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I possibili rischi delle nanoparticelle

7 Ott. 2009 | categoria ambiente, chimica e salute | Leggi tutto | 1 commento

foto_blog120La silicosi è la prima patologia polmonare associata a specifiche lavorazioni; essa è causata dall’inalazione di polvere contenente biossido di silicio allo stato cristallino. Possiamo dire che si tratta della più antica malattia professionale: sicuramente in epoca neolitica era assai frequente a causa delle particelle di silice respirate durante il taglio e la limatura della pietra. Alcune testimonianze risalgono all’antico Egitto. Nel 1556 Agricola ne parlava esplicitamente nel suo De Re Metallica, avendo notato come il contatto con le pietre quarzifere accorciasse la vita dei minatori, le cui mogli finivano per sposarsi più volte.

E’ evidente che alcuni materiali dalle proprietà eccezionali hanno un doppio volto, come a rispettare una sorta di legge di compensazione. Pensiamo agli amianti: in alcuni vecchi manifesti pubblicitari se ne magnificavano le qualità, ora … sappiamo che possono portare alla morte

foto_blog119Per lo stesso motivo le nanoparticelle destano preoccupazione nella comunità scientifica; lo sa bene Robert F. Service, che ha intitolato un suo articolo: Nanotubes: the next asbestos? (Nanotubi: i nuovi amianti?). Si fa riferimento all’articolo in questione in un blog ricco di citazioni scientifiche e in un articolo della BBC. Service spiega come la forma sottile e allungata delle fibre di nanotubi di carbonio sia stata comparata a quella delle fibre di amianto, causa di mesotelioma; è urgente fare chiarezza sulle conseguenze dell’esposizione ai nanotubi di carbonio e usare grande cautela prima di immetterne i prodotti sul mercato, dato che gli investimenti in questo tipo di materiale sono assai consistenti.

Sono passati più di dieci anni dalla pubblicazione di Service, ma ancora oggi il comune cittadino non associa i derivati del nanotech a qualcosa di potenzialmente pericoloso. Come mai? Eppure sarebbe opportuno usare prudenza. Se ancora non sono del tutto chiari i meccanismi d’azione dei particolati patogeni più noti, perchè  i possibili effetti delle nanoparticelle continuano ad essere trascurati? Perchè questo ritardo? I motivi sono molteplici: la negligenza nel prendere precauzioni e nell’informare i cittadini è legata gli interessi economico-politici che gravitano attorno alla produzione di alcuni materiali di altissimo valore tecnologico; inoltre le questioni epidemiologiche e sanitarie sono di difficile interpretazione a causa degli effetti a lungo termine, non immediati come nel caso degli avvelenamenti; non ultima è la  scarsa conoscenza della chimica dello stato solido e delle superfici, ritenuta a torto una branca riservata a pochi specialisti e non un ambito di studio tasversale alle discipline, medicina compresa.

La sottovalutazione della chimica nella compresione di molti problemi sanitari non deve meravigliare, se si pensa che solo negli anni ‘90 i ricercatori hanno cominciato a prendere seriamente in esame i fattori chimici (non solo fisici) come determinanti nello sviluppo della cancerogenesi. In realtà alcuni studi pioneristici degli anni ‘50 indicavano un possibile ruolo della chimica in relazione ai danni derivanti dall’esposizione alla silice cristallina. Ad ogni modo, fino agli anni ‘80 gli aspetti chimico-fisici associati alla malattia erano principalmente la forma delle fibre (lunghezza, larghezza, spessore), la tipologia dei cristalli e il grado di cristallinità. Negli anni ‘90 nuovi importanti attori hanno dominato la scena: i radicali liberi, tra i quali annoveriamo le specie reattive all’azoto (RNS) e le specie reattive all’ossigeno (ROS), di cui, nella figura sottostante, sono elencati alcuni effetti. 

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A ciò si è aggiunta la consapevolezza che la pericolosità della polvere dipende da tanti fattori. Non a caso la tossicologia distingue tra molecular toxicant e particular toxicant; mentre nel primo caso l’effetto tossico dipende sostanzialmente dalla struttura molecolare e dalla reattività associata, nel secondo caso si considerano anche i siti di superficie e la storia del materiale (qual è la sua origine? Come è stato ottenuto? A quali stress è stato sottoposto? Quanti trattamenti ha subito? La superfice del materiale è omogenea o ci sono differenze? Sono presenti contaminanti?). Si capisce subito che nel secondo caso si esce dal classico e restrittivo binomio struttura/reattività per vedere il materiale in un’ottica più ampia, che comprende anche l’importante valutazione della biopersistenza

I particolati, come tutti gli agenti estranei all’organismo, attivano il sistema immunitario: le cellule preposte fagocitano le particelle, che però reagiscono provocando il rilascio di varie sostanze che conducono alla morte della cellula stessa, lasciando gli aggressori nuovamente liberi. In alternativa questi agiscono direttamente sulle cellule bersaglio.  La particella riesce in questo modo a distruggere preziosi antiossidanti come il glutatione o l’acido ascorbico, provocando il cosiddetto stress ossidativo. Il materiale fibroso è tanto più pericoloso quanto più le fibre sono lunghe e sottili, cosa che provoca la morte del macrofago impossibilitato a digerirle.

La prossima volta ci addentreremo maggiormente negli aspetti chimici connessi all’azione delle fibre sottili.

P.S.: un grazie alla prof.ssa Fubini e alla sua interessante presentazione sui rischi delle nanoparticelle nell’ultimo convegno di Storia e Fondamenti della Chimica.

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