Interferenti endocrini a volontà: come gli imballaggi per alimenti in plastica ti possono distruggere la salute

Secondo un nuovo studio pubblicato su Ecotoxicology and Public Health, le sostanze chimiche che alterano il sistema endocrino utilizzate negli imballaggi di plastica per alimenti potrebbero causare danni alla salute più gravi e diffusi di quanto si pensasse in precedenza.

I ricercatori guidati dal Prof. Martin Wagner, biologo presso l’Università norvegese di Scienza e Tecnologia, hanno riferito che decine di plastiche da imballaggio e ingredienti correlati penetrano negli alimenti con imprevedibili effetti negativi sulla salute a breve e lungo termine.

Wagner e collaboratori hanno raccolto 36 contenitori di plastica per la conservazione degli alimenti e alimenti confezionati in plastica da rivenditori di Stati Uniti, Regno Unito, Corea del Sud, Germania e Norvegia.

I campioni erano rappresentativi delle sette plastiche più usate al mondo: polietilene ad alta e bassa densità (HDPE, LDPE), polietilene tereftalato (PET), polipropilene (PP), polistirene (PS), poliuretano (PUR) e cloruro di polivinile (PVC).

I Paesi sono stati selezionati principalmente per i loro elevati consumi di plastica e rifiuti pro-capite. La Norvegia è stata scelta per “interesse locale”.

Il campione di articoli in plastica comprendeva bicchieri monouso, pellicole trasparenti, vassoi, contenitori riutilizzabili e 17 alimenti confezionati in plastica. Gli oggetti contenenti cibo sono stati svuotati, lavati e analizzati. I contenitori vuoti sono stati analizzati così come sono.

I ricercatori hanno ipotizzato che gli imballaggi con marcatori che identificavano il componente in plastica fossero etichettati correttamente. Nei casi in cui queste informazioni non erano disponibili o non erano chiare, i materiali presenti negli articoli sono stati identificati utilizzando analisi chimiche standard.

Materiali complessi, analisi complesse

Le materie plastiche sono materiali complessi costituiti da polimeri – di gran lunga il componente principale – e da molti altri ingredienti poco abbondanti ma potenzialmente tossici aggiunti per migliorare le prestazioni della plastica.

Il BPA (bisfenolo A), ad esempio, viene aggiunto alle plastiche in policarbonato per creare superfici lisce, dure e resistenti ai prodotti, mentre gli ftalati vengono aggiunti al PVC per ridurne la fragilità e migliorarne la resistenza alle crepe.

Gli esseri umani vengono esposti quando questi ingredienti chimici si trasferiscono dalla plastica agli alimenti – un processo che dipende da molti fattori, come la composizione chimica dell’alimento, il tempo di conservazione e le condizioni di temperatura.

Poiché questo processo richiede tempo ed è imprevedibile, i ricercatori lo hanno accelerato utilizzando un solvente per estrarre il maggior numero di componenti chimici disponibili.

L’estrazione consiste nell’uso di un solvente per rimuovere uno o più componenti da una sostanza. Il lavaggio dei vestiti è un’estrazione in cui il solvente (acqua e detersivo) rimuove i componenti (sporco, olio, macchie) da una sostanza (i vestiti).

I ricercatori hanno scelto il metanolo – alcool metilico o “di legno” – perché scioglie molte sostanze chimiche conosciute nella plastica ma non degrada il polimero.

Per eliminare la contaminazione di componenti plastici estranei, tutti i materiali utilizzati nel processo di estrazione – ad esempio becher e spatole – erano di vetro o acciaio inossidabile ed erano stati puliti prima dell’uso. Le confezioni che in precedenza contenevano cibo sono state sciacquate e asciugate.

Gli investigatori hanno preso pezzi da 13,5 grammi di ogni materiale di confezionamento, li hanno sminuzzati e li hanno sottoposti ad estrazionei con metanolo per due ore o più.

Per verificare se il contenuto degli alimenti influisse sulla lisciviazione delle sostanze chimiche, i ricercatori hanno testato tre articoli contenenti alimenti confezionati in negozio rispetto alla stessa confezione (ottenuta dallo stesso fornitore) che non conteneva alimenti.

Gli investigatori hanno prelevato campioni da ogni estrazione di metanolo e hanno condotto un’analisi chimica per determinare quali ingredienti della plastica fossero presenti. Hanno inoltre condotto test biochimici per determinare i potenziali effetti sul sistema endocrino umano.

Migliaia di “caratteristiche chimiche”

Poiché la plastica è così complessa e contiene così tante sostanze chimiche, e poiché il metodo di analisi utilizzato dai ricercatori ha generato un numero ancora maggiore di specie uniche, i ricercatori hanno analizzato sia il numero di sostanze chimiche uniche presenti in ogni campione, sia le “caratteristiche chimiche”.

