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Le influenze dell’inquinamento dell’aria sul cervello: prima sottostimate, ma ora da rifletterci sopra

Numerosi studi condotti negli ultimi anni hanno chiarito il legame tra inquinamento atmosferico e varie malattie. È considerata la più grande minaccia ambientale planetaria, con nove persone su dieci in tutto il mondo che respirano aria che supera i limiti delle linee guida dell’OMS. Le statistiche mostrano che ogni anno circa 4,2 milioni di persone muoiono a causa delle sequele o delle conseguenze dovute all’esposizione all’inquinamento atmosferico e altri 3,8 milioni muoiono a causa dell’esposizione all’inquinamento domestico, come il fumo delle stufe o di riscaldamenti grezzi. Dato l’impatto significativo sulla salute umana, la ricerca ha continuato a esplorare il modo in cui l’inquinamento atmosferico contribuisce alla malattia. Una maggiore esposizione all’inquinamento atmosferico nei primi anni di vita è stata collegata a capacità cognitive inferiori. Gli inquinanti atmosferici sono responsabili delle alterazioni della microstruttura della sostanza bianca e della morfologia cerebrale.

Due anni fa, i ricercatori dell’Università della California, a Davis, hanno trovato un legame tra l’inquinamento atmosferico dovuto al traffico e un aumento del rischio di cambiamenti nello sviluppo cerebrale rilevanti per i disturbi del neurosviluppo. Il loro studio, basato su modelli di roditori, corrobora precedenti prove epidemiologiche che mostrano questa associazione. I ricercatori avevano precedentemente documentato i collegamenti tra la vicinanza a strade trafficate e disturbi del neurosviluppo come l’autismo, ma i dati preclinici basati sull’esposizione in tempo reale all’inquinamento atmosferico dovuto al traffico erano scarsi o inesistenti. In questa recente ricerca, hanno riscontrato una crescita anormale e un aumento della neuro-infiammazione nel cervello degli animali esposti all’inquinamento atmosferico. Ciò suggerisce che l’esposizione all’inquinamento atmosferico durante periodi di sviluppo critici può aumentare il rischio di cambiamenti nel cervello in via di sviluppo associati a disturbi dello sviluppo neurologico.

Sebbene molti studi abbiano valutato l’esposizione media all’inquinamento atmosferico per un periodo prolungato, l’impatto dell’esposizione cumulativa, tuttavia, non è stato determinato. Inoltre, questi studi si sono concentrati prevalentemente su un periodo specifico, come il periodo dell’infanzia, senza considerare l’esposizione durante il periodo della gravidanza. Tratti di sostanza bianca emergono nel cervello fetale tra le 13 e le 18 settimane di gestazione e la mielinizzazione inizia intorno alle 20 settimane, che avanza rapidamente durante i primi cinque anni di vita e progredisce fino all’età adulta. Le stime dell’esposizione media non possono determinare quale periodo della vita sia più suscettibile all’inquinamento atmosferico. Il modello non lineare a ritardo distribuito (DLNM) considera l’intero periodo di esposizione, cioè dal concepimento alla preadolescenza, e identifica il periodo cruciale di suscettibilità all’inquinamento.

Sebbene pochi studi abbiano utilizzato il metodo DLNM per stabilire il legame tra l’esposizione nella prima infanzia all’inquinamento atmosferico e la funzione cognitiva oi problemi comportamentali dei bambini, non ci sono studi che abbiano utilizzato questo metodo per capire come lo sviluppo del cervello sia influenzato dall’inquinamento atmosferico. Il DLNM può identificare i percorsi sottostanti che rappresentano associazioni tempo-specifiche tra l’esposizione all’inquinamento atmosferico e lo sviluppo neurale sulla base dei dati della risonanza magnetica. In un recente studio sull’inquinamento ambientale, gli scienziati hanno applicato il DLNM per determinare il periodo più cruciale di suscettibilità all’esposizione all’inquinamento atmosferico tra il concepimento e l’età di 8,5 anni, che influisce sulla microstruttura della sostanza bianca e sui volumi del cervello. Lo studio ha ipotizzato che il rischio associato agli esiti cerebrali sull’inquinamento atmosferico l’esposizione non è costante nel tempo e può esistere uno specifico periodo di suscettibilità.

