A.I.S.T. - Associazione Italiana per lo Studio della Tosse
 

Roma - 30 Giugno 2005
"Inquinamento atmosferico e vie aeree"
nell'ambito del Congresso Mondiale ORL XVIII IFOS

Inquinamento atmosferico: il punto di vista dello specialista pneumologo

Alessandro Zanasi, Francesco Tursi
Associazione Italiana per lo Studio della Tosse (AIST) - Bologna


La letteratura, sempre più frequentemente, riporta dati scientifici che evidenziano l'incremento delle patologie respiratorie in relazione all'inquinamento atmosferico.
E' noto come il polmone sia il "bersaglio privilegiato" dell'inquinamento ed una serie di episodi ambientali: Valle della Mosa ( Belgio-1930), Londra ( Inghilterra-1952 ), Los Angeles (USA-1960), Indonesia, Malesia, Borneo, Filippine ( Settembre-Ottobre 1997 ), hanno messo in luce gli effetti nocivi dei tossici atmosferici, stimolando la ricerca scientifica in questo campo. E' indubbio che i processi di industrializzazione, urbanizzazione e soprattutto l'aumento del traffico veicolare, abbiano alterato in maniera progressiva e profonda l'aria che si respira e la qualità della nostra vita, soprattutto nelle città.
I dati che emergono dai più recenti studi epidemiologici relativi agli effetti nocivi degli inquinanti, concordano nell'esistenza di una stretta correlazione tra aerocontaminanti e morbilità e mortalità, non solo per patologie respiratorie, ma anche cardiovascolari.

Inquinanti Atmosferici
Il tipo e l'entità di effetto prodotto degli inquinanti atmosferici sulla salute umana è multifattoriale e dipende dalla loro natura chimica, dalla loro concentrazione, dalle condizioni climatiche, e da fattori costituzionali.
Gli inquinanti più frequentemente coinvolti nel causare i danni alla salute dell'uomo (tab.1), in particolar modo all'apparato respiratorio (ogni giorno inaliamo da 10 a 20.000 litri di aria) sono :
· L'anidride solforosa o biossido di zolfo (S02)
· Il particolato totale sospeso (PTS): PM10 e PM2.5
· I1 biossido di azoto (NO2)
· L'ozono (03)

Fino a qualche anno fa il ruolo predominante nell'inquinamento "outdoor" veniva svolto dalle particelle aerosolizzate di acido e dai prodotti della combustione del carbone. Attualmente prevalgono gli inquinanti prodotti dal traffico stradale, quelli fotochimici e l'ozono.
Nelle aree urbane si possono distinguere due diversi tipi di inquinamento:
a) da smog di tipo invernale, caratterizzato prevalentemente da un aumento dei livelli di S02 e PTS;
b) da smog di tipo estivo, caratterizzato soprattutto da un aumento dei livelli di O3 e N02.

Molti altri inquinanti (metalli, idrocarburi, ecc.) possono poi essere presenti e causare effetti a lungo termine, tra questi, di particolare interesse è l'ossido di carbonio (CO) per i possibili effetti sull'apparato cardiovascolare.
Il problema dell'inquinamento ambientale, con il conseguente rischio di danno respiratorio prevede il coinvolgimento non solo di aerocontaminanti esterni ma anche di agenti irritanti presenti "indoor" e di molteplici sostanze presenti in ambito lavorativo.

