Italiano
Dansk
Deutsch
English
Español
Français
Nederlands
Polski
Čeština
Green-Zones.eu › Ambiente & Salute › Inquinamento dell'aria

Inquinamento dell'aria - compito mastodontico della medicina moderna

Dall'inizio dello sviluppo tecnico, gli effetti sull'uomo e sull'ambiente non sono sempre stati esclusivamente positivi. Dalla catastrofica qualità dell'acqua nel Reno negli anni '60, causata dalle acque reflue industriali, allo strato di ozono attaccato dai clorofluorocarburi(CFC) negli anni '80, gli effetti dell'inquinamento atmosferico si sono fatti sempre più evidenti nell'ultimo decennio. Dal 2008 gli effetti del particolato e degli ossidi di azoto, così come di altre sostanze nocive nell'aria, sono diventati una parte importante della legislazione europea, non da ultimo a seguito della Direttiva UE sulla qualità dell'aria 2008/50/CE, e sono ora sempre più al centro della ricerca medica. E i risultati ti fanno stare seduto e prenderne atto. Dopotutto, l'elenco delle sofferenze causate dall'inquinamento atmosferico è sempre più lungo. Oltre alle malattie respiratorie, che sono evidenti quando si respira aria cattiva, vengono sempre più spesso rilevati danni ad organi importanti come il cuore e il cervello, ma anche agli organi sensoriali. Inoltre, anche i problemi mentali e psicologici come la depressione sono attribuibili all'inquinamento dell'aria.

 

Circa il 55% della popolazione mondiale vive in città ed è costantemente esposto a una scarsa qualità dell'aria. Sebbene gli effetti dell'inquinamento atmosferico in Europa siano già stati massicciamente ridotti negli ultimi decenni (22 ), l'impatto del particolato (PM) sulla salute umana è enorme. Il progetto "Global Burden of Disease", che quantifica le malattie e i decessi, stima che l'inquinamento atmosferico, con circa 4,2 milioni di morti in tutto il mondo, sia la quinta causa di morte prematura (2). L'Agenzia europea per l'ambiente identifica l'inquinamento atmosferico come il maggiore rischio per la salute causato da fattori ambientali, che ha portato a circa 400 000 morti premature in Europa nel 2018 (22). Durante questo periodo, i valori limite fissati dall'UE sono stati spesso superati. Ad esempio, nel 2016-2018, il 4-8% della popolazione viveva in aree in cui è stato superato il valore limite UE per il PM2,5. Il valore limite dell'OMS, fino al quale il PM2,5 è considerato non nocivo per la salute, è notevolmente superiore al limite legale dell'UE, cosicché ben il 74-78 % della popolazione dell'UE viveva in aree in cui il valore limite è stato superato (22).

 

Le sostanze nocive vengono rilasciate nell'aria principalmente attraverso processi di combustione nel trasporto di passeggeri e merci, ma anche nell'industria, nell'agricoltura e nelle abitazioni. Questi processi producono il particolato primario, come le particelle metalliche, che vengono rilasciate direttamente nell'aria dalla sorgente, e il particolato secondario, che viene prodotto nell'aria da precursori gassosi come l'azoto. La dimensione delle particelle viene utilizzata per classificare il particolato in categorie: per esempio, il PM10 corrisponde al particolato con un diametro di 10µm o inferiore (1). Quando viene inalato, il particolato entra nei polmoni attraverso le vie respiratorie. Più piccole sono le particelle, come PM2.5 o PM0.1, più le particelle possono penetrare e quindi raggiungere gli alveoli e il tessuto polmonare o addirittura entrare nel flusso sanguigno. Da qui possono raggiungere e danneggiare direttamente quasi tutte le cellule del corpo.

L'Agenzia europea per l'ambiente elenca il cancro ai polmoni (17%), le malattie coronariche, ovvero la carenza di ossigeno al cuore (12%), gli ictus (11%) e la broncopneumopatia cronica ostruttiva(BPCO) (3%) come le principali cause di morte prematura legate all'inquinamento atmosferico (22). Il PM2.5 in particolare è stato collegato alle malattie cardiovascolari attraverso vari meccanismi. Questi includono la disfunzione dell'endotelio, la barriera tra sangue e tessuti, la vasocostrizione, l'ipertensione, l'infiammazione sistemica e lo stress ossidativo causato dai radicali liberi (3).

