Ernesto Burgio AMBI E NT E E SALU T E Inquinamento,interferenze sul genoma umano e rischi per la salute Ernesto Burgio AMBIENTE E SALUTE Inquinamento, interferenze sul genoma umano e rischi per la salute Tutti i diritti sono riservati. È vietata qualsiasi utilizzazione, totale o parziale, dei contenuti inseriti nel presente volume, ivi inclusa la memorizzazione, riproduzione, rielaborazione, diffusione o distribuzione dei contenuti stessi mediante qualunque piattaforma tecnologica, supporto o rete telematica, senza previa autorizzazione scritta dell’autore Ernesto Burgio [email protected] Indice Prefazione Emanuele Vinci Presidente Ordine dei Medici e degli Odontoiatri di Brindisi pag. 5 Lorenzo Droandi Presidente Ordine dei Medici e degli Odontoiatri di Arezzo pag. 7 Roberto Romizi Presidente ISDE Italia pag. 9 Premessa Ernesto Burgio Presidente ISDE Scientific Committee pag. 13 Introduzione Sette parole chiave pag. 19 Cap. 1 Cosa si dovrebbe intendere per ambiente e salute? pag. 25 Cap. 2 Inquinamento e trasformazioni ambientali e sanitarie pag. 35 Cap. 3 Inquinamento ambientale e rivoluzione epidemiologica del XX secolo pag. 42 Cap. 4 Prolegomena a una medicina evoluzionistica pag. 45 Cap. 5 Verso un nuovo “paradigma”: dalla genetica, alla genomica, all’epigenetica pag. 53 Cap. 6 Verso un nuovo “paradigma”: epigenetica e rivoluzione Epidemiologica del XX secolo (parte a) pag. 55 Cap. 7 Verso un nuovo “paradigma”: epigenetica e rivoluzione Epidemiologica del XX secolo (parte b) pag. 60 Appendice al capitolo 7 Una condizione di infiammazione subacuta di bassa intensità pag. 66 Cap. 8 Inquinamento atmosferico: uno spettro si aggira per le città dell’uomo pag. 68 Cap. 9 Inquinamento e bambini pag. 91 Cap. 10 La “pandemia silenziosa”: inquinamento e malattie del neurosviluppo e neurodegenerative (parte a) pag. 95 Cap. 11 La “pandemia silenziosa”: inquinamento e malattie del neurosviluppo e neurodegenerative (parte b) pag. 103 Cap. 12 Origini ambientali (epigenetiche) della pandemia di obesità e diabesità del XX-XXI sec. pag. 113 Appendice al capitolo 12 Un cenno al possibile ruolo del microbiota intestinale pag. 129 Cap. 13 Il caso degli interferenti endocrini: una breve storia drammatica pag. 131 Cap. 14 Danni da radiazioni ionizzanti (esposizione interna, transplacentare, transgenerazionale) pag. 137 Cap. 15 Per un nuovo modello di cancerogenesi (ambientale) pag. 155 Cap. 16 Inquinamento e tumori. Prolegomena alla cancerogenesi chimica pag. 165 Cap. 17 Il problema dell’incremento dei tumori infantili pag. 172 Cap. 18 Uomini, genomi, microrganismi e virus pag. 178 Cap. 19 Abuso e cattivo uso di antibiotici e diffusione dei geni di resistenza. Il più grande esperimento di trasformazione della biosfera pag. 186 Cap. 20 Allarmi pandemici del terzo millennio pag. 191 Bibliografia pag. 201 3 PREFAZIONE Ambiente e salute, professione e sviluppo. Il legame tra la tutela dell’ambiente e la difesa della saluteè ormai indissolubile sia nella consapevolezza di ciascun individuo e di ogni collettività, sia nella comunità scientifica internazionale. Negli ultimi anni si è assistito ad uno sviluppo esponenziale degli studi sulle interazioni tra ambiente e salute, anche grazie alla costante spinta della comunità scientifica internazionale, che ha richiamato l’attenzione pub- blica sugli effetti potenzialmente dannosi derivanti dalle attività antropiche (produzione di energia, gestione dei rifiuti, sistema della mobilità, qualità dell’acqua aria e pratiche agricole, campi elettromagnetici), in parti- colare sulle ricadute a lungo termine sulla salute, ossia quelle meno evidenti ma più difficili da contenere una volta che si verificano. Tali interazioni ambiente/salute non riguardano solo le varie patologie, acute/ croniche o vecchie/nuove, ma determinano effetti inerenti l’ evoluzione e persino la stessa sopravvivenza delle specie viventi, Homo sapiens compreso. È evidenza acquisita che tutte le specie viventi, vegetali e animali, sono il risultato dell’interazione tra il loro specifico genoma e l’ambiente in cui vivono. In tale contesto si pone la presente monografia “Ambiente e Salute” presentando una significativa documenta- zione delle più recenti acquisizioni scientifiche, in merito alle correlazioni tra alterazioni ambientali