Indice - Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia ...

G Ital Med Lav Erg 2006; 28:3, Suppl 27
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DISCUSSIONE
L’indagine ha mostrato attraverso il monitoraggio ambientale e biologico
buone condizioni di processo e di protezione, tali da assicurare livelli
espositivi a cromo generalmente bassi ed in buona parte sovrapponibili
a quelli della popolazione generale. Ai fini della valutazione del rischio,
non si può però escludere che situazioni di lavoro particolari possano
portare ad un’esposizione a cromo esavalente meritevole di maggiore
attenzione.
L’attuazione di interventi preventivi sull’ambiente di lavoro a basso
costo e basati sulle BAT ha permesso di ottenere un significativo miglioramento
delle condizioni di lavoro nel gruppo di soggetti più esposti, a
conferma del positivo impatto sugli aspetti di salute occupazionale di interventi
di protezione e prevenzione legati a problematiche ambientali in
questo settore e di un possibile futuro miglior controllo del rischio cancerogeno.
Con l’utilizzo delle BAT il rapporto costi-benefici complessivo
porta con sé quindi consistenti vantaggi non solo all’ambiente esterno ed
alla competitività economica, ma anche all’ambiente di lavoro ed ai lavoratori.
Per il successo di questo innovativo percorso di prevenzione diventa
soprattutto fondamentale un approccio multidisciplinare, che coinvolga
le diverse realtà consulenziali ed aziendali: esperti di processo,
esperti di salute ed esperti di sicurezza possono così collaborare ed integrarsi
vicendevolmente, per ottenere i migliori risultati disponibili in
campo preventivo.
BIBLIOGRAFIA
1) European Committee for Surface Treatment. Surface Treatment of
metals and plastic materials using electrolytic or chemical process.
Reference Document on best available techniques, CETS ed., 2001.
2) Micheli GJL, Cagno E, Cirla PE et al. Attività di galvanica e migliori
tecniche disponibili. In “Rivestimenti superficiali. Salute e sicurezza
nelle attività di galvanica” a cura di Cirla PE. Ed. CIMAL, Milano
2005.
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Criteria 61, Chromium. World Health Organization ed., Geneve 1988.
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5) Apostoli P, Maranelli G, Duca PG et al. Reference values of urinary
chromium in Italy. Int Arch Occup Environ Health 1997; 70: 173-79.
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MECCANISMI MOLECOLARI APOPTOTICI ED ANTI APOPTOTICI
DEL VANADIO
I. Iavicoli1 , L. Fontana1 , G. Carelli G1 , A. Bergamaschi1 1 Istituto di Medicina del Lavoro, Università Cattolica del Sacro Cuore,
Largo Francesco Vito, 1 - 00168 Roma
Corrispondenza: Dr. Ivo Iavicoli - Centro di Igiene Industriale,
Università Cattolica del Sacro Cuore, Largo Francesco Vito, 1
- 00168 Roma, Italy - Tel. 06-30154486, Fax 06-3053612,
E-mail: iavicoli.ivo@rm.unicatt.it
PRO-APOPTOTIC AND ANTI APOPTOTIC MOLECULAR
MECHANISMS OF VANADIUM
Key words: vanadio, apoptosi, cancerogenesi.
ABSTRACT. Vanadium (V) is a transition metal widely distributed in
the environment. Occupational exposure to vanadium is common in oilfired
electrical generating plants and the petrochemical, steel, and
mining industries. The International Agency for Research on Cancer
(IARC) has classified vanadium as Group 2B, possibly carcinogenic to
humans. Vanadium might cause apoptosis in some types of cells, but
may be anti apoptotic in other types of cells. The exposure of some
types of cells to vanadate resulted in generation of reactive oxygen
species (ROS) and in activation of p53 activity - the most important
apoptotic pathway induced by this metal. However, in some cell lines,
the protein tyrosin phosphatase inhibitor sodium vanadate enhanced
levels of protein tyrosine phosphorylation and it stimulated PI3K and its
downstream kinase Akt/PKB that prevents apoptosis. It is not clear why
vanadium is anti apoptotic in some types of cells, but pro apoptotic in
other cells. The varying effects of vanadium on cell apoptosis may be
due to the use of different forms of the metal, to the use of different
doses of vanadium or to the different types of cells used in each
experiment.
INTRODUZIONE
Il vanadio (V) è un metallo di transizione ampiamente distribuito nell’ambiente.
