Una preziosa rassegna scientifica delle Università di Huaihua e Kunming, in Cina (Li Y. et al., 2024) ha esaminato 90 studi per valutare lo stato dell’arte sulla ricerca sulle microplastiche nel corpo umano. (1)
Generazione e dispersione, esposizione, assorbimento e accumulo nell’organismo, rischi tossicologici e di salute pubblica. A seguire, sintesi della ricerca con alcune integrazioni di chi scrive.
1) Microplastiche e nanoplastiche, premessa
Le microplastiche (MP) sono frammenti di plastica di dimensione variabile tra 1 micrometro (μm) e 5 mm, in varie forme (e.g. fibre, film, granuli). Possono disgregarsi in nanoplastiche (NP), fino a raggiungere dimensioni tra 1 nanometro (nm) e 100 nm. La loro generazione e dispersione nell’ambiente si verifica attraverso due fonti:
1) fonti primarie. Microplastiche intenzionalmente incorporate in taluni prodotti (i.e. pesticidi, prodotti cosmetici), oggetto di recenti e limitate restrizioni in Unione Europea (2,3);
2) fonti secondarie. Si formano durante l’uso e lo smaltimento di varie plastiche (e.g. pneumatici, imballaggi, tessuti, lavapiatti) ovvero a seguito del loro degrado e decomposizione (4,5,6).
1.1) Microplastiche in agricoltura
La dispersione nell’acqua e nell’aria (7,8,9) – oltre ai pesticidi, i teli di pacciamatura e i contenitori usati in agricoltura (10) – determina la contaminazione dei suoli e delle piante stesse, fino a raggiungere la catena alimentare. (11)
Questo fenomeno può comportare un’alterazione del microbiota e di alcune capacità chimiche del suolo (e.g. densità, ritenzione idrica, porosità), fino a compromettere la salute complessiva delle piante e delle coltivazioni.
Si determinano così una riduzione dell’assorbimento di acqua e nutrienti da parte delle piante, e la conseguente concentrazione di microplastiche e nanoplastiche nei frutti, radici ed altri organi della pianta. Fino a raggiungere il corpo umano.
1.2) Microplastiche e altri contaminanti
La combinazione delle microplastiche con numerosi altri contaminanti (e.g. metalli pesanti, plasticizzanti, inquinanti organici persistenti, POPs) è oggetto di particolare preoccupazione per la salute pubblica.
I contaminanti possono infatti venire così assunti da organismi acquatici come plancton e pesci che, attraverso le catene trofiche, possono innescare un carry-over verso altre specie animali e il corpo umano.
2) Esposizione del corpo umano alle microplastiche
Il corpo umano è esposto a microplastiche e nanoplastiche attraverso le vie alimentare, inalatoria e cutanea.
2.1) Microplastiche nella dieta
L’assunzione di microplastiche nel corpo umano per via dietetica avviene anzitutto attraverso l’acqua potabile e minerale (12,13), i prodotti della pesca e il sale marino, (14) ma anche altri alimenti di origine animale e vegetale. Pollame e carne in generale, latte, birra e soft drinks, miele e birra, frutta e ortaggi. (11)
L’apporto medio giornaliero è stimato in oltre 883 particelle per gli adulti e 553 nei bambini – che vi sono esposti in quantità fino a 10 volte superiore, (15) con gravi rischi per lo sviluppo neuro comportamentale associato agli additivi plasticizzanti con azione di interferenza endocrina (16) – e può raggiungere ad un valore annuale compreso tra 39.000-52.000 particelle (17,18).
La migrazione da imballaggi alimentari in plastica o che la contengono – incluse le bustine di tè, come si è visto (19) – contribuisce all’esposizione complessiva del corpo umano alle microplastiche in misura significativa. Fino a superare le 25.000 particelle/anno in base alla natura di alimenti e imballaggi, temperatura, tempo di contatto e altri fattori.
2.2) Inalazione
Il particolato atmosferico a sua volta può contenere microplastiche a cui il corpo umano viene esposto tramite inalazione. Le microplastiche possono percorrere centinaia di chilometri, nell’aria, (8) concentrandosi soprattutto negli ambienti chiusi.