di origine antropica e nuove pandemie di patologie dismetaboliche, oncologiche e neurodegenerative. Già Ippocrate (r.b.1) aveva affermato: “il cosmo penetra nell’uomo con l’aria, le bevande e con i cibi; sostanze che diventano parte integrante dell’organismo; gli umori di cui questo si compone sono trasformazioni dei cibi e delle bevande ingerite”. E dopo più di due millenni Darwin (r.b.2) ribadisce il ruolo determinante dell’am- biente: “le specie vegetali e animali non sono state create indipendentemente, ma si sono evolute nel tempo grazie ad una selezione naturale del più adatto nella lotta per la vita.” Sia Ippocrate che Darwin pubblicarono le loro affermazioni contro le credenze magico-religiose delle loro epoche; la teoria di Darwin in particolare ha minato alla radice la pretesa dell’uomo di essere stato creato “a immagine e somiglianza di Dio” (PG. Odifreddi, r.b. 3). Le loro affermazioni si basavano solo sull’attenta osservazione della realtà, nella totale assenza di dati biochi- mici, genetici o principi di base che potessero sostenerle, ed anche in questo sta uno dei segni delle loro geniali osservazioni. Alla riflessione scientifica compete solo l’osservazione dei fatti e le relative teorie, lasciando la verità (o le verità) ai religiosi o ai filosofi. S J. Gould (r.b. 4) ha più volte chiarito questo aspetto “I fatti sono i dati del mondo. Le teorie sono strutture concettuali, di idee, che spiegano e interpretano i fatti. I fatti non si dissolvono quando gli scienziati dibattono teorie che rivaleggiano nello spiegarli. Gli evoluzionisti hanno sempre ammesso di sapere quanto lontani noi si sia da una completa conoscenza dei meccanismi (la teoria) attraverso i quali l’evoluzione (il fatto) occorre. Darwin ha sempre sottolineato la differenza tra questi due aspetti: da un lato stabilire il fatto evolutivo e dall’al- tro proporre una teoria , la selezione naturale, per spiegare il meccanismo dell’evoluzione”. Non appartiene alla riflessione scientifica considerare l’Ambiente come l’Eden perduto, anzi “sconvolto” dalla presenza e at- tività dell’uomo, così come ritenuto da coloro che considerano le rivoluzioni agricole e industriali “i peggiori errori della storia del mondo”. Senza di questi “errori” forse l’Homo sapiens sarebbe estinto o probabilmente starebbe ancora nelle caverne e la sopravvivenza individuale non avrebbe mai superato i pochi decenni di vita. L’essenza stessa dell’uomo è nella “cono-scienza e nella tecnica”, come acquisito dalle scienze psicologiche e dalla riflessione filosofica e come già noto al pensiero greco, che narrava di Prometeo che ruba il fuoco (l’abi- lità tecnica) agli dei per permettere agli uomini, privi di istinti, di sopravvivere (U. Galimberti r.b. 5). L’uomo che accese il primo fuoco intervenne attivamente sull’ambiente! 5 Non ha nessun senso, pertanto, parlare di un ambiente senza la presenza attiva e consapevole dell’uomo, senza la coscienza della stretta connessione e interdipendenza tra attività dell’uomo e ambiente, tra sviluppo della scienza/conoscenza e salute/vita/evoluzione dell’Homo sapiens e di tutte le altre specie viventi. Il problema che oggi si pone è attuare una rigorosa Valutazione dell’Impatto sulla Salute (VIS) di ogni attività antropica, sia di tipo concorrente che retrospettivo e prospettico (FNMCeO r.b. 6) L’evoluzione dell’umanità è stata marcata dallo sviluppo dell’impresa scientifica: un metodo di pensiero che prevede verifiche, confutazioni autocorrezioni e che è andato costruendosi lentamente. Il progresso della scien- za vive sul riconoscimento dall’errore (K. Popper, r.b. 7), nella consapevolezza che gli uomini di scienza si devono limitare alle evidenze, o meglio prove sperimentali, consci che qualsiasi teoria elaborata è destinata ad essere superata. All’interno di questo sistema di pensiero vi sono alcune tappe fondamentali (l’uso del fuoco, l’invenzione della ruota, il Galileo del Sidereus Nuncius), che hanno determinato alcuni cambiamenti radicali non solo nella conoscenza scientifica ma anche in filosofia, scienze morali, sociali, del diritto, economia, an- tropologia. L’origine delle specie e l’evoluzione per selezione naturale di Darwin è da considerarsi una delle idee che hanno influenzato la storia dell’umanità. (C. A. Redi, r.b. 