RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Sistema di indicatori per la valutazione dell'impatto sub-clinico dell'inquinamento da metalli pesanti nei soggetti in accrescomento residenti in zone a rischio ambientale

Università di riferimento

Università degli Studi di CAGLIARI - BIOLOGIA SPERIMENTALE - CAGLIARI(CA)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Giovanni FLORIS

Descrizione

Il progetto di ricerca proposto si inserisce nell'ambito dei recenti studi ambientali volti a valutare i livelli di piombo nel sangue e nei capelli, e la relazione tra caratteristiche ambientali ed accrescimento in bambini di comunità a differente retroterra ambientale (Buffa et al., 1995; Floris et al., 1995, 1999; Floris e Sanna, 1997, 1998; Carbini et al., 1998; Sanna et al., 1994, 1995, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003). Il progetto risponde alla effettiva domanda di attuare un sistema integrato di sorveglianza ambientale atto alla salvaguardia dello stato di salute delle popolazioni. Infatti, le popolazioni umane delle società avanzate richiedono, sempre con maggiore intensità, che venga realizzato un sistema di controllo sanitario che consenta di qualificare l'ambiente e desumerne in tempi percepibili gli scostamenti dai parametri di normalità. Un sistema di controllo integrato dovrebbe costituire la base per la progettazione di un modello di monitoraggio che consenta la valutazione dell'impatto sub-clinico dell'inquinamento da metalli pesanti nei soggetti in crescita residenti in zone a rischio ambientale. L'accertamento dei livelli d'inquinamento e dello stato di accrescimento, individuale e collettivo, offrirà alla comunità un sistema di controllo del proprio stato di salute che contribuirà ad un miglioramento della qualità della vita. Inoltre, l'eventuale validazione della metodica del rilevamento degli inquinanti dai capelli consentirebbe di sostituirsi ai prelievi di sangue, di tipo intrusivo, rendendo maggiormente accettabile il monitoraggio da parte della popolazione in accrescimento campionate.

L'Unità Operativa avrà il compito di:

I. raccogliere i dati antropometrici e di composizione corporea, mediante l'utilizzo dello strumentario antropometrico specifico, ovvero: l'antropometro ad asta, il compasso grande e piccolo a branche curve, il compasso a branche dritte, il nastro metrico metallico, la bilancia pesa-persone ed il plicometro di Lange. I valori di composizione corporea saranno calcolati anche mediante l'uso dell'impedenziometro. Questo strumento produce una corrente elettrica sinusoidale di bassa intensità e si basa sulla diversa conducibilità dei tessuti in relazione al loro contenuto elettrolitico e di acqua. Con tale metodo si stima la massa magra corporea in base al valore dell'impedenza (composta da resistenza e reattanza), all'intensità del segnale ed alla geometria del conduttore.
Le misure rilevate per ogni individuo saranno:
peso, statura totale, statura da seduto, altezza all'acromion, altezza dactylion, distanza biacromiale, diametro antero-posteriore mesosternale, diametro traverso del torace, diametro bicrestiliaco, lunghezza cefalica, larghezza cefalica, diametro bizigomatico, diametro biepicondileideo omerale destro, diametro biepicondileideo femorale destro, altezza facciale totale, circonferenza cefalica, perimetro toracico, perimetro addominale, perimetro del bacino, perimetro coscia destra, perimetro del polpaccio destro, perimetro del braccio destro, perimetro del polso destro.
Saranno poi calcolate due misure derivate: lunghezza convenzionale dell'arto inferiore e lunghezza convenzionale dell'arto superiore.
Verranno inoltre calcolati anche i seguenti indici:
di massa corporea, schelico, cefalico, facciale totale;
Le pliche adipose sottocutanee, verranno rilevate sul lato destro del corpo con il plicometro di Lange e saranno le seguenti:
bicipitale, tricipitale, sottoscapolare, soprailiaca, del polpaccio.
Saranno calcolate anche le seguenti variabili antropometriche, considerate dei buoni indicatori dello stato nutrizionale:
somma delle pliche del tronco, somma delle pliche degli arti, somma delle cinque pliche, rapporto addome/bacino, TUA, UMA, UFA.
Per quanto riguarda il calcolo dell'area totale del braccio (TUA), dell'area muscolare del braccio (UMA), e dell'area adiposa del braccio (UFA), saranno utilizzate le seguenti formule (Frisancho e Tracer, 1987; Sanna et al., 1994):
· TUA = [C2/ (4*3,14)];
· UMA = {[C-(Ts*3,14)]2/(4*3,14)};
· UFA = (TUA - UMA),
dove C indica la circonferenza del braccio destro, e Ts la plica tricipitale destra;

