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La salute è quanto di più prezioso possiedi. In questa sezione vogliamo offrirti informazioni di natura medico/farmaceutica, con la massima cura delle fonti e un linguaggio semplice.

Giù per il tubo: la relazione tra farmaci e inquinamento

Con il rinnovato fervore sviluppatosi attorno alla battaglia ambientalista, focalizzata in particolar modo sui cambiamenti climatici, noi di Pharmercure ci siamo sentiti in dovere di portare alla luce un aspetto poco conosciuto e discusso dell’inquinamento ambientale: quello dovuto al non corretto smaltimento delle sostanze presenti nei farmaci. Per farlo, ci siamo avvalsi della tesi di laurea della dottoressa in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche Gessica Spinelli, nostra amica e collaboratrice, che ci ha gentilmente fornito un quadro generale della situazione attuale. Il risultato è  il seguente articolo.

I farmaci, oltre a essere fondamentali in terapia e prevenzione delle patologie conosciute, sono anche notevoli agenti inquinanti. Buona parte delle decine di migliaia di tonnellate di medicinali venduti ogni anno nel mondo, infatti, conclude il proprio ciclo di vita nell’ambiente. Le cause di questo fenomeno sono molteplici e vanno dal mancato corretto smaltimento dei prodotti scaduti agli scarichi industriali dei processi di produzione. In quest’articolo vogliamo però parlare della causa di gran lunga maggiore di questo tipo di inquinamento: noi stessi. 

Quando assumiamo un farmaco, questo viene assorbito dal nostro organismo, entra in circolo e si distribuisce in modo da raggiungere il sito bersaglio dove svolge la sua funzione.

A questo punto si attiva il processo del metabolismo, ovvero il principio attivo viene trasformato in quello che viene definito un metabolita inattivo, vale a dire una sostanza che non produce più effetti sull'organismo. Molti dei medicinali che assumiamo, tuttavia, vengono espulsi senza essere stati metabolizzati, o quanto meno senza essere stati resi del tutto inattivi.

Questi, assieme alle acque fognarie, raggiungono gli impianti di depurazione urbana, dove i carichi organici vengono degradati e l’acqua ripulita. Purtroppo spesso queste strutture non sono progettate per degradare le sostanze attive di origine farmaceutica, che dunque ancora una volta riescono a resistere indenni e mantenere la propria efficacia. Le acque depurate (ancora ricche di principi attivi) si riversano poi nei canali riceventi, portando il carico di inquinanti fino ai fiumi e ai laghi. Così ogni anno, tonnellate di sostanze attive come antibiotici, antineoplastici, estrogeni e altre si riversano nelle acque superficiali. 

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Ciclo di vita di un farmaco

Una volta nell’ambiente il farmaco finalmente si degrada, ma può persistere molto a lungo prima che ciò accada, dando vita a notevoli accumuli. Sostanze spesso presenti nei comuni medicinali, come eritromicina, ciclofosfamide, naproxene, sulfametossazolo e sulfasalazina, ad esempio, hanno una vita media superiore a un anno e l’acido clofibrico, il principale metabolita del clofibrato (un vecchio farmaco per ridurre il colesterolo, ora fuori commercio), ha una persistenza ambientale di addirittura ventun anni.

Farmaci ancora presenti nelle acque depurate da alcuni impianti di depurazione in Italia e che si riversano nell’ambiente (media di 9 depuratori, concentrazioni in mg/m3)

Quali (e quanti) farmaci?

Questa problematica ambientale è stata riconosciuta in tempi relativamente recenti ed in maniera tardiva rispetto ad altre. I primi riferimenti all’argomento in letteratura scientifica risalgono agli anni ‘80, ma per studi specifici e sistematici si è dovuta attendere la fine degli anni ‘90. A partire dal Nord Europa, passando poi per molti altri Paesi del mondo, varie campagne di monitoraggio hanno confermato che l’inquinamento da farmaci è diffuso e strettamente correlato alla presenza umana.

L’argomento inizia però a guadagnare popolarità nella comunità scientifica a partire dai primi anni 2000, quando il numero di pubblicazioni annuali sul fenomeno inizia a crescere esponenzialmente.

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Numero di articoli contenenti le parole chiave ”water pollution drugs”  (farmaci per l'inquinamento dell'acqua) per anno di pubblicazione. Grafico Scifinder.

