Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 14

Composizione dell'aria

La composizione dell'aria è una miscela complessa di gas, inclusi azoto (N), ossigeno (O), argon (Ar), e tracce di monossido di carbonio (CO), metano (CH₄), e vari ossidi.

Sostanze inorganiche

Tra le sostanze inorganiche si trovano arsenico (As), cadmio (Cd), cromo (Cr), mercurio (Hg), manganese (Mn), vanadio (V), e radon.

Sostanze organiche

Le sostanze organiche includono Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA), benzene, solventi clorurati, formaldeide, e idrocarburi non metanici, suddivisi in:

• Non volatili
• Semi-volatili
• Volatili

Fonti di inquinamento

Fonti naturali

• Emissioni vulcaniche

Fonti antropiche

• Fonti fisse: industrie, centrali, riscaldamento, inceneritori
• Fonti mobili: traffico veicolare

Processi di combustione

L'inquinamento deriva da reazioni di ossidoriduzione e fotoreazioni. Particolare attenzione è rivolta al particolato atmosferico (PM).

Particolato atmosferico (PM)

Il particolato atmosferico consiste in molecole di carbonio o silicio che fungono da nuclei di aggregazione e condensazione con dimensioni iniziali molto piccole (< 0.1 µm). Le sostanze organiche associate possono essere non volatili o semi-volatili. Questo particolato ha la capacità di accrescere le dimensioni per ulteriore deposizione e condensazione (> 20 µm).

• PM 10 (< 10 µm): inalabile nei bronchi primari
• PM 2.5 (< 2.5 µm): sottile, penetra nei bronchi secondari
• PM 0.1 (< 0.1 µm): ultra sottile, raggiunge gli alveoli

PM e cancerogenesi

Studi epidemiologici hanno dimostrato che l'inquinamento atmosferico aumenta il rischio di cancro al polmone, come evidenziato da ricerche condotte negli Stati Uniti (1993 - 1998 - 2002) su oltre 500.000 soggetti, e in Europa, con studi in Olanda (2002) e Norvegia (2003) coinvolgendo rispettivamente circa 121.000 e 16.000 soggetti. Particolare attenzione è rivolta a PM 10 e PM 2.5.

Studi di cancerogenesi animale

Questi studi hanno dimostrato l'induzione di tumori da parte del PM derivante dall'inquinamento urbano e estratti da emissioni veicolari, in particolare motori diesel.

PM e scala oncogena

Ricerche hanno evidenziato l'induzione di papillomi in roditori esposti a estratti di PM e marcatori di esposizione come addotti al DNA da IPA, addotti voluminosi al DNA, 8-ossi-guanosina e addotti alle proteine (emoglobina).

Negli individui più esposti agli inquinanti dell'aria, si riscontrano livelli più alti di tali marcatori, come evidenziato in studi condotti dal 1992 al 2005.

PM e marcatori di danno precoce

Il danno ossidativo è stato osservato attraverso l'induzione di SSB e 8-ossi-guanosina, in vitro ed in vivo, nel tessuto polmonare di roditori.

Genotossicità

La genotossicità del PM è stata studiata in vitro usando sistemi batterici ed eucariotici, e in vivo su cellule polmonari di roditori esposti. Le mutazioni cromosomiche sono state verificate in vitro su cellule di mammifero, inclusi linfociti umani, e in vivo su linfociti di soggetti esposti ad aria inquinata.

Approccio sperimentale

Gli studi di genotossicità in vitro comprendono campionamento, estrazione e saggio dell'estratto per rilevare direttamente il danno genotossico attraverso test specifici.