Un litro di acqua in bottiglia contiene in media 240mila frammenti di plastica. Uno studio di Columbia e Berkeley pubblicato su Nature spiega perché quelle particelle, finora considerate inerti, danneggiano le cellule: a contatto con l'acqua generano radicali ossidrilici reattivi, le molecole che innescano stress ossidativo nei tessuti.
La scoperta: l'acqua rende reattive le particelle
Le plastiche sono state progettate per essere chimicamente inerti: è il motivo per cui si usano per contenere alimenti e bevande. Il lavoro del gruppo di Wei Min alla Columbia e di Teresa Head-Gordon a Berkeley cambia il quadro. Quando una particella di plastica si frammenta in micro e nanoparticelle, la superficie esposta cresce enormemente rispetto al volume e il materiale smette di comportarsi come inerte.
Combinando esperimenti chimici e simulazioni molecolari, i ricercatori hanno mostrato che gli ioni idrossido presenti negli strati d'acqua vicini alla superficie idrofobica delle particelle cedono più facilmente un elettrone, generando radicali ossidrilici (OH•). Sono reactive oxygen species, le stesse che la letteratura biomedica indica come causa di danno ossidativo a DNA, lipidi e proteine. L'acqua non si limita a trasportare le microplastiche: ne attiva la chimica.
Dai 240.000 frammenti per litro al sangue
Il salto di scala arriva incrociando questo meccanismo con un dato dello stesso gruppo di Columbia. Nel 2024, con una microscopia laser sviluppata nel laboratorio di Min, i ricercatori avevano contato in media 240.000 frammenti di plastica per litro di acqua in bottiglia, in prevalenza nanoplastiche: da 10 a 100 volte più di quanto stimato in precedenza. Allora quel numero sembrava solo una misura di contaminazione passiva.
Oggi lo stesso dato descrive una potenziale fabbrica permanente di radicali. Il sangue umano è per circa metà acqua, le cellule per circa due terzi: lo stesso ambiente ricco di molecole d'acqua che innesca la reazione nei contenitori in PET è presente in qualunque tessuto raggiunto dalle nanoparticelle. La differenza fra la contaminazione stimata prima del 2024 e una da 240mila frammenti per litro non riguarda solo la quantità: con l'aumento della superficie esposta cresce la quantità di interfaccia acqua-plastica, e quindi dei siti in cui si possono formare radicali. Studi pubblicati su New England Journal of Medicine, Nature Medicine e Nature Health negli ultimi due anni avevano documentato correlazioni fra esposizione a micro e nanoplastiche e infarto, ictus, demenza, tumori cerebrali, senza però spiegarne la causa chimica. Un meccanismo di riprogrammazione cellulare simile era emerso nella scoperta del gene MYC nel pancreas, a conferma che molte patologie vengono rilette attraverso i segnali chimici che arrivano alle cellule. Il lavoro di Columbia e Berkeley fornisce ora quella spiegazione per i frammenti di plastica.
Chimica e salute: perché il collegamento adesso
Il risultato arriva mentre le istituzioni iniziano a trattare le particelle plastiche come un problema di salute pubblica. Nel 2026 l'agenzia federale statunitense ARPA-H ha lanciato un programma da 144 milioni di dollari per contrastare le microplastiche tossiche nell'organismo umano, e l'EPA ha inserito per la prima volta queste particelle nella lista federale dei contaminanti dell'acqua potabile. La nota ufficiale della Columbia University sul paper Nature collega i tasselli: particelle ovunque nel ciclo dell'acqua, chimica attiva all'interfaccia, patologie correlate.
Il ruolo dell'acqua come attore chimico, e non più come semplice spettatrice, ha paralleli nella ricerca di base: era emerso anche nei lavori recenti sulle tre fasi d'acqua nel cratere Jezero su Marte e nello studio di KIC 9139163b, il pianeta d'acqua bollente. Qui la posta in gioco è concreta: capire la reattività significa poter intervenire sui materiali, non solo misurarne la diffusione.
Head-Gordon anticipa la direzione: riprogettare le plastiche di largo consumo, da quelle per alimenti ai giocattoli, modificando la chimica di superficie per ridurre la generazione di radicali. Non un divieto, un ridisegno molecolare: stesso materiale, meno reattivo in acqua.