PFAS e danni alla tiroide

Sui possibili effetti sulla salute umana causati dall’esposizione a sostanze perfluoroalchiliche (PFAS) c’è stata una forte crescita d’attenzione nell’ultimo decennio ed in particolare dalla deflagrazione del disastro scoperto in Veneto nel 2013. La pubblicazioni si sono intensificate su riviste scientifiche e divulgative. Francesca Gorini e Fabrizio Bianchi dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR di Pisa tornano sull’argomento offrendo un approfondimento sulla relazione tra PFAS e tiroide.
03 Maggio 2019
Micron

di Francesca Gorini e Fabrizio Bianchi, Unità di Epidemiologia ambientale e registri di patologia, IFC CNR, Pisa

Più volte su queste stesse pagine abbiamo spiegato che le PFAS sono ampiamente utilizzate in molteplici prodotti industriali come tensioattivi, lubrificanti, emulsionatori fotografici, pitture, schiume anti-incendio, imballaggi alimentari. L’uomo è esposto principalmente alle PFAS tramite assunzione di alimenti e acqua contaminati, oltre che attraverso l’ingestione di polveri domestiche (Fromme e al. 2009). Sono composti rilevati in più del 95% della popolazione con effetti sulla salute ancora da verificare (Calafat et al. 2007).
Studi su animali hanno mostrato che le PFAS potrebbero causare tumori e morti neonatali (Grandjean et al. 2015), mentre nell’uomo è stato riportato che l’esposizione all’acido perfluoottanoico (PFOA) e all’acido perfluoroottanosulfonico (PFOS), due delle PFAS più studiate e maggiormente diffuse nell’ambiente, sono associate ad una diminuzione del peso alla nascita e della fertilità (Bach et al. 2015. 2016). Oltre al fatto che dal 2009 il PFOS è stato inserito all’interno dei composti organici persistenti dalla Convenzione di Stoccolma, le PFAS sono regolamentate in molti paesi occidentali, ciò che ha determinato una diminuzione dei livelli plasmatici delle PFAS nella popolazione di USA, Australia, Asia (Eriksson et al. 2017; Olsen et al. 2017; Seo et al. 2018). Si tratta di sostanze persistenti nell’ambiente come conseguenza della elevata stabilità e della lunga emivita nell’uomo (nel sangue è di 3,5 e di 4,8 anni rispettivamente per PFOA e PFOS; Olsen et al. 2007) oltre a essere tuttora prodotte in ampia scala in alcuni paesi come la Cina. Peraltro, all’interno delle PFAS vi sono alcune molecole non soggette a restrizioni come l’acido perfluoroesansulfonico (PFHxS) e l’acido perfluorononanoico (PFNA) le cui concentrazioni nel sangue sono rimaste invariate o addirittura aumentate in Svezia e Giappone (Okada et al. 2013; Glynn et al. 2012).
A proposito della tiroide è riconosciuto che gli ormoni tiroidei svolgono un ruolo essenziale nella regolazione del metabolismo e la funzione tiroidea è stata correlata a malattie cardiovascolari, disturbi della fertilità e del neurosviluppo (Moog et al. 2017; Rodondi et al. 2010).
Un numero crescente di evidenze suggerisce il possibile ruolo delle PFAS come sostanze tireotossiche. In esperimenti in vivo su roditori, sia l’esposizione acuta come singola dose sia l’esposizione a lungo termine alle PFAS riduce i livelli degli ormoni tiroidei tiroxina (T4) e triiodotironina (T3) totali (Yu et al. 2009; Chang et al. 2008), principalmente attraverso un incremento del tasso di clearance metabolica (Dong et al. 2016). È stato documentato un aumento di PFOA e PFOS all’interno delle cellule tiroidee, mentre un effetto citotossico è stato osservato a seguito di esposizione ad elevate concentrazioni (Coperchini et al. 2015). PFOA e PFOS sono anche in grado di determinare una riduzione dell’attività dell’enzima perossidasi tiroidea in linee cellulari tumorali della tiroide (Song et al. 2016).
È stato pertanto suggerito che le PFAS siano in grado di agire da interferenti tiroidei anche nell’uomo, per quanto gli studi che hanno esplorato la correlazione tra PFOA, PFOS e PFHxS e la concentrazione di ormoni tiroidei abbiano riportato dati contrastanti con associazione positiva (Shrestha et al. 2015; Dallaire et al. 2009) o nulla (Wang et al. 2014; Ji et al. 2012). L’eterogeneità di risultati rilevata può essere attribuibile alla curva non monotonica dose-risposta, proprietà caratteristica dell’azione mediata dagli interferenti endocrini (Gore et al. 2015).
