Intossicazione da mercurio: metilmercurio e malattia di Minamata

L’intossicazione da mercurio è una condizione clinica molto conosciuta e legata ai diversi usi di tale sostanza a seconda dei periodi storici. In origine il mercurio si trova in natura sotto forma di un minerale, il solfuro mercurico o cinabro (HgS). A partire da questo composto si ricava il celebre metallo liquido, semplicemente riscaldando il minerale che reagisce con l’ossigeno atmosferico. Il colore cambia completamente, passando da rosso a grigio argenteo.

HgS + O₂ → Hg + SO₂

Se il mercurio così prodotto subisce un trattamento con sostanze ossidanti, esso perderà elettroni trasformandosi negli ioni Hg²⁺ e Hg₂²⁺. In particolare lo ione Hg²⁺ si lega facilmente con altri elementi chimici. Proprio a causa di questa sua caratteristica, il mercurio è particolarmente pericoloso per gli esseri viventi.

Cenni storici

Diverse ricerche archeologiche indicano l’utilizzo del mercurio nell’antico Egitto, e presso Cinesi e Tibetani che pensavano mantenesse la salute e prolungasse la vita. Anche le civiltà precolombiane lo conoscevano, poiché è stato trovato a Teotihuacan (Messico) e nella città Maya di Lamanai (Belize). Gli alchimisti lo consideravano l’elemento primordiale, dal quale ricavarne oro, mescolandolo con altre sostanze. Sotto forma di cinabro, gli antichi Greci impiegavano il mercurio negli unguenti, mentre gli Egizi e i Romani lo utilizzavano come colorante e nei cosmetici. I medici per secoli hanno somministrato mercurio in varie forme per curare la sifilide, malattia infettiva provocata dal batterio Treponema pallidum. Infine, l’artigianato ha sfruttato un composto del mercurio, Hg(NO₃)₂, nella produzione dei cappelli (Fig. 1). I lavoratori inalavano vapori contenenti mercurio e di conseguenza subivano intossicazioni. I danni provocati al sistema nervoso contribuirono alla diffusione del detto “matto come un cappellaio”.

*Figura 1 – Inghilterra, 1858: produzione di cappelli di feltro*. *A causa dell’impiego del nitrato mercurico i cappellai subivano avvelenamenti* [Fonte: Collezione William Barclay Parsons – Archivi della Biblioteca Pubblica di New York]

Il mercurio entra nei cicli vitali provocando intossicazioni

Alcuni batteri anaerobi, che vivono nelle acque sia dolci sia salate, trasformano i composti inorganici del mercurio in composti organici. Il più noto di questi composti è il metilmercurio (CH₃Hg⁺). Il metilmercurio è liposolubile: vale a dire che si mescola meglio con i grassi piuttosto che con l’acqua. Per questo motivo gli organismi viventi non riescono facilmente ad espellerlo. Così il metilmercurio percorre, una dopo l’altra, tutte le tappe della catena alimentare: dal placton ai crostacei, fino ai grandi pesci predatori. Ad ogni tappa aumenta la quantità di metilmercurio contenuta nei tessuti dell’animale, finché nei pesce spada, negli squali e nel pesce azzurro, si possono raggiungere valori superiori anche di milioni di volte quelli dell’acqua circostante (Fig. 2). Il successivo consumo di alimenti a base di animali acquatici espone gli esseri umani all’intossicazione da metilmercurio.

Il mercurio delle centrali elettriche a carbone e di altre fonti viaggia attraverso l'atmosfera e l'acqua. Una parte viene poi trasformata in metilmercurio, che può entrare nella catena alimentare ed essere concentrato ad ogni passaggio della catena — Figura 2 – Il mercurio delle centrali elettriche a carbone e di altre fonti viaggia notevolmente attraverso l’atmosfera e l’acqua. Una parte viene poi trasformata in metilmercurio, che può entrare nella catena alimentare ed essere concentrato ad ogni passaggio della catena. *Gli esseri umani, nutrendosi di pesce, possono subire intossicazioni da mercurio* [Fonte: Bretwood Higman, Ground Truth Trekking]

La malattia di Minamata: intossicazione da metilmercurio

L’intossicazione da metilmercurio è nota anche come malattia di Minamata. Negli anni ’30 del XX secolo, Minamata è una cittadina del sud del Giappone, i cui abitanti si dedicano principalmente alla pesca e all’agricoltura. L’economia della cittadina beneficiava particolarmente della pescosità del mare Yatsushiro, poco profondo e ricco di biodiversità. All’improvviso gli abitanti si accorsero di insolite morie da parte dei pesci e contemporaneamente di una strana malattia dei gatti. I felini a causa delle intossicazioni da mercurio manifestavano delle convulsioni e in seguito morivano. Qualche anno dopo, a partire dal 1953, si verificarono anche tra gli abitanti numerosi casi patologici con gli stessi sintomi dei gatti. Questi casi erano particolarmente frequenti tra le famiglie dei pescatori. I sintomi osservati erano non solo problemi nei movimenti, con debolezza muscolare, crampi e difficoltà nel parlare, ma comprendevano anche disturbi alle vie sensoriali (Fig. 3).

