Metalli pesanti come causa di sordità
L’esposizione ai metalli pesanti, quali piombo, mercurio, manganese e cadmio, è stata ampiamente studiata per i suoi effetti tossici su vari sistemi del corpo umano, incluso il sistema uditivo. L’esposizione a metalli pesanti tra cui mercurio, cadmio e arsenico è stata suggerita come causa di compromissione dell’equilibrio e dell’udito negli esseri umani e negli animali da esperimento. In studi precedenti, è stato dimostrato che l’esposizione infantile a metalli pesanti influisce sensibilmente sullo sviluppo dell’udito negli esseri umani. La correlazione tra l’esposizione a questi metalli e l’insorgenza di ipoacusia (perdita dell’udito) è supportata da una crescente quantità di ricerche scientifiche, la cui origine risale almeno agli anni ‘70. Questi metalli possono agire attraverso diversi meccanismi di tossicità che includono stress ossidativo, infiammazione e danno diretto alle cellule sensoriali della coclea. Di seguito, un’analisi dettagliata degli effetti di ciascun metallo pesante e delle vie molecolari coinvolte nella loro tossicità uditiva.
Piombo e ipoacusia
Il piombo è un metallo neurotossico che può causare danni significativi al sistema nervoso centrale e periferico. È stato dimostrato che l’esposizione cronica al piombo può influenzare negativamente la funzione uditiva attraverso meccanismi di tossicità diretta. Il piombo può compromettere le cellule ciliari della coclea, essenziali per la trasduzione del suono. Queste cellule sono particolarmente vulnerabili allo stress ossidativo causato dall’accumulo di piombo, che può portare a apoptosi e perdita funzionale. Il piombo interferisce con la funzione dei neurotrasmettitori e con la comunicazione sinaptica nell’orecchio interno, alterando la trasmissione degli impulsi nervosi. L’esposizione al piombo promuove la produzione di radicali liberi e inibisce i sistemi antiossidanti cellulari, come la glutatione perossidasi (GPX1) e la superossido dismutasi (SOD1). Questo porta a un accumulo di danni ossidativi nelle cellule uditive.
Mercurio e danno uditivo
Il mercurio, sotto forma di metilmercurio, è noto per essere altamente neurotossico. Le popolazioni esposte a mercurio attraverso il consumo di pesce contaminato o l’esposizione industriale sono a rischio di alterazioni uditive. Il mercurio può accumularsi nell’orecchio interno e nei nervi uditivi, danneggiando le cellule sensoriali e le sinapsi in modo diretto. Può causare un’interruzione nella trasmissione sinaptica e nella plasticità neuronale con almeno due meccanismi. Il primo è l’alterazione delle correnti ioniche del calcio, che è fondamentale per il funzionamento delle cellule ciliari. Un’eccessiva concentrazione di calcio intracellulare può portare alla morte cellulare per apoptosi. Secondo, l mercurio genera stress ossidativo tramite l’aumento della produzione di ROS per sequestro del glutatione (GSH) e l’inibizione degli enzimi antiossidanti, contribuendo al danno tissutale nell’orecchio interno.
Manganese e ipoacusia
Il manganese è essenziale per diverse funzioni cellulari, ma l’eccesso di esposizione è tossico, soprattutto per il sistema nervoso. Il manganese può accumularsi nel sistema nervoso ed è noto che ha preferenza per le struttura gangliari della base cranica come la substantia nigra ed il locus coeruleus, due zone cerebrali ricche di neuroni dopaminergici. Non a caso, è noto il legame diretto fra esposizione al manganese e la comparsa di malattia di Parkinson. Ma può influire anche sulla funzionalità dell’orecchio interno. L’accumulo può alterare le vie dopaminergiche e il metabolismo del ferro, con effetti neurotossici. Studi sugli animali hanno dimostrato che livelli elevati di manganese possono influenzare la conduzione nervosa e i potenziali uditivi evocati, suggerendo un impatto diretto sulle funzioni uditive.
Similmente ad altri metalli, il manganese aumenta la produzione di ROS e promuove la perossidazione lipidica, che danneggia le membrane cellulari dell’orecchio interno. E’ interessante l’interferenza col metabolismo del ferro e la nozione che l’ipoacusia può comparire nell’anemia cronica. Poiché i globuli rossi trasportano l’ossigeno in tutto il corpo, l’anemia riduce la quantità di ossigeno disponibile per i tessuti, incluso il sistema uditivo. Poiché l’anemia è abbastanza facile da trattare, qualsiasi legame tra le due condizioni potrebbe essere importante. Fra l’altro, il ferro è un cofattore nel metabolismo dei neurotrasmettitori, nella sintesi del DNA e nella mielinizzazione dei nervi. Disturbi neurologici come neuropatia periferica, mioclono, atassia cerebellare, cefalea e demenza senile potrebbero essere collegati alla sordità neurosensoriale.
