi come ferritina che

viene internalizzata dagli epatociti mediante recettori specifici. E’

stato inoltre suggerito che la ferritina potrebbe rientrare nella

detossificazione dei metalli dal momento che lega numerosi metalli

tossici quali Cd, Zn, Be e Al. La ceruloplasmina è una glicoproteina

ossidasi plasmatica contenente rame, che converte gli ioni ferrosi a

ferrici che si vanno poi a legare alla transferrina. Questa proteina

stimola anche l’uptake del ferro mediante un meccanismo non

dipendente dalla transferrina stessa.

Inoltre, un numero crescente di proteine trasportatrici di metalli

attraverso le membrane cellulari e gli organuli interni della cellula

sono state recentemente identificate. Sebbene alcuni metalli possano

essere trasportati come ioni liberi, ad esempio attraverso i canali del

Calcio, molti metalli sono trasportati come complessi con ligandi


21

endogeni su sistemi di trasporto specifici. Il Pb sembra essere captato

nei globuli rossi come complesso anionico con il bicarbonato. Altri

esempi sono i trasportatori dei cationi bivalenti di membrana attivata

dall’ATP. Ad esempio, la malattia di Wilson e quella di Menke sono

dovute ad errori genetici nel metabolismo del rame in relazione ai

trasportatori del rame ATP-attivati. E’ stato stimato23 che il genoma

umano contiene più di 9000 geni che codificano per proteine

trasportatrici di cui 2000 riguardano il trasporto di farmaci ed altri

xenobiotici. Questo campo è in rapida espansione ma ancora non

sufficientemente sviluppato per identificare il polimorfismo di queste

proteine trasportatrici: l’identificazione e la misurazione

dell’espressione di questi trasportatori in cellule e tessuti potrà

fornire, in futuro, importanti biomarkers di effetto per i metalli e di

suscettibilità individuale alla tossicità dei metalli.

Il Piombo (peso atomico 207.2; tavola periodica gruppo IV A; valenza

+2 o +4; scoperta incerta, conosciuto fin dall’antichità) è il metallo

tossico più diffuso ed è praticamente rilevabile in tutte le fasi

dell’ambiente ed in tutti i sistemi biologici. Dal momento che ad alte

dosi di esposizione è tossico per la maggior parte degli organismi

viventi, e che non ha un accertato ruolo fisiologico, la questione

principale è che non è noto il livello tossico. I problemi specifici

variano con le caratteristiche dell’individuo ed il rischio più

significativo è a carico del sistema nervoso. La principale via di


22

esposizione nella popolazione generale è il cibo ma, di solito,

l’assunzione eccesiva con conseguenze tossiche deriva da fonti

occupazionali ed ambientali (vecchie abitazioni, prodotti di

combustione, gas di scarico degli autoveicoli, emissioni industriali,

vernici al piombo), presumibilmente controllabili. L’assunzione con la

dieta è diminuita dal 1940 ad oggi; l’introduzione della benzina

senza Pb e la consapevolezza del pericolo delle vernici per interni

contenenti piombo ne ha ridotto conseguentemente l’uso e di

conseguenza i livelli ematici nella popolazione24. Altre potenziali fonti

di piombo sono ricreazionali o indoor. Avvelenamenti da Pb nei

lavoratori delle industrie che lavoravano il metallo erano comuni negli

anni ’30,’40 ed agli inizi degli anni ’50, ma a tutt’oggi sono poco

frequenti25. Tuttavia, il piombo continua ad essere uno dei metalli

che presentano un rischio professionale. I bambini di lavoratori con

esposizione professionale al piombo possono avere livelli ematici più

alti rispetto alla popolazione generale26. Esistono anche diversi fattori

nutrizionali e dietetici che possono influenzare la tossicità: in uno

studio sugli effetti dei fattori legati allo stile di vita sui livelli ematici

di piombo, si è osservato che il consumo di alcool è quello che incide

di più sulla variabilità dei livelli ematici, seguito dall’età e dal fumo27.

Altri fattori di rischio sono il genere, l’assunzione di calcio ed il

consumo di latticini; problemi nutrizionali – quali diete carenti di

ferro e calcio – aumentano l’assorbimento del piombo.


23

L’assorbimento da parte dei polmoni, oltre che dalla concentrazione,

dipende da numerosi altri fattori, come il volume di aria inspirata ed

espirata pro die, lo stato del metallo (polvere o gas), la dimensione

delle particelle che lo contengono: solo una frazione, molto piccola,

con diametro medio superiore ai 0.5µm è trattenuta dai polmoni. Se il

diametro è inferiore a 0.5µm, la percentuale che giunge alle vie

respiratorie e che supera le stesse aumenta proporzionalmente alla

riduzione delle dimensioni. Circa il 90% del piombo ematico si trova

nei globuli rossi probabilmente in almeno due comparti fondamentali,

il primo dei quali associato alla membrana e l’altro all’emoglobina ed

altri componenti della cellula. Il piombo presente nel sangue è in

equilibrio tra plasma ed eritrociti con l’1% o meno presente nel

plasma a livelli di 100 µg/dl di sangue. La relazione tra sangue e

plasma è stabile e quasi lineare per valori di piombemia pari a 50

µg/dl; al di sopra di tali valori, la relazione diviene curvilinea con

rapido incremento dei livelli plasmatici28. Il pool più ampio, ma dal

punto di vista cinetico più lento, è il sistema osseo, caratterizzato da

un’emivita superiore ai 20 anni, mentre un comparto più instabile è

rappresentato dai tessuti molli: il maggior accumulo tra quest’ultimi

è a carico del fegato e dei reni, anche se il piombo è ubiquitariamente

presente nella maggior parte dei tessuti dell’organismo.

La principale via di eliminazione è rappresentata dai reni; l’escrezione

avviene attraverso il filtrato glomerulare, mentre a livello tubulare si

assiste un certo grado di riassorbimento del metallo. Se le


24

concentrazioni ematiche sono alte, l’escrezione può essere aumentata

per trasporto transtubulare. La nefropatia è uno dei primi effetti

tossici riconosciuti come indotti dal Pb29, ma oggi essa dovrebbe

essere una patologia rara. La nefrotossicità acuta è limitata ad

alterazioni funzionali e morfologiche dei tubuli prossimali30. Il Pb

viene anche escreto in minor quantità con altri fluidi corporei,

compreso il latte materno durante l’allattamento; inoltre attraversa

facilmente la placenta ed in genere i livelli presenti nel sangue del

cordone ombelicale, anche se leggermente inferiori, sono correlabili a

quelli del sangue materno.

Gli effetti del Pb sul sistema nervoso sono vari: esistono effetti sulla

sfera cognitiva, neuro-comportamentale e sullo sviluppo psico-

motorio dell’individuo. E’ stato osservato che gli adulti con

esposizione occupazionale al metallo possono presentare anomalie in

numerosi test neuro-comportamentali, con concentrazioni ematiche

anche inferiori a 40 μg/dl31. E’ riportato in letteratura, inoltre, che gli

uomini con più alti livelli ematici di Pb mostravano delle risposte più

lente nei test di valutazione mnesica.


25

Meccanismi Neurodegenerativi del Pb

Meccanismi Neuroprotettivi del Pb

□ Degenerazione assonale con

demielinizzazione

□ Competizione con i fisiologici neurotrasmettitori a livello sinaptico

□ Alterazione del metabolismo

del Calcio

□ Attivazione della PKC e

relativa alterazione della barriera emato-encefalica

□ Compromissione della conduzione Ca-dipendente

□ Attivazione astrocitaria e relativa produzione di antiossidanti

Tabella I - Meccanismi responsabili degli effetti neurodegenerativi e neuroprotettivi

del Piombo sul sistema nervoso.

Un effetto tossico altamente significativo durante lo sviluppo psico-

motorio in età intra ed extra-uterina risulta dall’alterazione delle

interazioni programmate cellula-cellula indotta dal Pb che porta poi

alla modificazione dei circuiti neuronali. Il Pb induce anche una

precoce differenziazione della glia, causa un’alterazione delle

concentrazioni di noradrenalina e dopamina e variazioni dell’attività

della tirosina-idrossilasi e fnil-etanolamina-N-metil transferasi e della

colin-acetiltransferasi32.

