Pesticidi organofosforici e rischio DMLE

L’esposizione ai pesticidi è sempre stata una questione scottante per la salute pubblica e studi clinici recenti hanno fatto emergere una nuova preoccupazione: il legame tra l’esposizione ai pesticidi organofosforici e il rischio di degenerazione maculare legata all’età (DMLE).

DAP e OPP

In uno studio pubblicato sull’International Journal of Ophthalmology (IJO), i ricercatori del Shanghai General Hospital, guidati dal dottor Yu-Xin Jiang, hanno esaminato l’impatto dei metaboliti urinari del dialchil fosfato (DAP) sulla DMLE, evidenziando un rischio aumentato per chi è esposto a pesticidi organofosforici (OPP).

Infatti una parte dei pesticidi ortofosforici viene rapidamente assorbita, metabolizzata e eliminata dall’organismo nelle urine come metaboliti del diachil fosfato.

I metaboliti urinari DAP sono stati utilizzati per costruire un modello di machine learning per quantificare l’effetto dell’esposizione ai pesticidi organofosforici sul rischio DMLE .

Impatti su Salute e Ambiente

Gli effetti dannosi degli OPP non si limitano agli occhi, poiché questi pesticidi comportano rischi significativi per la salute dell’intero organismo, in quanto vengono rapidamente assorbiti e metabolizzati nel corpo umano.

La loro natura non biodegradabile li rende, inoltre, particolarmente pericolosi per l’ambiente.

I residui di OPP si accumulano, infatti, nel suolo e nelle acque, influenzando negativamente gli ecosistemi. L’assorbimento avviene attraverso l’ingestione, l’inalazione e il contatto cutaneo, con gravi rischi per la salute umana.

Metaboliti e Biomarcatori

I metaboliti urinari DAP sono utilizzati come biomarcatori per valutare l’esposizione ai pesticidi organofosforici. Questi biomarcatori offrono una misura indiretta, ma affidabile, dei livelli di esposizione.

L’uso di biomarcatori permette agli scienziati di monitorare l’esposizione in popolazioni diverse e la capacità di rilevare il carico corporeo di OPP attraverso metodi non invasivi rappresenta un progresso significativo nella ricerca epidemiologica, facilitando studi su larga scala e interventi preventivi.

Fattori di Rischio per la Degenerazione Maculare

La DMLE è una malattia complessa, la cui insorgenza è stata collegata ad una molteplicità di fattori di rischio che includono il progredire dell’età, fattori genetici, stili di vita e fattori ambientali.

I fattori genetici possono predisporre gli individui alla DMLE, mentre abitudini come il fumo e una dieta scorretta possono esacerbare il rischio. L’esposizione a sostanze chimiche ambientali, come i pesticidi, aggiunge un ulteriore livello di rischio.

Tra i fattori ambientali l’esposizione ai pesticidi organofosforici OPP risulta particolarmente rilevante poiché il loro impiego è molto comune in agricoltura e sono noti per i loro effetti tossici sulla salute umana e solleva preoccupazioni il loro crescente accumulo persistente nell’ambiente.

La comprensione di questi fattori non solo aiuta nella prevenzione, ma anche nella gestione delle terapie, migliorando potenzialmente la qualità della vita per chi è affetto dalla malattia.

Terapie attuali DMLE

Nella forma secca (non neovascolare) della DMLE è ormai assodata l’importanza di utilizzare supplementi dietetici opportunamente formulati  per rallentare la progressione della malattia, come raccomandato dalle “Linee Guida” dell’American Academy of Ophthalmology (A.A.O.), organo ufficiale di riferimento degli Oculisti di tutto il mondo.

I supplementi dietetici sviluppati per contrastare la progressione della DMLE contengono:

– vitamina C e vitamina E, che agiscono rallentando i processi di invecchiamento e degenerazione cellulare causati dalla produzione di radicali liberi.

– zinco, implicato in numerose attività enzimatiche, localizzate a livello retinico.

– rame, oligoelemento essenziale per l’attività di numerosi enzimi, integra sempre l’assunzione dello zinco.

– luteina e zeaxantina, carotenoidi che si accumulano nella parte centrale della retina (la macula lutea), formando il pigmento maculare, importante schermo protettivo dell’occhio.

– astaxantina, il più potente antiossidante presente in natura dotata anche di attività antinfiammatoria e antiangiogenica.

– acidi grassi ω-3, chiamati “essenziali” perché non possono essere sintetizzati dall’organismo, ma devono essere assunti unicamente con la dieta. Principali costituenti della membrana esterna dei fotorecettori, hanno attività antinfiammatoria e antiangiogenica.