Una recente meta-analisi basata su 12 studi condotti su popolazioni adulta mostra che le PFAS esaminate sono inversamente correlate ai livelli di T4 totale, ma gli effetti possono essere dipendenti dalla loro concentrazione relativa (Kim et al. 2018).
Infatti concentrazioni intermedie di PFOS (8-16 ng/mL) sono positivamente correlate con i livelli di T4 libera e di tireotropina (TSH) ed inversamente correlate con i livelli di T4 totale, suggerendo che il PFOS possa interferire con il legame della T4 alle proteine che legano gli ormoni tiroidei. Quindi l’effetto principale del PFOA, ed in misura minore del PFOS, sulla tiroide è l’ipotiroidismo e donne e bambini rappresentano le categorie più suscettibili a sviluppare una lieve insufficienza tiroidea. In particolare, donne in fase gestazionale con presenza di anticorpi circolanti anti-tiroidei, potrebbero avere un rischio maggiore di incorrere in ipotiroidismo subclinico, specialmente se esposte a livelli elevati di PFOS (Coperchini et al. 2017). Inoltre le PFAS materne possono essere trasferite al feto, ed è stato osservato come la concentrazione di PFAS nel sangue cordonale sia positivamente correlata con quella del sangue materno (Yang et al. 2016). Poiché la concentrazione delle PFAS nel sangue cordonale è stato riportato essere associata con diminuzione del peso alla nascita (Apelberg et al. 2007) e disturbi del neurosviluppo (Chen et al. 2013), e dal momento che è nota l’influenza della funzione tiroidea sullo sviluppo fetale, è possibile ipotizzare che gli eventi avversi mediati dalle PFAS siano almeno parzialmente indotti da cambiamenti nei livelli degli ormoni tiroidei.
Il potenziale carcinogenico del PFOA è stato valutato in studi di esposizione a lungo termine su ratti in cui non è stato tuttavia rilevato alcun effetto sulla tiroide (Olsen et al. 2007).
D’altra parte, nei ratti lo stesso PFOA è in grado di indurre adenomi benigni al fegato e alle cellule di Leydig, oltre a tumori al pancreas (Chang et al. 2014). Il rischio di cancro alla tiroide nell’uomo è stato stimato sia in studi occupazionali sia su comunità appartenenti alla popolazione generale. Tra gli studi occupazionali, un’indagine di mortalità condotta su più di 3.000 lavoratori di un’industria produttrice di ammonio perfluoroottanato (APFO), non ha osservato alcuna associazione tra l’esposizione all’APFO e l’insorgenza di cancro della tiroide (Lundin et al. 2009). Lo studio retrospettivo di coorte di Leonard et al. (2008) su 6.027 uomini e donne che avevano lavorato presso la DuPont, un’industria statunitense produttrice di Teflon, tra il 1948 e il 2002, riporta un eccesso di mortalità di un fattore sei per il tumore tiroideo ed altri tumori del sistema endocrino rispetto ad altre classi di lavoratori della stessa compagnia, per quanto i decessi per cancro alla tiroide registrati fossero solo tre.
Nell’ambito del “C8 Health Project”, un’indagine cross-sectional condotta su 69.030 residenti nella Mid-Ohio Valley negli anni 2005-2006 (Frisbee et al. 2009), uno studio caso-controllo ha valutato l’esposizione al PFOA nei residenti in 13 contee di Ohio e West Virginia in prossimità dell’industria DuPont e comprendenti sei distretti idrici contaminati, sia sulla base della residenza sia sulla base della correlazione tra i livelli plasmatici di PFOA e modelli ambientali, farmacocinetici e di esposizione (Vieira et al. 2013).
I risultati indicano che esposizioni elevate al PFOA possano essere associate con il cancro a testicoli, prostata, rene, ovaie, linfoma non-Hodgkin, ma non con il tumore tiroideo. Anche nello studio di Barry et al. (2013) basato sulla coorte di residenti originale che è stata intervistata nuovamente negli anni 2008-2011 per ottenere aggiornamenti sulla storia medica e per la quale, per ciascun partecipante, è stata stimata la concentrazione di PFOA annuale nel periodo 1952-2011, la concentrazione plasmatica cumulativa stimata di PFOA è stata positivamente associata al cancro dei testicoli e del rene, mentre nessuna associazione è stata osservata con il cancro della tiroide. Ad oggi non è pertanto possibile attribuire un ruolo causale al PFOA per il tumore tiroideo.
