Patologie respiratorie infettive da inquinamento

L’ Inquinamento Ambientale
Inquadramento e
Patologie respiratorie
Dottor Marco Vaccarino
Specialista Pneumologo Ospedale Israelitico – Roma
D. A. P. – Casa Circondariale “Regina Coeli” di Roma
L’inquinamento atmosferico
• Gli inquinanti atmosferici vengono
comunemente distinti in base alla loro
presenza negli ambienti confinati interni
(Indoor Polluttans) o nell’atmosfera
esterna (Outdoor Polluttans).
• In realta’ tale distinzione risulta oramai
superata, potendo parlare in maniera piu’
generica di Inquinamento Ambientale.
L’inquinamento Ambientale
1. La principale fonte di inquinamento urbano e’
costituita dalla combustione del carbone e dei
derivati del petrolio (traffico e soprattutto
riscaldamento ed usi industriali). Esistono poi
fonti di inquinamento ambientale legate a fattori
naturali (incendi, erosione di suolo sprovvisto di
coperture vegetali, decomposizione di materiale
organico negli oceani, eruzioni vulcaniche, etc).
2. Nelle zone rurali le fonti di inquinamento sono
legate ai pesticidi, ai microrganismi, ai pollini,
agli animali.
Stato fisico degli inquinanti
1. Solidi: prodotti di combustioni incomplete come polveri,
ceneri, particelle sospese. I solidi di maggiori dimensioni
(oltre i 10 micron) vengono rimossi dalla cleareance
muco-ciliare; le particelle di dimensioni comprese tra i 5
e i 10 micron raggiungono i bronchi di quinto e sesto
ordine; le particelle di dimensione compresa tra gli 0,5 e i
5 micron raggiungono gli alveoli; le particelle di
dimensioni minori si comportano come gas e passano
direttamente nel circolo sanguigno.
2. Gassoso: sostanze gassose libere o veicolate. Sono i piu’
pericolosi in quanto presenti nell’atmosfera in forma
libera o veicolati da particelle sospese per assorbimento
3. Fumi: complessi di prodotti gassosi e particelle solide
che, qualora vengano inglobate dalla nebbia,
contribuiscono a formare lo smog
Gli aeroinquinanti
1.
2.
3.
4.
Ossidi di azoto e di zolfo, cloro
Ozono
Ossido di carbonio
Materiali corpuscolati (asbesto,
arsenico, cromo)
5. Idrocarburi aromatici policiclici (3,4
benzopirene, benzoantracene)
Fattori metereologici
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Venti: disperdono gli aeroinquinanti ma possono anche
trasportarli a grandi distanze
Movimenti convettivi ascendenti: si formano grandi
nuvole cariche di inquinanti
Pioggia: non sempre lava l’aria; talora trasforma gli
ossidi in acidi nitrico e solforico
Inversione termica: determina grandi concentrazioni di
inquinanti
Nebbia: alte concentrazioni di ossido di zolfo possono
essere trasformate in acido solforico
Sole: un importante irraggiamento puo’ causare alti tassi
di ozono con produzione del cosiddetto smog
fotochimico
Effetti dell’inquinamento
sull’apparato respiratorio
• Effetti acuti -1 • Smog invernale: accumulo di inquinanti prodotti
da impianti termici, lavorazioni industriali,
autoveicoli (ossidi di zolfo e di azoto, idrocarburi
policiclici aromatici, CO) ; ristagnano
nell’atmosfera a causa dell’inversione termica.
Determinano tosse e dispnea con riduzione degli
indici respiratori sino alla insufficienza
ventilatoria acuta.
Effetti dell’inquinamento
sull’apparato respiratorio
• Effetti acuti - 2 • Smog estivo: determinato prevalentemente da
idrocarburi e ossidi di azoto; colpiscono in modo
particolare i soggetti affetti da patologie cardiorespiratorie e determinano aumento improvviso di
morbosita’ e mortalita’ per periodi limitati nel
tempo in quanti legati all’effetto serra ed a
particolari condizioni atmosferiche (assenza di
vento).
Effetti dell’inquinamento
sull’apparato respiratorio
• Effetti cronici -3• Si verificano per lunghe esposizioni agli
inquinanti, con effetti legati a variabilita’
individuali, al sinergismo tra i diversi inquinanti,
all’attivita’ lavorativa, alle abitudini voluttuarie
(fumo di sigaretta, alimentazione).
