Una nuova ricerca mostra come e dove il tungsteno si accumula nelle ossa dei topi esposti all'elemento attraverso l'acqua potabile. Le scoperte, da un team di chimici e biologi della McGill University, potrebbe aumentare i dubbi sull'assunto un tempo universale che il tungsteno rappresenti un rischio per la salute scarso o nullo per la popolazione umana in generale.

Con il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo, La straordinaria densità e durezza del tungsteno lo rendono un ingrediente prezioso in una gamma di prodotti industriali, applicazioni militari e mediche. Utilizzato negli utensili da taglio, munizioni, dispositivi medici e persino alcuni farmaci, il tungsteno è diventato parte della nostra vita quotidiana.

Mentre molte agenzie di regolamentazione hanno fissato limiti all'esposizione alla polvere di tungsteno nell'aria, principalmente per proteggere i lavoratori che estraggono e lavorano il metallo, ci sono pochissimi limiti ufficiali sui composti di tungsteno solubili in acqua, a cui è a rischio di esposizione uno spaccato più ampio della comunità.

Il problema è venuto alla ribalta nei primi anni 2000 quando gli scienziati hanno studiato un possibile collegamento tra un gruppo di casi di leucemia infantile a Fallon, Nevada, e alti livelli di tungsteno nelle acque sotterranee da cui la città ha tratto il suo approvvigionamento. Il caso ha spinto i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie a nominare il tungsteno per studi di tossicologia e carcinogenesi.

Risultati contrastanti da precedenti studi di tossicità

Ad oggi, la ricerca sulla tossicità del tungsteno e sul possibile ruolo di cancerogeno ha prodotto risultati contrastanti. Alcuni studi hanno dimostrato che altre comunità esposte a livelli di tungsteno paragonabili a quelli di Fallon non sono state colpite da un'incidenza di cancro superiore al normale, una scoperta che sembrava scagionare il tungsteno. Ma ricerche successive hanno rivelato che nei soggetti esposti sia al tungsteno che al cobalto, il tungsteno sembra aumentare la tossicità dell'altra sostanza. Questi risultati hanno indicato la necessità di comprendere meglio come il tungsteno si accumula nel corpo e in quale forma, e fino a che punto il corpo è in grado di eliminare il tungsteno dopo l'esposizione.

Lo studio del team McGill sull'esposizione al tungsteno nei topi, pubblicato in Chimica delle comunicazioni, utilizzato potenti tecniche di spettroscopia a raggi X per trovare risposte a queste domande. I risultati sollevano una serie di preoccupazioni.

Mentre è stato precedentemente dimostrato che il tungsteno si accumula nelle ossa, i ricercatori della McGill hanno scoperto che l'elemento non si accumulava uniformemente attraverso le ossa; piuttosto, era concentrato in alcuni punti caldi.

"Abbiamo scoperto che il tungsteno, un tempo ritenuto atossico e inerte, si accumula infatti in modo eterogeneo nell'osso, "ha detto Cassidy VanderSchee, autore principale dello studio e studente di dottorato presso il Dipartimento di Chimica della McGill. "Non solo quello, abbiamo scoperto che si è accumulato in una forma chimicamente diversa da quella in cui è stato somministrato, che ha confermato che il tungsteno è chimicamente attivo nel corpo."

Accumulo nei tessuti ossei

Lo studio ha mostrato che nei topi esposti ad alti livelli di tungsteno attraverso l'acqua potabile, l'elemento accumulato in regioni specifiche – midollo osseo e tessuto osseo poroso (o 'spugnoso') – in misura 10 volte maggiore dei livelli di fondo. La deposizione di tungsteno nell'osso spugnoso suggerisce che l'elemento venga incorporato durante la crescita e il rimodellamento osseo, indicando che giovane, gli individui in crescita sono particolarmente suscettibili.

I ricercatori hanno anche scoperto che il tungsteno è stato trattenuto nello strato esterno duro dell'osso, la corteccia, anche dopo che ai topi è stata somministrata acqua priva di tungsteno per un periodo di otto settimane dopo l'esposizione iniziale. Con il corpo incapace di eliminare il tungsteno da questo tessuto, l'osso diventa effettivamente una fonte di esposizione cronica.

Ancora più preoccupante è stata la scoperta che il tungsteno stava cambiando forma nel corpo. I risultati hanno mostrato che l'elemento si stava accumulando in una forma simile al fosfotungstato, un noto catalizzatore chimico con un potenziale significativo di intervento nei processi biologici che si verificano nel midollo osseo e nell'osso spugnoso, tra cui la formazione di cellule immunitarie e la crescita ossea.

"Crediamo che molti degli effetti biologici del tungsteno che abbiamo studiato saranno riconducibili a cambiamenti nell'osso, "dice Koren Mann, professore associato di oncologia alla McGill e coautore dello studio. "Questo include gli effetti sul sistema immunitario, cellule staminali, e cancro».

"Mentre la ricerca continua sui rischi per la salute posti dall'esposizione umana al tungsteno, il nostro studio fornisce importanti spunti su come l'elemento si accumula nel corpo - risultati che sono cruciali per lo sviluppo di terapie efficaci per rimuoverlo, ", afferma il professore di chimica della McGill e autore senior Scott Bohle.