17-alfa-etinilestradiolo (EE2)

Il 17-alfa-etinilestradiolo (EE2) è uno steroide sintetico ottenuto per modificazione chimica del 17-beta-estradiolo mediante introduzione di un gruppo etinile in posizione 17-alfa. Questa modifica strutturale rende la molecola estremamente resistente al metabolismo epatico di primo passaggio, garantendo una biodisponibilità orale del 40-50% (contro il <5% dell'E2 naturale).

È il principio attivo estrogenico contenuto nella stragrande maggioranza dei contraccettivi orali combinati commercializzati nel mondo dal 1960. Una pillola contiene tipicamente 20-35 µg di EE2 al giorno; la quota escreta tale e quale o come metaboliti attivi attraverso urine e feci è circa il 30-50% della dose assunta.

È inoltre utilizzato in alcune terapie ormonali sostitutive, terapie di affermazione di genere e nel trattamento di alcuni tumori prostatici.

L'unica fonte significativa di EE2 nell'ambiente è il sistema fognario urbano, che convoglia agli impianti di depurazione le escrezioni delle donne che assumono contraccettivi orali e gli eventuali smaltimenti impropri di farmaci scaduti. A differenza dell'E2, l'EE2 ha origine esclusivamente antropica.

Negli impianti di depurazione convenzionali a fanghi attivi l'EE2 viene rimosso solo parzialmente (40-80%) per via della sua lenta biodegradazione e dell'adsorbimento sui fanghi. Le concentrazioni allo scarico WWTP sono tipicamente nell'ordine 0,5-15 ng/L, con conseguente contaminazione dei corsi d'acqua riceventi.

Nelle acque superficiali italiane le concentrazioni rilevate sono mediamente 0,1-2 ng/L; nelle acque sotterranee al di sotto del LOQ nella maggior parte dei casi; nelle acque potabili generalmente <0,1 ng/L dopo i trattamenti di potabilizzazione.

L'EE2 è uno degli interferenti endocrini più potenti conosciuti. Studi sperimentali in mesocosmi naturali (esperimento del lago canadese a sperimentazione 260) hanno dimostrato che l'esposizione cronica a 5 ng/L di EE2 può portare al collasso della popolazione di pesce zebra (fathead minnow) in poche generazioni per femminilizzazione completa dei maschi.

Sull'uomo l'esposizione cronica a basse dosi attraverso l'acqua potabile non è stata associata in modo conclusivo a effetti diretti, ma il principio di precauzione impone una soglia di riferimento estremamente bassa (0,1 ng/L) data l'elevatissima potenza ormonale.

I gruppi più sensibili sono i feti, i neonati e i bambini in fase prepuberale. L'EE2 è classificato dall'IARC come probabile cancerogeno (gruppo 2A) per i tumori ormono-dipendenti.

L'EE2 è incluso nelle watch list 2020/1161 e 2022/1307 per le acque potabili con valore di riferimento di 0,1 ng/L, ovvero il valore tossicologicamente derivato più stringente di tutta la watch list. È stato anche inserito nella watch list per le acque superficiali (Direttiva 2013/39/UE) con SQA-MA proposto di 0,035 ng/L per acque interne.

La sfida principale del monitoraggio EE2 è analitica: pochissimi laboratori al mondo dispongono delle tecnologie e dell'esperienza per quantificare in modo affidabile concentrazioni così basse. La Commissione UE ha riconosciuto questa difficoltà permettendo di riportare i risultati al LOQ effettivamente raggiunto, purché documentato.

L'analisi dell'EE2 a livello di sub-ng/L richiede LC-MS/MS di ultima generazione (triploquadrupolo o orbitrap) con estrazione SPE su grandi volumi (1-5 litri di campione), derivatizzazione con dansyl cloruro per amplificare il segnale e analisi in MRM con almeno due transizioni.

Il metodo di riferimento è EPA 539:2010 modificato. Il LOQ tipicamente raggiungibile in laboratori specializzati è 0,03-0,1 ng/L, con incertezza estesa del 30-40% al limite. Bianchi di campo, bianchi di trasporto e standard interno deuterato sono indispensabili.

Non esiste a oggi un limite cogente per l'EE2 nelle acque destinate al consumo umano. Il valore di riferimento per la watch list UE è 0,1 ng/L. Per le acque superficiali la Direttiva 2013/39/UE indica un SQA-MA di 0,035 ng/L per acque interne e 0,007 ng/L per acque marine.

Negli Stati Uniti la US-EPA include l'EE2 nella Contaminant Candidate List 5 (CCL5) ma non ha ancora fissato un MCL federale. Alcuni stati dispongono di linee guida non vincolanti tra 0,9 e 5 ng/L.

Vista l'elevata potenza ormonale e la persistenza del problema documentata dai cicli watch list, è probabile che la Commissione UE introduca in futuro un parametro vincolante per l'EE2, possibilmente espresso come somma E1+E2+EE2 in equivalenti di estradiolo.

L'approccio più moderno sotto valutazione è quello dell'effect-based monitoring: invece di misurare singole molecole si quantifica l'attività estrogenica totale del campione mediante saggio biologico, esprimendo il risultato in ng/L EEQ.

Per i gestori del servizio idrico, le captazioni più a rischio sono quelle a valle di scarichi WWTP che servono grandi popolazioni. I trattamenti efficaci per l'abbattimento sono ozonizzazione (>95%), carbone attivo granulare e nanofiltrazione/osmosi inversa.

Per i privati che desiderano massima sicurezza, l'osmosi inversa domestica abbatte oltre il 99% dell'EE2. Le caraffe filtranti a carbone non sono sufficientemente efficaci per ormoni a queste concentrazioni.