Da oltre un secolo descritta, la neuropatia saturnina, legata ad

esposizione professionale cronica, spesso a basse dosi, di piombo

(tipografi, verniciatori), è caratterizzata da una polineuropatia di tipo

sensitivo-motorio, spesso a prevalenza motoria, che colpisce


26

frequentemente il nervo radiale, e che si accompagna

sindromicamente a sintomi extraneurologici; spesso richiede terapia

preventiva o l’eliminazione del metallo può essere ottenuta con

farmaci chelanti, quale l’EDTA (etilendiaminotetracetato). La

neuropatia è principalmente associata all’intossicazione da piombo

inorganico, mentre il piombo organico sembra essere maggiormente

coinvolto nella patogenesi dell’encefalopatia piombo-correlata.

Allo stato, non v'è alcuna evidenza di correlazione tra metalli,

indipendentemente o di concerto con un polimorfismo genetico, e

sviluppo o promozione di malattie neurodegenerative nell’uomo,

inclusa la SLA. Tuttavia è noto che nell'intossicazione cronica da Pb,

la maggior concentrazione di metallo viene riscontrata nel comparto

osseo ma la tossicità è espletata a livello del sistema nervoso, ciò

determinato dal fatto che composti chimici di natura lipofila vengono

depositati in aree dell'organismo dove è presente, in percentuale, una

maggiore quantità di grassi: il cervello umano rappresenta l'organo

maggiormente vulnerabile, dal momento che circa il 50% del suo peso

secco è a contenuto lipidico rispetto al 6-20% degli atri organi

umani33. Gli effetti tossici sul sistema nervoso comprendono

principalmente l'alterazione del bilanciamento ionico, l'interferenza

con i neurotrasmettitori chimici o con i loro recettori e l'anossia a

livello cellulare. Il Pb è una classica neurotossina, da molto tempo

conosciuta per i suoi effetti deleteri. L'estrema pericolosità del Pb si

può attribuire in parte ai suoi diversi meccanismi d'azione: può


27

infatti colpire il sistema neuronale attraverso la degenerazione degli

assoni, distruggendo la guaina mielinica ed interferendo con i

neurotrasmettitori chimici a livello sinaptico. Paradossalmente, è

stato riportato che il Pb è associato con una maggior sopravvivenza in

pazienti SLA e in cavie transgeniche possedenti la mutazione per la

SOD-1 G93A umana34,35. Alcuni autori hanno mostrato che differenti

tipi cellulari contribuiscono ai diversi stadi di comparsa e

progressione della SLA: ciò è stato supportato anche dall’osservazione

che i livelli di piombemia e di piombo presente a livello tibiale

incrementavano la sopravvivenza nei pazienti SLA36. Questo dato è

risultato nettamente controverso rispetto alla pletora di evidenze

indicanti il Pb come neurotossico e non in senso neuroprotettivo;

d’altronde, le basi per un presumibile ruolo neuroprotettivo del

piombo nei pazienti SLA o nei topi transgenici sono ancora del tutto

sconosciuto. Barbeito (2005) suggerisce che l’esposizione al piombo

causa attivazione degli astrociti: una delle possibili spiegazioni è che

il Pb, attivando gli astrociti, può indurre un crescente accumulo con

relativa produzione di antiossidanti che provvederebbero a proteggere

le cellule neuronali. Questa ipotesi è tuttavia ancora in fase di

verifica.

Numerosi studi hanno riscontrato che un'esposizione persistente al

Pb causa un rallentamento nella conduzione nervosa ed

un'alterazione del metabolismo del Ca37: il Pb può agire come

“surrogato” del Calcio che è un componente critico in numerose


28

funzioni metaboliche e biochimiche, determinando così sottili

variazioni di funzioni essenziali. Il Pb altera la normale omeostasi del

Calcio interferendo con i canali di membrana e sostituendosi allo

stesso nella pompa Ca-Na ATPasi; inoltre, questo metallo blocca

anche l’ingresso di calcio nei terminali nervosi e ne inibisce l’uptake

nei mitocondri con un decremento di produzione di energia e

riduzione dell’esecuzione di funzioni cerebrali. Probabilmente,

l’interazione più critica avviene in cellule in cui il Pb interferisce con

le funzioni di secondo messaggero del Calcio. Segnali intracellulari di

Calcio vengono ricevuti da numerose proteine recettrici e quelle che

hanno destato una maggiore attenzione sono la Calmodulina e la

Protein Chinasi C (PKC). La Calmodulina serve come sensore per le

concentrazioni di Calcio all’interno della cellula ed il Piombo spiazza

il calcio legato alla Calmodulina. Tra le risposte mediate dalla protein

Chinasi C sono incluse la divisione e la proliferazione cellulare, la

comunicazione cellulare e l’organizzazione del citoscheletro.

Markovac e Goldstein38 hanno riportato che il Pb attiva la PKC nei

capillari e questo può essere un fattore in grado di alterare la barriera

emato-encefalica; attraverso la citotossicità mediata dalla

perossidazione lipidica delle membrane delle cellule astrocitarie con

conseguente alterazione funzionale delle stesse, morte cellulare e

perdita della peculiare funzione di barriera. Inoltre è stato rilevato

che il Pb riduce l'attività dopaminergica (neurotrasmettitore Ca-

dipendente) interagendo con il sistema della Dopamina39 e visto che il


29

rilascio di questo neurotrasmettitore è Ca-dipendente in modo

indiretto, il Pb altera il trasporto del Ca con compromissione della

conduzione e della trasmissione neuronale del SNC e SNP.

Gli effetti tossici del Pb ed i livelli ematici minimi a cui può essere

osservato un probabile effetto sono riportati in tabella:

Concentrazione ematica di Piombo (µg/dl)

EFFETTI ADULTI BAMBINI

Neurologici

Encefalopatia (manifesta)

Deficit uditivo neurosensoriale

Deficit Q.I.

Riduzione della velocità di conduzione

Tabella II - Dosi minime di Pb che provocano effetti osservati sul SNC (modificato

da NIOSH 1997 e ATSDR 1999).

Il Manganese (peso atomico 55; gruppo tavola periodica VIIB;

valenza +1,+4,+6,+7; isolato nel 1774) è un metallo di transizione e

può esistere in 11 stati di ossidazione. Nei sistemi biologici è

facilmente ritrovabile come MnO2 ma anche Mn3+. In questo stato di

ossidazione, il Mn si ritrova nella superossido-dismutasi (SOD) e

probabilmente è la forma che interagisce con Fe3+. Il passaggio ciclico

dallo stato di ossidazione Mn2+ allo stato Mn3+ può essere

potenzialmente dannoso per i sistemi biologici può determinare la

formazione di radicali liberi. Il Mn è un elemento essenziale,

necessario come cofattore per numerose reazioni enzimatiche,

particolarmente per quelle coinvolte nelle reazioni di fosforilazione e

80-100 100 - 120

20 -

01/10/15 -

40 40


30

nella sintesi del colesterolo e degli acidi grassi. Il Mn è presente in

tutti gli organismi viventi. Sebbene sia presente nelle aree urbane e

nelle riserve idriche, la principale quota di Mn introdotta

nell’organismo proviene dagli alimenti; esiste un interesse per la

tossicologia del Mn a causa dell’uso di additivi della benzina

contenenti Mn sottoforma di Metil-ciclopentadienil Mn-tricarbonmile

(MTT), in sostituzione degli additivi contenenti Pb. L’uso industriale

del Mn ha subito una notevole espansione negli ultimi anni, specie

nella produzione di leghe d’acciaio ed elettrodi per saldature40.

L’assorbimento gastrointestinale è inferiore al 5%; nel plasma il Mn è

legato ad una beta1globulina, probabilmente la transferrina, ed è

ampiamente distribuito nell’organismo. Il Mn si concentra nei

mitocondri e, perciò, i tessuti ricchi di questi organelli (pancreas,

fegato, reni ed intestino) ne contengono concentrazioni elevate. Il Mn

attraversa rapidamente la barriera emato-encefalica e la sua emivita

nel cervello è più lunga che nel resto dell’organismo. Il Mn viene

eliminato attraverso l’escrezione biliare e riassorbito a livello

intestinale: la principale via di escrezione è costituito dalle feci.

