Agroecologia e pesticidi: la salute tra terra e uomo – parte prima

Per decenni abbiamo valutato gli impatti tossicologici ed ecologici dei fitofarmaci attraverso domande semplici e specifiche, come per esempio: la molecola è tossica per l’uomo, per gli animali, per gli insetti utili, per il suolo o per l’acqua? Ed entro quali limiti?

Queste domande sono certamente necessarie, ma sono incomplete metodologicamente.

La ricerca più recente sta mostrando che molti pesticidi, anche quando non determinano effetti tossici immediatamente evidenti, possono interferire nel medio-lungo periodo con livelli biologici diversi, come per esempio il microbiota intestinale umano (Roux et al., 2025; Mesnage et al., 2022; Matsuzaki et al., 2023).

Il microbiota intestinale non è un semplice insieme di batteri e funghi “ospiti”.

È un ecosistema a tutti gli effetti: partecipa alla digestione, alla regolazione immunitaria, alla modulazione dell’infiammazione, alla regolazione della permeabilità della barriera intestinale e, indirettamente, anche alla salute neurologica, attraverso la produzione e la modulazione di metaboliti bioattivi, precursori neuroattivi e molecole coinvolte nella comunicazione intestino-cervello (Matsuzaki et al., 2023; Chen et al., 2025).

Per questo motivo, un pesticida o un erbicida di sintesi dovrebbe essere considerato non solo come una sostanza in grado di interagire con insetti, funghi o piante infestanti, ma anche come una molecola potenzialmente capace di entrare in reti biologiche molto più ampie (Roux et al., 2025).

Il punto sollevato dal recente articolo di Science (Jain, 2026) è proprio questo: la perturbazione del microbiota intestinale potrebbe diventare uno degli endpoint tossicologici più importanti dei prossimi anni, perché collega alimentazione, residui chimici di sintesi, salute animale, salute umana e qualità ecologica dei sistemi agricoli (Jain, 2026; Moreno et al., 2024).

Molti pesticidi hanno attività antimicrobica “fuori bersaglio”

Uno studio pubblicato su Nature Microbiology nel 2025 ha testato 1.076 contaminanti industriali e agricoli, inclusi pesticidi e metaboliti prodotti da pesticidi, su 22 specie batteriche comunemente presenti nel microbiota intestinale umano.

Il risultato è risultato estremamente significativo: sono state identificate ben 588 interazioni inibitorie che coinvolgevano 168 sostanze chimiche, molte delle quali non erano precedentemente note per possedere proprietà antibatteriche (Roux et al., 2025).

È d’obbligo precisare che un fungicida di sintesi nasce per colpire funghi patogeni per le piante; un erbicida per controllare la flora spontanea indesiderata; un insetticida per interferire con il sistema nervoso o metabolico degli insetti.

Tuttavia, il microbiota intestinale è composto da microrganismi con vie metaboliche, membrane, sistemi enzimatici e meccanismi di difesa che possono essere sensibili anche a molecole progettate per tutt’altro bersaglio (Roux et al., 2025; Chen et al., 2025).

Quindi, il bersaglio commerciale dichiarato non esaurisce il bersaglio biologico reale.

Alcuni composti analizzati nello studio hanno inibito batteri importanti per la produzione di metaboliti benefici per l’uomo, come per esempio gli acidi grassi a corta catena.

Lo studio segnala anche un aspetto molto delicato: i meccanismi di resistenza dei batteri intestinali verso questi contaminanti possono sovrapporsi, almeno in parte, a meccanismi coinvolti nella resistenza antimicrobica. Questo non significa che ogni pesticida generi automaticamente antibiotico-resistenza, ma significa che l’interazione tra contaminanti chimici, microbiota e resistenze microbiche merita di entrare nella valutazione tossicologica moderna (Roux et al., 2025).

Il microbiota come “ecosistema interno”

Il microbiota intestinale funziona, per certi aspetti, come un agroecosistema: quando è in equilibrio, presenta biodiversità, reti trofiche, cooperazione microbica, produzione di metaboliti funzionali e resilienza; tuttavia, può impoverirsi e andare incontro a disbiosi intestinale (Matsuzaki et al., 2023; Chen et al., 2025).

Quando un agroecosistema viene semplificato con input chimici ripetuti, lavorazioni intensive, riduzione della biodiversità vegetale e perdita di sostanza organica, il suolo tende a perdere complessità funzionale.

Allo stesso modo, quando il microbiota intestinale viene esposto cronicamente a sostanze antimicrobiche, residui xenobiotici, dieta povera di fibra e contaminanti multipli, può perdere il suo equilibrio metabolico (Mesnage et al., 2022; Roux et al., 2025).

Questo parallelismo risulta molto forte e potrebbe anche spaventare.

Le evidenze più recenti permettono di leggere il suolo agricolo e l’intestino umano come segmenti interconnessi di una più ampia ed unica rete ecologica.

La qualità biologica del suolo influenza la qualità della pianta; la qualità della pianta influenza la qualità della dieta; la dieta influenza il microbiota e il microbiota influenza la salute dell’organismo (Barański et al., 2014; Mesnage et al., 2022; Chen et al., 2025).