8). Negli ultimi decenni il completamento del sequenziamento dei genomi di molte specie e le possibilità tecni- che di indagini dei meccanismi molecolari hanno permesso di approfondire la conoscenza di molti fenomeni biologici (dallo sviluppo ontogenetico e filogenetico all’acquisizione delle forme, dai processi fisiologici alle alterazioni patologiche), di trovare tipi di ereditarietà che non sono direttamente legati ai geni (i cosiddetti ef- fetti epigenetici), di applicare nuovi approcci sperimentali, come la biologia evolutiva e dello sviluppo, con la nascita a metà degli anni Novanta di una nuova disciplina Evo-Devo (Evolutionary Developpement Biology). La presente monografia è un bell’esempio di quanto emerge di nuovo e, inoltre, stimola il confronto e il dibat- tito scientifico riproponendo anche teorie neolamarkiane. Può essere utile in alcuni contesti rivalutare Lamark, ovvero la teoria dell’ereditarietà dei caratteri indotti dall’ambiente, non necessariamente in contrapposizione alla teoria darwiniana della selezione naturale. Basti pensare all’evoluzione culturale, che ben meglio è com- prensibile su una base di di ereditarietà dei caratteri acquisiti (C. A. Redi, r.b.8). Naturalmente nella scienza tutto va verificato: solo il tempo potrà dire se ci stiamo muovendo verso una vera e significativa espansione dell’impalcatura concettuale alla base della biologia evolutiva o se stiamo sempli- cemente aggiustando il tiro di alcune diramazioni periferiche della stessa struttura messa a punto da Darwin e dai fautori della Sintesi Moderna. (Massimo Pigliucci r.b. 9). Alla professione medica tocca l’arduo compito di essere uomini di scienza, aperti alle acquisizioni delle scien- ze e tecnologie biomediche e pronti a trasferirle nella cura dei pazienti; al contempo essere anche uomini del presente, coscienti che “in un mondo di politeismo dei valori” tocca svolgere anche un compito etico: l’etica della convinzione (cioè dedizione alla causa, la professionalità) e l’etica della responsabilità (tenere sempre presenti le conseguenze delle proprie scelte) (M. Weber r.b. 10). Emanuele Vinci Presidente OMCeO Brindisi, Coordinatore Gruppo di lavoro “Professione – Ambiente e Salute – Sviluppo Economico” della Federazione Nazionale Ordini Medici Chirurghi e Odontoiatri Riferimenti bibliografici (r.b.) : 1. Ippocrate, “Aforisma” Ed. Newcompt, Roma 1959. 2. C. Darwin, L’origine delle specie. Selezione naturale e lotta per l’esistenza. Ed. Bollati Boringhieri, Torino 2006. 3. PG. Odifreddi, In principio era Darwin, Ed. Longanesi, Milano 2009. 4. S J. Gould, Discover,2,1981. 5. U. Galimberti, Psiche e techne. L’uomo nell’età della tecnica. Ed. Feltrinelli, Milano 1999. 6. FNMCeO, Gruppo di Lavoro su professione, salute e ambiente, salute globale e sviluppo. La Valutazione di impatto sulla Salute (VIS), Roma maggio 2011. 7. K. Popper, Conjectures and Refutations, Ed. Il Mulino, Bologna, 1972. 8. C.A. Redi, Evo-Devo, la nuova frontiera del darwinismo, MicroMega Almanacco di Scienze, Roma 2009. 9. M. Pigliucci, The Evolutionary 16, MicroMega, Almanacco di Scienze, Roma 2009. 10. M. Weber: Il lavoro intellettuale come professione, Ed. Einaudi, Torino 1948. 6 PREFAZIONE Le tematiche ambientali sono sempre più attuali, e le cronache nazionali ed internazionali non ci permettono di restare a guardare. Gli accordi internazionali per la riduzione dell’inquinamento ambientale (protocollo di Kyoto ed altri) e la mancata sottoscrizione di essi da parte di un considerevole numero di Paesi, soprattutto i maggiori inquinatori del pianeta, ci indicano con chiarezza quanto e come dobbiamo lavorare a fondo e con sempre maggiore ener- gia per fare in modo che i decisori, politici e non, comprendano realmente ciò di cui si sta parlando, perché se ne parla tanto, quale valore ha l’ambiente in cui viviamo, quali legami ha l’inquinamento ambientale con la qualità della vita di tutti noi e con le malattie cui andiamo incontro, e soprattutto di quale mondo e quali malattie e quali sofferenze lasceremo ai nostri figli. La comunità medica aretina ha letto con largo anticipo l’importanza dei temi ambientali, tanto che circa venti anni fa ha dato vita all’associazione dei Medici per l’Ambiente (ISDE), la quale nel tempo ha dimostrato di af- frontare gli argomenti