Le polveri
Tra i molteplici inquinanti che interessano i Centri urbani, una particolare e crescente attenzione viene rivolta alle cosiddette "polveri sottili".
Studi epidemiologici condotti in numerose città Americane ed Europee, nel corso degli ultimi 20 anni, documentano una stretta relazione fra concentrazione ambientale di "polveri sottili" e problematiche respiratorie.
Le polveri atmosferiche definite come PTS (Polveri Totali Sospese) o PM (Materiale Particolato), sono un'insieme molto eterogeneo di particelle solide o liquide che, a causa delle ridotte dimensioni, restano in sospensione nell'aria.
Il diametro delle particelle può variare da 0.005 m ad un massimo di 100 m. Si definiscono PM10 quelle polveri aventi un diametro inferiore a 10 , queste comprendono un sottogruppo PM2.5 avente un diametro inferiore a 2.5.
Tanto più piccola è la dimensione della particella, tanto maggiore è la capacità di penetrare nei polmoni e produrre effetti dannosi per la salute. Per questo le PM10 e soprattutto le PM2.5 presentano un interesse sanitario superiore rispetto alle PTS nel loro complesso.
Le polveri PM10 sono dette anche inalabili, in quanto sono in grado di giungere nel tratto superiore dell'apparato respiratorio (naso-laringe).
Le polveri PM25 sono definite respirabili in quanto sono in grado di penetrare in profondità sino agli alveoli. Una volta prodotte, le polveri PM10, possono rimanere in sospensione nell'aria fino a 12 ore, mentre le PM25 anche settimane e questo le particolarmente insidiose.
Le sorgenti di PM10 nei centri urbani, sono essenzialmente i veicoli con motore a combustione interna, alcuni insediamenti produttivi e gli impianti di riscaldamento a gasolio. Tra i motori attualmente in uso, il motore diesel è il maggior responsabile della produzione di materiale particolato.Le auto con motori diesel,vengono generalmente pubblicizzate come ecologiche, dal momento che producono fino al 25% in meno di CO2, che contribuisce in maniera considerevole all'effetto serra.
Rispetto ai motori a benzina senza piombo producono però da 10 a 100 volte più NO2, aldeidi e PM respirabili.

Tabella 1
Tipologia Origine Effetti
O3 reazioni fotochimiche su emissioni (traffico) diminuzione funzione resp.., aumento tosse esintomi resp, iperreattività bronchiale, diminuzione tolleranza allo sforzo
NO2 combustione di gas (anche in ambiente domestico) diminuzione funzione resp., aumento tosse e sintomi resp, diminuzione tolleranza allo sforzo
SO2 combustione carburanti diminuzione funzione resp., diminuzione tosse e sintomi resp., emergenze, mortalità.
PM10, PM2.5 , PM1 combustione carburanti, attività industriali diminuzione funzione resp., aumento tosse e sintomi resp., emergenze, mortalità, esacerbazioni BPCO e asma.
CO combustione carburanti diminuzione tolleranza allo sforzo


Effetti sulla salute
L'apparato respiratorio rappresenta la più importante interfaccia dell'uomo con l'ambiente, dunque è quello che maggiormente risente dei fattori ambientali di usura e invecchiamento (superficie respiratoria 60 m² + albero broncopolmonare 70 m² =130m²).
Ogni giorno nelle nostre città siamo sottoposti ad un aerosol di agenti inquinanti da 0,7 ad 1 gr di "veleni" per m³ di aria inspirata, nelle 24 ore inaliamo mediamente da 7 a 12gr di sostanze pericolose.
La quantità (concentrazione) di particolato aereo disperso è l'indicatore di inquinamento atmosferico maggiormente associato agli effetti dannosi per la salute. Numerosi studi epidemiologici condotti sia in Italia che a livello internazionale ne hanno dimostrato gli effetti a breve (acuti) e a lungo termine (cronici). Un agente atmosferico viene considerato inquinante quando è in grado di danneggiare una funzione dell'organismo umano, innescando una catena di eventi che conducono ad una alterazione funzionale.
Per il PM10, le conoscenze attuali indicano che non esiste un valore di concentrazione al di sotto del quale non siano attesi effetti per la salute; si tratta cioè di un inquinante caratterizzato da un andamento "dose-risposta senza soglia". In altre parole gli effetti nocivi aumentano per frequenza e gravità con l'aumentare delle concentrazioni di polveri fini e non è dimostrabile comunque un livello di concentrazione al di sotto del quale non si manifestino effetti sulla salute.
Il meccanismo d'azione del particolato si svolge sia mediante una compromissione della clearance mucociliare sia attrverso un'azione ossidante (Tab 2,).