Esistono pochi casi riportati in letteratura di effetti tossici relativi ad

ingestione orale del metallo. I meccanismi omeostatici coinvolgono il

fegato e l’escrezione biliare, alcuni meccanismi gastro-intestinali

ausiliari di escrezione del Mn in eccesso, e forse la corteccia

surrenale. Il complesso meccanismo di regolazione dell’escrezione,

unito al fatto che solo dosi estremamente elevate di Sali di Mn


31

tendono a causare irritazioni gastrointestinali può spiegare la

mancanza di tossicità sistemica osservata dopo somministrazione

orale o applicazione topica. La forma più comune di tossicità da Mn

risulta dall’inalazione cronica del metallo nell’aria nelle miniere ed in

alcune industrie chimiche (ATSDR, 1997). L’assorbimento orale del

Mn è aumentato dalla carenza di Ferro e può contribuire alle

variazioni di suscettibilità individuale. I fenomeni tossici riscontrati

nei lavoratori dell’industria estrattiva e di trasformazione esposti in

genere all’inalazione di biossido di Mn sono di due tipi: il primo si

manifesta con polmonite conseguente ad esposizione acuta al

metallo. Il secondo e più grave tipo di patologia è provocata

dall’inalazione cronica di biossido di Mn per un periodo superiore ai 2

anni e coinvolge il SNC: gli individui affetti mostrano un disturbo

neuropsichiatrico (manganismo), caratterizzato da irritabilità,

difficoltà alla deambulazione, disturbi del linguaggio e turbe del

comportamento. Se la condizione persiste si può verificare una

bradicinesia e rigidità muscolare riconducibile ad un parkinsonismo.

In aggiunta, si osserva frequentemente cirrosi epatica.

L’Alluminio (peso atomico 26,98; gruppo tavola periodica III; valenza

3+; isolato nel 1825) è il metallo più abbondante ed il terzo elemento

più presente sulla crosta terrestre: a causa della sua reattività, l’Al

non si trova in natura allo stato libero. In tutti i composti ha valenza

+3 (Al3+). Come ione trivalente rigido, si lega fortemente ai ligandi


32

donatori di ossigeno come il citrato ed il fosfato: non si bioaccumula

in maniera significativa, eccetto nelle piante di tea. L’Al ha numerosi

usi, come fogli per uso domestico, nelle costruzioni, nei trasporti ed

in applicazioni elettriche, principalmente sottoforma di leghe; oltre il

95% di bibite è contenuto in lattine di alluminio; la cottura con

utensili di alluminio determina il trasferimento al cibo. L’esposizione

dell’uomo deriva dagli alimenti, dall’acqua potabile e dei farmaci;

l’assunzione media giornaliera per gli adulti è di 1-10mg41.

Questo metallo, insieme ad altri (Hg, Au, Bi, Li), fa parte di una

classe di elementi utilizzati in passato (e parzialmente ancora oggi)

per terapia medica, i cui effetti tossici sono in relazione alla terapia

stessa; gli effetti tossici dell’Al non sono legati tanto al suo utilizzo

come antiacido, quanto al suo accumulo nelle ossa ed ai problemi

neurologici nei pazienti con insufficienza renale cronica sottoposti ad

emodialisi. Una più recente rivalutazione della potenzialità tossica

dell’Al è legata alla dimostrazione della sua correlazione con

l’insorgenza di malattia di Alzheimer ed all’aumento della sua

biodisponibilità provocato dal cambiamento del pH delle acque e del

suolo, in seguito al fenomeno ubiquitario delle piogge acide.

L’Al è poco assorbito dopo esposizione orale ed inalazione ed è

essenzialmente non assorbito per via cutanea. L’inalazione di

particolato di Al può determinare un diretto trasferimento al tessuto

cerebrale, attraverso il sistema olfattorio42. Circa lo 0.1% di Al

presente nella dieta viene assorbito, ma questa quantità può


33

aumentare fino all’1% in funzione della specie chimica,

l’assorbimento dall’intestino dipende in gran arte dal pH e dalla

presenza di ligandi complessati, particolarmente gli acidi carbossilici.

L’assorbimento intestinale, ad esempio, aumenta in presenza di

citrato; il complesso con il citrato, tuttavia, non è assorbito come tale,

ma fa in modo che l’Al sia disponibile per altre vie di trasporto

presenti nel tratto gastrointestinale43. Il Silicio è un potente inibitore

dell’assorbimento gastro-intestinale dell’Al e può anche accelerarne

l’escrezione urinaria44; esso probabilmente interagisce con l’Al

formando l’idrossiallumino-silicati che sono di norma poco assorbiti.

Nel plasma, l’80-90% del metallo si lega alla transferrina di cui

esistono numerosi recettori nei tessuti. I composti dell’Al possono

influenzare l’assorbimento di altri elementi ed alterare le funzioni

intestinali; il metallo inibisce l’assorbimento dei fluoruri e può

diminuire l’assorbimento dei composti del Calcio, del Ferro e

dell’acido salicilico che può, a sua volta, alterare l’assorbimento

dell’Al45. L’assorbimento del colesterolo può essere inibito per

formazione di un complesso alluminio-pectina che lega i grassi alle

fibre vegetali non digeribili46. L’Al può alterare la motilità del tratto

gastrointestinale inibendo le contrazioni indotte dall’Acetilcolina, e

questo può spiegare perché gli antiacidi contenenti alluminio spesso

provocano costipazione.

Gli organi bersaglio sono i polmoni, l’apparato osteo-articolare ed il

SNC; il cervello è particolarmente suscettibile al danno provocato


34

dall'Al, essendo causa di alcune forme di neurodegenerazione e di

demielinizzazione ed è stato associato ad alcune forme di demenze

come quella associata alla SLA, l'Alzheimer, e la demenza associata al

Parkinson. La normale concentrazione di Al nel cervello dei

mammiferi è compresa approssimativamente tra 1 e 2 µg/g. La prima

e più importante alterazione anatomo-patologica riscontrabile è

caratterizzata da un accumulo a carico dei plessi neurofibrillari nel

corpo cellulare, negli assoni prossimali e nei dendriti dei neuroni di

numerose aree cerebrali, associato alla perdita di sinapsi ed atrofia

dell’albero dendritico; tuttavia, non tutte le specie mostrano questa

reazione verso l’Al. I plessi neurofibrillari sono stati ritrovati

principalmente nei grossi neuroni, quali le cellule del Purkinje del

cervelletto ed i grossi neuroni della corteccia cerebrale; inoltre, è stata

riscontrata una marcata riduzione del numero di neurotubuli e della

velocità di trasporto citoplasmatico, con peggioramento del trasporto

intracellulare. E' stato osservato che le cellule della glia sono il

principale target dell'azione tossica dell'Al47. Queste rappresentano il

90% delle cellule del sistema nervoso, sono costituite dalla microglia

e macroglia (astrociti, cellule di Schwann, oligodendrociti) e svolgono

diversi ruoli di supporti di supporto all'attività neuronale. L’Al

compete con il Calcio e ne altera il metabolismo in parecchi organi,

compreso il cervello. Il contenuto di Calcio nel tessuto cerebrale

aumenta dopo esposizione all’Al e, inoltre, l’alluminio stesso si lega

alla calmodulina, modificandone la struttura: questo ha portato


35

all’ipotesi che l’Al alteri la funzione regolatrice della calmodulina sul

Ca, provocando come conseguenza tangibili effetti sulle funzioni del

SNC, con alterazioni dell’attività neurotubulare e di trasporto. In

pazienti sottoposti a trattamento di emodialisi ciclica, a lungo

termine, per la terapia dell’insufficienza renale cronica, è stata

riscontrata una sindrome neurologica progressiva che può inficiare

sulla prognosi quoad vitam del paziente: primo sintomo è

caratterizzato da disturbo del linguaggio, con compromissione delle

capacità cognitive, comparsa di mioclono, convulsioni fino ad uno

stato di franca demenza. Questo tipo di patologia sorge tipicamente

dopo un periodo di trattamento dialitico effettuato per un periodo

variabile dai 3 ai 7 anni e può essere legato ad intossicazione cronica

di Al: l’eccesso di Al può provenire dall’idrossido di Al che viene

comunemente somministrato a questi pazienti, oppure dall’Al

presente nell’acqua impiegata per preparare il liquido di dialisi.

