Biomarcatori urinari di esposizione e di stress ossidativo nei lavoratori di carpenteria metallica

Introduzione La carpenteria metallica è una attività connessa alla manutenzione degli impianti meccanici ed elettrici/elettronici in cui i lavoratori sono coinvolti in una vasta gamma di attività che possono portare all’esposizione professionale a particelle e fumi contenenti metalli e ossidi metallici. L’esposizione umana a metalli pesanti, come Cr, Ni, Cd e Pb, e ai fumi di saldatura può causare la formazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) [Graczyk 2016]. Gli attacchi dei ROS al DNA e all’RNA portano all’escrezione urinaria di 8-oxo-7,8-diidroguanina (8-oxoGua), 8-oxo-7,8-diidro-2′-deossiguanosina (8-oxodGuo) e 8 -oxo-7,8-diidroguanosina (8-oxoGuo) [Tranfo 2019] e l’ossidazione della tirosina porta all’escrezione di 3-nitrotirosina (3-NO2Tyr), che sono perciò considerati biomarcatori di stress ossidativo [Kehm 2021]. Materiali e Metodi Il gruppo analizzato in questo studio comprende 40 lavoratori dell’industria della carpenteria metallica, tutti maschi, che svolgono attività di saldatura e che hanno fornito campioni di urina prima e dopo il turno di lavoro, e 13 dipendenti maschi della stessa azienda, che hanno fornito solo il primo campione di urina del mattino, considerati gruppo di controllo. Sono state determinate le concentrazioni urinarie di 16 diversi biomarcatori di esposizione ai metalli mediante ICP-MS (820-MS; Bruker, Bremen, Germany): Ba, Be, Bi, Cd, Cs, Cu, Fe, Ni, Pb, Rb, Sb, Se, Sr, Te, V e Hg. Le concentrazioni di 8-oxoGua, 8-oxoGuo, 8-oxodGuo, and 3-NO2Tyr sono state determinate mediante cromatografia liquida/spettrometria di massa tandem (HPLC/MS-MS) con un rivelatore di spettrometria di massa a triplo quadrupolo API 4000 dotato di una sonda Turbo Ion Spray (TIS) (AB Sciex, Framingham, MA, USA) accoppiata a una Pompa quaternaria serie 200 LC (PerkinElmer, Norwalk, CT, USA). Risultati e Discussione Le concentrazioni di metalli riscontrate in questi lavoratori erano ben al di sotto dei valori limite di esposizione professionale e superavano di un fattore quattro al massimo le concentrazioni medie degli stessi metalli nelle urine del gruppo di controllo. Tuttavia, bario (Ba), mercurio (Hg), piombo (Pb) e stronzio (Sr) sono correlati con il biomarcatore dello stress ossidativo dell’RNA, 8-oxo-7, 8-diidroguanosina (8-oxoGuo), che è stato trovato in grado di discriminare i lavoratori esposti dai controlli con un alto livello di specificità e sensibilità. La potenza di questa tecnica di diagnosi precoce è stata valutata mediante la curva ROC. Ba, rubidio (Rb), Sr, tellurio (Te) e vanadio (V) sono stati correlati con il livello del biomarcatore di ossidazione proteica 3-nitrotirosina (3-NO2Tyr) e Ba, berillio (Be), rame (Cu), e Rb con 5-metilcitidina (5-MeCyt), un marcatore epigenetico del danno all’RNA. Conclusioni I biomarcatori di effetto considerati possono aiutare a identificare quei lavoratori che possono essere definiti “esposti professionalmente” anche a bassi livelli di esposizione e possono fornire informazioni sull’impatto che tali dosi hanno sulla loro salute. In questo studio è stato dimostrato che un test basato sulla concentrazione di 8-oxoGuo per discriminare i soggetti esposti dai controlli ha una sensibilità molto elevata senza perdere specificità. Pertanto, la determinazione dell’8-oxoGuo urinario sembra fornire un valido supporto nell’identificazione dei lavoratori professionalmente esposti a metalli, in particolare bario (Ba), mercurio (Hg), piombo (Pb) e stronzio (Sr). È molto importante fare riferimento a soggetti di controllo locali piuttosto che fare riferimento ai valori della letteratura, poiché i livelli dei biomarcatori possono essere aumentati anche se il background è molto basso. L’obiettivo è quello di evidenziare il rischio aggiuntivo a cui sono esposti i lavoratori, al fine di prevenire lo sviluppo futuro delle malattie professionali. BIBLIOGRAFIA 1. Graczyk, H.; Lewinski, N.; Zhao, J.; Sauvain, J.J.; Suarez, G.; Wild, P.; Danuser, B.; Riediker, M. Increase in oxidative stress levels following welding fume inhalation: A controlled human exposure study. Part. Fibre Toxicol. 2016, 13, 1–14, doi:10.1186/s12989-016-0143-7. 2. Tranfo, G.; Paci, E.; Carrieri, M.; Marchetti, E.; Sisto, R.; Gherardi, M.; Costabile, F.; Bauleo, L.; Ancona, C.; Pigini, D. Levels of urinary biomarkers of oxidatively generated damage to DNA and RNA in different groups of workers compared to general population. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16, 2995, doi:10.3390/ijerph16162995. 3. Kehm, R.; Baldensperger, T.; Raupbach, J.; Höhn, A. Protein oxidation—Formation mechanisms, detection and relevance as biomarkers in human diseases. Redox Biol. 2021, doi:10.1016/j.redox.2021.101901.