Già nello sviluppo infantile, il particolato PM2.5 può compromettere lo sviluppo dei tubi bronchiali e quindi limitare la funzione polmonare successiva (2) Inoltre, le particelle inalate nei polmoni possono indebolire il sistema immunitario inibendo i fagociti. I ricercatori dell'Università di Cambridge hanno scoperto che i fagociti non possono più assorbire e digerire metalli presenti nel particolato come ferro e rame ma anche arsenico, stagno, antimonio e vanadio, batteri e altri corpi estranei. Inoltre, sotto l'influenza del particolato, i fagociti hanno emesso quantità maggiori di sostanze messaggere infiammatorie che possono scatenare malattie infiammatorie come la bronchite e la polmonite (4). Il particolato può anche alterare l'equilibrio dei diversi tipi di globuli bianchi e quindi promuovere l'asma (2).

I ricercatori dell'Università di Versailles St-Quentin-en-Yvelines hanno anche scoperto che i sintomi della rinite, cioè un naso bloccato o soffocante senza la comparsa di un raffreddore, erano aggravati dal particolato. Il PM10 in particolare ha innescato un'intensificazione dei sintomi, ma anche il PM2,5 e il biossido di azoto (NO2) hanno portato ad un aumento dei sintomi. Il presunto meccanismo che innesca questa intensificazione è ancora una volta un aumento dell'infiammazione delle vie respiratorie e dello stress ossidativo, cioè dei radicali liberi che possono danneggiare le cellule (5).

 

Nel cuore, il particolato compromette la funzione dei mitocondri, secondo i risultati della ricerca dell'Università di Lancaster. I mitocondri sono componenti delle cellule umane, note anche come centrali elettriche delle cellule. Essi producono la molecola ATP, che funge da fornitore di energia. Nel cuore, questa energia viene utilizzata, tra le altre cose, per la contrazione delle camere del cuore, che pompano sangue e quindi ossigeno fresco attraverso il corpo. I ricercatori hanno scoperto che il particolato ha danneggiato principalmente le membrane dei mitocondri, causando la produzione di proteine da stress da parte delle cellule (6).

I ricercatori hanno anche trovato notevoli quantità di particolato nel cervello e lo hanno esaminato per i suoi effetti. Ad esempio, i ricercatori dell'Università di Lancester hanno trovato nanoparticelle di magnetite nel tessuto cerebrale. Queste particelle magnetiche formano radicali liberi e sono già state collegate al morbo di Alzheimer e ad altre malattie neurodegenerative. Grazie alla forma estremamente arrotondata e levigata delle particelle, i ricercatori sono stati in grado di attribuire la loro origine ai motori a combustione e all'attrito dei freni, poiché il calore generato in questo processo crea particelle quasi sferiche. Le dimensioni estremamente ridotte di queste particelle (per lo più al di sotto dei 200 nanometri) hanno anche permesso loro di entrare nel cervello direttamente attraverso la barriera emato-encefalica dopo l'inalazione (7).

Simile al cervello, il particolato può avere effetti neurodegenerativi in altri organi. Uno studio condotto dal National Institute for Health Research di Londra ha scoperto che anche un rischio per la vista può essere attribuito all'inquinamento dell'aria. Così, le persone che sono state esposte a livelli elevati di particolato PM2.5 avevano maggiori probabilità di sviluppare un glaucoma. Questa malattia irreversibile danneggia il nervo ottico ed è la causa più comune di cecità in tutto il mondo, colpendo circa 60 milioni di persone. I ricercatori non sono riusciti a collegare un cambiamento nella pressione oculare dei pazienti, spesso identificata come causa del glaucoma, al particolato. I ricercatori ipotizzano quindi che gli effetti neurotossici come lo stress ossidativo e l'infiammazione e i cambiamenti vascolari associati potrebbero essere la causa del glaucoma (8).

Il particolato può quindi causare enormi danni fisici. Tuttavia, i risultati della ricerca vanno molto oltre e hanno anche collegato il particolato a varie malattie mentali e psicologiche.

