Invertebrati marini come bioindicatori di inquinanti stannorganici: studi di embrio- e immunotossicità

Negli ultimi anni i composti stannorganici hanno destato un crescente interesse in campo biologico per gli elevati effetti tossici di cui sono responsabili. Essi vengono utilizzati quali componenti di vernici antivegetative per scafi di imbarcazioni, moli e reti da pesca, e come pesticidi anticercosporiosi della barbabietola da zucchero in agricoltura. Visto il loro uso incontrollato e non regolamentato, la loro presenza nelle acque e nei sedimenti costieri è da ritenersi certa. La stabile presenza di questi composti nell’ecosistema marino rappresenta un elevato fattore di rischio, in quanto essi sono in grado di provocare effetti deleteri negli organismi già a basse concentrazioni e, inoltre, sono soggetti ad un rapido bioaccumulo con effetti tossici a lungo termine. Nei vertebrati gli organi-bersaglio dei butil- e trifenilstannici sono il cervello, il fegato e gli organi linfatici. I molluschi, sia bivalvi che gasteropodi, esposti a queste sostanze subiscono decalcificazione della conchiglia e vanno incontro ad una riduzione della fertilità. Recentemente è stato dimostrato anche un effetto teratogeno di questi composti nei mammiferi e nei pesci. In questo studio sono state utilizzate specie ampiamente diffuse di molluschi (Mytilus galloprovincialis, Tapes philippinarum), ascidiacei (Botryllus schlosseri, Styela plicata) ed echinodermi (Paracentrotus lividus), come bioindicatori di inquinamento da stannorganici nell’ambiente marino costiero con lo scopo di indagare gli effetti immuno- ed embriotossici di tali contaminanti, proponendo anche metodi di indagine facilmente riproducibili. La scelta di queste specie si è basata sull’elevata sensibilità agli stannorganici dimostrata dai tunicati in precedenti ricerche, sull’importanza economica e il rischio per la salute umana relativi ai bivalvi e infine sulla particolare affidabilità e sensibilità dei ricci di mare come modello sperimentale nello studio degli effetti di xenobiotici sula riproduzione e sullo sviluppo. Abbiamo valutato gli effetti immunotossici degli stannorganici su processi quali la fagocitosi (inibizione dell’indice di fagocitosi, del “burst” respiratorio e delle attività enzimatiche associati alla fagocitosi) approntando opportuni saggi in vitro, mentre gli effetti embriotossici (arresto, rallentamenti, anomalie dello sviluppo) sono stati valutati trattando gli embrioni in diversi momenti dello sviluppo, per diversi periodi di tempo e con varie concentrazioni di stannorganici. I risultati ottenuti indicano che gli stannorganici determinano effetti tossici subletali dose- e tempo-dipendenti nonché strettamente correlati alle loro proprietà lipofiliche. Il meccanismo d’azione di tali composti appare complesso. Da un alto, esso comporta una forte interazione con l’omeostasi cellulare del calcio, mediante inibizione dell’attività della Ca2+-ATPasi di membrana calmodulina-dipendente, aumento del calcio intracellulare e depolimerizzazione delle proteine del citoscheletro. Dall’altro lato, il meccanismo d’azione comporta anche un’interazione oligomicina-simile con la fosforilazione ossidativa mitocondriale, mediante inibizione degli enzimi della catena respiratoria osservabile sia dal punto di vista morfologico, come progressivo accumulo di stannorganici sulle creste mitocondriali dei blastomeri embrionali, sia dal punto di vista citochimico e spettrofotometrico, come inibizione della produzione di radicali dell’ossigeno durante la fagocitosi. Si ritiene che questi studi potranno contribuire alla definizione di test biologici affidabili, sensibili e specifici, in grado di essere applicati in ricerche ambientali accanto ai metodi chimici analitici molto precisi e tuttavia costosi che richiedono lunghi e delicati processi preliminari di estrazione.