Numerosi studi preclinici e clinici hanno dimostrato gli effetti protettivi di tutti questi componenti nei confronti del rischio di progressione della DMLE.

Per il trattamento della forma umida (neovascolare) esistono oggi numerose opzioni terapeutiche, da quelle tradizionali, quali la fotocoagulazione laser e la terapia fotodinamica (PDT) alla più recente terapia con farmaci antiangiogenici. La fotocoagulazione laser consiste nel focalizzare un raggio laser di particolare potenza per distruggere i vasi anomali che si formano nella retina. In alcuni casi è poi possibile utilizzare la terapia fotodinamica (PDT), che distrugge in modo selettivo i vasi sanguigni anomali attraverso l’iniezione endovenosa di una sostanza farmacologica fotosensibile che viene attivata mediante trattamento laser.

L’importante e rivoluzionaria novità terapeutica è stata costituita dalla somministrazione con iniezione intravitreale di alcune sostanze antiangiogeniche (pegaptanib, ranibizumab, bevacizumab, aflibercept), che sono in grado di contrastare la formazione dei neovasi e di favorire il riassorbimento anche dei neovasi che si sono già formati.

Machine learning e ricerca

La ricerca recente ha utilizzato modelli di apprendimento automatico (machine learning) per comprendere meglio i fattori di rischio per la DMLE.

Un modello di apprendimento automatico è stato utilizzato per analizzare i dati sui metaboliti DAP e prevedere il rischio di DMLE.

I modelli di apprendimento automatico sono stati addestrati su grandi set di dati per identificare correlazioni e predire risultati con alta precisione. L’uso di algoritmi come Random Forests ha fornito prestazioni ottimali.

Importanza delle Caratteristiche di Esposizione

L’analisi delle caratteristiche di esposizione è stata cruciale per comprendere il rischio di DMLE. Modelli statistici hanno evidenziato il peso significativo dei metaboliti DAP nella previsione del rischio.

I modelli di apprendimento automatico hanno utilizzato tecniche come il Permutation Feature Importance (PFI) e il SHapley Additive exPlanations (SHAP) per valutare l’impatto delle diverse variabili.

Queste analisi hanno dimostrato che i metaboliti DAP hanno un’influenza maggiore rispetto alla maggior parte delle covariabili sociodemografiche, sottolineando l’importanza delle esposizioni ambientali.

Interpretazione dei Risultati

L’interpretazione dei risultati ha mostrato l’importanza di 6 metaboliti DAP nella previsione del rischio di DMLE. L’analisi grafica e statistica ha supportato questi risultati.

• I valori di Shapley e i grafici a cascata hanno evidenziato la capacità predittiva dei modelli di apprendimento automatico.
• Le relazioni visualizzate dai grafici hanno illustrato gli effetti indispensabili dei sei metaboliti DAP nel rischio di DMLE.

Implicazioni per la Salute Pubblica

Le scoperte sugli effetti dei pesticidi organofosforici hanno implicazioni significative per la salute pubblica, evidenziando la necessità di regolamentazioni più strette e strategie di prevenzione.

Per ridurre il rischio di DMLE e altri effetti negativi dei pesticidi, sono raccomandate diverse strategie preventive:

• Promuovere l’uso di pesticidi alternativi meno dannosi.
• Implementare regolamentazioni più rigide sull’uso di pesticidi.
• Educare il pubblico sui rischi associati ai pesticidi e su come ridurre l’esposizione.

Conclusioni e Prospettive Future

La ricerca ha evidenziato la connessione critica tra fattori ambientali e salute visiva, sottolineando l’importanza di considerare queste influenze nella gestione della DMLE.

Gli algoritmi di apprendimento automatico mostrano grande potenzialità nella previsione del rischio di DMLE e in altre applicazioni mediche, migliorando il processo decisionale clinico.

• Offrono previsioni più accurate attraverso l’analisi di grandi quantità di dati.
• Consentono di identificare individui ad alto rischio per interventi tempestivi.

Questi strumenti sono destinati a diventare parte integrante della ricerca medica e delle pratiche cliniche future.

Direzioni per Studi Futuri

Gli studi futuri dovrebbero concentrarsi su approfondimenti ulteriori delle connessioni tra esposizioni ambientali e salute, sfruttando le nuove tecnologie e metodologie di ricerca.

• Ampliare la ricerca su scala globale per comprendere le variazioni regionali nei rischi.
• Integrare nuovi biomarcatori e tecniche di analisi per migliorare la precisione della ricerca.

Queste indicazioni possono contribuire a migliorare la salute pubblica e ridurre l’incidenza di malattie legate a fattori ambientali.

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