Il periodo di suscettibilità è stato identificato dopo l’esposizione a tre inquinanti comunemente presenti determinando le alterazioni della microstruttura della sostanza bianca e dei volumi cerebrali in preadolescenti di età compresa tra 9 e 12 anni. È stato proposto che l’esposizione all’inquinamento atmosferico durante la gravidanza e l’infanzia fosse collegata a un’elevata diffusività media. L’ipotesi operativa era che l’esposizione all’inquinamento atmosferico durante la gravidanza e l’infanzia fosse associata a un volume più piccolo del cervelletto, della materia grigia corticale, della sostanza bianca cerebrale, del talamo, del corpo calloso, del pallido e dell’ippocampo. I dati sono stati ottenuti dallo studio Generation R, una coorte di nascite basata sulla popolazione di Rotterdam. Questa coorte rappresentava 8879 donne reclutate durante la gravidanza e 899 sono state arruolate poco dopo il parto tra aprile 2002 e gennaio 2006. Quando i bambini avevano un’età compresa tra 9 e 12 anni, sono state eseguite la risonanza magnetica.

È stato osservato uno specifico periodo di suscettibilità, dal concepimento ai 5 anni di età, all’inquinamento atmosferico per la microstruttura della sostanza bianca. L’esposizione nei primi due anni di vita era collegata alla suscettibilità al putamen. È importante sottolineare che il periodo di suscettibilità è stato determinato dal concepimento ai 5 anni di età, per quanto riguarda l’esposizione a NO2 di PM 2,5 per la microstruttura della sostanza bianca. È importante sottolineare che il presente studio non ha osservato alcun legame tra l’esposizione all’inquinamento atmosferico a 8-9 anni di età e i risultati della microstruttura della sostanza bianca. Questo studio ha indicato la suscettibilità agli inquinanti atmosferici, specie durante il periodo di rapida mielinizzazione del cervello. Questo studio non ha osservato l’effetto specifico dell’emisfero dell’inquinamento atmosferico sui volumi del cervello. L’esposizione al PM 2,5 nel primo anno di vita era associata a un volume di putamen maggiore. Non sono state trovate finestre di suscettibilità all’inquinamento atmosferico relative al cervelletto e alla materia grigia corticale.

I risultati di questo studio non hanno indicato alcuna associazione tra i livelli di particolato PM 2,5 e il volume del corpo calloso. La coorte di grandi dimensioni è uno dei principali punti di forza del presente studio. Inoltre, la valutazione dell’effetto dell’inquinamento atmosferico dal concepimento fino agli 8,5 anni di età è una scala temporale importante. Un altro punto di forza di questo studio è il suo disegno di studio relativo all’adeguamento per le variabili dello stile di vita, che potrebbe aver confuso i risultati. Alcuni dei limiti di questo studio includono il periodo delle campagne di campionamento, ovvero quando i partecipanti avevano un’età compresa tra 3,5 e 9 anni. Inoltre, l’analisi DLNM ha escluso dall’analisi i bambini molto pretermine. Infine, la microstruttura della sostanza bianca e il volume cerebrale nella preadolescenza sono stati stimati tramite un’unica misurazione. Nel loro insieme, le esposizioni agli inquinanti atmosferici dalla gravidanza all’età di 8,5 anni erano collegate a un’alterata microstruttura della sostanza bianca nei preadolescenti (9-12 anni di età) con periodi specifici di suscettibilità dal concepimento ai 5 anni.

Quindi si prevede che una diminuzione dell’esposizione agli inquinanti atmosferici durante la gravidanza e l’infanzia promuova il normale sviluppo del cervello. E deve far riflettere sulle conseguenze odierne. Se è vero che l’inquinamento negli ultimi 60-70 anni ha segnato l’ambiente in modo permanente, lo stesso ha sicuramente fatto sugli abitanti del pianeta. Niente di strano che buona parte dei problemi neurologici e neurodegenerativi che si vedono oggi nelle fasce di età più avanzate, siano conseguenza di esposizioni infantili o adolescenziali di quegli anni. L’avvento di normative e regolamentazioni hanno cercato (dove possibile) di mettere argini, ma se ci si pensa alla totale mancanza di rispetto ambientale negli anni ’80/’90, viene da chiedersi se gli abusi e le noncuranze di quell’epoca ci si stiano rivoltando contro, svelando i “marchi” sulla salute lasciati a quel tempo.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Pubblicazioni scientifiche

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Dott. Gianfrancesco Cormaci

Medico Chirurgo, Specialista; PhD. a CoFood s.r.l.
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento enzimaticamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (Leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di articoli su informazione medica e salute sul sito www.medicomunicare.it (Medical/health information on website) - Autore di corsi ECM FAD pubblicizzati sul sito www.salutesicilia.it
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