Tabella 2. MECCANISMO D'AZIONE DEGLI INQUINANTI ATMOSFERICI
1. Alterano la frequenza del battito ciliare aumentando il danno epiteliale e la permeabilità; questo comporta:
· Una ridotta clearance muco-ciliare.
· Una facilitazione per gli agenti irritanti aerodispersi di interagire a livello mucosale con cellule infiammatorie attivate quali mastociti, macrofagi, cellule dendritiche
2. Riducono i livelli antiossidanti fisiologici quali la glutatione, che rivestono particolare importanza nel mantenere l'integrità di membrana della cellula epiteliale.
3.Favoriscono il rilascio dalle cellule epiteliali di citochine proinfiammatorie e l'espressività di molecole di adesione cellulare che mediano il danno tissutale prodotto dalla attivazione di cellule infiammatorie quali eosinofili, mastociti e linfociti.


Le principali cellule coinvolte nelle risposte proinfiammatorie iniziali al particolato sono i macrofagi e le cellule epiteliali.
L'ipotesi centrale per l'induzione dell'infiammazione da PM10 si basa sull'induzione di uno stress ossidativo causato dalle interazioni con gli ossidanti derivanti dai metalli di transizione e l'ampia superfice del particolato ultrafine proveniente dalla combustione. Tuttavia possono avvenire anche interazioni con altri componenti di PM10 soprattutto l'endotossina (costituente della parete dei Gram-negativi, molto potenti nel causare infiammazione).
Il PM10 può semplicemente provocare, soprattutto se associato al fumo di sigaretta, disturbi di tipo irritativo al sistema respiratorio. Può però causare problemi di salute più gravi in "persone particolarmente sensibili" quali bambini e anziani, nonché in sottogruppi di popolazione cosiddetti a rischio (broncopneumopatici, cardiopatici, diabetici ): ben documentata è l'associazione fra aumento di PM10 e attacchi di asma e BPCO.
I dati raccolti su numerosi inquinanti (monossido di carbonio, biossido di azoto, ozono, benzene e polveri sospese) sono stati impiegati per misurare il trend dell'inquinamento negli anni, mentre la stima dell'impatto sulla salute dei vari studi epidemiologici si e avvalsa delle concentrazioni di PM10, che viene utilizzato come indicatore/tracciante affidabile per lo studio degli effetti sulla salute dell'inquinamento atmosferico.
Va evidenziato come l'inquinamento funga non solo da fattore scatenante in soggetti già affetti da problematiche respiratorie, ma favorisca la slatentizzazione, in soggetti predisposti, di risposte infiammatorie ed ostruttive delle vie aeree che non si sarebbero espresse in un contesto ambientale diverso.
Effetti principali dell'esposizione ad inquinanti ambientali sulle vie respiratorie:
· irritazione e infiammazione delle vie aeree intra ed extra toraciche;
· riduzione della funzione polmonare;
· riacutizzazioni asmatiche o bronchitiche in pazienti cronici;
· aumento delle infezioni delle vie aeree inferiori;
· aumento della frequenza di crisi asmatiche;
· aumento delle visite e dei ricoveri ospedalieri;
· aumento della mortalità;
· aumento della prevalenza di tumori polmonari.

Le evidenze che correlano gli effetti negativi dell'inquinamento atmosferico sull'apparato respiratorio sono sempre più numerose e attendibili.
Gli studi attualmente disponibili suggeriscono chiaramente che la salute pubblica benefica considerevolmente da una migliore qualità dell'aria.
È fondamentale quindi che, in questo contesto, i professionisti della salute siano coinvolti nei processi di "decisioni politiche" per supportare attivamente provvedimenti mirati ad un miglioramento della qualità dell'aria.

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