Soprattutto i bambini e i giovani adulti sono enormemente colpiti dall'inquinamento atmosferico durante lo sviluppo del cervello. Anche in questo caso, i ricercatori ritengono che i processi neurotossici innescati dal particolato siano il fattore scatenante e possano causare, ad esempio, disturbi dell'apprendimento e dello sviluppo. Una ricerca a Barcellona ha dimostrato che i bambini che hanno studiato in scuole con alti livelli di inquinamento atmosferico hanno mostrato un ridotto sviluppo cognitivo in varie aree della memoria. La memoria di lavoro di questi bambini, importante per imparare a leggere, scrivere e fare l'aritmetica, è stata così compromessa. Anche la loro disattenzione è aumentata (9). Una ricerca dell'Università di Cincinnati ha dimostrato che i bambini che avevano vissuto in strade trafficate nel loro primo anno di vita avevano un volume di materia grigia inferiore del 4% nel loro cervello quando avevano 12 anni. La materia grigia è associata alla memoria ma anche all'apprendimento delle lingue. Le aree del cervello che svolgono compiti sensomotori e il sistema limbico, che è parzialmente responsabile delle emozioni, erano anche significativamente più piccole rispetto ai bambini il cui sviluppo della prima infanzia ha avuto luogo nelle aree rurali (10).

Altri studi hanno anche trovato collegamenti tra l'inquinamento dell'aria e disturbi mentali come la schizofrenia. È già stato dimostrato che l'infiammazione, per esempio del sistema nervoso centrale, può scatenare disturbi mentali (11). Per questo motivo i ricercatori ritengono che il particolato, che può causare una tale infiammazione, sia una possibile causa di problemi di salute mentale. Una ricerca dell'Università di Umeå in Svezia ha ora dimostrato che i bambini e i giovani soffrono effettivamente di più di disturbi mentali quando sono esposti a un aumento dell'inquinamento atmosferico. Un aumento di 10 µg/m3 NO2 ha portato ad un aumento del 9% delle malattie mentali. Per il particolato (PM2.5 e PM10) la variazione è stata leggermente inferiore al 4%. (12). Le ricerche condotte presso l'ospizio per bambini di Cincinnati hanno anche dimostrato che le malattie mentali come l'ansia, la schizofrenia e la depressione e persino i pensieri suicidi erano più frequenti quando i bambini erano esposti a un aumento dell'inquinamento atmosferico (13). Le donne in gravidanza che sono state esposte ad alti livelli di inquinamento atmosferico poco prima o durante il parto hanno avuto ancora più probabilità di partorire bambini con autismo o con disturbi dello spettro autistico (14).

Anche negli adulti, i disturbi della concentrazione, ma anche gravi malattie come il morbo di Alzheimer (21) e la demenza sono stati associati a una scarsa qualità dell'aria.  I ricercatori dell'Università Pedagogica di Pechino hanno scoperto che l'inquinamento dell'aria può ridurre significativamente le capacità cognitive degli adulti. In particolare, le persone anziane hanno mostrato un deterioramento paragonabile all'istruzione scolastica ridotta di un anno (15). Un esperimento dell'Università di Maastricht ha dimostrato che i giocatori di scacchi commettono errori di concentrazione molto più spesso quando la concentrazione di particolato aumenta. La probabilità di commettere un errore è così aumentata di un intero 26% con un aumento di 10 µg/m3 di particolato PM2,5 (16). Studi condotti a Londra hanno dimostrato che le persone che vivono in aree con concentrazioni di NO2 superiori a 41,5 µg/m3 erano a rischio significativamente più elevato di sviluppare demenza rispetto alle persone che vivono in aree con meno di 31,9 µg/m3 NO2 (17).

Prospettive di ricerca

Il nesso causale diretto tra l'inquinamento atmosferico e le malattie è ancora difficile da stabilire, nonostante la crescente ricerca. Ciò è dovuto principalmente al fatto che i processi sono difficili da osservare dal vivo, cioè nei tessuti viventi colpiti, per lunghi periodi di tempo e che la ricerca è di solito condotta in condizioni di laboratorio. Così, anche se gli effetti del particolato possono essere studiati direttamente nel tessuto, rimane difficile attribuire in modo inequivocabile disturbi come le malattie polmonari o cardiovascolari all'inquinamento atmosferico e identificarne la causa principale (8, 11, 17, 20). Ciò è dovuto principalmente al fatto che le predisposizioni genetiche e i fattori ambientali, come lo stile di vita e l'alimentazione o lo stress, hanno un'influenza sulla sofferenza delle persone colpite. Le cifre esatte sulle conseguenze dell'inquinamento atmosferico sono quindi difficili da ottenere, e di solito ci sono solo stime sia della malattia che della morte (2, 19).