I farmaci che più comunemente vengono rinvenuti sono, in genere, quelli di più larga diffusione, anche se con numerose eccezioni: molti prodotti di largo utilizzo non lasciano tracce nell’ambiente perché si degradano molto velocemente (come l’amoxicillina) mentre altri, di minor diffusione, si trovano in concentrazioni elevate in quanto estremamente persistenti (come carbamazepina e acido clofibrico)

In Italia, in particolare nella zona lombarda della pianura padana, è stata svolta una delle prime campagne di monitoraggio: i risultati di questa ricerca, sebbene recenti, sono diventati già un classico della letteratura di settore. Nei sedimenti dei fiumi Po, Lambro e Adda, nonché negli acquedotti di Varese e Lodi, sono stati trovate tracce di vari farmaci come  antibiotici (lincomicina ed eritromicina), antitumorali (ciclofosfamide), antinfiammatori (ibuprofene), diuretici (furosemide) e antipertensivi (atenololo). Le ricerche si sono allargate poi ad altre aree del territorio italiano e ovunque i risultati hanno confermato la presenza di farmaci nell’ambiente acquatico. Nel confronto con ricerche simili in altre parti di Europa, spicca la differenza nella concentrazione delle sostanze rinvenute: nel Nord Europa si riscontra una maggiore presenza di sedativi e antidepressivi, nel Sud di antibiotici.

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I principali farmaci che si ritrovano nelle acque di fiumi e laghi in Europa

Simili risultati sono stati ottenuti anche oltreoceano. Negli Stati Uniti, dove recentemente si è conclusa un’intensa campagna di monitoraggio condotta dall’US Geological Survey durata tre anni, l’80% dei corsi d’acqua analizzati ha rivelato la presenza di farmaci (soprattutto ormonali e antibiotici) ma anche di saponi, profumi, nicotina e caffeina.

É del 2018 uno studio dell’istituto olandese IHE Delft che afferma ufficialmente: "Gran parte degli ecosistemi di acqua dolce è potenzialmente a rischio a causa dell'alta concentrazione di medicinali". La maggior parte dei fiumi del mondo è diventata la discarica privilegiata delle nostre droghe. Nelle loro acque scorre un cocktail di analgesici, antibiotici, agenti anti-piastrinici, ormoni, farmaci psichiatrici e antistaminici che mettono seriamente a rischio la salute della fauna selvatica. 

Il dato preoccupante è che le immissioni dei farmaci nell’ambiente hanno una frequenza maggiore rispetto ai tempi di inattivazione dei composti, il che li rende pseudo-persistenti. In altre parole, la velocità con cui immettiamo queste sostanze nell’ambiente è maggiore di quella con cui si degradano, quindi i livelli misurati continuano ad aumentare.

Se questa tendenza dovesse persistere, la quantità di rifiuti farmaceutici versati nell'acqua potrebbe aumentare di due terzi prima del 2050.

I rischi per l’ambiente e per l’uomo

Nonostante le concentrazioni ambientali misurate (si parla di pochi milligrammi per metro cubo di acqua) siano di gran lunga  inferiori a quelle in grado di esercitare effetti tossici “acuti” sull’uomo, non vanno sottovalutati le possibili problematiche dovute ad un’esposizione continuata, che può venire a verificarsi tramite il contatto con l’acqua ed attraverso la catena alimentare. Si sa ancora poco sulle possibili ripercussioni di questo fenomeno sulla salute umana, ma si sospetta che possa aver un ruolo nell’insorgere delle predisposizioni allergiche e nello sviluppo dell’antibiotico-resistenza. Su questo secondo argomento in particolare è stato ipotizzato che la presenza costante di antibiotici nell’ambiente, anche a basse concentrazioni, possa favorire l’evoluzione di ceppi batterici resistenti ai più comuni antibiotici.

