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Acquacoltura

Microplastiche in acquacoltura: nuovi studi grazie ad un percorso di dottorato internazionale

of Cattaneo N., Zarantoniello M., Conti F., Dimichino B., Marongiu F., Olivotto I.


Le microplastiche
Al giorno d’oggi il problema dell’inquinamento da microplastiche è riconosciuto a livello mondiale ed è noto essere comune a tutti gli ecosistemi, da quelli terrestri a quelli acquatici. Ma cosa sono le microplastiche? Col termine microplastica si intende un frammento di plastica che ha una dimensione compresa tra 1 micron e 5 millimetri (più piccoli di una graffetta per intenderci); questi frammenti possono raggiungere dimensioni microscopiche, non visibili ad occhio nudo. Le microplastiche si distinguono in primarie, quando sono fabbricate appositamente come, per esempio, per utilizzi industriali come sfoglianti, oppure per usi cosmetici, come gli scrub; sono invece definite secondarie quando la formazione di questi piccoli frammenti deriva dalla frammentazione di porzioni di plastica più grandi per cause naturali che comprendono, per esempio, l’azione della luce solare e l’abrasione da parte della sabbia. Le microplastiche spesso si riversano nei mari e negli oceani e vengono ingerite dagli organismi che li abitano inclusi i pesci; i pesci più piccoli le scambiano per delle prede (plancton), mentre quelli più grandi le ingeriscono grazie al loro accumulo lungo la rete trofica. Il risultato è che spesso nel prodotto pescato troviamo accumuli di microplastiche la cui entità è legata alla zona di pesca.
Se da una parte il pescato finisce sui nostri piatti, è noto che un’altra parte di esso viene trasformato in farina ed olio di pesce, prodotti a loro volta impiegati per la formulazione dei mangimi destinati all’acquacoltura. La domanda che sorge spontanea è quindi se sia l’animale che il consumatore finale possono esporsi a queste microplastiche. Il progetto, brevemente riassunto nei prossimi paragrafi, sta proprio cercando di avere risposte in tal senso, ovvero valutare gli effetti delle microplastiche sul benessere animale ma anche il loro potenziale accumulo soprattutto a livello della porzione edibile del pesce.
Va comunque sottolineato il fatto che l’acquacoltura europea ed italiana è soggetta a stringenti regolamentazioni che garantiscono la sicurezza del prodotto allevato soprattutto a garanzia del consumatore, che pertanto non deve allarmarsi, ma semplicemente essere informato su questa possibilità, potendo così preferire proprio quei prodotti allevati secondo gli alti standard nazionali o europei.

Il progetto
Il progetto prevede di studiare gli effetti avversi delle microplastiche e la loro possibile traslocazione dal tratto intestinale ad altri organi di particolare interesse dei pesci, usando due polimeri di taglia diversa, rispettivamente uno più picciolo, di dimensioni comprese tra 1 e 5 micron (1 micron = 0,001 millimetri), e uno più grande con dimensioni comprese tra 40 e 47 micron. Queste microplastiche sono state fabbricate in forma di biglie fluorescenti (Figura 1), in modo tale da facilitarne l’identificazione tramite microscopia confocale che permette di osservare l’interno di organi o organismi interi di piccole dimensioni.
La scelta delle taglie diverse di queste microplastiche è dovuta al fatto che i pesci, come anche in parte gli esseri umani, hanno delle barriere selettive a livello degli organi e dei tessuti, le quali impediscono o limitano il passaggio di determinate molecole e sostanze, impedendone la propagazione in altri settori del corpo. Una di queste barriere è strutturale, cioè seleziona ciò che può attraversarla in base alla taglia della sostanza/particella.
Se consideriamo il tratto digerente e le ghiandole annesse, la prima di queste barriere è rappresentata dall’intestino, mentre la seconda è rappresentata dal fegato che non solo svolge importanti funzioni metaboliche ma anche di detossificazione.
La scelta dei due polimeri impiegati in questo studio non è stata quindi casuale, in quanto, mentre il polimero di dimensioni più piccole viene assorbito da parte dei villi intestinali (Figura 2) e, successivamente, traslocato verso altri organi come il fegato, il polimero di taglia superiore, viste le sue dimensioni, è solo in grado di transitare nel tratto intestinale apportando però danni meccanici ai villi, compromettendone le funzioni assorbitive e causando potenziali infiammazioni intestinali.
Anche la quantità di microplastiche presenti nei mangimi può giocare un ruolo chiave sia sugli effetti negativi esercitati sui pesci sia sul potenziale bioaccumulo; pertanto, sono state testate due concentrazioni differenti: una che rispecchia la concentrazione di microplastiche trovata in natura; l’altra che è dieci volte superiore per poter avere risultati chiari sui possibili effetti avversi.
Il progetto in questione è svolto inizialmente su una specie modello, lo zebrafish (Danio rerio), in modo da avere dei risultati completi ed accurati. In particolare, si valuteranno sull’intero ciclo vitale, da larva ad adulto a riproduttore, gli effetti su crescita e benessere (sistema immunitario, stress ossidativo, ecc…), gli organi di accumulo e la possibile contaminazione del filetto. Partendo dai risultati ottenuti sul modello da laboratorio, la sperimentazione sarà condotta in seconda battuta anche su una specie ittica d’interesse commerciale (la spigola, Dicentrarchus labrax). In entrambi i casi saranno testate anche delle molecole normalmente impiegate nella mangimistica destinata all’acquacoltura in grado di mitigare gli effetti avversi delle microplastiche e il loro potenziale accumulo nella porzione edibile.
Lo scopo della presente sperimentazione non è quindi quello di allarmare il consumatore ma piuttosto quello di rassicurarlo. Studiare il destino delle microplastiche contenute nei mangimi per l’acquacoltura permetterà in pochi anni di avere un quadro chiaro sulla capacità degli organismi di fronteggiare questa minaccia, di meglio comprendere come le barriere selettive fisiologiche dei pesci siano in grado di confinare le microplastiche in organi e tessuti diversi dalla porzione edibile e valutare se esistono molecole specifiche in grado di mitigare gli effetti negativi e l’accumulo delle microplastiche da parte dei pesci allevati.
Solo alla fine del progetto si potranno trarre delle reali conclusioni e proporre alla comunità delle possibili raccomandazioni/soluzioni per arginare il problema. Nel frattempo, favoriamo il consumo di pesce nazionale ed europeo che sicuramente è sottoposto a rigorosi controlli di qualità.


Nico Cattaneo
Matteo Zarantoniello
Federico Conti
Beniamino Dimichino
Fabio Marongiu
Ike Olivotto
Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente
Università Politecnica delle Marche
Ancona




Percorsi di dottorato internazionale

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Al fine di rendere queste esperienze il più attraenti possibile, le tematiche del dottorato sono sempre scelte con cura da parte dei docenti tutor, cercando di proporre degli argomenti molto attuali che permettano al dottorando di esprimere al massimo le sue abilità, di crescere professionalmente e, soprattutto, di essere pronto ad entrare nel mondo del lavoro al termine del percorso formativo.




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