in maniera sempre scientifica e scientificamente corretta, al di fuori da ogni schieramen- to politico e scevra da ogni interesse economico, nel contempo assumendo un importante ruolo di advocacy. E l’Ordine dei Medici di Arezzo ha creduto in questo progetto, tanto che si è adoperato affinchè se ne ricono- scesse l’importanza a livello nazionale, ed il Codice di Deontologia Medica (art. 5) recepisse lo stretto legame tra l’essere medico e contemporaneamente cittadino, figure entrambe impegnate per la salute ed il futuro di tutti noi. Se, dunque, il medico è responsabile due volte, allora la FNOMCeO ed i singoli OMCeO provinciali devono impegnarsi per offrire supporto, in primo luogo formativo, a quel medico. Questo è il principio di fondo, all’in- terno della strategia complessiva condivisa con FNOMCeO e ISDE Italia, in base al quale è stato organizzato il corso di aggiornamento per referenti ordinistici il 18 gennaio 2013 ad Arezzo, occasione in cui verrà presentata la monografia di Ernesto Burgio. Lo scenario che la monografia dipinge non è certamente rassicurante, né vuole esserlo. Si tratta invece di un atto di accusa, in qualche modo, su quello che è stato fino ad oggi, e su quali scenari si apriranno nel nostro futuro se non cercheremo di modificare opportunamente le cose. In questo senso, il volume è profondamente preoccupante, ponendo una serie di quesiti ai quali tenta di dare risposte, non sempre con successo. Ma poichè fornisce indicazioni sulle azioni da compiere da oggi in avanti, esso rappresenta anche un vero e proprio inno alla speranza. La situazione locale, nella provincia di Arezzo, è quella che è. Abbiamo l’inceneritore e le cen- trali a biomasse, ma anche chi ha pensato di ricavare energia dall’idrogeno. Continuiamo a produrre rifiuti di ogni genere ed in una quantità sempre più elevata, in un territorio nel quale la raccolta differenziata pare non decollare. Abbiamo medici che hanno condotto e stanno conducendo studi di vario genere sulle criticità ambientali che potrebbero conseguire ai cicli produttivi di talune aziende, oppure alla emissione di inquinanti da parte dell’inceneritore e dalle centrali a biomasse in corso di realizzazione. Così, abbiamo potuto verificare direttamente come le amministrazioni locali interessate abbiano subito preso posizione critica nei confronti di questi studi, per motivi non sempre chiari, ma che comunque non tengono conto del principio di precauzione, e sempre pospongono gli interessi di tutela della salute a tutti gli altri, po- litici, economici, finanziari, industriali e quant’altro. Allora, pur se parliamo di questioni locali, sembra di esser tornati al discorso iniziale, quello sui protocolli per la riduzione dell’inquinamento ambientale, sulla mancata sottoscrizione di questi da parte dei Paesi maggior- mente inquinanti, e via dicendo. Le logiche sembrano le stesse. 7 È la logica di chi comanda veramente i giochi a livello mondiale, come sempre è stato ma che oggi, con la globalizzazione incombente, cominciano a sembrare un po’ più chiari. L’alta finanza, le grandi multinazionali, il potere economico in senso lato vengono sempre anteposti a tutti gli altri interessi, né la politica potrà mai pensare di intervenire in senso virtuoso dal momento che essa stessa è funzionale solo ed esclusivamente a chi detiene il potere politico, sostenuto appunto dal potere economico. Il cerchio è chiuso. Ecco, io credo che la comunità medica dovrebbe cercar di spezzare questo circolo vizioso, sostenendo con forza il principio di precauzione, per i motivi molti dei quali sono accennati e/o indicati e/o discussi nella monografia. Per raggiungere questo ambizioso ma ineludibile obiettivo, ritengo necessario che il medico/citta- dino si faccia promotore di una corrente di pensiero a sua volta in grado di sviluppare una nuova cultura della sicurezza (che in Italia non è mai realmente esistita). Senza questa nuova cultura, non ci saranno speranze di modificare l’atteggiamento dei decisori rispetto ai problemi di cui stiamo discutendo. Dovremo dunque batterci per modificare la formazione universitaria dei nostri medici, nel senso di introdurre queste tematiche nell’insegnamento ai nostri studenti; ma dovremo batterci per modificare in questa direzione anche i percorsi formativi