Tallio nell'acqua e nell'ambiente è un veleno per i mitocondri delle cellule nervose, anche a basse dosi

Il tallio è un metallo pesante e, allo stesso tempo, uno dei tipi potenzialmente più tossici a cui sono esposte le persone. E non si tratta soltanto di problemi legati a un’esposizione a dosi massicce ma, secondo un nuovo studio del CNR, il tallio è tossico anche a dosi minime e di molto inferiori a quelle consentite dalla legge.

Un inquinante emergente
I ricercatori del Cnr-Iccom e Cnr-In hanno rilevato che, anche se ne sappiamo poco, il tallio è un inquinante emergente – e dunque sempre più presente nell’ambiente e nelle acque che poi beviamo. Sebbene i suoi effetti nocivi a dosi elevate siano ben noti e si manifestano con i sintomi tipici dell’intossicazione acuta. Al contrario, gli effetti dannosi di basse dosi di tallio sono ancora largamente sconosciuti, scrivono gli autori in una nota.

La neurotossicità
Lo studio condotto dal team di ricerca del Cnr-Iccom e Cnr-In è stato pubblicato su ACS Chemical Neuroscience e ha analizzato la neurotossicità indotta da basse dosi di tallio in neuroni ippocampali in coltura. «In un precedente lavoro – spiega Emilia Bramanti ricercatrice Cnr-Iccom e autrice dell’articolo scientifico – abbiamo dimostrato che una breve esposizione (48 ore) a basse dosi tallio (1-100 μg / L) è sufficiente a produrre, in neuroni di ippocampo immortalizzati, una rilevante alterazione metabolica che si manifesta con un incremento della produzione di lattato ed etanolo».
«La natura dei metaboliti in gioco – aggiunge prosegue Laura Colombaioni, ricercatrice Cnr-In – ci ha indotti a pensare a una marcata compromissione bioenergetica, e quindi abbiamo focalizzato l’attenzione su possibili danni alla ‘centrale energetica’ cellulare (e neuronale): i mitocondri. Tramite l’uso di microscopia confocale e sonde fluorescenti abbiamo analizzato qualitativamente e quantitativamente le alterazioni di funzionalità mitocondriale associate all’aumento della produzione di lattato ed etanolo».

Una disfunzione precoce
La disfunzione mitocondriale – prosegue la nota CNR – appare precocemente ed è associata a tipici segni di alterazione cellulare: accorciamento dei neuriti, perdita di adesione al substrato e aumento del calcio citoplasmatico. Ancora più rilevante è stata l’osservazione che alterazioni del calcio libero nel citoplasma e del potenziale mitocondriale (ΔΨm) sono indotte anche da un tempo brevissimo (di sole 3 ore) di esposizione a dosi minime di tallio (1 μg / L). Questi risultati –scrivono gli autori – evidenziano che, nei neuroni ippocampali, disfunzioni mitocondriali sono indotte anche da esposizioni a dosi di tallio nettamente inferiori ai limiti consentiti per legge nelle acque e nell’ambiente, che vengono erroneamente considerate sicure per la salute umana.

Il danno neuronale
Un altro dato del tutto nuovo che è emerso da questo nuovo studio, è la perdita di potenziale mitocondriale che si ritiene essere significativamente correlata con l’aumento della concentrazione di etanolo nel terreno di coltura cellulare (P <0,001, r = -0,817). Il risultato suggerisce che la produzione di etanolo possa essere una diretta conseguenza della disfunzione mitocondriale, per cui si apre la possibilità di utilizzare questo metabolita volatile come biomarcatore molto precoce di danno neuronale su base mitocondriale.

Riferimento: Bramanti Emilia, Onor Massimo, Colombaioni Laura, ACS Chem Neurosci. 2018 Oct 26. doi: 10.1021/acschemneuro.8b00343. ASAP publication.