Introduzione

La rapida diffusione dell’epidemia di Covid-19 che si sta verificando in tutto il mondo (in particolare in Cina, Nord Italia, Spagna e Stati Uniti) ed il conseguente impatto sulla mortalità, ha suscitato attenzione sul ruolo svolto dalle elevate concentrazioni locali di particolato nell’aria (PM) nella diffusione del virus e nell’aggravamento degli effetti sulla salute.

Il PM è una miscela di particelle solide e liquide in sospensione nell’aria. Le particelle più grandi (diametro > 10 μm) non restano a lungo nell’atmosfera e possono essere trasportate in aria per pochi Km (1-10). Le particelle più piccole sono: il PM 10 (diametro < 10 μm), il PM 2.5 (fine) e il PM 0.1 (ultrafine). Esse persistono più a lungo in atmosfera, in media da pochi giorni fino a diverse settimane, e possono essere trasportate dalle correnti anche per centinaia di Km.

Balza all’attenzione il fatto che le aree di maggiore diffusione del virus in Italia, coincidano con territori come la Pianura Padana, particolarmente critici dal punto di vista dell’inquinamento atmosferico.

È noto che l’inquinamento atmosferico rappresenta un rischio di mortalità e di patologie dell’apparato respiratorio, oltre che di altri organi e apparati.

Un gran numero di studi epidemiologici (l’epidemiologia è la parte dell’igiene che studia la frequenza con cui si manifestano le malattie e le condizioni che favoriscono od ostacolano il loro sviluppo) ha rilevato un’associazione tra i livelli di inquinamento atmosferico e svariati effetti sulla salute sia a breve termine, cioè nei giorni immediatamente seguenti ai picchi di inquinamento, che a lungo termine, ossia negli anni che seguono a perdurare di esposizione agli inquinanti atmosferici.

Effetti dell’aumento del particolato sulla popolazione

Già negli anni 70 i primi studi osservarono che nei giorni a maggior inquinamento la mortalità per cause cardiovascolari e respiratorie aumentava nella popolazione esposta.

Studi successivi hanno anche chiarito (Schwartz, 2001; Zanobetti et al., 2002) che l’eccesso di decessi osservato nei giorni che seguono l’aumento del PM atmosferico non è seguito da un deficit di decessi. Questa osservazione è importante perché è indicativa di un deterioramento della salute su tutta la popolazione esposta e non solo sulle persone “suscettibili”.

Infatti, se da un lato l’aumento dell’inquinamento atmosferico fa precipitare lo stato di salute di un “pool” di persone particolarmente suscettibili provocandone la morte, dall’altro peggiora lo stato di salute di altri soggetti esposti reclutandoli all’interno dello stesso “pool” e quindi con il permanere della condizione di inquinamento anche per queste persone l’evento morte viene anticipato (Crosignani et al., 2018).

Per quanto riguarda gli effetti a lungo termine dell’inquinamento atmosferico sulla mortalità, gli studi hanno osservato per un tempo considerevole grandi gruppi di individui esposti a differenti concentrazioni di inquinamento atmosferico. Uno degli studi più citati (Pope A et al., 2002) ha rilevato come per ogni incremento di 10 ug/m3 (la concentrazione di un inquinante atmosferico è indicata in microgrammi per metro cubo d’aria) di esposizione a particolato “fine” (PM 2.5, che rappresenta circa l’80% del PM 10) vi sia un aumento della mortalità cardiopolmonare del 9,0%.

Gli effetti a lungo termine sono quindi di un ordine di grandezza superiori a quelli a breve termine, che sono dell’ordine dello 0,6% per ogni aumento di particolato PM 10 (Biggeri A. et al., 2004).

È noto che l’inquinamento atmosferico peggiori i sintomi nei pazienti con malattie croniche delle vie aeree. Inoltre, la prognosi delle malattie delle infezioni respiratorie può essere influenzata da comorbilità (coesistenza di più patologie diverse in uno stesso individuo) correlate al PM o, ad esempio, al fumo di tabacco.

Alti livelli di inquinanti atmosferici possono aumentare gli attacchi d’asma, le malattie polmonari ostruttive croniche (BPCO), cancro ai polmoni, gli eventi cardiovascolari svolgendo così un ruolo importante nella prognosi delle malattie delle infezioni dell’apparato respiratorio (Ghio AJ., 2014).