L’inalazione è stimata contribuire all’assunzione complessiva di macroplastiche nel corpo umano in misura superiore al 50%. Così da aggiungere fino a 74.000 – 121.000 particelle/anno alle quantità assunte tramite ingestione.
2.3) Esposizione cutanea
Il contatto cutaneo rappresenta un’ulteriore via di esposizione del corpo umano alle microplastiche, nonostante la pelle eserciti proprio la funzione di barriera rispetto a diversi contaminanti e patogeni.
Il passaggio delle microplastiche dalla cute al tessuto subcutaneo è attribuito a tre fattori:
– dimensioni microscopiche e nanoscopiche delle particelle;
– alterazioni all’integrità dello strato cutaneo (e.g. tagli o lesioni, dermatiti);
– penetrazione dei cosmetici (i quali possono contenere additivi plasticizzanti come il bisfenolo A).
3) Assorbimento, distribuzione e accumulo nel corpo umano
I meccanismi di assorbimento, distribuzione e accumulo delle microplastiche nel corpo umano a loro volta seguono i percorsi gastrointestinale, polmonare e cutaneo.
3.1) Tratto gastrointestinale
L’ingestione di alimenti e bevande determina una prima interazione delle MP con la cavità orale. La loro ridotta dimensione e la resistenza alla corrosione determinano una scarsa efficacia protettiva della saliva e dei succhi gastrici. Le condizioni acide possono anzi favorire il rilascio nel corpo umano di plasticizzanti o di eventuali contaminanti adesi.
Le particelle inferiori a 150 nm possono venire traslocate per endocitosi dalle cellule epiteliali dell’intestino, essere soggette a fagocitosi e trasferimento nei tessuti linfatici, fegato, milza o nei linfonodi. Fino a concentrarsi a livelli tali da poter causare infiammazioni nelle sedi di accumulo, superando i meccanismi di detossificazione dell’organismo.
3.2) Via polmonare
Il naso, attraverso la scala mobile muco-ciliare al suo interno, è in grado di catturare le particelle polimeriche più grandi che vengono espulse tramite starnuti o colpi di tosse. Le particelle più piccole possono invece raggiungere i polmoni e da lì venire trasportate, attraverso il flusso sanguigno, negli organi di detossificazione del corpo umano.
La bocca rappresenta a sua volta una via privilegiata d’ingresso delle microplastiche nel corpo umano attraverso il sistema respiratorio, con una maggiore persistenza nei polmoni rispetto all’inalazione diretta. Ciò comporta una maggiore esposizione di alcune categorie di soggetti, come i lavoratori a rischio e i fumatori.
3.3) Ingresso cutaneo
L’ingresso delle microplastiche nella cute può essere intercellulare o transcellulare, nonché tramite le ghiandole sudoripare, i follicoli dei capelli e dei peli. Lo strato corneo, in condizioni normali, è in grado di ostacolare l’ingresso nel corpo umano delle particelle maggiori di 10 nm.
Le nanoplastiche possono favorire il passaggio di altre molecole attive nei vari strati cutanei, anche attraverso le sostanze lipofile presenti sulla loro superficie. Il flusso sanguigno poi determina la distribuzione sistemica delle MP nel corpo umano.
4) Escrezione, secrezione e accumulo
L’escrezione delle microplastiche dal corpo umano avviene attraverso le feci o le urine (soprattutto per le MP rese più idrofiliche per conversione enzimatica, nonché quelle più piccole che possono passare nei reni), quella delle nanoplastiche invece in genere attraverso la bile.
La secrezione di MP può poi avvenire tramite lacrime, sudore, saliva o latte materno. Le particelle di dimensioni 4-20 μm persistono nel corpo umano (intestino, stomaco e fegato soprattutto) in concentrazioni superiori a quelle più grandi e piccole.