II. raccogliere i dati socio-demografici tramite la compilazione di questionari. Per ciascun individuo la scheda, a cura dei genitori, riporterà, oltre ai dati anagrafici dell'esaminando (luogo di nascita e data di nascita del soggetto), i dati anagrafici dei genitori (luogo di nascita del padre e della madre, professione e titolo di studio del padre e della madre, e parentela dei genitori), informazioni riguardo l'ampiezza della famiglia (numero dei figli compreso l'esaminando, numero dei maschi, numero di femmine, ordine di genitura dell'esaminando), ed eventuali annotazioni relative a dismorfologie e patologie dell'esaminando;

III. raccogliere la quantità di sangue e di capelli necessaria per effettuare le analisi quantitative dei metalli presenti su un campione composto da un numero complessivo di circa 200 bambini in età scolare residenti nei Comuni scelti come oggetto di indagine;

IV. determinare i livelli dei metalli (Al, As, Ca, Cd, Fe, Pb, Zn), quali indicatori biologici di esposizione, presenti nei capelli e nel sangue dei bambini facenti parte del suddetto campione, mediante la tecnica di rilevazione quantitativa della spettrofotometria ad assorbimento atomico (ICP-AAS).

La metodologia per l'analisi degli elementi nel sangue

Il prelievo di sangue venoso verrà effettuato con la collaborazione di personale medico specializzato. Ciascun campione verrà immediatamente eparinizzato e conservato ad una temperatura di 6° C. Subito dopo i campioni verranno trasportati in laboratorio dove saranno analizzati con lo spettrofotometro ad assorbimento atomico, modello Perkin-Elmer. Il controllo qualitativo delle analisi dei metalli nel sangue verrà effettuato con l'uso di appropriati standard certificati.


La metodologia per l'analisi degli elementi in traccia dai capelli

La tricotomia delle ciocche di capelli (per un peso totale del campione prelevato da ogni individuo pari a circa 0,5 g) sarà eseguita nella regione occipitale (nuca). I capelli verranno tagliati vicino al cuoio capelluto e saranno quindi prelevati i primi 2-5 cm di lunghezza (crescita recente). Ogni campione verrà conservato in bustine di plastica accuratamente sigillate, etichettate con un numero progressivo, data di nascita, sesso e Comune di residenza dell'individuo esaminato. Ogni campione verrà conservato in ambiente fresco, secco e ventilato prima di essere consegnato al laboratorio, dove sarà posto in un dessicatore fino al momento dell'analisi (Senofonte et al., 1989; Sanna et al., 2003). Successivamente sarà adottata la metodica di pretrattamento del capello, consigliata dall'Istituto Superiore di Sanità (Senofonte et al.,1989; Caroli et al., 1992; Sanna et al., 2003): le ciocche di capelli di 0,5 g saranno ridotte in frammenti non più lunghi di 1 cm, questi saranno poi lavati con una miscela di etere etilico e acetone (in rapporto 3:1), tenendoli in movimento costante per 10 minuti; il campione, previa asciugatura a 85°C per 1 h, verrà trattato con una soluzione acquosa di EDTA diluito al 5% per 1h. Infine, dopo un lavaggio con acqua bidistillata ed asciugatura in stufa per 24 h a 105°C, sarà determinato il peso secco del campione. I frammenti del capello verranno ripetutamente sciacquati con acqua bidistillata, e in fine asciugati in stufa a 85°C per 12 h per determinare il peso secco del campione prima di procedere alla fase successiva dell'analisi, ovvero la fase di digestione chimica. La digestione del capello è basata sull'irradiazione con fornetto a microonde a 2,45 GHz (Senofonte et al., 1989; Caroli et al., 1992; Sanna et al., 2003). Il trattamento si articolerà in diverse fasi: predigestione in 10 ml di HNO3 concentrato (68%); 30 minuti nel fornetto a microonde ad una potenza di circa 180 W, 30 minuti nel fornetto a microonde ad una potenza di circa 240 W; 10 minuti di raffreddamento; addizione di 1ml di H2O2 (30%) e 1 ml HF (50%), il campione sarà digerito per 30 minuti ad una potenza di 300W circa e 1 ora a circa 360 W; il quatitativo sarà trasferito in tubi di polipropilene; e infine si effettuerà la diluizione a 20 ml con acqua bidistillata. Il materiale sarà analizzato con uno spettrofotometro ad assorbimento atomico Perkin-Elmer (Model 1200), dotato di fornetto di grafite HGA 400. Il controllo qualitativo dei metalli in traccia nei capelli sarà effettuato tramite ciocche di capelli con quantità certificata degli elementi analizzati;


