“Il Pianeta impolverato”: la minaccia invisibile delle nanoparticelle

Nanopatologie, trattamento dei rifiuti, uranio impoverito. Ne “Il Pianeta impolverato“, recentemente pubblicato da Arianna Editrice, l’esperto di nanodiagnostica Stefano Montanari passa in rassegna le principali minacce ambientali alla nostra salute. Nel volume l’autore racconta, con un linguaggio piano e uno stile scorrevole, come ha fatto l’Homo sapiens a inquinare il Pianeta su cui vive, quali sono gli aspetti molteplici dell’inquinamento, che cosa ci arriva dalle informazioni correnti e qual è la realtà oggettiva che, volenti o nolenti, dovremo prima o poi affrontare. Per la rubrica “Racconti d’Ambiente“, pubblichiamo oggi la prima parte del capitolo “Il meccanismo d’azione”, in cui lo studioso, spiega come le polveri sottili interagiscono con il nostro organismo.

Le cose che non sappiamo sulle particelle, micro o nano che siano, sono un’infinità. Soprattutto sappiamo poco sul loro reale impatto diretto e indiretto sulla salute. Di tanti aspetti siamo probabilmente così ignoranti da non sapere nemmeno che esistano. Qualcosa, però, sappiamo; certo qualcosa di ancora elementare, ma di quel poco siamo comunque sicuri.

Come abbiamo visto nel capitolo precedente, le particelle che c’interessano sono così piccole e leggere da restare sospese agevolmente nell’aria. Tutti noi abbiamo sicuramente osservato quello che in fisica si chiama Effetto Tyndall, magari senza sapere che quello era il suo nome. Se guardiamo infatti una lama di luce solare che entra da una finestra socchiusa, quasi certamente potremo vedere delle particelle che galleggiano nell’aria o, meglio, visualizzeremo l’effetto di diffusione che la luce ha su di loro. Quei corpuscoli hanno una dimensione comparabile alla lunghezza d’onda della luce visibile, cioè tra i 380 e i 760 nm, più o meno le dimensioni delle nostre polveri.

Piccole e leggere come sono, il loro comportamento assomiglia sotto molti punti di vista a quello dei gas e, come i gas, possono liberamente entrare nel nostro apparato respiratorio.

Se le dimensioni sono di qualche micron, è molto probabile che questi granelli di materia solida si fermino nel naso o, comunque, non molto oltre; ma se sono più piccole, sono anche in grado di scendere più in profondità, lungo i bronchi e i bronchioli, fino a raggiungere i 300 milioni di piccolissime formazioni cave globulari poste al termine dell’apparato respiratorio meglio note come alveoli polmonari. Intorno ad essi scorrono sottilissimi capillari che trasportano sangue venoso, dunque ricco di anidride carbonica e, attraverso un processo chimico-biologico,quel gas di scarto dell’organismo entra negli alveoli per essere espulso dal corpo tramite l’espirazione. Nel corso dell’inspirazione gli alveoli ricevono aria esterna ricca di ossigeno e lo trasmettono ad altri capillari i quali, a loro volta, convogliano il sangue arricchito con questo gas fino al cuore dove viene poi distribuito in tutto l’organismo.

Stanti le dimensioni, le particelle più piccole entrano con l’aria ambientale nei polmoni, lungo l’albero bronchiale e, se la stazza lo permette, finiscono negli alveoli. Da qui, nel giro di poche decine di secondi, le polveri passano al sangue. Nei capillari, inevitabilmente, si verificano contatti e interazioni con i globuli rossi, i globuli bianchi, le proteine e con tutte le numerosissime sostanze contenute nel sangue. Di molte di quelle interazioni non sappiamo assolutamente nulla e, forse ancora peggio, non sospettiamo neppure nulla.

Una sorte del tutto analoga accade alle polveri eventualmente ingerite, cosa che accadde in occasione del primo caso di cui ci occupammo (quello inerente il paziente che aveva inghiottito parte della protesi dentaria) e questa condizione si verifica quando mangiamo cibo inquinato. In questa eventualità le polveri che passano nel sangue possono essere di dimensioni anche notevolmente più grosse rispetto a quelle che vengono assorbite per respirazione.