Un’altra patologia neurodegenerativa che è stata messa in relazione

con l’esposizione cronica ad Alluminio è il complesso SLA-

Parkinsonismo (complesso ALS-PD) dell’isola Guam: la popolazione

Chammarro delle isole Marianne, nell’Oceano Pacifico occidentale, ed

in particolar modo Guam e Rota, presentano un’incidenza

insolitamente alta di malattie neurodegenerative caratterizzate da

perdita di cellule neuronali e degenerazione neuro fibrillare. Garuto et

al. (1948) osservarono che il suolo vulcanico delle regioni di Guam

con un’alta incidenza di SLA-PD presentava elevate concentrazioni di


36

Al e Mn, mentre era povero di Ca e Mg. Essi ipotizzarono così che una

scarsa assunzione di Ca e Mg provocasse iperparatiroidismo

secondario con conseguente aumento delle concentrazioni di

alluminato di calcio e di altri metalli tossici, con danni neuronali e

morte cellulare diffusa. Le ragioni ed i meccanismi con cui l’Al

penetra nel cervello non sono stati ancora chiariti. D’altra parte, il

consumo abituale da parte di queste popolazioni di semi contenenti

sostanze neurotossiche della cycas revoluta può giocare un ruolo

fondamentale nell’incidenza di SLA in queste aree.


37

3. Materiali e metodi

3.1. Descrizione della popolazione esaminata

Il campione esaminato è costituito da 34 pazienti sporadici, SOD

negativi, affetti da SLA definita o probabile, afferenti al Centro di

Riferimento Regionale per la SLA attivo presso la II Clinica

Neurologica della Seconda Università degli Studi di Napoli, diretto

dalla Prof.ssa M.R.Monsurrò; essi fanno parte di un'ampia casistica

raccolta dal 2002 al 2009, e sono stati sottoposti in maniera random

ad un'anamnesi lavorativa approfondita, anche mediante la

somministrazione di un dettagliato questionario epidemiologico

(allegato 1) rivolto all'acquisizione storica di tutti gli aspetti

ambientali, occupazionali e voluttuari relativi ad ogni singolo

paziente. Di essi, 23 sono pazienti di sesso maschile (età media 54,9

anni) e 11 di sesso femminile (età media 57,4 anni).

Numero pazienti % Età media all’esordio

Totale 34 100 55,9 anni

M 23 67 54,9 anni

F 11 33 57,4 anni

< 60 anni 12 35,3 45,5 anni

60-75 anni 20 56 60,9 anni

>75 anni 2 6 77,5 anni

Tabella III - Età d’esordio di malattia del campione analizzato.


38

3.2. Anamnesi Lavorativa

Il questionario inerente all'attività lavorativa è riportato in dettaglio

all'allegato 1: grazie ad esso abbiamo potuto indagare circa le

caratteristiche di residenza dei pazienti, le attività lavorative svolte,

con particolare attenzione riguardo mansioni e durata e abitudini

voluttuarie, indagando circa le abitudini al fumo, all'alcool e a

particolari hobbies imputati per essere fonte di esposizione

extraprofessionale ai metalli pesanti indagati.

3.3. Metodica analitica

3.3.1 Spettroscopia di Assorbimento Atomico

La quantificazione dei metalli in esame (Pb, Al e Mn) in matrice

ematica e/o sierica è stata eseguita mediante Spettroscopia di

Assorbimento Atomico con atomizzazione in fornetto di grafite.

La spettroscopia di assorbimento atomico si basa sulla misura

dell’assorbimento di energia radiante da parte di una popolazione

atomica. Un campione in fase liquida viene immesso in un sistema

atomizzatore e trasformato per dissociazione termica in vapore

atomico. Tale popolazione atomica, trovandosi allo stato elementare o

ineccitato, è in grado di assorbire radiazioni elettromagnetiche di

lunghezza d’onda caratteristica, corrispondente alla transizione

elettronica dallo stato fondamentale al primo stato eccitato (riga di

risonanza).


39

La sorgente spettrale è costituita da una lampada a catodo cavo,

specifica per ciascun elemento. La radiazione di risonanza, passando

attraverso l’atomizzatore, nel quale sono presenti gli atomi

dell’elemento in esame, verrà assorbita in maniera selettiva e

proporzionale al numero di atomi presenti e attraverso un

monocromatore viene, poi, isolata dalle altre righe dello spettro e,

infine, inviata, attraverso la fenditura di uscita, al sistema di

amplificazione e lettura del segnale di assorbimento.

L’atomizzazione si ottiene per dissociazione termica del campione

mediante fiamma o mediante trattamento termico senza fiamma

(atomizzazione elettrotermica), ad esempio in fornetto di grafite.

Il forno di grafite è costituito da un tubicino di grafite pirolitica,

supportato da due elettrodi e collegato ad un programmatore di

temperatura per il trattamento termico del campione. Il tubicino è

posizionato in modo che il raggio della lampada a catodo cavo sia

concentrico ad esso.

Qualora si mantengano costanti le condizioni di atomizzazione,

l’assorbimento di energia da parte degli atomi ineccitati dell’elemento,

espresso comunemente come assorbanza (A), è proporzionale alla

concentrazione dell’elemento secondo la legge di Lambert-Beer.

Sebbene l’atomizzazione in fornetto di grafite sia meno precisa e

richieda tempi di analisi maggiori rispetto all’atomizzazione in

fiamma, consente di determinare metalli in tracce in quantità molto

piccole di campione; l’atomizzazione elettrotermica, quindi, è


40

preferibile nel caso di analisi di fluidi biologici, quali sangue ed urina,

per la possibilità di effettuare microcampionamenti.

3.3.2 Reattivi e strumentazione

Le soluzioni standard di piombo, manganese e alluminio sono state

acquistate dalla BDH Chemicals Ltd (Poole, England). I solventi

adoperati nelle varie fasi analitiche sono stati forniti dalla Carlo Erba

(Milano, Italia).

Per l’analisi delle soluzioni standard di Pb e Mn e la determinazione

di Pb ematico e Mn sierico sono stati adoperati uno spettrofotometro

di assorbimento atomico 1100B con autocampionatore HGA700, e

lampade a catodo cavo specifiche per i metalli indagati, distribuiti

dalla Perkin Elmer (Milano, Italia). Per l’analisi delle soluzioni

standard di Al e la quantificazione dell’Al sierico, invece, è stato

adoperato uno spettrofotometro di assorbimento atomico M Series,

dotato di correttore di fondo Zeeman GF95Z ed autocampionatore

FS95, e una lampada a catodo cavo specifica per l’Al, forniti dalla

Thermo Electron Corporation (Palo Alto, California).

3.3.3 Analisi quantitativa

L’analisi quantitativa, condotta allo scopo di effettuare un

monitoraggio biologico, consiste nella determinazione della

concentrazione di un agente chimico in un fluido biologico.


41

La determinazione quantitativa si esegue mediante una retta di

taratura, costruita analizzando campioni contenenti concentrazioni

note e decrescenti di analita.

Le rette di calibrazione vengono costruite riportando sull’asse delle

ascisse la concentrazione nominale dell’analita e sull’asse delle

ordinate le relative assorbanze.

Dai coefficienti di correlazione (R2) si verifica la linearità della

risposta strumentale negli intervalli di concentrazione presi in esame

e mediante l’equazione della retta di taratura (y=ax+b, dove x

rappresenta la concentrazione dell’analita e y l’assorbanza) si calcola

la concentrazione degli analiti nei campioni reali, inserendo i valori

misurati delle assorbanze dell’analita.