5) Rischi tossicologici
I rischi tossicologici delle microplastiche per il corpo umano sono molteplici, potenzialmente gravi e gravissimi, a carico di diversi apparati e sistemi.
5.1) Apparato digerente
L’apparato digerente subisce la presenza di microplastiche nei diversi organi e funzioni:
– a livello di stomaco, le MP possono influire sulla produzione di succhi gastrici e l’integrità della membrana gastrica, alterandone le capacità difensive e le funzioni antiossidanti di difesa;
– l’intestino può essere fisicamente soggetto a microlesioni e a reazioni infiammatorie, con rottura delle tight junctions e della mucosa intestinale;
– il fegato può subire alterazioni del metabolismo lipidico o fibrosi del fegato, unito ad un incremento dello stress ossidativo.
Il microbiota intestinale è negativamente influenzato dalle MP, le quali stimolano una condizione di disbiosi con alterazioni di popolazione, diversità microbica e abbondanza relativa. Con impatto non solo sul sistema digerente ma anche su cuore, reni e cervello, tramite alterazione dei rispettivi assi con l’intestino. (20)
5.2) Sistema respiratorio
L’accumulo di microplastiche nei polmoni può determinare tossicità respiratoria e stress ossidativo, seguito da infiammazione dei polmoni stessi. A cui seguono asma, muco nei polmoni o alterazione genetica legata alle difese immunitarie. (21)
Le difese epiteliali dei polmoni possono altresì essere danneggiate, con gravi conseguenze per i bambini che possono essere più esposti a danni irreversibili, come dei tumori.
La comunità microbica nei polmoni è importante tanto quanto quella del microbiota, e anch’essa viene affetta negativamente dalla presenza delle microplastiche.
5.3) Sistema riproduttivo
Il sistema riproduttivo e la fertilità femminile possono venire gravemente compromessi dalle microplastiche, poiché esse sono in grado di causare la morte delle cellule dell’ovario e influire sulla sopravvivenza degli ovociti. Questi fattori tossici sono potenziati se combinati con interferenti endocrini come gli ftalati. (22)
La fertilità maschile può altresì venire compromessa – in tutto o in parte (infertlità o ridotta espressione di ormoni come il testosterone) – a causa della contaminazione da microplastiche (e altri interferenti endocrini a essi combinati) del seme e dei testicoli. Studi di biomonitoraggio umano sono stati condotti anche in Italia. (23)
L’esposizione materna durante la gravidanza e la lattazione può comportare la trasmissione delle MP attraverso la placenta, ove sono state rilevate per la prima volta in uno studio italiano. (24). Con influenza su sviluppo embrionale ed esito della gravidanza, peso alla nascita, tasso di crescita e sviluppo cognitivo.
5.4) Sistema nervoso
La barriera sangue-cervello del corpo umano può venire compromessa e causare danno ai neuroni. Questo fenomeno può condurre a diverse conseguenze sulle capacità cognitive e mnemoniche, riducendo la capacità di apprendimento e di memorizzazione.
L’associazione delle microplastiche con metalli pesanti e altri contaminanti può esarcerbare gli effetti neurotossici riducendo la vitalità cellulare e stimolando l’apoptosi e l’autofagia cellulare. Con alterazione del funzionamento neuronale e maggior rischio di disordini cerebrali.
5.5) Sistema cardiovascolare
La trombosi, terza malattia cardiovascolare, e l’aggregazione eccessiva delle piastrine sono state correlate anche all’accumulo nel corpo umano di microplastiche. Le quali possono anche contribuire a ridurre le contrazioni ventricolari, alterare le funzioni cardiache e aumentare la fatica progressiva durante l’attività fisica. (25)
I globuli rossi possono poi andare incontro ad emolisi, in diretta relazione con la maggiore concentrazione di microplastiche nel corpo umano. I frammenti affilati di MP possono infatti rompere le membrane e l’endotelio vascolare, causando la lisi cellulare. Oltre a determinare l’accelerazione dell’invecchiamento e disfunzioni vascolari.