Tuttavia, come descritto qui, è stato chiaramente studiato che il particolato ha un effetto tossico sulle cellule attraverso vari meccanismi, distruggendo le loro membrane e incoraggiandole a produrre una grande varietà di sostanze. È quindi chiaramente legata a varie malattie. Inoltre, i progetti di ricerca empirica qui descritti mostrano un aumento significativo dell'incidenza di varie malattie nelle popolazioni esposte ad alti livelli di inquinamento atmosferico.

Gli istituti di ricerca hanno persino iniziato a studiare gli effetti del particolato su altri organismi viventi. I risultati non sorprendono: ciò che è dannoso per l'uomo mette in pericolo anche altri organismi. Ad esempio, l'aumento della mortalità delle api è ora legato alla scarsa qualità dell'aria (18). Così, il particolato potrebbe non solo avere un effetto diretto sulla nostra salute, ma potrebbe anche influenzare indirettamente fattori nella nostra vita, come la nostra dieta. Fino a che punto si estenda questa influenzaè una questione di ricerca. In ogni caso, è già chiaro che, a causa della gamma di malattie e disturbi, sia fisici che mentali, e dell'enorme numero di persone esposte quotidianamente alla cattiva qualità dell'aria, l'inquinamento atmosferico sembra essere il compito mastodontico della medicina moderna.

Fonti
  1. Umwelt Bundesamt (2020). Feinstaub. www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/feinstaub
  2. D. E. Schraufnagel, et al. (2019). Air Pollution and Noncommunicable Diseases
  3. R.D. Brook, et al. (2010). Particulate Matter Air Pollution and Cardiovascular Disease
  4. L. Selley, et al. (2019). Brake dust exposure exacerbates inflammation and transiently compromises phagocytosis in macrophages.
  5. E. Burte, et al. (2019). Long-term air pollution exposure is associated with increased severity of rhinitis in 2 European cohorts.
  6. B.A. Maher, et al. (2020). Iron-rich air pollution nanoparticles: An unrecognised environmental risk factor for myocardial mitochondrial dysfunction and cardiac oxidative stress
  7. B.A. Maher, et al. (2016). Magnetite pollution nanoparticles in the human brain.
  8. S.Y.L. Shua, et al. (2019). The Relationship Between Ambient Atmospheric Fine Particulate Matter (PM2.5) and Glaucoma in a Large Community Cohort.
  9. J. Sunyer, et al. (2015). Association between Traffic-Related Air Pollution in Schools and Cognitive Development in Primary School Children: A Prospective Cohort Study
  10. T. Beckwith, et al. (2020) Reduced gray matter volume and cortical thickness associated with traffic-related air pollution in a longitudinally studied pediatric cohort.
  11. A. Kewalramani, et al. (2008). Asthma and Mood Disorders.
  12. A. Oudin et al. (2016). Association between neighbourhood air pollution concentrations and dispensed medication for psychiatric disorders in a large longitudinal cohort of Swedish children and adolescents.
  13. C. Brokamp (2019). Pediatric Psychiatric Emergency Department Utilization and Fine Particulate Matter: A Case-Crossover Study
  14. A.L. Roberts et al. (2013). Perinatal Air Pollutant Exposures and Autism Spectrum Disorder in the Children of Nurses’ Health Study II Participants
  15. X. Zhang et al. (2018). The impact of exposure to air pollution on cognitive performance
  16. S. Künn et al. (2019). Indoor Air Quality and Cognitive Performance.
  17. I.M. Carey et al. (2018). Are noise and air pollution related to the incidence of dementia? A cohort study in London, England.
  18. G.G. Thimmegowda et al. (2020). A field-based quantitative analysis of sublethal effects of air pollution on pollinators.
  19. WHO (2020). Air pollution. www.who.int/health-topics/air-pollution
  20. A.E. Budson (2020). Does air pollution cause Alzheimer’s disease? https://www.health.harvard.edu/blog/does-air-pollution-cause-alzheimers-disease-2020072320627
  21. J. Kilian & M. Kitazawa (2018). The emerging risk of exposure to air pollutionon cognitive decline and Alzheimer's diseaseeEvidence from epidemiological and animal studies
  22. European Environment Agency (2020). Healthy environment, healthy lives: how the environment influences health and well-being in Europe.
  23. J.E. Fisher, et al. (2016). Physical Activity, Air Pollution, and the Risk of Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease.