MOTORI E SALUTE: LE POLVERI ULTRASOTTILI

dott. Luciano Sabolla

Già abbiamo identificato su queste pagine, tra gli inquinanti atmosferici prodotti dai motori termici, le polveri sottili note sotto l’acronimo PM (particulate matter) seguito da un numero (10, 5, 2.5) che ne indica il diametro in micron (1 micron [µ] = millesimo di mm). Il PM rappresenta il più grande rischio tossicologico di massa per l’apparato respiratorio. I polmoni infatti dispongono della più ampia superficie epiteliale nell’organismo suscettibile di un impatto diretto con i costituenti atmosferici.

Per studiare il meccanismo con cui il particolato aereo inalato produce malattie nel sistema respiratorio è stato creato 22 anni fa il grafico qui esposto. Esso riporta la deposizione frazionata nei vari distretti polmonari delle polveri sottili che respiriamo, in funzione del loro diametro indicato in ascisse.

Il PM10-5-2.5 si colloca a destra cioè si accumula per lo più a livello nasofaringeo (linea azzurra) mentre risulta modesto negli alveoli (linea nera). Per questa comune caratteristica aerodinamica il PM10-5-2.5 viene unitariamente definito con l’espressione di particelle fini (FP). Esse sono costituite da un nucleo di carbonio capace di attrarre dall’aria inspirata tracce di metalli pesanti (ad esempio il cadmio), solfati, ammonio e componenti (semi)volatili accumulandoli nelle cavità nasali; possono venir quantificate con metodi ormai standardizzati e monitorate in modo che non superino determinati livelli convenzionali.

L’inalazione eccessiva di PM2.5 può causare broncopatia cronica ostruttiva, asma, fibrosi polmonare, tumore maligno e altre condizioni patologiche. Già si è ricordato che circa quattro anni fa l’International Agency for Research on Cancer (IARC), agenzia dell’OMS con sede a Lione, ha declassato i gas di scarico dei motori diesel dal gruppo 2, quello delle sostanze probabilmente cancerogene al gruppo 1, quello delle sostanze sicuramente cancerogene.

Gli alveoli polmonari sono interamente deputati allo scambio dei gas (O2 in entrata nell’ organismo e CO2 in uscita) e risultano privi del meccanismo di depurazione proprio dei bronchi e dei bronchioli (clearance muco-ciliare) così come della fagocitosi, funzione difensiva capace di distruggere le sostanze estranee all’organismo attraverso l’intervento di particolari cellule chiamate macrofagi. Se una particella inalata giunge fino ad un alveolo significa che ha superato indenne le difese polmonari ed è in grado di esplicare la sua azione chimico-fisica nell’alveolo e di passare in circolo attraverso i capillari peri-alveolari.

La penetrazione fino agli alveoli polmonari delle polveri molto sottili avviene in modo inversamente proporzionale al diametro delle particelle inspirate: inizia con il particolato del diametro di 0.1 µ e raggiunge il valore massimo per diametri attorno a 0.01 µ. Introducendo l’unità di misura detta nanometro (nm), pari ad un millesimo di µ, possiamo dire che gli alveoli costituiscono la sede di accumulo tipica per le particelle inalate con diametro inferiore a 100 nm. Definiamo allora unitariamente le polveri di queste microscopiche dimensioni come particelle ultra fini (UFP). In particolare il particolato con la maggior predisposizione a depositarsi nella regione alveolare (circa il 50%) è quello avente diametro attorno ai 20 nm.

Le UFP accumulate negli alveoli alterano il sistema immunitario, esplicano svariati effetti ossidanti sulle cellule, attivano i meccanismi infiammatori e danno luogo a varie condizioni patologiche. Soggetti che inalano UFP esibiscono un sorprendente e significativo incremento di reazioni allergico-infiammatorie nei polmoni sia alla prima esposizione che alla stimolazione con allergene 28 giorni dopo la prima esposizione. L’inalazione di UFP per due ore scatena varie alterazioni cardiache nei pazienti diabetici. Un recente studio californiano comprendente 100mila donne ha dimostrato, nell’ arco di sei anni (2001-2007), una significativa mortalità per cardiopatia ischemica (da formazione di placche aterosclerotiche nelle coronarie) in relazione alla concentrazione di UFP fuori casa (outdoor), al loro contenuto in metalli ed alle emissioni autoveicolari. È correlato ad elevati livelli di UFP in ambienti confinati (indoor) il deficit della funzione ventilatoria di tipo ostruttivo cioè da broncospasmo (asma), che invece non dipende dal PM2.5 (perché queste polveri sono invece rimosse dalla fagocitosi).  Sorgenti indoor di UFP sono l’attività di cucina, il riscaldamento e la combustione a legna.

Dal grafico evinciamo inoltre che le UFP ancora più minuscole (< 10 nm) tornano a depositarsi preferenzialmente nelle cavità nasofaringee, ove si comportano come le molecole dell’odorato: dalla mucosa ubicata nella porzione superiore delle fosse nasali vengono assorbite nell’epitelio olfattorio, attraverso la barriera emato-encefalica entrano nel cervello, si raccolgono nel bulbo olfattorio e lungo il nervo olfattorio raggiungono l’ippocampo e la corteccia cerebrale.

L concentrazione in aria delle UFP è inversamente proporzionale alla distanza dalle strade trafficate e dalle autostrade. E’ stato appurato che il livello di UFP nei gas di scarico decrescono per i veicoli che usano combustibili a basso tenore di zolfo. Attualmente non esistono ancora metodi di misurazione delle UFP e quindi neppure sono stati fissati dei livelli massimi ammissibili, per la complessità chimico-fisica delle UFP e per la loro distribuzione fortemente disuniforme in atmosfera, essendo esse rintracciabili solo in punti focali (hot spots) soprattutto coincidenti con il traffico intenso.

In conclusione, è indispensabile prendere coscienza del rischio per la salute pubblica delle FP e delle UFP. Estendendo il più possibile la sensibilizzazione riguardo a questo aspetto tossicologico di massa, potrebbe aumentare la pressione della pubblica opinione nel pretendere una maggiore sostenibilità nello sviluppo dell’economia sia per quanto riguarda l’industria di base, che nel mondo occidentale già è divenuta oggetto di resistenza e di critica, ma anche nel campo delle emergenti nanotecnologie, che rappresenta la nuova diffusa sorgente di pericolose UFP. Occorre inoltre giungere alla formulazione di un progetto UE di sistematica ricerca sul particolato aereo di origine antropica fissando su base scientifica dei limiti di concentrazione anche per le UFP.

Sommario

 

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