Per la costruzione delle rette di taratura dei singoli analiti sono state

preparate delle soluzioni a concentrazione nota e decrescente di

piombo, manganese e alluminio, eseguendo diluizioni successive con

HNO3 0.2% dalle soluzioni standard 1mg/ml. I range di

concentrazione presi in esame sono stati scelti in base a lavori

riportati in letteratura e ai range ritrovati nella popolazione non

esposta professionalmente ai metalli in questione (Società Italiana

Valori di Riferimento - SIVR 2005). In particolare, i range considerati

sono:

Range di concentrazione

Pb ematico 1-100 g/l

Al sierico 1-6 g/l

Mn sierico 0,1-1,2 g/l


42

3.3.4 Prelievo e trattamento dei campioni ematici

Per l’analisi quantitativa del Pb, Al e del Mn sono stati raccolti

campioni di sangue venoso (3mL in provetta da siero per Al e Mn e in

provetta con EDTA per Pb) dei pazienti afferenti all’ambulatorio SLA

della II Clinica Neurologica della Seconda Università degli Studi di

Napoli (S.U.N.) e trattati ed analizzati presso i laboratori del Servizio

di Medicina del Lavoro, Igiene e Tossicologia industriale della stessa

S.U.N.

I campioni di sangue intero per la determinazione del Pb sono stati

diluiti 1:20 con TritonX100 0,1%, allo scopo di emolizzare i globuli

rossi, mentre quelli per la determinazione di Al e Mn sono stati

centrifugati a 3000 rpm per 5 min allo scopo di separare il siero dalla

parte corpuscolare. I campioni così trattati sono stati analizzati e

quantificati mediante l’utilizzo delle rette di taratura

precedentemente costruite.


43

4. Risultati

Abbiamo analizzato il database contenente le informazioni riguardo

l'anamnesi di vita ed ambientale dei pazienti, raccolte presso

l'ambulatorio SLA della II Clinica Neurologica della S.U.N.: nel

condurre la nostra analisi abbiamo posto l'accento, oltre che sui

settori lavorativi prevalenti dei pazienti afferenti al database, anche

sull'abitudine al fumo di sigaretta, le caratteristiche della propria

sede di residenza (aree urbane o industriali) ed altre abitudini

voluttuarie, comprensive di abitudini alimentari, quali, ad esempio, il

ricco introito di latte con la dieta o l'utilizzo di scatolame; in ultima

analisi abbiamo analizzato i dosaggi ematici di metalli quali Piombo,

Manganese e Alluminio.

4.1. Attività Lavorativa

Analizzando il database ottenuto con le informazioni raccolte, è

subito emerso che alcuni pazienti hanno avuto diversi impieghi in

settori lavorativi completamente differenti tra loro. E’ risultato che il

41% dei pazienti, ovvero 14 è stato impiegato nel settore

dell’agricoltura, svolgendo diverse mansioni: quasi la totalità dei

pazienti era impiegato nella coltivazione diretta di tabacco, ortaggi, e

frutta stagionale; due pazienti erano impiegati con mansione di

trattorista ed infine uno di essi è stato impiegato presso la

“Bromotirrena”, industria che si occupa delle fumigazioni e

disinfezioni in ambiente agricolo, dichiarando di essere esposto a


44

bromuro di metile. Ognuno dei pazienti ha dichiarato di essere stato

esposto a pesticidi, diserbanti e fertilizzanti durante tutto il periodo

lavorativo; l’esposizione lavorativa dei suddetti pazienti è risultata

essere in media di circa 26 anni. Di tali pazienti impiegati

nell’agricoltura, il 71,5% risultava essere di sesso maschile, la

restante parte era rappresentata da pazienti di sesso femminile.

L'età media di insorgenza di patologia per questo sottogruppo è di

56,7 anni, con una maggior presentazione clinica di prevalenza di I

motoneurone (57,15%).

Il 20% (7 pazienti) è stato, o lo è tuttora, impiegato nell’edilizia

soprattutto civile, con una durata d’impiego medio di circa 28 anni;

l'età media di insorgenza di SLA in questo cluster è di 58 anni, con

una prevalenza di I motoneurone (71,4%).

Il terzo settore che è risultato essere più rappresentato è stato quello

dei trasporti: la quasi totalità dei pazienti dichiarava di essere stato

autista di veicoli o camion, con età media di insorgenza pari a 57,3

anni e una forma di presentazione clinica caratterizzata dalla

prevalenza di II motoneurone (66,6%); un solo paziente, oltre ad

essere stato autista, era anche occasionalmente meccanico.

Altri settori industriali di impiego sono risultati essere l’industria

metal-meccanica, tessile e siderurgica, con esposizione occupazionale

a svariate sostanze tra cui: fumi di saldatura per le mansioni di

saldatura ad elettrodo e saldatura ossiacetilenica, produzione di fibre


45

sintetiche con utilizzo di materiale non meglio specificato, impiego

presso l’industria della ghisa, dell’acciaio e del ferro.

Un paziente è risultato essere impiegato presso l’industria chimica,

nel settore produttivo di fertilizzati per un periodo di tempo di circa 5

anni.

Nessun paziente è risultato essere o essere stato impiegato presso

industrie estrattive, nel settore industriale di produzione di gomme e

materie plastiche, presso concerie o industrie del cuoio e industria

galvanica.

Figura 3 - Distribuzione dei pazienti impiegati nei vari settori.


46

4.2. Sede di residenza

Le sedi di residenza sono risultate essere diverse, non potendo così

costituire piccoli cluster geografici; i comuni di residenza più

rappresentati sono comunque risultati essere quelli appartenenti

all’area vesuviana (Torre Annunziata, Boscotrecase, Ottaviano,

Pompei, sant’Anastasia, Pollena, Torre del Greco) l’area appartenente

alla periferia Nord di Napoli (Marano, Casoria, Secondigliano,

Casandrino) ed i comuni aversani. Tale dato conferma i dati dei

precedenti lavori epidemiologici sulla SLA svolti in Campania, dati

ottenuti analizzando una più ampia casistica raccolta dal gruppo

della Prof. Monsurrò e non ancora pubblicati.

Durante il colloquio anamnestico, il 41% dei pazienti ha dichiarato di

risiedere presso aree industrializzate, o nelle immediate vicinanze

(meno di 2Km): i settori industriali in questione erano rappresentati

da industrie conserviere, metal-meccaniche, metallurgiche, alcune

raffinerie, industrie farmaceutiche e concerie; la media degli anni di

esposizione ambientale a xenobiotici derivanti da queste aree

industrializzate è risultata essere di circa 26 anni.

4.3. Abitudini voluttuarie (abitudini alimentari, fumo di sigaretta,

consumo di alcool)

Abbiamo analizzato alcune abitudini alimentari che potevano

produrre problematiche analitiche nell’ambito del dosaggio dei metalli

pesanti all’interno del comparto ematico: dall’analisi è risultato che il


47

consumo di pesce per la maggior parte dei pazienti (82%) era di tipo

moderato, con due pasti in media a settimana; 4 pazienti

dichiaravano di non consumare pesce, nemmeno occasionalmente,

mentre solo 2 avevano un consumo abbondante, con un introito di

più di due porzioni a settimana. L’uso di integratori minerali, di

prodotti dietetici o prodotti di erboristeria è risultato essere

soprattutto recente, con una media di impiego da circa 3-4 anni,

probabilmente legato alla malattia. Sedici pazienti, inoltre,

dichiaravano di utilizzare abitualmente stoviglie in alluminio da circa

28 anni in media; abbiamo inoltre analizzato l’uso di acqua dei pozzi

che è risultato essere abituale da circa 14 anni in media, per dieci

affetti da SLA.

Dall’analisi del database, è risultato inoltre che il 42% (14 pazienti)

risultava non fumatore, avendo un'età media di esordio di malattia di

51,5 anni, l’11% (4 pazienti) fumatori medi, ovvero persone che

hanno fumato o fumano ancora da più di 20 anni un numero di

sigarette compreso tra 6 e 15, con un'età media di esordio di malattia

pari a 56,7 anni; il 47% (16 pazienti) risultava essere forte fumatore

con una storia di abitudine al fumo attuale o pregressa di più di 20

sigarette/die per circa 30 anni in media ed un’età media di esordio di

patologia pari a 54,7 anni.


48

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Non

Fumatori

Bassi

Fumatori

Medi

Fumatori

Forti

Fumatori

Abitudine al fumo

Analisi dell'abitudine al fumo

Figura 4 – Analisi dell’abitudine al fumo.