Inquinamento atmosferico e Covid-19

La letteratura scientifica ha riportato effetti dannosi sull’apparato respiratorio esercitato dal PM atmosferico, collegando l’esposizione ad aumenti di morbilità (frequenza con cui una data malattia si manifesta nella popolazione) e mortalità, a diminuzioni dell’aspettativa di vita.

Ad esempio, uno studio suggerisce che la variabilità geografica della mortalità per caso di SARS-CoV in Cina dal novembre 2002 potrebbe essere parzialmente spiegata dalle pertinenti concentrazioni di inquinamento atmosferico (Cui et al., 2003).

La relazione tra particolato atmosferico e malattie respiratorie è stata valutata in alcuni studi osservazionali (studio epidemiologico in cui il ricercatore si limita a osservare e descrivere quello che avviene nella realtà).

È stato trovato un legame debole, ma statisticamente significativo, tra la concentrazione dell’inquinamento atmosferico e i ricoveri dovuti a malattia respiratoria e infezione acuta delle vie respiratorie inferiori, inclusa polmonite e bronchiolite.

Per esempio, in uno studio condotto in 184 città della Cina su 4,2 milioni di ricoveri ospedalieri per polmonite nel periodo 2014 – 2017, un aumento di 10 μg/m3 delle concentrazioni di PM 2.5 e PM 10 era associato, nei due giorni successivi, ad aumenti di ricoveri ospedalieri per polmonite, rispettivamente, l’effetto era più evidente nelle persone con più di 75 anni (Tian Y et al., 2019).

In uno studio condotto nella provincia cinese dello Shaanxi i ricercatori hanno inoltre osservato un aumento dei casi di sintomatologia associata ad influenza nei 3 giorni successivi al peggioramento dell’indice di qualità dell’aria (Tang S, 2018).

Le recenti osservazioni suggeriscono che i pazienti con preesistenti malattie cardiovascolari possano essere più sensibili alle complicanze più avverse di Covid-19, compresa la morte.

In questa direzione anche il fumo di sigaretta gioca un ruolo di cofattore: una recente nota dell’Istituto Superiore di Sanità (ISS) ha indicato che i fumatori positivi Covid-19 avevano una situazione clinica peggiore rispetto ai non fumatori; per loro il rischio di richiedere cure intensive e ventilazione meccanica sembra più che doppio.

D’altra parte, lo studio degli effetti dell’inquinamento atmosferico sulla diffusione di Covid-19 e sulla prognosi dei casi pone problemi metodologici importanti in quanto implica di considerare molti fattori e le loro reciproche relazioni.

Per esempio, nella valutazione degli studi si deve tener conto che, nelle epidemie con contagio per via respiratoria, il maggior determinante della diffusione è la frequenza e la vicinanza dei contatti tra le persone.

È quindi ragionevole aspettarsi che un’area maggiormente industrializzata con un numero elevato di contatti internazionali (come ad esempio è stato documentato per i viaggi aerei e non solo) sia maggiormente suscettibile alla insorgenza e diffusione dell’epidemia e che sia contestualmente interessata dall’inquinamento dell’aria.

Inoltre, le principali condizioni locali relative all’andamento della qualità dell’aria, la composizione demografica delle comunità residenti, lo stato di salute preesistente e co-fattori legati sia all’inquinamento sia alla malattia (ad es.: età, condizioni socio-economiche, abitudini personali e comorbidità), nonché le misure di contenimento del Covid-19 adottate, sono tutti fattori che devono essere tenuti in considerazione nella conduzione degli studi epidemiologici e ne determinano la complessità.

Per questi motivi non può essere considerato conclusivo un recente studio condotto negli Stati Uniti (Xiao Wu MS et al., 2020) che ha rilevato che l’aumento anche di solo 1 ug/m3 nel PM 2.5 determina un aumento, decisamente molto elevato, del 15% del tasso di mortalità Covid-19. Lo studio non tiene conto che nelle patologie infettive, il contagio avviene per focolai (improvviso e circoscritto aumento di casi) all’interno di una popolazione. Questo fattore di confusione dovrebbe essere rimosso nella valutazione dell’effettivo ruolo della esposizione agli inquinanti atmosferici.