• Le patologie legate all’esposizione cronica sono:
l’asma bronchiale, la BPCO, l’enfisema, il
carcinoma broncogeno.
Inquinamento ambientale e
patologie infettive
Il danno da inquinanti ambientali provoca numerose
patologie infettive respiratorie, sia virali sia batteriche.
Gli inquinanti chimici nell’uomo causano
irritazione (ozono) con fenomeni di broncospasmo,
riducono le difese immunologiche e meccaniche del
polmone (smog) con ristagno delle secrezioni,
provocano aumento della produzione di muco con
conseguente creazione di un pabulum idoneo alla
proliferazione di agenti patogeni.
Nei batteri gli inquinanti provocano mutazioni con
comparsa di fenomeni di resistenza
Smog + fumo di tabacco +
predisposizione genetica
=
Infezione virale
=
Aumento della frequenza dei
casi di asma bronchiale
Riduzione delle difese
immunologiche e meccaniche
del polmone
=
Aumento dei casi di infezioni
opportunistiche
Smog + fumo di tabacco
=
Enfisema polmonare
BPCO e sue riacutizzazioni
Carcinoma broncogeno
Asma ed inquinanti ambientali
•
Gli inquinanti influenzano lo sviluppo e/o
l’aggravamento dell’asma in vari modi:
1. Determinano un effetto di broncostenosi su vie
aeree gia’ iperattive.
2. Inducono iperattivita’ bronchiale attraverso
l’induzione di un processo flogistico delle vie
aeree.
3. Modificano la risposta immunologica rendendo
il soggetto piu’ sensibile verso allergeni inalanti.
Cos’e l’ozono
• Gas incolore, inodore, pungente
all’inalazione, presente normalmente nella
stratosfera (tra il 15 e i 50 km. di altitudine).
Forma un mantello che protegge dalle
radiazioni ultraviolette.
• Se presente nella troposfera (tra il 10 ed i
15 km di altitudine) rappresenta il piu’
pericoloso degli inquinanti fotochimici.
Nota sull’ozono
• L’esposizione acuta ad alte concentrazioni di ozono
provoca iperreattivita’ bronchiale senza che nel sangue dei
soggetti si trovi elevazione delle IgE
• Il lavaggio nasale di soggetti esposti ad alti livelli di ozono
mostra elevazione di numerosi agenti pro-infiammatori
(Mieloperossidasi neutrofila, Proteina cationica degli
eosinofili, Neutrofili), di fattori aumentanti la permeabilita’
bronchiale (Albumina), di enzimi capaci di attivare la
reazione flogistica (GM-CSF).
• L’esposizione cronica provoca nell’essere umano un
fenomeno di tolleranza, variabile da individuo ad
individuo,probabilmente per induzione di meccanismi
antiossidanti.
• I soggetti piu’ sensibili all’ozono sono i giovani, gli
atopici, i non fumatori.
• L’esposizione continua ambientale ad inquinanti risulta un
fattore protettivo
Il Fumo Nero
• Gli scariche dei motori diesel sono
particolarmente pericolosi: il particolato (PM10)
viene emesso in misura superiore dalle 25 alle 150
volte rispetto ad un motore a benzina. Sulla loro
superficie si lega il benzopirene.
• L’emissione degli NOx e’ superiore dalle 3 alle 12
volte rispetto ad un motore a benzina.
• Il tanto decantato filtro antiparticolato riduce solo
(al massimo) del 50% le emissioni di PM10.
La normativa EURO 5
•
•
•
1.
2.
Nel 2008 entrera’ in vigore la normativa Euro 5 che impone ai
costruttori di tagliare dell’80% le emissioni di PM10 (dagli attuali
0,03 gr. per km a 0,01) e del 50% quelle di Nox (da 0,25 a 0,12 gr.
per km.).
Cio’ comporta una totale riprogettazione dei motori diesel con
verosimile scomparsa dei quattro cilindri di circa 1300 cc (le camere
di combustione troppo piccole determinano temperature molto
elevate con aumento delle emissioni di NOx) a favore di motori a tre
cilindri o di cilindrata piu’ elevata.