V. svolgere un'analisi statistica comparativa tra i livelli degli elementi in traccia contenuti nei capelli e nel sangue dei soggetti appartenenti al campione dei suddetti Comuni a differente rischio di inquinamento;

VI. individuare quali fattori tra quelli socio-demografici-ambientali influenzino maggiormente l'accrescimento.


Bibliografia citata

Buffa R., Cosseddu G.G., Floris G., Porcedda A., Sanna E., 1995. Comparison of anthropometric and socio-demographic characteristics of two groups of Sardinian male children (11 to 13 years) living in different urban environments. Acta Med. Auxol., 27: 17-25.

Carbini L., Cosseddu G.G., Floris G., Sanna E., 1998. Comparison of some anthropometric and nutritional characteristics in two groups of Sardinian boys. Anthropol. Kozlem., 39: 53-57.

Caroli S., Senofonte O., Violante N., Fornarelli L., Powar A., 1992. Assessment of reference values for elements in hair of urban normal subjects. Microchem. J., 46: 174-183.

Floris G., Peretti A., Sanna E., Spadaccino E., Tringali G., 1995. Comparison of blood lead levels between two Sardinian groups of children. Ig. Mod., 104: 875-882.

Floris G., Sanna E., 1997. Secular trends in Sardinia. In: Growth and development in the changing world (D.F. Roberts, P. Rudan, T. Skaric-Juric Eds.) pp. 89-110. Croatian Anthropological Society, Zagreb.

Floris G., Sanna E., 1998. Some aspects of the secular trends in Italy. In: Secular Growth Changes in Europe (E.B. Bodzar and C. Susanne Eds.) pp. 207-232. Eötvös University Press, Budapest.

Floris G., Palmas L., Sanna E., 1999. Anthropometric comparison of two groups of Sardinian children (6-10 years) living in different historical-linguistic and geographical areas of the island. Biom. Hum. Anthropol., 17: 119-125.

Frisancho A.R., Tracer D.P., 1987. Standards of arm muscle by stature for the assessment of nutritional status of children. Am. J. Phys. Anthrop., 73: 459-465.

Sanna E., Carbini L., Floris G., Porcedda A., Cosseddu G.G., 1994. Anthropometric and nutritional comparison between two groups of Sardinian boys (aged 11-13 years). Preliminary report. Humanbiologia Budapestinensis, 25: 373-376.

Sanna E., Cosseddu G.G., Floris G., Liguori A., Peretti M., Carbini L., 1999. Comparison of blood lead levels in three groups of Sardinian children. Anthropol. Anz., 57: 111-121.

Sanna E., Cosseddu G.G., Floris G., Peretti A., Peretti M., Tringali G., 1995. Blood lead levels in three groups of Sardinian children. J. Prev. Med. Hyg., 36: 123-130.

Sanna E., Liguori A., Palmas L., Floris G., 2000. Monitoring blood lead levels of children from Portoscuso: a Sardinian village at risk of lead pollution. In: Investigaciones en Biodiversidad Humana (Varela T. Ed) pp. 935-943. Universidad de Santiago de Compostela – Sociedad Española de Antropologia Biologica, Santiago de Compostela.

Sanna E., Liguori A., Palmas L., Floris G., 2002. Blood lead levels in children from Sardinian villages at high risk of environmental crisis. Int. J. Anthropol., 17: 101-111.

Sanna E., Liguori A., Palmas L., Soro M.R., Floris G., 2001. New data on blood lead levels in two groups of Sardinian children. Atti del XIII Congresso AAI, Roma-Sabaudia, ottobre 1999, pp. 287-292. Cesi, Roma.

Sanna E., Liguori A., Palmas L., Soro M.R., Floris G., 2003. Blood and hair lead levels in boys and girls living in two Sardinian towns at different risk of lead pollution. Ecotoxicol. Environ. Saf., 55: 293-299.

Senofonte O., Violante N., Fornarelli L., Beccaloni E., Powar A., Caroli S., 1989. Reference values for elements of toxicological, clinical and environmental interest in hair of urban subjects. Ann. Ist. Sup. Sanità, 25: 385-392.