Fumatori esordio malattia

(età media)

Non Fumatori 51,5 anni

Medi Fumatori (6-15 sigarette/die per almeno 15 anni) 56,7 anni

Forti Fumatori (> 15 sigarette/die per almeno 15 anni) 54,7 anni

Tabella IV - Correlazione tra età media di esordio di malattia ed abitudine al fumo.

Per quanto concerne l’abitudine al consumo di alcool, è risultato che

20 pazienti (59%) intervistati dichiaravano di essere astemi, mentre 9

pazienti (26,5%) si dichiaravano consumatori lievi (circa 100cc/die di

vino ai pasti); 4 pazienti (11,7%) risultavano essere forti consumatori

di vino ai pasti, con un consumo che si attestava in media al litro per

die ed infine un solo paziente risultava essere bevitore occasionale

(2,8% circa). Tra il gruppo degli astemi, l’età di insorgenza di SLA

risultava essere mediamente di 57,15 anni, con una prevalenza nella


49

presentazione clinica di I motoneurone (60%) ed un esordio clinico

alquanto eterogeneo (forma bulbare: 33,3%; upper limbs: 27,8%;

lower limbs: 38,9%).

0

5

10

15

20

Analisi del consumo alcoolico

Astemio

Occasionali

Lievi Bevitori

Forti Bevitori

Figura 5 – Analisi del consumo alcolico tra i pazienti esaminati.

4.4. Dosaggio ematico dei metalli pesanti

I risultati ottenuti dal dosaggio ematico dei metalli suddetti ha

mostrato un incremento sierico di Manganese in 8 pazienti con una

percentuale del 23.5%; tali pazienti presentavano un’età media di

insorgenza pari a 60,5 anni. Essi, inoltre, presentavano per il 37,5%

una forma classica con prevalenza di secondo neurone di moto, e con

la stessa percentuale presentavano una forma a prevalenza di primo

motoneurone; un paziente era invece affetto da SLA post-polio

(12,5%) ed un altro presentava una forma clinica bulbare (12,5%).


50

Ad eccezione di due soli casi, non si è notato incremento della

piombemia, risultando nei limiti della norma secondo il range della

società italiana valori di riferimento (SIVR) per i non esposti

professionalmente (media geometrica con deviazione standard). Per

quanto concerne l'Alluminio sierico, il 61,7% della nostra casistica

(21 pazienti) ha mostrato una riduzione dei livelli sierici di alluminio.


51

5. Discussione

L'attività lavorativa può rivestire un ruolo nell'insorgenza e nello

sviluppo delle malattie multifattoriali; l'occupazione spesso è utile

come “surrogato” per lo studio degli effetti di una varietà di

esposizioni ambientali sulla salute umana, rappresentando un

modello affidabile, dato che per ogni eventuale xenobiotico possono

essere utilizzate le classiche misure di monitoraggio ambientale e

biologico di tale sostanza.

Il campione oggetto del nostro studio è costituito da un gruppo

eterogeneo di 34 pazienti affetti da SLA, di cui 23 maschi ed 11

femmine (in concordanza con gli attuali dati di prevalenza per genere

in Italia); l’età media di esordio di malattia nel campione in generale è

di 55,9 anni: per i maschi è di 54,9 anni mentre per le pazienti di

sesso femminile l’età media di insorgenza risulta essere lievemente

più ritardata, attestandosi intorno ai 57,4 anni. Nella tabella

seguente è riportata la distribuzione dei pazienti in base all’età di

esordio della SLA:


52

Figura 6 – Distribuzione dei pazienti in base all’età di esordio della SLA.

Anche questo dato concorda con la letteratura epidemiologica, in

quanto 20/34 pazienti hanno ricevuto diagnosi di SLA in un’età

compresa tra i 60 ed i 75 anni; a una più dettagliata analisi si è

evinto che più del 70% di essi ha ricevuto diagnosi tra i 60 ed i 65

anni.

L’analisi del nostro campione ha confermato altresì i dati topografici

campani, in corso di elaborazione da parte del Centro di Riferimento

per la SLA della Seconda Università di Napoli coordinato dalla

Prof.ssa Monsurrò, acquisiti su una popolazione molto più ampia che

raccoglie quasi tutti i casi di SLA in Campania negli ultimi 18 anni

(dati non ancora pubblicati). Emerge, infatti, che le aree campane

maggiormente a rischio per SLA siano:

- la zona alla periferia Nord di Napoli

- i comuni vesuviani e la penisola sorrentina

- il territorio aversano


53

Figura 7 – Distribuzione topografica del campione in esame.

Riguardo all'attività lavorativa, abbiamo descritto già nei risultati la

distribuzione del campione, che di seguito riportiamo in percentuale:

Figura 8 – Distribuzione dei pazienti nei vari settori lavorativi.


54

Nella nostra casistica è stato valutato che l'impiego nel settore

dell’agricoltura è l'occupazione più largamente rappresentata con

circa il 41% del totale. L’età di insorgenza di malattia è lievemente

ritardata rispetto al campione generale, attestandosi intorno ai 56,7

anni, contrastando con un dato precedentemente ipotizzato di

anticipazione di esordio.

Impiegati in

agricoltura

N. pazienti M F Età media all’esordio

14 10 4 56,7 anni

Tabella V – Analisi del campione impiegato nel settore dell’agricoltura

La presentazione clinica di SLA più frequente in questo sottogruppo è

la forma classica con prevalenza di I neurone di moto (8 pazienti,

ovvero 57,14%); per quanto concerne il dosaggio dei metalli pesanti

solo un appartenente a tale sottogruppo mostrava un incremento del

Mn sierico, mentre per gli altri pazienti il dosaggio risultava essere

nella norma.

L’associazione tra impiego professionale nel settore dell’agricoltura ed

insorgenza di SLA è un dato largamente rappresentato in letteratura:

l'attività agricola presuppone l'esposizione ad una quantità rilevante

di pesticidi e diserbanti che da tempo sono considerati come possibili

fattori di rischio per l'insorgenza di malattia48,49; è da considerare,

inoltre, che l'attività agricola non è certamente un lavoro sedentario,


55

ma espone ad alti livelli di stress fisico, quest’ultimo considerato

anch'esso da tempo un possibile fattore di rischio.

Il 19,8% dei pazienti presenti nella nostra casistica risulta essere

impiegato nel settore dell'edilizia, in particolare nell'edilizia civile:

anche tale impiego risulta correlato ad alti livelli di stress fisico e a

un’età media di insorgenza di 58 anni.

Infine, il 17,6% del campione in esame risulta impiegato nel settore

dei trasporti, svolgendo diverse mansioni, tra le quali le più comuni

sono quelle di camionista o di autista, con un’età media di insorgenza

di patologia pari a 57,3 anni; tale occupazione potrebbe portare il

lavoratore ad una forte esposizione al traffico veicolare ed ai suoi

numerosissimi xenobiotici, anche se, in tal caso, è molto difficile

risalire al nesso causale, in quanto l’esposizione è notevolmente

polimorfa.

Il fumo di sigaretta contiene un elevato numero di tossici, quali la

formaldeide, che potrebbero produrre uno stress ossidativo. Nel

nostro studio si è evinto che il 68% dei pazienti risultava essere

fumatore, una piccola percentuale dei quali fumava dalle 6 alle 15

sigarette al giorno, mentre la maggior parte aveva un consumo medio

quotidiano di più di 20 sigarette. La restante parte dei pazienti non

aveva mai fumato. In concerto alle osservazioni di Gallo50 abbiamo

notato che il numero di sigarette appare giocare un ruolo meno

importante, sul rischio di sviluppare una SLA, rispetto al tempo di

esposizione. Un pattern simile è stato descritto per gli effetti del fumo


56

di sigaretta su altre patologie croniche come, ad esempio, il cancro

del polmone. Il numero di anni di fumo è infatti molto più predittivo

rispetto agli altri pattern presi in considerazione, come ad esempio il

numero di sigarette pro die. Un dato discordante è risultato invece

quello riguardante l’età di esordio di malattia tra i non fumatori,

nettamente anticipato rispetto alla media del campione. E’ possibile

che questo risultato sia attribuibile ad un bias legato alla scarsa

numerosità della popolazione esaminata; è confermata invece

l’anticipazione di esordio di SLA per i forti fumatori, in linea con

precedenti studi del gruppo della Prof. Monsurrò (dati ancora non

pubblicati).