La totalità degli studi epidemiologici riguardanti il rischio di cancro e la sua associazione con l’esposizione occupazionale al PFOS sono stati invece realizzati tra i lavoratori dell’industria 3-M in Alabama – USA, che ha prodotto sostanze fluorurate basate sul PFOS tra il 1961 e il 2002 (Alexander and Olsen. 2007; Grice et al. 2007). Olsen et al. (2004) ha riportato una debole associazione tra l’esposizione al PFOS ed il tumore tiroideo, per quanto basata su un singolo caso.
La rassegna, seppure sintetica, evidenzia la necessità di rafforzare gli studi epidemiologici sugli effetti di esposizioni a PFAS sulla tiroide utilizzando studi eziologici basati su valutazioni  dell’esposizione con elevata affidabilità e tenendo conto dei molti co-fattori carginogeni o tireotossici.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

  • Alexander BH, Olsen GW. Bladder cancer in perfluorooctanesulfonyl fluoride manufacturing workers. Ann Epidemiol. 2007; 17:471–478.
  • Apelberg BJ, Witter FR, Herbstman JB, Calafat AM, Halden RU, Needham LL, Goldman LR. Cord serum concentrations of perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA) in relation to weight and size at birth. Environ Health Perspect. 2007; 115(11): 1670-1676.
  • Bach CC, Bech BH, Brix N, Nohr EA, Bonde JP, Henriksen TB. Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances and human fetal growth: a systematic review. Crit Rev Toxicol. 2015; 45(1): 53-67.
  • Bach CC, Vested A, Jorgensen KT, Bonde JP, Henriksen TB, Toft G. Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances and measures of human fertility: a systematic review. Crit Rev Toxicol. 2016; 46(9):735-755.
  • Barry V, Winquist A, Steenland K. Perfluorooctanoic acid (PFOA) exposures and incident cancers among adults living near a chemical plant. Environ Health Perspect. 2013; 121(11-12): 1313-1318.
  • Calafat AM, Wong LY, Kuklenyik Z, Reidy JA, Needham LL. Polyfluoroalkyl chemicals in the U.S. population: data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2003±2004 and comparisons with NHANES 1999±2000. Environ Health Perspect. 2007; 115(11): 1596-1602.
  • Chang ET, Adami HO, Boffetta P, Cole P, Starr TB, Mandel JS. A critical review of perfluorooctanoate and perfluorooctanesulfonate exposure and cancer risk in humans. Crit Rev Toxicol 2014; 1:1–81.
  • Chang SC, Thibodeaux JR, Eastvold ML et al Thyroid hormone status and pituitary function in adult rats given oral doses of perfluorooctanesulfonate (PFOS). Toxicology 2008; 243:330–339.
  • Chen MH, Ha EH, Liao HF, Jeng SF, Su YN, Wen TW, Lien GW, Chen CY, Hsieh WS, Chen PC. Perfluorinated compound levels in cord blood and neurodevelopment at 2 years of age. Epidemiology. 2013; 24(6): 800-808.
  • Coperchini F, Awwad O, Rotondi M, Santini F, Imbriani M, Chiovato L. Thyroid disruption by perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA). J Endocrinol Invest. 2017; 40(2): 105-121.
  • Coperchini F, Pignatti P, Lacerenza S, Negri S, Sideri R, Testoni C, de Martinis L, Cottica D, Magri F, Imbriani M, Rotondi M, Chiovato L. Exposure to perfluorinated compounds: in vitro study on thyroid cells. Environ Sci Pollut Res Int. 2015; 22(3): 2287-2294.
  • Dong H, Curran I, Williams A, Bondy G, Yauk CL, Wade MG. Hepatic miRNA profiles and thyroid hormone homeostasis in rats exposed to dietary potassium perfluorooctanesulfonate (PFOS). Environ Toxicol Pharmacol. 2016; 41: 201–210.
  • Eriksson U, Mueller JF, Toms LL, Hobson P, Karrman A. Temporal trends of PFSAs, PFCAs and selected precursors in Australian serum from 2002 to 2013. Environ Pollut. 2017; 220(Pt A): 168-177.
  • Frisbee SJ, Brooks AP Jr, Maher A, Flensborg P, Arnold S, Fletcher T, Steenland K, Shankar A, Knox SS, Pollard C, Halverson JA, Vieira VM, Jin C, Leyden KM, Ducatman AM. The C8 health project: design, methods, and participants. Environ Health Perspect 2009; 117:1873–1882.
  • Fromme H, Tittlemier SA, Volkel W, Wilhelm M, Twardella D. Perfluorinated compounds-exposure assessment for the general population in Western countries. Int J Hyg Environ Health. 2009; 212 (3): 239-270.