Sebbene i ricercatori abbiano usato il termine “caratteristiche chimiche” 37 volte nel loro articolo, non hanno definito il termine, né si tratta di un gergo standard della chimica organica. Si presume che il termine includa la presenza di una sostanza chimica, la sua concentrazione e i suoi prodotti di degradazione, le loro concentrazioni e la presenza o l’assenza di altre sostanze o caratteristiche.

Su questa base, i ricercatori hanno individuato 2.146 sostanze chimiche uniche e 25.511 caratteristiche: 16.846 nei sette campioni di PUR e PVC e 8.665 nei 29 campioni di PE, PET, PP e PS.

Il numero di caratteristiche varia tuttavia tra i prodotti di imballaggio alimentare in plastica, con un minimo di 37 caratteristiche in un contenitore HDPE e un massimo di 9.936 nella pellicola trasparente.

Non sorprende che le plastiche che hanno richiesto l’aggiunta di un maggior numero di sostanze chimiche durante la loro produzione presentino un maggior numero di componenti chimici identificabili e di caratteristiche chimiche. Tra le plastiche studiate, l’HDPE presenta il minor numero di caratteristiche (616), seguito da PET (1.320), PS (2.284), PP (2.711), LDPE (5.495), PVC (12.683) e PUR (13.004).

Attività dei recettori endocrini fuori controllo

La presenza di decine o centinaia di sostanze chimiche in un prodotto non indica necessariamente rischi per la salute. L’aroma della mela, ad esempio, contiene almeno 300 composti unici, i cui livelli variano notevolmente a seconda del ceppo e delle condizioni di conservazione.

Dopo aver mappato le composizioni chimiche degli estratti, i ricercatori hanno cercato l’attività rivolta a quattro sistemi endocrini di interesse per la salute umana: il recettore del pregnano X (PXR), che aiuta l’organismo a eliminare le tossine; il recettore attivato dal proliferatore del perossisoma γ (PPARγ), che è coinvolto nel controllo del glucosio nel sangue; il recettore degli estrogeni α (ERα), che favorisce la dilatazione e la riparazione dei vasi sanguigni; e il recettore degli androgeni (AR), che è coinvolto in molti processi corporei che riguardano il testosterone, l’ormone sessuale maschile.

Le estrazioni da 33 dei 36 oggetti di plastica campionati interferivano con almeno un recettore.

Il principale bersaglio recettoriale identificato è stato il PXR, che era influenzato da 33 estratti e unicamente da otto. Ciò non sorprende, dato il gran numero di ruoli che questo recettore svolge nella disintossicazione cellulare e la sua capacità di associarsi a un’ampia gamma di biomolecole.

Il PXR è anche coinvolto nel mantenimento dell’equilibrio energetico e nell’infiammazione dell’organismo. Poiché i farmaci che interferiscono con il PXR sono stati associati all’ipercolesterolemia (colesterolo alto e malattie cardiache), è ragionevole supporre che la plastica possa fare lo stesso.

Gli effetti sul PXR aumentavano anche con l’aumentare del numero di caratteristiche chimiche, portando i ricercatori a concludere che lo screening dell’attività del PXR “fornisce una buona rappresentazione iniziale della tossicità generale e della complessità chimica delle miscele di sostanze chimiche nella plastica”.

Ventitré estratti influenzavano il PPARγ, il secondo bersaglio principale, con l’attivazione più forte da parte degli estratti di LDPE e PVC. Il PPARγ è il regolatore principale dell’adipogenesi – la formazione e l’accumulo di cellule grasse – e la sua attivazione è stata implicata nell’obesità e nei disturbi metabolici.

Diciotto estratti hanno attivato il recettore degli estrogeni, con gli effetti più forti provenienti da campioni di PS (polistirene) e da contenitori di mirtilli e yogurt congelati.

I ricercatori non hanno spiegato perché questi alimenti abbiano fatto emergere il peggio dalle loro confezioni, ma la loro acidità potrebbe favorire l’estrazione degli attivatori degli estrogeni.

Gli effetti degli estrogeni comportano problemi di sviluppo e riproduttivi e un rischio maggiore di tumori legati agli ormoni, come il cancro al seno e alla prostata.

I ricercatori hanno inoltre rilevato effetti “significativi” di blocco degli androgeni in 14 estratti, con gli effetti più elevati da LDPE, PVC e PUR e nessun effetto da articoli in PET e PP. Il blocco degli androgeni è associato a numerosi problemi riproduttivi negli uomini e nelle donne, alcuni dei quali possono essere trasmessi da una generazione all’altra.

Una delle scoperte dello studio è che i materiali plastici sono complessi e composti da molte più sostanze chimiche di quanto si possa sospettare dai loro ingredienti o dalle formule chimiche.

Ciò significa che gli studi sugli effetti sulla salute che esaminano singole tossine come il BPA, o addirittura intere classi di tossine come gli “interferenti endocrini“, possono non cogliere appieno i danni causati dalla plastica.

Analizzando i prodotti finiti invece di specifiche sostanze chimiche, l’approccio dei ricercatori cattura l’intera gamma di tossine presenti nella plastica, comprese quelle precedentemente o ancora sconosciute.