E’ importante sottolineare che si potrebbe promuovere la salute

individuale anche in fabbrica, scoraggiando le abitudini al fumo

attraverso politiche mirate all’interno del proprio ambito lavorativo.

Nell’ambito della valutazione delle abitudini al consumo di alcool,

abbiamo già riportato che quasi il 60% del campione risultava essere

astemio, e con un’età di esordio di malattia ritardata rispetto al

campione in toto; il dato interessante è stato quello di evidenziare che

il 75% di tale sottogruppo ha mostrato un incremento del dosaggio

del Mn sierico.

Quanto agli altri metalli pesanti, il Pb risulta essere, tranne che in

due casi, nella norma.

Riepilogando il dato dell’età media di esordio di malattia, è possibile

valutare che per i forti fumatori esiste un’anticipazione


57

nell’insorgenza della patologia (54,7 anni) rispetto al campione

generale e si osserva inoltre un ritardo di insorgenza di SLA nei

fumatori medi: questi dati sono concordanti con l’attuale letteratura

internazionale.

Figura 9 – Analisi del campione per età di esordio SLA

Quanto al dosaggio ematico dei metalli pesanti, abbiamo, in generale,

riscontrato un trend di alterazione in senso di iperdosaggio per Pb e

Mn, e valori inferiori alla norma per l’Al sierico; più nello specifico 2

pazienti mostravano valori abnormi per tutti e tre i metalli esaminati,

mentre 4 di essi avevano un’alterazione sierica del dosaggio di Mn ed

Al; 17 pazienti mostravano invece un decremento esclusivo dell’Al.


58

Valutando i dati dei dosaggi e rapportandoli ai principali settori

precedentemente analizzati, abbiamo potuto effettuare le seguenti

correlazioni:

- metalli pesanti e tipo di attività lavorativa

- metalli pesanti e luogo di residenza

- metalli pesanti ed abitudini voluttuarie.

Dall’associazione con i dati ottenuti dall’anamnesi lavorativa, si

evince una distribuzione quasi uniforme dei pazienti SLA con

incremento sierico di Mn tra i cluster d’impiego definiti in precedenza:

esisterebbe solo una leggera preponderanza per i soggetti impiegati

nel settore dei trasporti. Per quanto riguarda il decremento sierico di

Al, invece, a parte l’agricoltura (il 33% dei pazienti con tale

alterazione apparteneva a tale settore), l’alterazione sembra

riguardare gli altri settori lavorativi poco rappresentati nel nostro

campione (52% non apparteneva a nessuno dei tre maggiori settori

lavorativi rappresentati nel nostro campione generale).

Settore lavorativo Pb Mn Al

Agricoltura - 1 7

Edilizia 1 1 1

Trasporti - 3 2

Altro 1 3 11

Tabella VI – Correlazione metalli/settore lavorativo.


59

Il rapporto tra il dosaggio ematico di metalli e sede di residenza ha

mostrato invece quanto segue:

Comuni di residenza Pb Mn Al

Comuni Vesuviani e Penisola Sorrentina - 5 6

NA Nord - - 4

Aversa - - 2

Altro 2 3 9

Tabella VII – Correlazione metalli/area di residenza.

Altro confronto è stato effettuato tra i metalli e le abitudini

voluttuarie: in tale sottogruppo si evidenzia che la maggior parte dei

pazienti astemi o bevitori occasionali presenta un valore alterato del

Mn e dell’Al. Il rapporto con l’abitudine al fumo rivela un'omogenea

distribuzione dei pazienti con alterazioni del Pb e dell’Al, mentre

l’incremento del Mn sembra presente soprattutto nei forti fumatori.

Abitudini voluttuarie Pb Mn Al

Fumo Si 1 6 11

Fumo No 1 2 10

Alcool Si - 2 6

Alcool No 2 6 15

Tabella VIII – Correlazioni metalli/abitudini voluttuarie.


60

Il grafico riassuntivo che segue delinea il nostro campione in toto:

Esso ci consente di elencare contemporaneamente tutte le variabili

esaminate e le correlazioni sopra esposte, mostrando che, per quanto

riguarda il Mn, i pazienti con incremento sierico del metallo risiedono

principalmente nell’area vesuviana, sono impiegati principalmente nei

trasporti (tra i settori maggiormente rappresentati) e sono astemi, con

una storia importante di tabagismo. I pazienti che hanno mostrato

un decremento sierico dell’Al sono invece più eterogenei, avendo

lavorato in settori diversi dai cluster più rappresentati nel nostro

campione (a parte una lieve percentuale nell’agricoltura),

appartengono maggiormente alle aree di residenza diverse dalle tre

maggiormente presenti nel campione, sono astemi e la loro storia di

abitudine al fumo di sigaretta è anch’essa eterogenea. Per quanto

riguarda il Pb, la quasi generalità di valori nei limiti della norma ci ha

un po’ stupiti, ma non ci consente speculazioni.


61

La successiva tappa di questa ricerca, estesa ad un campione più

ampio di pazienti con SLA, sarà una ripetizione del dosaggio

dell'alluminio sierico, anche con la creazione di una nuova

popolazione di riferimento, comparabile per età, sesso, sede di

residenza ed abitudini alimentari e voluttuarie. E’ interessante il dato

che circa il 44,11% del nostro campione utilizza normalmente

stoviglie in alluminio.

Inoltre sarà importante confrontare i risultati dell’analisi dei metalli

con quelli dell'indagine genetica attualmente in corso, nonché

incrociare i dati tossicologici con quelli prodotti da studi di

neuroimaging non convenzionale effettuati dal gruppo di ricerca

coordinato dalla Prof.ssa Monsurrò, per cercare di chiarire il ruolo

relativo della suscettibilità genetica e dei fattori “ambientali” in senso

lato sulla eziopatogenesi e sul decorso clinico della SLA.

Inoltre, saranno messi a punto sistemi analitici più sensibili per la

miglior valutazione del body-burden dei metalli pesanti, considerando

la netta lipofilia degli stessi ed il tropismo per il SNC; per tale motivo

è in opera la messa a punto di tecniche di spettroscopia ad

assorbimento atomico su matrice quale il liquor cefalo-rachidiano,

che rappresenterebbe il miglior campione biologico per la valutazione

della neurotossicità dei metalli.


62

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[49] Park RM, Schulte PA, Bowman JD, Walker JT, Bondy SC, Yost MG, et

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Amyotrophic Lateral Sclerosis: analysis of the EPIC Cohort. Ann

Neurol 2009;65:378-385


69

Allegato1

SCHEDA RACCOLTA DATI: SCLEROSI LATERALE AMIOTROFICA,

FATTORI AMBIENTALI ED OCCUPAZIONALI

Scheda anamnestica

Dati anagrafici

COGNOME…………………………………………...

NOME………………………………………………… SESSO ( )

NATO A…………………………………………………… IL ………………………………...…

COMUNE DI RESIDENZA…………………………………………………………DAL…………………….....

INDIRIZZO………………………………………………………………………….DAL………………………..

PRECEDENTI COMUNI DI RESIDENZA…………………………………………DAL…………….AL………

………………….………………………DAL……………..AL……...

…... .…………...……………………… DAL……………..AL………

ABITAZIONE VICINO AD INDUSTRIE (0=NO; 1=SI) ( )

QUALI?……………………………………………………DOVE?…………………………………………………..

DAL…………………..AL………………..

……………………………………………………………………………………DAL………………AL……………

…………………………………………………………………………………….DAL……………….AL…………..

1. Anamnesi fisiologica

- FUMO: 0=NON FUMATORE. 1=FUMATORE. 2=EX FUMATORE ( )

SE FUMATORE N°/DIE……………………….PER…………………ANNI

- ALCOOL (0 = ASTEMIO; 1 = BEVITORE = EX BEVITORE) ( )

SE BEVITORE: LITRI/DIE……………………….DAL……………

- FIGLI………….

