Inquinamento da PFAS: i rischi per la fertilità maschile e femminile

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Inquinamento da PFAS: i rischi per la fertilità maschile e femminile

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Una delle maggiori preoccupazioni per la scienza e per la salute pubblica negli ultimi decenni è rappresentata dal costante incremento dell’inquinamento ambientale. Due grandi categorie di inquinanti ambientali si ritrovano nelle acque e nel suolo per poi ritrovarsi quindi negli alimenti. Tali sostanze derivano da rifiuti dell’uomo, come rifiuti domestici, industriali e agricoli, fertilizzanti utilizzati dagli agricoltori e molti altri.

Tra queste sostanze, ritroviamo anche le sostanze perfluorurate (PFAS), che comprendono circa 3000 composti chimici di sintesi utilizzati nel ramo industriale al fine di rendere i prodotti impermeabili ai grassi e all’acqua (tessuti, carta, involucri degli alimenti). Si ritrovano inoltre nei cosmetici, negli insetticidi, nelle schiume antincendio, nelle pitture e vernici, nei detersivi e detergenti a uso domestici [1].

Tra i PFAS i più diffusi sono l’acido perfluorottansolfonico (PFOS) e l’acido perfluorooctanoico (PFOA), la cui concentrazione negli esseri umani è la più alta. La loro stabilità termica e chimica li rendono resistenti ai meccanismi di degradazione esistenti in natura, favorendone il loro accumulo nell’ambiente e quindi una loro persistenza da 1 a 30 anni anche negli esseri viventi. Il bioaccumulo negli organismi provoca un’amplificazione della loro concentrazione a mano a mano che si sale lungo la catena alimentare. Attraverso il suolo, la vegetazione, le coltivazioni, gli animali e quindi l’acqua e gli alimenti contaminati, l’uomo viene esposto ai PFAS principalmente attraverso la via alimentare, l’inalazione e l’ingestione di polveri.

Studi epidemiologici recenti hanno dimostrato che l’esposizione dell’uomo a PFOA e PFOS è probabilmente collegata a un rischio aumentato di patologie a carico della tiroide, all’aumento della colesterolemia, all’insorgenza di colite ulcerosa, tumori al fegato, tumori al testicolo e alla prostata.

I PFAS vengono considerati degli interferenti endocrini, in quanto sono in grado di alterare i processi dell’organismo che coinvolgono le ghiandole endocrine mutandone la loro azione. L’organismo stesso li scambia per degli ormoni, perché hanno caratteristiche molecolari simili. In particolare possono agire come agonisti o antagonisti, interferendo con le loro vie di segnalazione o con la loro produzione. Ciò implica una serie di ripercussioni sul sistema endocrino in generale (immunitario, metabolico ecc.), sul sistema endocrino riproduttivo maschile e femminile e sullo sviluppo dell’embrione, del feto e dei neonati [2,3].

Uno studio recente sugli esiti materni e neonatali della Regione Veneto ha riportato un incremento della pre-eclampsia (edemi o ipertensione nelle donne gravide), di diabete gravidico, di nati con basso peso alla nascita rispetto alla media, di anomalie congenite al sistema nervoso e di difetti congeniti al cuore nelle aree a maggiore esposizione di PFAS [4]. I dati presenti in letteratura, tuttavia, non danno ancora una conferma definitiva della correlazione diretta tra le patologie appena riportate e l’esposizione a queste sostanze.

