La crescente diffusione di contaminanti emergenti (CE) negli ecosistemi acquatici rappresenta una minaccia significativa per la biodiversità e la salute pubblica, richiedendo un approccio integrato secondo il paradigma “One Health”. La presente tesi di dottorato ha avuto un duplice obiettivo: in primo luogo, caratterizzare gli effetti fisiologici ed ecotossicologici di una vasta gamma di CE, includendo biocidi (BIT, OIT, CMIT, Quaternium-15), tensioattivi e polimeri (SLS, PVA, PEG), microplastiche, additivi (PE, DEHT) e residui farmaceutici (clorpromazina), utilizzando i bivalvi marini Mytilus galloprovincialis e Pinctada imbricata come organismi sentinella. In secondo luogo, valutare il potenziale di bioprodotti di origine naturale, quali l'estratto di Bergamotto (Citrus bergamia) e gli idrolizzati proteici da Hermetia illucens (BPHs), come agenti di mitigazione del danno indotto. È stato adottato un approccio multilivello, analizzando una batteria di biomarker a livello cellulare, biochimico, fisiologico e istologico, tra cui la vitalità cellulare, la risposta immunitaria (fagocitosi), la regolazione del volume cellulare (RVD), lo stress ossidativo, l'apoptosi, le alterazioni tissutali e la produzione del bisso. I risultati hanno dimostrato che tutti i contaminanti testati inducono risposte avverse, sebbene con specificità legate alla natura chimica del composto e al tessuto target. Tra gli effetti comuni più rilevanti sono emersi la compromissione dell'integrità di membrana, l'immunosoppressione (evidenziata dalla ridotta capacità fagocitaria degli emociti circolanti), l'alterazione dell'omeostasi cellulare (incapacità di regolare il volume cellulare) e l'induzione di stress ossidativo. Le analisi istologiche hanno confermato il danno a livello tissutale, in particolare a carico di branchie e ghiandola digestiva. Di fondamentale importanza, gli esperimenti di mitigazione hanno rivelato che l'estratto di bergamotto e gli idrolizzati proteici da H. illucens possiedono una significativa capacità protettiva, riuscendo a contrastare il danno cellulare e fisiologico indotto rispettivamente da SLS e CMIT. Nel suo complesso, questo lavoro fornisce un contributo duplice: da un lato, caratterizza con un approccio multi-biomarker i meccanismi di danno indotti da un vasto pannello di contaminanti emergenti; dall'altro, offre una prova di concetto sull'efficacia di bioprodotti naturali nel mitigare tale danno. Questi risultati non solo ampliano le conoscenze ecotossicologiche, ma inseriscono la valutazione del rischio ambientale in una prospettiva applicativa e sostenibile, in piena coerenza con i principi del quadro "One Health".
Risposte fisiologiche ai contaminanti ambientali emergenti negli organismi acquatici: un approccio “One Health”
IMPELLITTERI, Federica
2026-01-21
Abstract
La crescente diffusione di contaminanti emergenti (CE) negli ecosistemi acquatici rappresenta una minaccia significativa per la biodiversità e la salute pubblica, richiedendo un approccio integrato secondo il paradigma “One Health”. La presente tesi di dottorato ha avuto un duplice obiettivo: in primo luogo, caratterizzare gli effetti fisiologici ed ecotossicologici di una vasta gamma di CE, includendo biocidi (BIT, OIT, CMIT, Quaternium-15), tensioattivi e polimeri (SLS, PVA, PEG), microplastiche, additivi (PE, DEHT) e residui farmaceutici (clorpromazina), utilizzando i bivalvi marini Mytilus galloprovincialis e Pinctada imbricata come organismi sentinella. In secondo luogo, valutare il potenziale di bioprodotti di origine naturale, quali l'estratto di Bergamotto (Citrus bergamia) e gli idrolizzati proteici da Hermetia illucens (BPHs), come agenti di mitigazione del danno indotto. È stato adottato un approccio multilivello, analizzando una batteria di biomarker a livello cellulare, biochimico, fisiologico e istologico, tra cui la vitalità cellulare, la risposta immunitaria (fagocitosi), la regolazione del volume cellulare (RVD), lo stress ossidativo, l'apoptosi, le alterazioni tissutali e la produzione del bisso. I risultati hanno dimostrato che tutti i contaminanti testati inducono risposte avverse, sebbene con specificità legate alla natura chimica del composto e al tessuto target. Tra gli effetti comuni più rilevanti sono emersi la compromissione dell'integrità di membrana, l'immunosoppressione (evidenziata dalla ridotta capacità fagocitaria degli emociti circolanti), l'alterazione dell'omeostasi cellulare (incapacità di regolare il volume cellulare) e l'induzione di stress ossidativo. Le analisi istologiche hanno confermato il danno a livello tissutale, in particolare a carico di branchie e ghiandola digestiva. Di fondamentale importanza, gli esperimenti di mitigazione hanno rivelato che l'estratto di bergamotto e gli idrolizzati proteici da H. illucens possiedono una significativa capacità protettiva, riuscendo a contrastare il danno cellulare e fisiologico indotto rispettivamente da SLS e CMIT. Nel suo complesso, questo lavoro fornisce un contributo duplice: da un lato, caratterizza con un approccio multi-biomarker i meccanismi di danno indotti da un vasto pannello di contaminanti emergenti; dall'altro, offre una prova di concetto sull'efficacia di bioprodotti naturali nel mitigare tale danno. Questi risultati non solo ampliano le conoscenze ecotossicologiche, ma inseriscono la valutazione del rischio ambientale in una prospettiva applicativa e sostenibile, in piena coerenza con i principi del quadro "One Health".Pubblicazioni consigliate
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