- VACCINI………………………………………………………………………………..……………

- VIAGGI………………………………………………………………………………………………

- ALIMENTAZIONE ( ) normale e bilanciata ( ) disordinata

2. Anamnesi patologica remota

5. ANEMIA si no

6. EPATOPATIA si no

7. TIREOPATIE si no

8. ALTRE PATOLOGIE DI RILIEVO

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

FARMACI…...…………………………………………………………………………………..

3. Anamnesi patologica prossima Patologia attuale:

4. Anamnesi lavorativa

4.1 INDUSTRIA ESTRATTIVA (0=NO 1=SI) ( )


70

- Carbone dal……………al………....

- Ferro dal……………al…………

- Piombo dal……………al………….

- Zinco dal……………al…………

- Rame dal……………al…………

- Mercurio dal……………al…………

- Pirite dal……………al…………

- Barite/fluorite dal……………al……

- Alluminio/bauxite dal……………al……

- Zolfo dal……………al…………

- Amianto dal……………al…………

- Talco/grafite dal……………al………

- Quarzo/quarzite dal……………al……

- Pietre da taglio dal……………al…….

- Sabbie silicee dal……………al……..

- Marne da cemento dal……………al……

- Pomice dal……………al…………

4.2 EDILIZIA (0=NO 1=SI) ( )

- Civile dal……………al…………….

- Industriale dal……………al………….

- Coibentatore dal……………al………

- Catramista dal……………al…………….

- Minatore (gallerie stradali) dal……………al…………….

- Industria del cemento dal……………al…………….

4.3 INDUSTRIA SIDERURGICA (0=NO 1=SI) ( )

- Ghisa/acciaio/ferro dal……………al…………….

- Alluminio dal……………al…………….

- Piombo dal……………al…………….

- Raffinazione nichel dal……………al…………….

- Acciai speciali dal……………al…………….

- Preparazione sabbie e terre dal……………al…………….

- Preparazione anime (specificare tipo) dal……………al…………….

- Formatura/ramolaggio dal……………al…………….

- Colata dal……………al…………….

- Distaffatura/sterratura dal……………al…………….

- Sbavatura/sabbiatura dal……………al…………….

4.4 INDUSTRIA DELLA GOMMA (0=NO 1=SI) ( )

- Mescole dal……………al…………….


71

- Calandratura/trafilatura dal……………al…………….

- Vulcanizzazione/altro dal……………al…………….

- Altro dal……………al…………….

4.5 INDUSTRIA DELLE MATERIE PLASTICHE (0=NO 1=SI) ( )

- Mescole dal……………al……………. - Calandratura/trafilatura dal…………al…………….

- Stampaggio a caldo dal……………al……………. - Altro dal…………al……………

4.6 INDUSTRIA CHIMICA (0=NO 1=SI) ( )

- Raffinerie dal……………al…………….

- Prod. Collanti/adesivi dal……………al…………….

- Prod. Diserbanti (specificare tipo) dal……………al…………….

- Prod. Pesticidi (specificare tipo) dal……………al…………….

- Prod. Fertilizzanti (specificare tipo) dal……………al…………….

- Vernici dal……………al…………….

- Industria farmaceutica dal……………al…………….

- Industria cosmetica dal……………al…………….

- Coloranti (specificare tipo) dal……………al…………….

- Industria intermedi dal……………al…………….


4.7 CONCERIA/INDUSTRIA DEL CUOIO (0=NO 1=SI) ( )

Descrizione della mansione dal……………al…………….

4.8 INDUSTRIA TESSILE (0=NO 1=SI) ( )

□ Fibre naturali (specificare tipo) dal……………al…………….

□ Amianto dal……………al…………….

□ Fibre vetrose dal……………al…………….

□ Fibre sintetiche (nylon-rayon-viscosa) dal……………al…………….

□ Preparazione fibra dal……………al…………….

□ Cardatura dal……………al…………….

□ Filatura dal……………al…………….

□ Tessitura dal……………al…………….

□ Tintura dal……………al…………….

□ Altro dal……………al…………….

4.9 INDUSTRIA METALMECCANICA (0=NO 1=SI) ( )

- Macchine utensili dal……………al…………….

- Saldatura ossiacetilenica dal……………al…………….

- Saldatura a filo continuo dal……………al…………….

- Saldatura ad elettrodo dal……………al…………….

- Altre saldature (specificare) dal……………al…………….

- Verniciatura a spruzzo dal……………al…………….

- Verniciatura a pennello dal……………al…………….


72

- Verniciatura elettrostatica dal……………al…………….

- Montaggio dal……………al…………….


4.10 INDUSTRIA DEL LEGNO (0=NO 1=SI) ( )

- Lavorazione su macchine dal……………al…………….

- Montaggio dal……………al…………….

- Verniciature dal……………al…………….

- Lucidatura dal……………al…………….

- Legni nazionali dal……………al…………….

- Legni esotici dal……………al…………….

- Lavoro forestale dal……………al…………….


4.11 GALVANICA (0=NO 1=SI) ( )

Detersione preliminare dal……………al…………….

Decapaggio dal……………al…………….

Risciacquatura dal……………al…………….

Asciugatura dal……………al…………….

Pulitura dal……………al…………….

Sgrassatura dal……………al…………….

Neutralizzazione dal……………al…………….

Essicazione dal……………al…………….

Nichelatura dal……………al…………….

Cromatura dal……………al…………….

Deposizione di altro metallo dal……………al…………….

4.12 AGRICOLTURA (0=NO 1=SI) ( )

- Tipo di coltivazione dal……………al…………….

- Uso di pesticidi (specificare tipo) dal……………al…………….

- Uso di diserbanti (specificare tipo) dal……………al…………….

- Uso di fertilizzanti (specificare tipo) dal……………al…………….

- Trattorista dal……………al…………….


4.13 TRASPORTI (0=NO 1=SI) ( )

- Autista dal……………al…………….

- Camionista dal……………al…………….

- Macchine mov. terra dal……………al…………….

- Meccanico dal……………al…………….


□ ALTRE ATTIVITA’…………………………….. dal…………....al…………….


73

5 Hobbies E Sport (0 = No; 1 = Si)……… ( )

6 Medicinali Omeopatici (0 = No; 1= Si) Dal……………….Al………………………( )

7 Antiacidi. (0 = No; 1= Si) Dal…………………….Al………………………………( )

8 Numero e tipo di otturazioni dentarie in Amalgama (0) (1-5) (>5)

9 Contatto Con Animali Domestici (0 = No; 1 = Si) ( )

10 Traumi, Fratture (0 = No; 1 = Si) ( )

11 Folgorazioni (0 = No; 1 = Si) ( )

12 Endoprotesi (0 = NO; 1 = SI) ( )

13 SCHEGGE METALLICHE RITENUTE (0 = NO, 1 = SI) ( )

14 CONSUMO DI LATTE……………..LITRO/DIE……………….

15 CONSUMO DI PESCE (0 = NO; 1 = fino a due pasti/settimana; 2 = > due pasti/settimana) ( )

16 USO DI ACQUA DAI POZZI (0 = NO; 1 = SI) DAL…………..AL………….. ( )

17 USO DI INTEGRATORI MINERALI- PRODOTTI DIETETICI- PRODOTTI DA ERBORISTERIA (0 =

NO; 1 = SI) DAL………………..AL………….. …. …………… ( )

18 USO DI STOVIGLIE IN ALLUMINIO (0 = NO; 1 = SI) DAL…………..AL………….. ( )

19 TUBATURE IN PIOMBO (0 = NO; 1 = SI) DAL…………..AL………….. ( )

20 TINTURE PER CAPELLI (0 = NO; 1 = SI) ( )

DAL………………….AL……………………..TIPO…………………….COLORE……………………..

Consenso scritto al trattamento dei dati sanitari personali (art 22 Legge 675/96)

Il sottoscritto……………………………….nato…………………………….il……………..………………………………..

Esprime il proprio consenso alla raccolta, trattamento e archiviazione dei propri dati personali con la

finalità di indagine epidemiologica ai fini preventivi.

Data…………………………………… Firma……………………………….

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