La salute endocrino-riproduttiva femminile è regolata finemente da una cascata di segnali ormonali. In particolare, un ruolo cruciale è ricoperto dal progesterone. Tale ormone è responsabile della preparazione alla gravidanza degli organi riproduttivi femminili e del mantenimento dell’utero nelle condizioni adatte allo sviluppo dell’embrione, oltre a essere implicato nella regolazione del ciclo mestruale. A tal proposito studi recenti hanno messo in evidenza il fatto che i PFAS possono agire sulla funzione ormonale del progesterone, interferendo sull’attivazione di molti geni, tra cui quelli necessari alla preparazione dell’endometrio per l’impianto dell’embrione nell’utero e quindi indispensabili a garantire una buona fecondità. È emerso infatti che donne gravide con precedente storia clinica di infertilità presentavano alti livelli plasmatici di PFAS [5]. L’attivazione di altri geni correlati al progesterone viene alterata dai PFAS e nelle donne di giovane età ha come conseguenze principali alterazioni a carico del ciclo mestruale, ritardo dell’insorgenza della prima mestruazione di almeno sei mesi, interruzioni spontanee di gravidanza (aborti) e nascite pretermine [6].

Recentemente, un gruppo di ricerca si è focalizzato sulla fertilità della donna in età riproduttiva andando ad analizzare l’associazione tra l’esposizione ai PFAS e la riserva ovarica. Sono stati presi in considerazione due parametri che rappresentano la riserva ovarica, cioè la conta dei follicoli antrali in campioni di biopsie di tessuti ovarici e la concentrazione sierica dell’ormone anti-mülleriano (AMH) e hanno riscontrato che la presenza di PFAS era correlata a una riduzione della riserva ovarica [7].

Il testicolo, come l’ovaio, è altamente suscettibile agli effetti tossici di questi composti, e lo è in maniera predominante durante le finestre di maggiore sensibilità, come lo sviluppo fetale, l’infanzia e la pubertà e l’invecchiamento. Alcuni studi mettono in luce la possibilità che i PFAS possano esercitare un effetto significativo sui parametri riproduttivi e quindi sulla fertilità maschile [8].

La loro presenza a elevate concentrazioni nel siero e nel liquido seminale dei pazienti oggetto di studio, sembra essere associata a una riduzione della concentrazione di testosterone (TSH) e ormone luteinizzante (LH). La diretta conseguenza del calo sierico degli ormoni sessuali maschili è rappresentata dal peggioramento della qualità del seme, dalla riduzione del volume dei testicoli e dalla riduzione della lunghezza del pene [9]. Per quanto riguarda la qualità del liquido seminale si denotano una riduzione della percentuale di spermatozoi con motilità progressiva e un aumento delle percentuali di spermatozoi con DNA frammentato.

Un’altra considerazione viene portata avanti dalla ricerca scientifica, ossia la possibilità che i livelli plasmatici di PFAS possano interferire con gli esiti delle tecniche di procreazione medicalmente assistita, e quindi con la produzione dei gameti, la fertilizzazione, lo sviluppo embrionale e l’impianto nel tessuto endometriale.

Per cercare di rispondere a questo interrogativo, è stato condotto uno studio in cui sono stati misurati i livelli sierici di PFAS di entrambi i membri di coppie infertili che partecipavano a programmi di fecondazione in vitro. A differenza di altri studi che non trovavano una correlazione positiva tra i PFAS e i parametri analizzati, da questo studio è emerso che aumentate concentrazioni plasmatiche di tali composti chimici nei soggetti femminili sono correlate a una riduzione del numero di ovociti recuperati, del numero di ovociti maturi, del numero di zigoti e di embrioni di buona qualità ottenuti. Nei soggetti maschili, invece, aumentate concentrazioni di PFAS sono associate a una riduzione nel numero di zigoti ottenuti e quindi a una riduzione dei tassi di fertilizzazione in vitro [10].

Sebbene in letteratura ci siano dati discordanti, gli studi presi in esame in questo elaborato sottolineano la tossicità dei PFAS nei confronti della fertilità femminile. Tali inquinanti possono compromettere la ricettività endometriale rendendo il tessuto endometriale incapace di favorire l’attecchimento e di sostenere lo sviluppo dell’embrione e quindi l’evoluzione di una gravidanza.

I disordini endocrini che possono causare i PFAS possono riflettersi in un ritardo puberale (comparsa della prima mestruazione) sopra i 18 anni, che di conseguenza provoca un ritardo dell’età del concepimento. Un ritardo puberale più modesto (dopo i 13 anni) sembra essere invece associato a endometriosi, nota causa di infertilità.