Questa visione risulta coerente con un approccio One Health: la salute umana non è separabile dalla salute degli agroecosistemi (Matsuzaki et al., 2023; Almasri et al., 2022).

Residui chimici negli alimenti e microbioma umano

Uno studio del 2022 pubblicato su Environmental Health ha analizzato l’esposizione alimentare a 186 residui di insetticidi, erbicidi e fungicidi e il microbiota fecale in 65 coppie di gemelli adulti del registro TwinsUK.

I ricercatori hanno trovato residui di piretroidi e/o organofosforici in tutti i campioni di urina, mentre il glifosato è stato rilevato nel 53% degli individui.

Sono state inoltre osservate 34 associazioni tra concentrazioni di residui di pesticidi e metaboliti fecali (Mesnage et al., 2022).

Questo non prova ancora l’esistenza di un nesso di causalità clinica di malattia.

È importante però essere rigorosi, specie se si tratta della salute umana.

I dati mostrano che l’esposizione alimentare a residui di pesticidi è misurabile e può associarsi a variazioni del metabolismo microbico intestinale.

Gli autori concludono che il consumo di frutta e verdura convenzionale può aumentare l’ingestione di pesticidi, con conseguenze a lungo termine ancora poco chiare, e chiedono studi di intervento più solidi (Mesnage et al., 2022).

Un ulteriore studio del 2025, pubblicato su Nature Communications, ha fatto un passo ulteriore: ha costruito una rete tra pesticidi, microbiota e metaboliti e ha identificato 306 coppie pesticida/batterio intestinale associate a specifiche alterazioni metaboliche (Chen et al., 2025).

Quindi, i residui di sostanze chimiche di sintesi al di sotto dei limiti di legge costituiscono un mix di molecole biologicamente attive che possono dialogare con sistemi microbici complessi (Mesnage et al., 2022; Chen et al., 2025; Roux et al., 2025).

Il problema delle basse dosi croniche

La tossicologia classica è stata spesso costruita su un paradigma dose-risposta relativamente lineare: maggiore è la dose, maggiore è l’effetto atteso.

Questo approccio non è sempre sufficiente per interpretare sistemi biologici complessi a risposta non lineare come il microbiota intestinale, il sistema endocrino, il sistema immunitario e quello neurologico (Matsuzaki et al., 2023; Hu et al., 2021).

Proprio in questa direzione si colloca anche il programma sperimentale dell’Istituto Ramazzini sugli erbicidi a base di glifosato (Panzacchi et al., 2018; Mao et al., 2018).

I dati ottenuti sono rilevanti; tuttavia, non vanno letti come prova diretta di malattia nell’uomo, ma come ulteriore indicazione del fatto che il microbiota può rispondere a esposizioni croniche a basse dosi e merita pertanto di essere integrato tra gli endpoint tossicologici.

Questi lavori risultano importanti perché riportano che effetti metabolici e microbiologici possono verificarsi anche a livelli di esposizione considerati per legge accettabili (Panzacchi et al., 2018; Mao et al., 2018; Hu et al., 2021).

Questo è uno dei nodi centrali della questione: non basta chiedersi se una sostanza provochi tossicità acuta.

Bisogna chiedersi se, nel tempo, a basse dosi, in miscela con altre sostanze, possa alterare reti metaboliche e microbiche nell’uomo (Mesnage et al., 2022; Matsuzaki et al., 2023; Moreno et al., 2024).

Solo l’uomo?

Il microbiota non è però presente solo nell’intestino umano. Gli insetti impollinatori possiedono un loro microbiota che contribuisce, come in altri animali, alla digestione, all’immunità, allo sviluppo e alla resistenza agli stress ambientali (Almasri et al., 2022).

In uno studio del 2022 su api mellifere, l’esposizione cronica a basse concentrazioni di imidacloprid, glifosato e difenoconazolo, singolarmente e in miscela, non ha alterato in modo marcato il microbiota, ma ha modificato indicatori fisiologici legati a detossificazione, stress ossidativo e metabolismo. L’effetto era più evidente negli individui con microbiota impoverito, suggerendo che una comunità microbica sana può contribuire alla resilienza dell’ospite (Almasri et al., 2022).

Questa osservazione è molto interessante in chiave agroecologica: un organismo con microbioma robusto tollera meglio gli stress xenobiotici. Vale per l’ape, vale per molti animali, probabilmente vale anche per l’uomo e, per analogia ecologica, può essere esteso anche alla relazione tra pianta e rizosfera (Almasri et al., 2022; Matsuzaki et al., 2023).

La domanda prettamente agronomica diventa quindi: vogliamo continuare a difendere le colture agendo per soppressione chimica, oppure vogliamo costruire sistemi più resistenti perché biologicamente più complessi?

Pesticidi e asse intestino-cervello: ipotesi ancora aperta, ma da non ignorare

La letteratura disponibile suggerisce che diversi pesticidi possono alterare composizione e funzione del microbiota in modelli animali e che queste alterazioni potrebbero contribuire a modificazioni comportamentali o neurofisiologiche. Gli autori sottolineano però che la dimostrazione causale completa è ancora insufficiente e che gli studi sono difficili da confrontare per differenze di molecole, dosi, modelli sperimentali e durata dell’esposizione (Matsuzaki et al., 2023).