Più chiare ed evidenti sono invece le implicazioni ambientali, che riguardano in particolare i farmaci ad azione ormonale, i cosiddetti endocrine disruptors. Recenti studi hanno dimostrato come l’esposizione continua abbia molteplici effetti negativi sulla fauna acquatica e anfibia: diminuzione della qualità dello sperma, alterazione nel comportamento sessuale e ritardo nella maturazione di rane e pesci sono solo alcuni dei numerosi esempi riportati in letteratura. Altri farmaci con possibili effetti ambientali sono gli antibiotici, in grado di modificare la flora batterica dei terreni, e i farmaci antitumorali, che sono spesso potenti agenti citostatici o citolitici, ovvero possono ostacolare e rallentare la riproduzione delle cellule degli organismi presenti nell'ambiente. Bisogna considerare inoltre che gli organismi acquatici vengono esposti per tutta la loro esistenza a complesse miscele di farmaci e di numerosi altri agenti chimici presenti nelle acque. Molte di queste sostanze hanno attività additiva o sinergica (vale a dire che la loro azione combinata risulta più efficace o potente), e il loro effetto sui bersagli può venire quindi notevolmente potenziato. Un recente studio in laboratorio ha mostrato che una miscela di farmaci, alle concentrazioni effettivamente ritrovate nell’ambiente acquatico di alcune zone dell’Italia, è in grado di esercitare, su cellule umane e di zebra fish in coltura, importanti effetti tossici sulla proliferazione cellulare.

Le regolamentazioni: l’ERA dei nuovi farmaci

Come parte del vaglio a cui tutti i nuovi farmaci sono sottoposti prima di entrare in commercio nel mercato UE, la normativa prevede una valutazione del rischio ambientale, o ERA (Enviromental risk assestment). Le linee-guida per effettuare la perizia sono state messe a punto dall’EMEA (European Medicinal Evaluation Agency) e sono attualmente in discussione, con una finalizzazione a fini applicativi prevista per quest’anno. Queste prevedono una valutazione multistep che si conclude quando viene dimostrata la non pericolosità ambientale del farmaco. Nel caso in cui, invece, i risultati non possano escludere la possibilità di rischio ambientale, l’autorizzazione è condizionata all’adozione di una serie di misure di precauzione e sicurezza mirate a mitigare l’esposizione dell’ambiente al nuovo farmaco. In particolare sono richieste etichettature speciali con l’indicazione dei potenziali rischi ambientali e delle precauzioni a cui attenersi per lo stoccaggio e la somministrazione ai pazienti. Le linee-guida dell’EMEA regoleranno il rischio ambientale relativamente ai nuovi farmaci, ma in nessun caso un farmaco riconosciuto pericoloso per l’ambiente sarà eliminato. Verranno solo attivate procedure indirette per mitigare il rischio ambientale. Inoltre, per ora, nulla è previsto per i farmaci attualmente già in commercio.

Soluzioni possibili

Efficienza di un impianto di depurazione delle acque reflue.

Da quest’ultima tabella si nota come un normale impianto di depurazione delle acque reflue non elimini mai al 100% un principio attivo. La carbamazepina viene eliminata solo al 7%, questo vuol dire che più del 90% della carbamazepina resiste ai normali trattamenti di purificazione delle acque e viene riversata nell’ambiente come tale. 

Un'alternativa ai metodi convenzionali di trattamento delle acque reflue sono i processi di ossidazione avanzata, o AOP (Advanced Oxidation Processes). L'ossidazione degli inquinanti organici consente di trasformarli in composti innocui e quando il processo è completo, si raggiunge la "mineralizzazione" delle molecole.

Gli AOP sono particolarmente adatti per effluenti contenenti materiali refrattari, tossici o non-biodegradabili ed offrono numerosi vantaggi rispetto ai processi biologici o fisici.

I processi di ossidazione avanzata presentano spesso costi operativi più alti rispetto ai trattamenti biologici e, per questo motivo, non sono ancora presenti in Italia.

Bibliografia:

  • N. Johansson, ‘Persistent Organic Pollutants , POPs Persistent Organic Pollutants ’, pp. 651–652, 2010.
  • D. V. C. Minero, V. Lauri, G. Falletti, V. Maurino, E. Pelizzetti, Annuali di chimica. 2007.
  • ‘Neurotin’. https://www.rxlist.com/neurontin-drug.htm
  • E. J. Fisher R, van Emde Boas W, Blume W, Elger C, Genton P, Lee P, ‘, Epileptic seizures and epilepsy: definitions proposed by the International
    League Against Epilepsy (ILAE) and the International Bureau for Epilepsy (IBE’, 2005.
  • Hanna, ‘The National Sentinel Audit of Epilepsy Related Death, The Stationary Office’, 2002.

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