Pertanto, l’afflusso di sangue è chiaramente un fattore importante nella perdita dell’udito. Un altro potenziale meccanismo coinvolge la mielina, che è importante per la conduzione efficiente dei segnali lungo le fibre nervose. La riduzione del ferro nell’organismo interferisce con gli enzimi saturasi e desaturasi degli acidi grassi, entrambi importanti per la produzione di energia cellulare e della mielina. Se il rivestimento della mielina del nervo uditivo è danneggiato, l’udito potrebbe essere ridotto. Quindi, una buona profilassi o terapia di recupero per il danno da metalli pesanti nel sistema uditivo, potrebbe essere quella a base di integrazione di acidi grassi omega-3 e cofattori che aiutano le desaturasi degli acidi grassi (la vitamina B6 e lo zinco).
Cadmio e perdita dell’udito
Il cadmio è un metallo pesante con una lunga emivita nel corpo, e l’esposizione cronica può derivare da fonti industriali, fumo di sigaretta e alimenti contaminati. Il cadmio può accumularsi nell’orecchio interno e danneggiare le cellule ciliari. Le sue proprietà tossiche includono l’interferenza con la funzione mitocondriale (soprattutto il complesso III della respirazione) e la deplezione del glutatione, che porta a danni ossidativi. Il cadmio può alterare la segnalazione cellulare, inibendo i canali ionici e la regolazione del calcio intracellulare. Questo porta a disfunzioni nelle cellule sensoriali e nella trasmissione degli impulsi nervosi. Il meccanismo è collegato al legame covalente fra gli ioni cadmio ed i gruppi sulfidrilici liberi (-SH) dei residui di cisteina nelle proteine.
Molte proteine trasduttive e canali ionici possiedono residui di cisteina liberi: la loro inattivazione porta alla disregolazione delle cascate di segnali intracellulari o per eccessivo funzionamento o per inibizione della segnalazione stessa. Il cadmio può danneggiare le cellule endoteliali dei vasi sanguigni cocleari, riducendo l’apporto di sangue e ossigeno alle strutture sensoriali. Questo effetto assomiglia a quello che il piombo esercita sulle arteriole renali: il rene grinzo “saturnino” da intossicazione cronica di piombo (esposizione professionale), riconosce fra i meccanismi principali il vasospasmo arteriolare indotto dagli ioni piombo che causa ischemia cronica dell’organo. Quindi questo effetto ischemico del cadmio sulla circolazione dell’orecchio potrebbe essere un meccanismo diretto.
Implicazioni cliniche e terapeutiche
L’arteria cerebellare anteriore inferiore (AICA), con la sua arteria labirintica, fornisce l’orecchio interno. Sviluppa rami di arteriole che si irradiano correndo in modo centrifugo sopra la scala vestibolare e attraverso la lamina spirale. Alla fine un sistema centripeto di venule radianti raccoglie il sangue. Nella SNHL idiopatica è tipicamente coinvolta la base della coclea, a causa della sua organizzazione tonotopica, nota che le cellule ciliate del giro basale della coclea sono più sensibili alla noxa patogene rispetto all’apice. Le cellule ciliate esterne basali sono anche più suscettibili ai danni dei radicali liberi, a causa del basso livello di glutatione. Gli studi di Casale et al. e Quaranta N et al. (v. bibliografia scientifica allegata) mostrano una relazione tra sordità neurosensoriale e disfunzione endoteliale.
Studi simili confermano anche il ruolo della disfunzione endoteliale su altri tipi di perdita dell’udito. Ciò suggerisce un’opportunità terapeutica per i pazienti affetti da SNHL progressiva o precoce; in particolare, il miglioramento della microcircolazione potrebbe rallentare o arrestare la progressione della malattia comprendente gli acidi grassi polinsaturi omega-3. È noto che gli omega-3 migliorano la vasodilatazione e la compliance delle arterie piccole e grandi, riducendo la formazione di angiotensina II e migliorando la genesi di ossido nitrico (*NO). Un ulteriore effetto favorevole sulla microcircolazione può essere esercitato dai mediatori antinfiammatori, che migliorano la vascolarizzazione dei piccoli vasi auricolari che di solito causano lesioni dell’orecchio interno.
Un effetto antinfiammatorio e protettivo sul sistema circolatorio cerebrale e dell’orecchio potrebbe essere ottenuto dall’assunzione di integratori a base di Gingko biloba, che è correntemente usato per la profilassi o il recupero circolatorio neI pazienti che hanno subìto ictus ischemico cerebrale. L’estratto di Gingko è ricco di polifenoli, proanticianidine e terpenoidi complessi che hanno azione antiossidante, protettiva endoteliale e fluidificante della circolazione arteriosa. Anche l’utilizzo di integratori a base di precursori del glutatione (es. N-acetil-cisteina) è consigliato, allo scopo di rimpolpare le difese antiossidanti cellulari. La comprensione di questi effetti molecolari è cruciale per sviluppare misure preventive e terapeutiche efficaci sull’ipoacusia indotta dalla tossicità dai metalli pesanti (da esposizione professionale), specie se associata all’esposizione acustica (come spesso avviene) a sul posto di lavoro.
- a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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