La necessita’ di utilizzare filtri piu’ efficienti comporta un duplice
ordine di problemi:
Aumento dei costi (solo un filtro a bagno d’olio riduce il PM10)
Smaltimento dei catalizzati e dei filtri esausti (sono in carburo di
silicio, alcuni lavorano a secco, altri lavorano con serbatoi separati
contenti Cesio).
Le sostanze mutagene
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
Gasolio
Benzina
Riscaldamento
Altre fonti
In Italia, secondo una ricerca
dell’Osservatorio Autopromotec,
quasi un terzo delle autovetture in
circolazione risale a prima del 1993:
sono oltre 10 milioni gli autoveicoli
Euro 1 e 2, estremamente
inquinanti, spesso non sottoposti a
regolare manutenzione.
Situazione in alcune citta’ italiane
(autovetture euro 1 e 2, non
catalizzate)
40%
35%
30%
25%
Istogram. 3D 1
Istogram. 3D 2
Istogram. 3D 3
Istogram. 3D 4
20%
15%
10%
5%
0%
Roma
Milano
Palermo
Napoli
Gli Italiani ed i mezzi pubblici
• Nel 1991 il 17% degli italiani usava i mezzi
pubblici. Tale percentuale scende al 12,9%
nel 2001.
• A Parigi solo il 20% dei lavoratori si reca al
lavoro in automobile, contro il 40% dei
londinesi ed il 60% degli italiani.
Gli aeroinquinanti delle citta’
-1• Secondo recenti studi su un campione di 39.000
bambini di grandi citta’ italiane lo smog provoca
un aumento del 40% del rischio di malattie
respiratorie della prima infanzia e del 30% delle
patologie delle basse vie respiratorie (bronchiti
ricorrenti e polmoniti).
• Il rischio di contrarre leucemie per bambini che
risiedono in zone molto trafficate risulta superiore
del 270% rispetto ai bambini che risiedono in zone
poco trafficate.
Gli aeroinquinanti delle citta’
-2• Secondo una stima della Commissione
Tossicologica Nazionale sono circa 250 i casi di
leucemia attribuibili al benzene ogni anno.
• Il numero di ricoveri per patologie cardiovascolari
risulta associato in maniera direttamente
proporzionale al livello di CO, SO2 e NO2.
• Il numero di ricoveri per patologie respiratorie
risulta associato in maniera direttamente
proporzionale al livello di NO2 e CO.
Gli aeroinquinanti delle citta’
-3• L’incremento di ricoveri per cause
cardiovascolari attribuibili all’inquinamento
da CO e’ pari a 600 l’anno.
• L’incremento di ricoveri per cause respiratorie
attribuibili all’inquinamento da CO e ‘ pari a
160 l’anno.
• Piu’ in generale ogni anno l’inquinamento (con
tutti i suoi componenti), causa annualmente 1900
ricoveri per disturbi respiratori, 2700 per disturbi
cardiovascolari, 31.500 attacchi di bronchite acuta
nei bambini, 30.000 attacchi di asma infantile
(Fonte OMS- ANPA).
Emissione allo scarico di CO2,
SO2 e NOx
400
350
300
250
gpl
benzina
diesel
200
150
100
50
0
CO2
SO2
NOX
Patologie respiratorie da inquinamento
confinato
• Asma di tipo intrinseco ed estrinseco, legate allo
stress da lavoro ripetitivo e confinato ma anche ad
allergeni presenti nell’ambiente lavorativo (polveri
di talco, muffe, acari).
• Polmoniti da Gram + (infezioni ospedaliere) e da
Gram -.
• Infezioni da Legionella (filtri dei condizionatori
non periodicamente putili, acqua dei cassoni a
temperatura troppo bassa).
• TBC.
• Alveoliti allergiche da miceti e da batteri
Le Pneumopatie Acute
•
Forme cliniche provocate da numerosi agenti
causali, sostanzialmente pero’ con quadro
clinico scarsamente differenziato tra loro.
• Sul piano anatomo-patologico distinguiamo:
1. Pneumopatie alveolari
2. Pneumopatie interstiziali
3. Pneumopatie necrotizzanti (ascesso e gangrena
polmonare)
Pneumopatie alveolari
• Flogosi a localizzazione intralveolare ed
interstiziale. Tipicamente ha estensione lobare, si
presenta sotto forma di focolai disseminati e si
accompagna ad impegno bronchiale.
