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COMUNICAZIONI - TEMI LIBERI G Ital Med Lav Erg 2003; 25:3 Suppl
174 www.gimle.fsm.it
I. Iavicoli, G. Carelli
Possibile ruolo dell’ormesi nella valutazione del rischio in tossicologia
occupazionale
Istituto di Medicina del Lavoro - Università Cattolica del Sacro Cuore - Roma
RIASSUNTO. Negli ultimi decenni si è avuta una graduale
diminuzione dei livelli degli agenti chimici aerodispersi negli
ambienti di lavoro. Contemporaneamente a questi
miglioramenti ambientali, è sorta l’esigenza di studiare gli
effetti a basse dosi di esposizione al fine di valutarne il rischio.
Il paradigma della tossicologia utilizzato nella valutazione del
rischio e nella definizione dei limiti espositivi a sostanze di
impiego industriale è che la relazione dose-risposta sia
descritta da un modello lineare o di soglia, rispettivamente per
le sostanze cancerogene o non cancerogene.
Accanto a questi due tradizionali modelli di relazioni è stata
proposta recentemente l’ormesi, caratterizzata da una curva
bifasica riferibile ad una modesta stimolazione della risposta a
basse dosi e da una inibizione ad alte dosi.
L’ormesi, sebbene sia stata ampiamente osservata in ambito
sperimentale, deve essere ancora verificata in tossicologia
occupazionale al fine di ottenersi una più accurata valutazione
del rischio alle basse dosi riscontrabili negli ambienti di lavoro.
Parole chiave: ormesi, tossicologia occupazionale.
ABSTRACT. www.gimle.fsm.it
POSSIBLE ROLE OF HORMESIS IN RISK ASSESSMENT IN OCCUPATIONAL
TOXICOLOGY. Over the past few decades there has been a gradual
decline in concentrations of airborne chemical agents in the
workplace. This improvement in the workplace has led to a
concomitant need to study the effects of low dose exposure in
order to assess possible risks.
The paradigm used in toxicology to evaluate risk and to establish
exposure limits for substances employed in industry, is that the
dose-response relationship is expressed by a linear model for
carcinogenic substances and by a threshold model for those
which are not.
Alongside these two traditional models, there has been a recent
proposal to describe relationships using hormesis which is
characterised by a biphasic curve corresponding to moderate
stimulation resulting from response to low doses, and by
inhibition at high doses.
Although hormesis has been widely observed in experimental
contexts, it still has to be tested in occupational toxicology to
determine the possibility of obtaining a more accurate evaluation
of the risk of exposure to low doses present in the workplace.
Key words: hormesis, occupational toxicology
Il concetto più importante usato in tossicologia per valutare il rischio
è la relazione dose-risposta, per la quale vengono tradizionalmente usati
due modelli. Il modello soglia, che è utilizzato nella valutazione dei rischi
per le sostanze non cancerogene e il modello non soglia lineare per estrapolare
i rischi a bassissimi livelli di esposizione a cancerogeni. Accanto a
questi due modelli, negli ultimi dieci anni, è stato identificato un terzo caratterizzato
da una curva dose-risposta bifasica, che sottende il fenomeno
dell’ormesi.
L’ormesi si caratterizza per avere una modesta stimolazione della risposta
a basse dosi e una inibizione della risposta ad alte. In questo contesto
per risposta si intende il valore del parametro misurato riferito a
quello del controllo, cui si assegna il valore del 100%. La stimolazione è
spesso, anche se non sempre, osservata in seguito a un’iniziale risposta
inibitoria, che appare rappresentare una modesta sovracompensazione in
seguito a un’alterazione dell’omeostasi.
Secondo il parametro che si misura, la relazione dose risposta ormetica
sarà o a forma di U invertita quando si studia la crescita (in funzione
della dose di alcuni metalli, erbicidi, radiazioni) o a forma di J,
quando, ad esempio, il parametro misurato è l’incidenza di patologie
(come le mutazioni, i difetti alla nascita, le manifestazioni neoplastiche
maligne).
Il fenomeno dell’ormesi fu dapprima osservato per gli effetti delle
radiazioni e, successivamente, ci si rese conto che potesse spiegare effetti
bifasici dovuti a sostanze chimiche. L’ormesi chimica, dovuta ad
esempio a pesticidi, idrocarburi aromatici, alcoli, idrocarburi alogenati,
eteri e sali di metalli pesanti, è stata dimostrata attraverso numerosi studi
sperimentali condotti in vitro, su svariati modelli cellulari e in vivo
su una ampia gamma di microorganismi e organismi vegetali e animali.
Per l’uomo a tutt’oggi non esistono evidenze che sostanzino l’esistenza
di effetti ormetici.
Negli ambienti di lavoro, negli ultimi venti anni, si è avuta una
graduale e sensibile diminuzione dei livelli degli agenti chimici aerodispersi
e, come conseguenza, è aumentato l’interesse della comunità
scientifica a studiare gli effetti a basse dosi di esposizione al fine di valutarne
il rischio. Risulta importante considerare il modello ormetico,
che non è di soglia o lineare, come un possibile futuro candidato per la
messa a punto di nuovi criteri di valutazione del rischio in ambito occupazionale
Non a caso, le esposizioni professionali, attualmente, si concretizzano
per lo più nel range delle basse dosi, dove, almeno nelle situazioni
sperimentali, la risposta bifasica è operante.
Una novità che il fenomeno dell’ormesi introduce, è, infatti, l’apertura
di nuovi spazi di studio nel range di dosi al di sotto del No Observed
Adverse Effect Level (NOAEL) tradizionalmente escluse o sottovalutate
dalla tossicologia tradizionale.
A tal riguardo Calabrese e Baldwin (2001) indicano, sebbene in un
contesto puramente sperimentale, quali debbano essere i requisiti affinché
i risultati di uno studio possano essere utilizzati per verificare
l’ormesi:
1) La presenza del controllo;
2) L’esistenza di un NOAEL;
3) La presenza di inibizione;
4) La presenza di almeno due dosi testate inferiori al NOAEL.