5.6) Cancerogenesi e genotossicità
La penetrazione delle microplastiche nelle cellule del corpo umano può determinare un’interazione con il DNA che, complementato dalla presenza di altri contaminanti, incrementa la citotossicità cellulare. Il genoma può così divenire instabile, determinando l’iniziazione di trasformazioni cellulari maligne e alterazioni dei meccanismi di riparazione cellulare (26,27).
Il danno al DNA può essere dovuto al contatto diretto o alla generazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) che possono compromettere la replicazione del DNA o dei meccanismi deputati alla sua riparazione. I fenomeni di infiammazione possono a loro volta venire imputati allo sviluppo dei fenomeni di carcinogenesi indotti dalle MP nel corpo umano.
6) Conclusioni provvisorie
La presenza ubiquitaria di microplastiche e nanoplastiche nell’ambiente è certa, così come il loro assorbimento e la distribuzione nel corpo umano per via alimentare, inalatoria e cutanea. I ricercatori cinesi (Li Y. et al., 2024) annotano che vi sono ancora diverse limitazioni da superare, per adottare una strategia adeguata di prevenzione:
– i metodi di analisi devono ancora venire ben definiti, in termini di sensibilità e specificità, per poter venire standardizzati su diverse matrici alimentari e non;
– gli studi analizzati, spesso in vitro o in vivo su animali, potrebbero non riflettere le condizioni reali. Sono necessari studi epidemiologici per capire i meccanismi di tossicità di micro- e nanoplastiche.
La ricerca, nonostante gli importanti avanzamenti, è ancora limitata e necessita di progredire sempre più per identificare nuovi sistemi di prevenzione che devono partire, in primis, da una riduzione complessiva dell’utilizzo della plastica.
7) Quali soluzioni?
Le preoccupazioni sollevate dalla comunità scientifica nel decennio trscorso (12,28,29) trovano purtroppo conferma nei numerosi studi che si sono susseguiti. L’analisi dei gravi rischi per il corpo umano associati all’esposizione alle microplastiche, del resto, appare già sufficiente a imporre l’adozione urgente di misure idonee alla loro mitigazione.
I rischi individuati sono destinati ad aumentare, a fronte delle previsioni di crescita significativa della produzione globale di plastiche da petrolio e gas. (30) Il mainstream media ha dedicato peraltro scarsa attenzione agli sforzi per concordare la produzione di plastica in sede di Nazioni Unite (31,32).
Ricerca e sviluppo devono venire orientati verso la sostituzione delle plastiche tradizionali con bioplastiche quanto possibile prive di sostanze chimiche tossiche e capaci di degradarsi nell’ambiente senza più avvelenarlo (33,34). Ciascuno di noi può intanto provare a ridurre l’esposizione a MP riducendo l’uso di plastica, privilegiando materiali alternativi in ogni occasione di vita.
Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna
Note:
A) Note al capitolo 1
(1) Li Y. et al. (2024). Microplastics in the human body: A comprehensive review of exposure, distribution, migration mechanisms, and toxicity. Science of the Total Environment 946:174215 https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174215
(2) Marta Strinati. Microplastics in pesticides, the CIEL report. FT (Food Times). July 20, 2022
(3) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Microplastics, the first restrictions in the Old Continent in a mini-reform of the REACH regulation. October 1, 2023
(4) Sabrina Bergamini. Microplastiche dai tessuti, il ruolo della moda low cost. Égalité. 5.5.22
(5) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Dishwashers and release of microplastics, the study. FT (Food Times). December 22, 2023
(6) Dario Dongo. Microplastiche nelle acque e in agricoltura, primo studio in Lombardia. GIFT (Great Italian Food Trade). 18.12.18
(7) Dario Dongo, Ylenia Desireè Patti Giammello. Plastics and microplastics in the Mediterranean, a cultural challenge. FT (Food Times). August 30, 2019