L’esposizione professionale coinvolge principalmente i lavoratori
dell’industria petrolchimica, metallurgica, mineraria e delle centrali
elettriche a combustione (1).
Il potenziale cancerogeno del vanadio deve ancora essere definito in
modo chiaro ed esaustivo. Sulla base di una sufficiente evidenza di cancerogenicità
del pentossido di vanadio nella sperimentazione animale ed
in assenza di informazioni relative alla correlazione tra esposizione al
metallo e cancro umano, l’International Agency for Research on Cancer
(IARC) ha valutato il pentossido di vanadio come possibile cancerogeno
per l’uomo e lo ha inserito nel gruppo 2B (2).
Lo scopo di questa rassegna è analizzare e confrontare le vie metaboliche
pro-apoptotiche ed anti-apoptotiche del vanadio, al fine di fornire
uno strumento utile ad una migliore comprensione dei meccanismi molecolari
che sottendono la tossicità del metallo.
MECCANISMI MOLECOLARI PRO APOPTOTICI
Gli studi sperimentali che si sono occupati dell’apoptosi indotta dal vanadio
hanno dimostrato che la genesi dei radicali liberi dell’ossigeno (ROS)
gioca un ruolo primario nell’induzione di questa risposta cellulare (3-6).
Se la produzione dei ROS diviene superiore ai meccanismi di compenso
intracellulari, garantiti dalla presenza di sistemi riducenti, si determina
una condizione di stress ossidativo in cui l’eccesso dei radicali liberi
dell’ossigeno danneggia le principali componenti cellulari tra cui il
DNA ed i mitocondri.
Il danno a carico del DNA comporta delle modificazioni post-traslazionali
a carico del fattore di trascrizione p53, il quale una volta attivato
favorisce l’espressione di numerosi geni coinvolti nella regolazione del
ciclo cellulare, nella riparazione del DNA e nell’apoptosi.
L’attivazione del fattore di trascrizione p53 rappresenterebbe quindi
la principale via metabolica coinvolta nell’apoptosi indotta dal vanadio,
anche se rimane da chiarire quali siano i geni da esso indotti.
Un meccanismo molecolare, indipendente dall’attivazione del p53,
che può favorire il programma apoptotico è rappresentato dall’alterazione
della funzionalità mitocondriale. I ROS possono provocare un aumento
della permeabilità della membrana mitocondriale esterna, che determina
il rilascio, dallo spazio intermembranaceo al citoplasma, di diversi fattori
pro-apoptotici i quali, mediante i meccanismi molecolari dell’apoptosi intrinseca,
innescano il programma di suicidio cellulare.
MECCANISMI MOLECOLARI ANTI-APOPTOTICI
Gli studi che si sono occupati degli effetti anti-apoptotici del vanadio
indicano che il principale meccanismo molecolare sfruttato dal metallo per
indurre una risposta di sopravvivenza cellulare è rappresentato dall’inibizione
delle Tirosin-Fosfatasi (PTPs) (7-10). Il vanadio è un inibitore aspecifico
delle PTPs. L’inibizione esercitata nei confronti di questi enzimi può
essere, a seconda della specie chimica del metallo, reversibile o irreversibile.
L’inibizione di questa classe enzimatica comporta un aumento dell’attività
chinasica intracellulare che a sua volta provocherebbe l’attivazione
di diverse vie metaboliche in grado di garantire la sopravvivenza
della cellula. L’incremento della fosfotirosina intracellulare, provocato
dall’esposizione al vanadio, influenzerebbe positivamente l’attività della
fosfatidilinositolo 3-chinasi (PI3K) con la conseguente attivazione della
Akt/PKB. La Akt/PKB svolge la propria azione enzimatica su diversi substrati
coinvolti sia nella risposta di sopravvivenza cellulare che in quella
apoptotica. Uno di questi è la proteina pro-apoptotica BAD che fa parte
della famiglia delle Bcl-2. La fosforilazione di questa proteina da parte
della Akt/PKB ne provoca il sequestro cellulare e quindi l’inattivazione.
L’attività anti-apoptotica della Akt/PKB si estrinseca anche mediante l’attivazione
del fattore di trascrizione nucleare anti-apoptotico NF-κB, che
avviene tramite la fosforilazione della subunità inibitoria IκB.
DISCUSSIONE
Il vanadio è in grado di suscitare risposte cellulari divergenti. I motivi
che sono alla base di questo differente comportamento del metallo