È emerso inoltre come nei programmi di fecondazione assistita per le coppie infertili, laddove le concentrazioni plasmatiche dei PFAS sono alte, si hanno effetti negativi sulla qualità dei gameti, sui tassi di fertilizzazione e sulla qualità degli embrioni, parametri intermedi che poi potrebbero incidere sul risultato finale della procedura. Tuttavia non è ancora stata dimostrata un’influenza negativa dei PFAS sugli esiti clinici delle procedure di fecondazione in vitro in termini di impianto, gravidanza clinica o nascite.

Possiamo concludere dunque che i contaminanti ambientali come i PFAS rappresentano un problema mondiale e sono protagonisti nascosti nella salute riproduttiva. È necessario dunque fornire una maggiore consapevolezza al medico e al pubblico sulle potenziali conseguenze di alcuni prodotti chimici, come i PFAS, i cui effetti potrebbero tramandarsi alle generazioni future. Una corretta educazione e informazione su queste sostanze può aiutare le persone a limitare la loro esposizione ad esse, almeno in una certa misura, tramite gli alimenti e l’acqua, alleviando in definitiva il rischio di incorrere in problemi di tipo riproduttivo.

I dati forniti dalla letteratura scientifica sono ancora condotti su studi poco numerosi e i risultati a volte sono contrastanti, risultano dunque indispensabili ulteriori studi su coorti di pazienti più ampie, per potenziare le evidenze di tossicità e quindi di pericolosità dei PFAS nei confronti della fertilità maschile e femminile e per chiarire ancora più nel dettaglio il meccanismo alla base degli effetti riproduttivi correlati a tali sostanze.

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Bibliografia

  1. Lau C, Anitole K, Hodes C, et al. Perfluoroalkyl acids: a review of monitoring and toxicological findings. Toxicol Sci 2007 Oct;99(2):366-94.
  2. Rashtian J, Chavkin DE, Merhi Z. Water and soil pollution as determinant of water and food quality/contamination and its impact on female fertility. Reprod Biol Endocrinol 2019 Jan 13;17(1):5.
  3. Di Nisio A, Foresta C. Water and soil pollution as determinant of water and food quality/contamination and its impact on male fertility. Reprod Biol Endocrinol 2019;17(1):4.
  4. Studio sugli esiti materni e neonatali in relazione alla contaminazione da sostanze perfluoroalchiliche (Pfas) – a cura del Registro Nascita – Coordinamento Malattie Rare Regione Veneto, Febbraio 2018
  5. Vélez MP, Arbuckle TE, Fraser WD. Maternal exposure to perfluorinated chemicals and reduced fecundity: the MIREC study. Hum Reprod 2015 Mar;30(3):701-9.
  6. Di Nisio A, Rocca MS, Sabovic I, et al. Perfluorooctanoic acid alters progesterone activity in human endometrial cells and induces reproductive alterations in young women. Chemosphere 2020 Mar;242:125208.
  7. Björvang RD, Hassan J, Stefopoulou M, et al. Persistent organic pollutants and the size of ovarian reserve in reproductive-aged women. Environ Int 2021 Oct;155:106589.
  8. Tarapore P, Ouyang B. Perfluoroalkyl chemicals and male reproductive health: do PFOA and PFOS increase risk for male infertility? Int J Environ Res Public Health 2021;18(7):3794.
  9. Di Nisio A, Sabovic I, Valente U, et al. Endocrine disruption of androgenic activity by perfluoroalkyl substances: clinical and experimental evidence. J Clin Endocrinol Metab 2019 Apr 1;104(4):1259-71.
  10. Ma X, Cui L, Chen L, Zhang J, et al. Parental plasma concentrations of perfluoroalkyl substances and In Vitro fertilization outcomes. Environ Pollut 2021 Jan 15;269:116159.
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