(…) Una volta nel sangue, le particelle iniziano a viaggiare verso tutti i distretti del corpo senza che si possa pronosticare dove queste finiranno la loro corsa. Un fatto notevole è la possibilità che queste hanno di depositarsi sulla superficie dei globuli rossi ostacolando così il corretto ricambio tra anidride carbonica e ossigeno. Il perché di questo impedimento è spiegabile con il fatto che l’emoglobina, il pigmento responsabile del trasporto di ambedue i gas, è disposto proprio sulla superficie dei globuli rossi e, se questa è occupata da altro, è naturale che lo scambio venga, almeno parzialmente, inficiato.

Un’altra possibilità, ma solo in una porzione minoritaria della popolazione, è che le polveri entrate in circolo inneschino la trasformazione di fibrinogeno in fibrina. Il fibrinogeno è una proteina naturalmente presente nel sangue ed è solubile nel plasma, cioè nella sua parte liquida; tuttavia, se essa viene esposta a determinate sollecitazioni (causate, per esempio, da altre particelle) si trasforma in un’altra proteina, stavolta insolubile, chiamata fibrina. Essa si presenta sotto forma di fibre, le quali rappresentano l’impalcatura su cui va a costituirsi un trombo, vale a dire un coagulo di sangue che, trasportato dal flusso sanguigno venoso, termina la sua corsa nel circolo polmonare ostruendolo in parte. Questa condizione si chiama trombo-embolia polmonare ed è una causa di morte tanto frequente quanto sottodiagnosticata. Nel caso invece in cui il fenomeno di coagulazione patologica avvenga nel sangue arterioso, il flusso trasporta queste entità verso qualunque organo o tessuto e il risultato può essere, ad esempio, un ictus (se l’organo colpito è il cervello) o un infarto cardiaco (se l’organo è il cuore).

Ho scritto che il problema si verifica solo in una parte minoritaria della popolazione perché questo accade nei soggetti che non dispongono di una fibrinolisi efficiente, ovvero il loro organismo non è capace di produrre sostanze chimiche in grado di sciogliere velocemente il trombo eventualmente formatosi.

Nella maggior parte dei soggetti le particelle proseguono inalterate la loro corsa trasportate dal sangue, finendo potenzialmente in qualunque organo o tessuto dove vengono arrestate perché questi si comportano come dei veri e propri filtri meccanici.

Purtroppo l’organismo non è capace di liberarsi di queste presenze che, non essendo biodegradabili, restano dove si sono fermate. Ecco allora che intorno a quelli che vengono biologicamente percepiti come corpi estranei si forma un velo organico che, in qualche modo, li isola dalle cellule confinanti, creando un tessuto infiammatorio chiamato di granulazione. In certe condizioni, per tentare una soluzione, intervengono i macrofagi, cellule capaci di fagocitare invasori o rifiuti come batteri e cellule danneggiate per poi andare a morire altrove, disfacendosi insieme a quanto ingurgitato. Questo meccanismo, eccellente in tante circostanze, è invece inefficace per le particelle di cui ci stiamo occupando, poiché si tratta di materia non degradabile e dunque, una volta che il macrofago si è dissolto, la particella resta inalterata.

Come testimoniato ormai da una corposa letteratura medica, le infiammazioni di cui si è detto possono trasformarsi in tessuto canceroso, cosa che avviene in tempi quanto mai variabili, che possono andare da pochi mesi fino a diversi decenni, e spesso possono persino superare il periodo di vita del soggetto stesso.

Stefano Montanari*

* Scienziato e divulgatore di fama internazionale, autore di un blog da 9-10.000 visitatori al giorno, direttore scientifico del laboratorio Nanodiagnostics di Modena e consulente della Foundation for Advancement of Science and Education di Los Angeles per i problemi sanitari legati alle nanopatologie dei sopravvissuti al crollo delle Torri Gemelle di New York.