I sintomi e le strutture colpite dalla malattia di Minamata — *Figura 3 – I sintomi e le strutture colpite dall*‘*intossicazione da metilmercurio* [Komyo Eto, Minamata Disease Archives]

Ogni area danneggiata dell’encefalo è associata a un sintomo della malattia.

Cervelletto: problemi posturali, perdita dell’equilibrio
Lobo occipitale: diminuzione del campo visivo
Lobo parietale: disturbo alla sensibilità cutanea
Lobo temporale: problemi di udito

La causa della malattia

La degenerazione dei neuroni, come osservato, condusse progressivamente alla morte di centinaia di persone di qualsiasi età. Le autorità locali avviarono quindi delle indagini, che portarono nel 1959 al riconoscimento della malattia di Minamata e della sua causa. La Chisso Corporation, colosso dell’industria chimica giapponese, all’epoca produceva acetaldeide presso il suo impianto situato proprio a Minamata. Il processo industriale di produzione dell’acetaldeide prevedeva l’impiego di catalizzatori a base di mercurio, e la reazione di sintesi dava come sottoprodotto di scarto il metilmercurio. Il rilascio di tale sostanza inquinò le acque della baia e di conseguenza anche la fauna ittica. Le indagini accertarono che le intossicazioni avevano come causa il metilmercurio ingerito assieme ai prodotti della pesca. Tuttavia la malattia di Minamata non fu un fenomeno isolato. Infatti, nel 1965 un’altra zona dell’arcipelago giapponese, presso il fiume Agano, subì gli stessi effetti di intossicazione da metilmercurio (Fig. 4).

Le aree del Giappone colpite dalla malattia di Minamata — *Figura 4 – Le aree del Giappone colpite dall’intossicazione da metilmercurio conosciuta come malattia di Minamata* [Fonte: Environment Agency, Environment Health Department, “Our Intensive Effort to Overcome the Tragic History of Minamata Disease”, 1999]

Dalla malattia di Minamata alla Convenzione di Minamata

Un successivo episodio emblematico di avvelenamento da metilmercurio si verificò nel 1971 in Iraq. In quel caso gli abitanti ingerirono del pane contaminato. A causa dell’uso scorretto di un fungicida a base di metilmercurio sulle sementi di grano, ci furono centinaia di morti e migliaia di ricoveri. In seguito a questi fatti, si scoprì che le intossicazioni da metilmercurio erano particolarmente dannose per le donne in gravidanza. Infatti, i bambini, che assumevano il metilmercurio attraverso la placenta, nascevano con gravi difetti di sviluppo al sistema nervoso centrale (Fig. 5). L’Organizzazione delle Nazioni Unite istituì quindi un programma di ricerche, allo scopo di valutare gli effetti del mercurio sull’uomo e sull’ambiente, ricerche che portarono nel 2013 a siglare un trattato internazionale chiamato Convenzione di Minamata. Con questo atto, si decise di limitare l’uso del mercurio nei processi produttivi e di trasformazione così come nei beni di consumo.

Shinobu Sakamoto, nata con disabilità a causa dell'avvelenamento da metilmercurio nell'utero materno — *Figura 5 – Shinobu Sakamoto, nata con disabilità a causa dell’intossicazione da metilmercurio nell’utero materno* [Fonte: Zambia Environmental Management Agency]

A livello molecolare…

Gli atomi di mercurio si legano facilmente con gli atomi di zolfo contenuti nelle proteine, alterando così la struttura e la funzione di queste ultime. Per esempio una di queste proteine è l’acetil-transferasi della colina. Quando il mercurio si lega, la proteina smette di funzionare e di conseguenza si blocca la produzione di acetilcolina, un importante neurotrasmettitore responsabile della contrazione muscolare. Questo spiega i problemi nei movimenti osservati nella malattia di Minamata. Allo scopo di evitare le intossicazioni da mercurio, gli esseri viventi hanno evoluto dei meccanismi detossificanti. Per esempio, uno di questi meccanismi sfrutta il glutatione. Dal legame tra il mercurio e il glutatione si forma un composto, che viene così espulso più facilmente dalle cellule e dagli organismi.

Fonti

Articoli di riviste scientifiche

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Libri

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