  • Glynn A, Berger U, Bignert A, Ullah S, Aune M, Lignell S, et al. Perfluorinated alkyl acids in blood serum from primiparous women in Sweden: serial sampling during pregnancy and nursing, and temporal trends 1996±2010. Environ Sci Technol. 2012; 46(16): 9071-9079.
  • Gore AC, Chappell VA, Fenton SE, Flaws JA, Nadal A, Prins GS, et al. EDC-2: The Endocrine Society’s Second Scientific Statement on Endocrine-Disrupting Chemicals. Endocr Rev. 2015; 36(6): E1-E150.
  • Grice MM, Alexander BH, Hoffbeck R, Kampa DM. Selfreported medical conditions in perfluorooctanesulfonyl fluoride manufacturing workers. J Occup Environ Med. 2007; 49: 722–729.
  • Grandjean P, Clapp R. Perfluorinated Alkyl Substances: Emerging Insights Into Health Risks. New Solut. 2015; 25(2):147-163.
  • Kim MJ, Moon S, Oh BC, Jung D, Ji K, Choi K, Park YJ. Association between perfluoroalkyl substances exposure and thyroid function in adults: A meta-analysis. PLoS One. 2018; 13(5):e019724
  • Leonard RC, Kreckmann KH, Sakr CJ, Symons JM. Retrospective cohort mortality study of workers in a polymer production plant including a reference population of regional workers. Ann Epidemiol. 2008; 18(1):15-22
  • Lundin JI, Alexander BH, Olsen GW, Church TR. Ammonium perfluorooctanoate production and occupational mortality. Epidemiology. 2009; 20(6): 921-928.
  • Moog NK, Entringer S, Heim C, Wadhwa PD, Kathmann N, Buss C. Influence of maternal thyroid hormones during gestation on fetal brain development. Neuroscience. 2017; 342: 68-100.
  • Olsen GW, Mair DC, Lange CC, Harrington LM, Church TR, Goldberg CL, et al. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in American Red Cross adult blood donors, 200032015. Environ Res. 2017; 157:87-895.
  • Olsen GW, Burris JM, Ehresman DJ, Froehlich JW, Seacat AM, Butenhoff JL, Zobel LR. Half-life of serum elimination of perfluorooctanesulfonate, perfluorohexanesulfonate, and perfluorooctanoate in retired fluorochemical production workers. Environ Health Perspect. 2007; 115:1298–1305.
  • Olsen GW, Burlew MM, Marshall JC, Burris JM, Mandel JH. Analysis of episodes of care in a perfluorooctanesulfonyl fluoride production facility. J Occup Environ Med. 2004; 46(8):837-846.
  • Okada E, Kashino I, Matsuura H, Sasaki S, Miyashita C, Yamamoto J, et al. Temporal trends of perfluoroalkyl acids in plasma samples of pregnant women in Hokkaido, Japan, 2003-2011. Environ Int. 2013; 60:89-96.
  • Rodondi N, den Elzen WP, Bauer DC, Cappola AR, Razvi S, Walsh JP, et al. Subclinical hypothyroidism and the risk of coronary heart disease and mortality. JAMA. 2010; 304(12): 1365-74.
  • Seo SH, Son MH, Choi SD, Lee DH, Chang YS. Influence of exposure to perfluoroalkyl substances (PFASs) on the Korean general population: 10-year trend and health effects. Environ Int. 2018; 113:149-161.
  • Song M, Kim YJ, Park YK, Ryu JC. Changes in thyroid peroxidase activity in response to various chemicals. J Environ Monit. 2012; 14(8): 2121-2126.
  • Vieira VM, Hoffman K, Shin HM, Weinberg JM, Webster TF, Fletcher T. Perfluorooctanoic acid exposure and cancer outcomes in a contaminated community: a geographic analysis. Environ Health Perspect. 2013; 121(3): 318-323.
  • Yang L, Li J, Lai J, Luan H, Cai Z, Wang Y, Zhao Y, Wu Y. Placental Transfer of Perfluoroalkyl Substances and Associations with Thyroid Hormones: Beijing Prenatal Exposure Study. Sci Rep. 2016; 6: 21699.
  • Yu WG, Liu W, Jin YH, Liu XH, Wang FQ, Liu L, Nakayama SF. Prenatal and postnatal impact of perfluorooctane sulfonate (PFOS) on rat development: a cross-foster study on chemical burden and thyroid hormone system. Environ Sci Technol 2009a; 43: 8416–8422.

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