L’erionite è uno dei cancerogeni naturali più pericolosi per l’uomo: ricerca condotta dal Cnr ne ha studiato in dettaglio la struttura cristallina
L’erionite è uno dei cancerogeni naturali più pericolosi per l’uomo. Nell’Anatolia centrale, in Turchia, gli abitanti di tre paesini (Karain, Tuzköy e Sarihidir) l’hanno utilizzata inconsapevolmente per costruire abitazioni e edifici, ignari del fatto che il tufo friabile (contenente erionite) che utilizzavano, nascondeva un potere mortale che causava il cancro. L’Istituto di Cristallografia del Cnr (Cnr-Ic), in collaborazione con l’Università di Modena e Reggio Emilia e il sincrotrone di Grenoble, ne ha studiato in dettaglio la struttura cristallina: un primo importante passo verso la costruzione di un modello di cancerogenicità.
L’erionite è una zeolite naturale, un tipo di materiale cristallino caratterizzato da un’impalcatura formata da tetraedri (con atomo centrale Si e/o Al, uniti tra loro mediante gli atomi di ossigeno ai vertici), all’interno della quale si aprono canali e cavità (micropori) che ospitano, in quantità variabile, molecole di H2O e cationi extra-framework (ad esempio sodio Na+, calcio Ca2+, magnesio Mg2+, potassio K+) scambiabili.
“L’erionite”, spiega Anna Moliterni, ricercatrice nel gruppo di ricerca guidato da Cinzia Giannini, direttrice dell’Istituto di cristallografia (Cnr-Ic), “è classificata come cancerogena dall’International Agency for Research on Cancer (IARC). Anche se non fa parte della famiglia dei minerali dell’amianto, non è meno insidiosa per la salute, infatti, non solo è stata accertata la relazione causa-effetto tra l’esposizione all’erionite e l’insorgenza di mesotelioma pleurico maligno (MM), ma il potere cancerogeno dell’erionite si è rivelato anche più elevato di quello dell’amianto”. Ne è una dimostrazione quanto è avvenuto in Turchia, in tre paesini (Karain, Tuzköy e Sarihidir) dell’Anatolia centrale: “Per costruire abitazioni ed edifici”, prosegue Moliterni, “i loro abitanti hanno utilizzato, come spesso avviene, la roccia del luogo, un tufo friabile contenente erionite, ignari del fatto che quella che consideravano una risorsa naturale con il passare del tempo si sarebbe rivelata un killer silenzioso e spietato, responsabile di più del 50% delle morti della zona, causate dall’MM. L’erionite si trova in natura sotto forma di fasci di fibre sottilissime, il cui aspetto ricorda un batuffolo di lana (“erion” in greco significa lana) e, molto più raramente, come singole fibre aghiformi. È frequente il suo concrescimento con altri minerali (ad es. con l’offretite). Per queste ragioni fino allo scorso anno è stata studiata esclusivamente mediante diffrazione da polveri, costituite da moltissime fibre”.
Per poter comprendere appieno i processi di cancerogenesi innescati dall’inalazione di fibre di erionite, risulta di fondamentale importanza conoscere in modo accurato la sua struttura atomica, sia per quanto riguarda il framework tetraedrico che la componente extra-framework, dettagli strutturali che non possono essere determinati con accuratezza da dati di diffrazione da polveri, ma da fibra singola. “A tale scopo”, afferma Cinzia Giannini, “Alessandro Gualtieri, Ordinario di Mineralogia presso l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, esperto di fama internazionale nel campo delle fibre minerali, ha progettato e coordinato uno studio effettuato su una singola fibra di erionite, una ricerca di frontiera, senza precedenti, nella quale ha coinvolto Carlotta Giacobbe, beamline scientist dell’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) di Grenoble e il mio gruppo di ricerca. Unendo le conoscenze e le competenze, abbiamo analizzato con successo [1], per la prima volta, i dati di diffrazione da una singola fibra estratta da un frammento di tufo turco proveniente da Tuzköy, risolvendo e affinando la struttura cristallina dell’erionite, posizionando accuratamente anche i cationi extra-framework, malgrado le difficoltà presentate dal trattamento dei dati, legate al disordine sostituzionale tipico di questi materiali. Per caratterizzare la fibra singola e sottilissima, è stato indispensabile ricorrere a una sorgente di raggi X dall’eccezionale brillanza (luce di sincrotrone), effettuando esperimenti di diffrazione con un fascio di raggi X dalle dimensioni sub-micrometriche. La caratterizzazione della fibra è stata ulteriormente arricchita da indagini spettroscopiche (dati micro-Raman) e analisi effettuate con microscopio elettronico a scansione (SEM), microscopio elettronico a trasmissione (TEM) e diffrazione elettronica”.
La conoscenza dettagliata della struttura cristallina di questa zeolite e, quindi, anche dei cationi extra-framework, rappresenta un primo importante e cruciale passo nel percorso verso la costruzione di un modello di cancerogenicità dell’erionite fibrosa e la piena comprensione dei meccanismi biochimici responsabili dell’insorgenza dell’MM.