Non ci troviamo quindi davanti a una prova definitiva per ogni sostanza e per ogni patologia, ma davanti a un campo di ricerca sufficientemente robusto da giustificare un cambio di paradigma (Matsuzaki et al., 2023; Moreno et al., 2024).

Il microbioma deve diventare un endpoint di valutazione tossicologica.

Bibliografia 

Almasri, H., Liberti, J., Brunet, J.-L., Engel, P., & Belzunces, L. P. (2022). Mild chronic exposure to pesticides alters physiological markers of honey bee health without perturbing the core gut microbiota. Scientific Reports, 12, 4281. DOI: 10.1038/s41598-022-08009-2.

Barański, M., Średnicka-Tober, D., Volakakis, N., Seal, C., Sanderson, R., Stewart, G. B., Benbrook, C., Biavati, B., Markellou, E., Giotis, C., Gromadzka-Ostrowska, J., Rembiałkowska, E., Skwarło-Sońta, K., Tahvonen, R., Janovská, D., Niggli, U., Nicot, P., & Leifert, C. (2014). Higher antioxidant and lower cadmium concentrations and lower incidence of pesticide residues in organically grown crops: A systematic literature review and meta-analyses. British Journal of Nutrition, 112(5), 794–811. DOI: 10.1017/S0007114514001366.

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Hu, J., Lesseur, C., Miao, Y., Manservisi, F., Panzacchi, S., Mandrioli, D., Belpoggi, F., Chen, J., & Petrick, L. (2021). Low-dose exposure of glyphosate-based herbicides disrupt the urine metabolome and its interaction with gut microbiota. Scientific Reports, 11, 3265. DOI: 10.1038/s41598-021-82552-2.

Jain, S. (2026). Pesticides may wreak havoc on the gut microbiome. Science, 392(6794), 134–135. DOI: 10.1126/science.aeh8589.

Mao, Q., Manservisi, F., Panzacchi, S., Mandrioli, D., Menghetti, I., Vornoli, A., Bua, L., Falcioni, L., Lesseur, C., Chen, J., Belpoggi, F., & Hu, J. (2018). The Ramazzini Institute 13-week pilot study on glyphosate and Roundup administered at human-equivalent dose to Sprague Dawley rats: Effects on the microbiome. Environmental Health, 17, 50. DOI: 10.1186/s12940-018-0394-x.

Matsuzaki, R., Gunnigle, E., Geissen, V., Clarke, G., Nagpal, J., & Cryan, J. F. (2023). Pesticide exposure and the microbiota-gut-brain axis. The ISME Journal, 17, 1153–1166. DOI: 10.1038/s41396-023-01450-9.

Mesnage, R., Bowyer, R. C. E., El Balkhi, S., Saint-Marcoux, F., Gardere, A., Ducarmon, Q. R., Geelen, A. R., Zwittink, R. D., Tsoukalas, D., Sarandi, E., Paramera, E. I., Spector, T. D., Steves, C. J., & Antoniou, M. N. (2022). Impacts of dietary exposure to pesticides on faecal microbiome metabolism in adult twins. Environmental Health, 21, 46. DOI: 10.1186/s12940-022-00860-0.

Moreno, F. J., Pazos, F., Garrido-Romero, M., Payen, C., Borrego-Yaniz, G., Chagoyen, M., Corzo, N., Denis, M., Fablet, C., Fernández, M., Granja, A., Guinebretière, M., Guyard, M., Jiménez-Saiz, R., Keita, A., Kerouanton, A., Márquez, A., Martín, J., Montilla, A., … Chemaly, M. (2024). Roadmap for the integration of gastro-intestinal (GI) tract microbiomes (human and domestic animal) in risk assessments under EFSA’s remit. EFSA Supporting Publications, 21(2), EN-8597. DOI: 10.2903/sp.efsa.2024.EN-8597.

Panzacchi, S., Mandrioli, D., Manservisi, F., Bua, L., Falcioni, L., Spinaci, M., Galeati, G., Dinelli, G., Miglio, R., Mantovani, A., Lorenzetti, S., Hu, J., Chen, J., Perry, M. J., Landrigan, P. J., & Belpoggi, F. (2018). The Ramazzini Institute 13-week study on glyphosate-based herbicides at human-equivalent dose in Sprague Dawley rats: Study design and first in-life endpoints evaluation. Environmental Health, 17, 52. DOI: 10.1186/s12940-018-0393-y. 

Roux, I., Lindell, A. E., Grießhammer, A., Smith, T., Krishna, S., Guan, R., Rad, D., Faria, L., Blasche, S., Patil, K. R., Kleinstreuer, N. C., Maier, L., Kamrad, S., & Patil, K. R. (2025). Industrial and agricultural chemicals exhibit antimicrobial activity against human gut bacteria in vitro. Nature Microbiology, 10, 3107–3121. DOI: 10.1038/s41564-025-02182-6.