Le microplastiche ambientali come determinante di rischio per la salute: uno studio di genotossicità

Abstract

Il termine "plastica" indica un gruppo di polimeri organici, costituiti da lunghe catene di carbonio e idrogeno, in cui si possono inserire diversi elementi per ottenere materiali con proprietà differenti. Questi polimeri trovano largo impiego in molti settori e si stima che la produzione triplicherà entro il 2060. L'uso estensivo della plastica genera quantità ingenti di rifiuti difficilmente riciclabili che subiscono inevitabili processi di degradazione (abrasione meccanica. Tali processi determinano la formazione di piccoli frammenti classificabili in base alle dimensioni: macroplastiche, microplastiche (MP) e nanoplastiche (NP). MP ed NPsono inquinanti emergenti noti, capaci di generare squilibri negli ecosistemi. La loro ubiquitarietà e le loro caratteristiche chimico-fisiche ne permettono la risalita nella catena trofica, rappresentando un fattore di rischio per la salute umana. Negli ultimi anni sono stati condotti studi per comprendere le implicazioni tossicologiche legate all'assunzione involontaria di materiale plastico particellare e per definire i valori soglia ammissibili nelle diverse matrici ambientali. Scopo della presente tesi è valutare i possibili effetti, in vitro, delle MP in una linea monocitaria umana (THP-1). Sono stati testati gli effetti delle MP di due diverse dimensioni (1 e 5μm) e a due diverse condizioni di fotoinvecchiamento ottenuto tramite esposizione a raggi UVB in ambiente acquoso. Le cellule esposte alle MP hanno evidenziato uno squilibrio redox, danni genotossici ed effetti mutageni. I risultati hanno evidenziato che l'entità del danno genotossico è inversamente proporzionale alla dimensione delle MP e direttamente proporzionale al loro stato di fotoinvecchiamento. In conclusione, le alterazioni osservate in questo studio evidenziano che le MP, a seguito di processi naturali di degradazione e ossidazione, possono causare effetti avversi sulla salute della popolazione esposta, suggerendo la necessità di ulteriori studi.

The term "plastic" refers to a group of organic polymers consisting of long chains of carbon andhydrogen into which different elements can be inserted to obtain materials with different properties. These polymers are widely used in many sectors, and it is estimated that production will triple by 2060. The extensive use of plastic generates vast quantities of waste that is very difficult to recycle. When dispersed in the environment, they undergo inevitable degradation processes by mechanical abrasion caused by atmospheric agents, solar radiation, and microbial enzymatic action. These processes cause the formation of small fragments classified according to their size: macroplastics, microplastics (MP) and nanoplastics (NP). MP and NP are known emerging pollutants capable of damaging ecosystems. Their ubiquity and their chemical-physical characteristics allow them to move up the food chain, being a risk factor for human health. In recent years, studies have been conducted to understand the toxicological implications related to the involuntary intake of particulate plastic material and to define the admissible threshold values in different environmental matrices.​ This thesis aims to evaluate the possible effects of MPs in vitro on a human monocyte cell line (THP-1). In particular, the effects of MPs of two different sizes (1 and 5 μm) and two different photoaging conditions obtained by exposure to UVB rays in an aqueous environment were tested. Cells exposed to MPs showed redox imbalance, genotoxic damage, and mutagenic effects. The results showed that the extent of genotoxic damage is inversely proportional to the size of MPs and directly proportional to their photoaging state. In conclusion, the biochemical alterations and genotoxic risk indices seen in this study highlight that MP, following natural degradation and oxidation processes, can cause adverse health effects in the exposed population. This suggests the need for further studies.