(8) Dario Dongo, Sabrina Bergamini. Microplastiche nell’acqua dei laghi italiani, l’emergenza silenziosa. GIFT (Great Italian Food Trade). 5.7.20
(9) Dario Dongo. Microplastics away in the wind, contaminated even the air. FT (Food Times). April 29, 2019
(10) Dario Dongo. Plastic in packaging and agriculture, a trouble for environment and health. EU Court of Auditors Report. FT (Food Times). January 26, 2019
(11) Marta Strinati. Microplastiche dentro la frutta e la verdura. Lo studio italiano. GIFT (Great Italian Food Trade). 21.6.20
B) Note al capitolo 2
(12) Marta Strinati. Microplastics in drinking water, WHO calls for risk assessment. FT (Food Times). August 22, 2019
(13) Marta Strinati. A new analysis reveals the enormous amount of nanoplastics in bottled water. FT (Food Times). January 13, 2024
(14) Dario Dongo, Valentina Vasta. Too much salt, anti-caking agents and microplastics. FT (Food Times). January 24, 2024
(15) Marta Strinati. Microplastics, infants and children 10 times more exposed than adults. FT (Food Times). November 2, 2021
(16) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Exposure to endocrine disruptors and neurobehavioral development of children. FT (Food Times). March 18, 2022
(17) Marta Strinati. Microplastics in our diet. FT (Food Times). August 22, 2018
(18) Sabrina Bergamini, Dario Dongo. Microplastics on the plate, two new studies and a petition. FT (Food Times). June 13, 2019
(19) Dario Dongo. Millions of microplastics released from tea bags. Study. FT (Food Times). December 28, 2024
C) Note ai capitoli 3, 4, 5, 6
(20) Bora S.S. et al. (2024). Microplastics and human health: unveiling the gut microbiome disruption and chronic disease risks. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 14:1492759, https://doi.org/10.3389/fcimb.2024.1492759
(21) Marta Strinati, Dario Dongo. Microplastics even in our lungs. The British study. FT (Food Times). April 12, 2022
(22) Dario Dongo, Luca Foltran. Phthalates and BPA in the human body. FT (Food Times). November 19, 2018
(23) Giulia Pietrollini. Microplastics and fertility damage. The EcoFoodFertility Project. FT (Food Times). March 12, 2023
(24) Marta Strinati. Microplastics in the human placenta. The discovery of Italian researchers. FT (Food Times). December 11, 2020
(25) Marta Strinati. Microplastics, a new cardiovascular risk factor. FT (Food Times). March 11, 2024
(26) Dzierzynski et al. (2024). Microplastics in the Human Body: Exposure, Detection, and Risk of Carcinogenesis: A State-of-the-Art Review. Cancers 16(21):3703, https://doi.org/10.3390/cancers16213703
(27) Marta Strinati. Microplastics, new evidence of genotoxicity on freshwater shrimps. FT (Food Times). May 16, 2023
D) Note al capitolo 7
(28) Paola Palestini, Dario Dongo. Microplastics and human health, the invisible evil. FT (Food Times). March 18, 2019
(29) Marta Strinati. ToMEx, the database for research on the effects of microplastics, is online. FT (Food Times). June 26, 2022
(30) Dario Dongo, Alessandra Mei. Plastics and greenhouse gas emissions, an emergency to be prevented. Scientific study. FT (Food Times). February 9, 2020
(31) Isis Consuelo Sanlucar Chirinos. Historic UN agreement against plastic pollution. FT (Food Times). March 5, 2022
(32) Marta Strinati. A global agreement to reduce plastics. Greenpeace Petition. FT (Food Times). October 9, 2022
(33) Sabrina Bergamini, Dario Dongo. Alternatives to plastic? Greenpeace’s complaint. FT (Food Times). October 17, 2019
(34) Marta Strinati, Dario Dongo. Compostable plastics, double-digit growth. FT (Food Times). June 19, 2019
Dario Dongo, lawyer and journalist, PhD in international food law, founder of WIISE (FARE - GIFT - Food Times) and Égalité.
Graduated in Food Technologies and Biotechnologies, qualified food technologist, he follows the research and development area. With particular regard to European research projects (in Horizon 2020, PRIMA) where the FARE division of WIISE Srl, a benefit company, participates.