degli avvocati come dei veterinari, degli infermieri, degli ingegneri, degli architet- ti, cioè di quelle persone (quindi di tutti) che un domani potranno essere decisori. E prima ancora dovremo analogamente modificare i corsi di studio della scuola primaria e della secondaria. In una sola espressione, dobbiamo fare cultura. D’altra parte, modificare l’atteggiamento dei decisori attraverso un processo culturale richiede un lavoro pro- fondo e molto esteso nel tempo e la domanda diventa dunque la seguente: letta la presente monografia, avremo il tempo necessario? Lorenzo Droandi Presidente Ordine dei Medici e degli Odontoiatri di Arezzo 8 PREFAZIONE Ambiente e Salute. Inquinamento, interferenze sul genoma umano e rischi per la salute L’attuale inarrestabile tendenza verso la globalizzazione ha molteplici ripercussioni sull’organizzazione umana e sugli ecosistemi. Le azioni prodotte in una parte del globo fanno sentire i loro effetti negativi ad enormi distanze e a vari livelli, dall’economia, all’ambiente alla salute. Gli effetti dell’inquinamento ambientale sulla salute umana sono acuti e cronici e riguardano tutto l’organismo. Sono maggiormente esposti gli abitanti degli aggregati urbani e coloro che vivono in prossimità delle strade con intenso traffico motorizzato e degli insediamenti produttivi. Le categorie a più alto rischio sono bambini, anziani e soggetti sofferenti per patologie croniche. La monografia “AMBIENTE E SALUTE. Inquinamento, interferenze sul genoma umano e rischi per la salute” tratta una tematica rivoluzionaria in ambito biomedico che si ispira ad un’idea originaria di Lorenzo Tomatis e che ISDE Italia ha fatto propria. L’esposizione delle popolazioni a diversi agenti inquinanti chimico-fisici e biologici rappresenta il principale oggetto di studio dell’epidemiologia ambientale. Il target più sensibile degli inquinanti ambientali sono le cellule indifferenziate, quelle cellule cioè in cui sono assenti caratteristiche morfologiche, antigeniche e funzionali che sono invece tipiche delle cellule mature o differenziate. L’esposizione quotidiana di cellule staminali, cellule embrionali e fetali e gameti a quantità anche minime di agenti e fattori esogeni può indurre modificazioni epigenetiche e mutazioni genetiche che sono alla base della trasformazione di una cellula normale in una cellula tumorale. L’attuale espansione “pandemica” di malattie immunomediate (allergie, asma, malattie autoimmuni…), endocrino-metaboliche (obesità, sindrome metabolica, diabete II ecc...), neurodegenerative e neoplastiche potrebbe essere il prodotto di una trasformazione ambientale eccessivamente rapida. L’incremento di neoplasie infantili connesso, secondo numerosi ricercatori, all’esposizione transplacentare (del feto) e transgenerazionale (dei gameti) ad agenti chimici e fisici in grado di indurre modificazioni epigenetiche e mutazioni genetiche, rappresenta forse l’effetto più esemplificativo e drammatico della trasformazione ambientale in atto e della conseguente alterazione del programming embrio-fetale. Le attuali metodologie di valutazione del rischio epidemiologico e tossicologico non sono sufficienti a comprendere la Rivoluzione epidemiologica in atto. Esiste un nesso tra l’incremento delle patologie neuropsichiche dell’infanzia (autismo, disturbo da deficit dell’attenzione, ritardo mentale, ecc...) e quello delle malattie neurodegenerative dell’adulto? Che legame esiste tra inquinamento atmosferico e incremento di patologie allergiche e immunomediate? C’è un nesso tra la trasformazione dell’ambiente e l’incremento di patologie quali il diabete e l’obesità? Quali sono le attuali evidenze concernenti un’origine precoce (embrio- fetale, infantile o addirittura transgenerazionale) del cancro? È a queste domande che Ernesto Burgio ha cercato di rispondere con questa monografia. I medici sono i primi testimoni degli effetti che il danno ambientale provoca sulla salute umana. Gli operatori dei Dipartimenti di Prevenzione delle Aziende Sanitarie, tramite la sorveglianza epidemiologica, hanno il compito di raccogliere informazioni e dati sul territorio nazionale, che elaborati consentano la prevenzione, il controllo e la rapida individuazione della comparsa delle malattie animali. In particolare, risulta fondamentale 9