• L’essudato cellulare e’ costituito prevalentemente
da polimorfonucleati neutrofili.
• L’etiologia e’ quasi sempre batterica e raramente
fungina.
Pneumopatie interstiziali
• Flogosi a localizzazione interstiziale, con
estensione variabile.
• L’essudato cellulare e ‘ costituito soprattutto da
polimorfonucleati.
• L’etiologia e’ varia (virus, micoplasmi, clamidie,
batteri). In accordo con l’elevata contagiosita’ di
alcuni agenti etiologici, possono assumere
carattere epidemico.
• Particolarmente serie sono le forme batteriche da
P. Carinii, Legionella Pneumofila, B. Pertussis.
Pneumopatie necrotizzanti
• L’ascesso polmonare e’ un processo suppurativo
localizzato ad impronta destruente, escavativa. Spesso la
flogosi insorge con meccanismo ab-ingestis.
• Sovente vengono causate da batteri anaerobi, piu’
raramente da miceti o da E. Histolytica.
• La gangrena polmonare e’ un gravissimo processo
essudativo-necrotico, caratterizzato da rapida estensione e
da multiple escavazioni. Si associano empiema pleurico ed
espettorato putrido.
• L’essudato e’ costituito prevalentemente da leucociti
neutrofili.
Manifestazioni allergiche ed
allergoimmunologiche da miceti e
batteri
• Si riscontrano in soggetti che per lavoro o
per necessita’ frequentano ambienti
igienicamente non idonei: lavoratori
dell’industria, operai che si occupano di
condizionatori d’aria e di ascensori, pazienti
operati ma anche infermieri di corsia e di
sala operatoria e medici.
Infezioni micotiche e batteriche
Si presentano sotto forma di focolai flogistici
diffusi (Aspergillosi e Candidosi Invasive) o
localizzati (Aspergillosi e Candidosi
pleuropolmonare, pneumopatie da
Pseudomonas, Stafilococco Aureo,
Streptococco).
Legionellosi e Febbre di Pontiac
Patologie da Gram – con 29 forme
antigeniche correlate. Il germe di trova
abitualmente nelle acque stagnanti, nei
serbatoi e negli impianti idrici e di
condizionamento. La forma piu’ grave e ‘
una polmonite interstiziale con infiltrato
alveolare. La terapia si basa sull’utilizzo di
Macrolidi, Tetracicline, Trimethoprim,
Cloramfenicolo ed Aminoglicosidi.
Prevenzione della Legionellosi
Negli alberghi e nelle comunita’ e’
opportuno, al fine di ridurre al
minimo le possibilita’ di epidemia,
riscaldare l’acqua sopra i 60° C,
aggiungere fenoli o sostanze clorate
ai serbatoi idrici, pulire
periodicamente perfettamente i filtri
dei condizionatori d’aria.
Nota 1:
Il monitoraggio periodico degli ambienti
teoricamente sterili dimostra che, nonostante
le usuali procedure di sanificazione e
disinfezione, la contaminazione da
microrganismi ha un valore fisiologico.
Esistono limiti alle metodiche di disinfezione
al di sotto dei quali non e’ vantaggioso
scendere: ovvero i costi sono troppo elevati
rispetto ai vantaggi (peraltro minimi) in
termini di sterilita’ delle sale operatorie e delle
camere di terapia intensiva.
Nota 2:
La carica microbica di maggior
entita’ si riscontra sempre in
vicinanza delle bocchette di
aerazione dei condizionatori,
aumenta in proporzione al tempo di
permanenza nell’ambiente sterile e
raggiunge il plateau dopo circa tre
ore.
Nota 3:
Cosa fare per evitare infezioni da microrganismi in
ambiente ospedaliero:
Istituzione di un programma di controllo ambientale
da praticare di routine.
Disinfezione per i sistemi di aerazione ambientale
periodica dei tubi dei circuiti, delle valvole e degli
umidificatori almeno ogni 48 ore qualora l’impianto
lavori in ambienti che richiedono sterilita’.
Adozione di filtri elettrostatici.
Impiego di aerosolizzazione ambientale di soluzioni
antisettiche.
Istituzione di sistemi di aerazione ambientale.