La correlazione tra l’alto livello di grave sindrome respiratoria acuta Covid-19, letalità e l’inquinamento atmosferico nel Nord Italia è stata avanzata anche da Conticini et al. (2020).

Va detto che le pur scarse evidenze riscontrate negli studi epidemiologici degli effetti sinergici dell’inquinamento atmosferico e delle infezioni virali, d’altra parte, sono supportate da evidenze sperimentali che suggeriscono: danno cellulare, stress ossidativo, infiammazione, coagulazione nello sviluppo di malattie associate al PM e le particelle inalate, hanno dimostrato di modificare il DNA.

L‘esposizione agli inquinanti atmosferici altera la funzionalità delle proteine ​​tensioattive (SP) che sono coinvolte nella difesa polmonare contro agenti patogeni, portando l’organismo ad una maggiore suscettibilità alle infezioni da virus respiratorio (Ciencewicki et al., 2007; Harrod et al., 2003).

Studi recenti supportano inoltre l’ipotesi del ruolo che avrebbe l’alterazione del sistema renina – angiotensina (RAS, meccanismo ormonale che regola la pressione sanguigna) dovuta sia dal PM che al Covid-19 che conferma la possibile azione di cofattore del PM nel sostenere il processo di infiammazione indotto dal virus.

Tuttavia, non è chiara l’ipotesi che il PM sia veicolo che trasporta il virus e non solo amplificatore degli effetti delle infezioni dovuti alla contestuale presenza di concentrazioni elevate di particolato e/o di altri inquinanti atmosferici.

Questi studi invece indagano la relazione che si presume possa manifestarsi tra inquinamento atmosferico e danno alla salute da virus, cioè se vi sia un effetto della cattiva qualità dell’aria sull’evoluzione dell’infezione che si sviluppa nelle persone infettate.

La tesi che il PM sia veicolo del virus è stata sostenuta dalla Società Italiana di Medicina Ambientale nel Position Paper (Setti et al., 2020) in cui si trova una relazione molto forte (con un coefficiente di correlazione elevato) ma l’analisi è poco dettagliata in quanto non tiene conto dei fattori associati sia all’inquinamento sia alla diffusione del Covid-19 che possono condizionare l’esito dello studio.

Diverso è il problema quando si parla di ambienti chiusi dove la trasmissione aerea è possibile.

Il Covid-19 si trasmette con gli aerosol (sospensione di particelle molto piccole liquide o solide in un gas), il maggior rischio di trasmissione avviene a distanza ravvicinata, dove è possibile che particelle di virus possano accumularsi nel tempo in spazi chiusi o essere trasmesse su distanze maggiori per cui l’aumento della ventilazione (ma non il ricircolo dell’aria) può contribuire in qualche modo a garantire che gli aerosol infettivi siano diluiti (Liu Y. 2020, Lewis D., 2020).

Conclusioni

  • È ragionevole assumere che l’inquinamento atmosferico abbia un certo ruolo concausale nel decorso della Covid-19, in quanto il PM, come il virus SARS-CoV-2, sembra agire a livello cellulare con meccanismi molecolari analoghi che inducono una rapida insorgenza di uno stato di infiammazione tissutale e che, per la loro azione sinergica, portano ad amplificare gli effetti sulla salute. Il PM è causa conosciuta di effetti sugli apparati cardiaco e respiratorio (e non solo) nella popolazione esposta e quindi rappresenta una causa della prevalenza di persone affette da queste patologie croniche che sono quindi di per sé maggiormente sensibili all’insulto virale tanto più se di età avanzata.
  • Le prove che il particolato atmosferico sia veicolo della diffusione del virus sono, ad oggi, quantomeno deboli.
  • La grande maggioranza dei contagi avviene tra persone con esposizioni ravvicinate, in ambienti chiusi. È molto difficile che ci si contagi in strada, salvo assembramenti. La trasmissione di aerosol di agenti patogeni è stata documentata in spazi confinati. Si ritiene che la trasmissione di SARS-CoV-2 nell’uomo avvenga attraverso l’inalazione di goccioline liquide prodotte da stretto contatto con persone infette e contatto con superfici contaminate.

Autore

Dottor Celestino Panizza, Medico Specializzato in Medicina del lavoro ed epidemiologia, Presidente sezione ISDE Brescia e membro comitato scientifico ISDE (Associazione Medici per l’Ambiente).

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