Le sostanze inquinanti non agiscono solo nell’immediato ma modificano i processi biologici nel tempo. L’epigenetica offre nuove prospettive per monitorare e contrastare gli effetti sulla popolazione.
L’inquinamento non è un problema che si esaurisce con irritazioni o malanni temporanei: agisce a livello cellulare e sistemico, accelera l’insorgenza di malattie croniche e toglie anni di vita alle popolazioni. Se per l’inquinamento atmosferico esistono stime globali consolidate (milioni di morti attribuibili a PM2.5), l’inquinamento idrico agisce con meccanismi diversi, spesso meno visibili ma altrettanto insidiosi: metalli, composti organici persistenti, nitrati e patogeni erodono la salute su più generazioni. Questo articolo espone, oltre ai problemi salutistici attuali legati ad alcune categorie di inquinanti presenti nell’aria e nell’acqua, come la scienza ci sta aiutando oggi grazie al ruolo emergente di prevenzione dell’epigenetica ambientale. Parlo di due elementi diversi fondamentali nella nostra vita, ma il cui inquinamento porta ad uno stesso esito: aria e acqua che accorciano la vita a causa della loro contaminazione.
Iniziamo dall’aria: perché l’inquinamento dell’aria è tanto importante nella salute e nella longevità?
L’aria, come l’acqua, è alla base della nostra vita e conseguentemente, respirare aria contaminata da inquinanti comporta molti rischi, acuti o cronici, nel caso veniamo esposti a contaminanti di natura chimica, biologica o più semplicemente a particelle solide aerodisperse: la gravità degli effetti dipende dalla natura del contaminante, dalla dose, dalla durata dell’esposizione e dalla suscettibilità individuale. Nel caso dell’aria, il particolato fine (PM2.5), gli ossidi di azoto e altri inquinanti aumentano il rischio di cardiopatie ischemiche, ictus, malattie respiratorie croniche e alcune tipologie tumorali. Le linee guida WHO (2021) fissano l’obiettivo di 5 μg/m3 come media annua per PM2.5; le stime GBD indicano milioni di decessi attribuibili all’esposizione cronica nel mondo.
Il PM2.5 rimane il problema di qualità dell’aria più critico anche per Italia: le concentrazioni medie annue e gli episodi acuti sono particolarmente elevati nella Pianura Padana, in particolare in Lombardia, Piemonte, Emilia‑Romagna, Veneto, dove condizioni orografiche e meteorologiche favoriscono l’accumulo. Tuttavia, le concentrazioni medie sono in declino rispetto alle decadi precedenti grazie a interventi su traffico e industria, ma restano ancora spesso superiori alle soglie raccomandate dall’OMS.
In poche parole, quali sono i principali inquinanti atmosferici e da cosa sono causati?
Secondo la letteratura scientifica e quanto citato dalle linee guida del WHO (World Health Organization- Global Air Quality Guidelines) l’inquinamento atmosferico è causato principalmente da emissioni da combustione derivate sia da combustibili fossili che da biomasse — in particolare per la produzione di energia elettrica, riscaldamento residenziale, trasporto su strada e processi industriali — cui si aggiungono emissioni agricole (ammoniaca, polveri da lavorazioni e incendi) e sorgenti naturali (polveri desertiche, incendi boschivi, emissioni biogeniche). Gli inquinanti principali che ritroviamo in atmosfera, a causa di queste emissioni, sono il PM2.5/PM10 o particolato, sia primario (ceneri, fuliggine, polveri) sia secondario (formato in atmosfera da ossidazione di SO2 e Ossidi di Azoto). Abbiamo poi anche abbondante inquinamento da composti organici volatili (VOCs), Ammoniaca e Ozono troposferico (ozono di fondo, secondario). Mentre un ruolo a parte si ha per l’anidride carbonica.
Perché si parla di ruolo a parte come inquinante per l’anidride carbonica?
L’anidride carbonica non è di per sé una sostanza inquinante in natura ma anzi necessaria. Quando espiriamo, noi come qualsiasi organismo aerobico, ne emettiamo in abbondanza. Ma la sua presenza aumentata enormemente specialmente dopo la rivoluzione industriale è la principale responsabile del riscaldamento globale per effetto cumulativo unitamente al metano, al protossido di azoto, ai gas fluorurati ed i particolati atmosferici. Come ormai risaputo, la causa principale del riscaldamento globale è dovuta principalmente all’aumento della concentrazione di gas serra (GHG) nell’atmosfera generato da attività umane il cui attore principale è proprio l’anidride carbonica; questo aumenta la “forzante radiativa” netta e fa sì che la Terra trattenga più energia.
L’anidride carbonica ha una lunga persistenza in atmosfera, non di decenni ma di secoli; quindi, tutte le emissioni odierne di origine antropica (di origine umana) influenzano il clima per lunghi periodi. Quindi si può dire che l’inquinamento atmosferico riduce la longevità in due modi: direttamente, per la tossicità di singoli inquinanti, e indirettamente, quando gas come l’anidride carbonica alimentano l’effetto serra e il cambiamento climatico, che a sua volta aumenta esposizioni e rischi per la salute.
In che maniera la longevità dell’uomo ne è influenzata in quest’ultimo caso?
Il riscaldamento globale riduce la longevità media dell’uomo perché aumenta la sua esposizione a fattori che provocano mortalità prematura e malattie croniche. Voglio citare in particolare di questi fattori, diversi dallo stress da calore diretto che, come ben risaputo, temperature più alte e ondate di calore aumentano il carico cardiovascolare e l’insufficienza termoregolatoria, specialmente in anziani, cardiopatici e fasce fragili. Per citare alcuni fattori meno conosciuti, il riscaldamento globale provoca un aumento di malattie infettive e vettoriali, basta pensare che i cambiamenti di temperatura e precipitazioni modificano la distribuzione e la stagionalità di zanzare, zecche e altri vettori (es. malaria, dengue, West Nile), aumentando il rischio di infezioni in nuove popolazioni. Analogamente il riscaldamento induce insicurezza alimentare e malnutrizione a causa di siccità, ondate di calore e fenomeni meteorologici estremi alluvionali che riducono rese agricole e qualità nutrizionale. Gli eventi estremi causano inondazioni, tempeste e ondate di calore che danneggiano infrastrutture sanitarie, interrompono terapie e aumentano lesioni e stress psicologico. Tutto questo ha effetti socioeconomici e una vulnerabilità differenziata nella popolazione. La popolazione povera del mondo subisce perdita di mezzi di sostentamento, migrazioni forzate, peggior accesso ai servizi sanitari. I gruppi più poveri e marginalizzati subiscono le maggiori perdite di salute. Tutto questo è chiaramente un argomento molto complesso che meriterebbe un grande approfondimento e una profonda riflessione.
Ma cosa può dire invece sui rischi sanitari che si possono correre con l’inquinamento dell’acqua?
Rispetto all’aria, per l’acqua il rischio sanitario è più eterogeneo, perché può contenere una gamma molto più ampia di contaminanti chimici e biologici. Gli inquinanti tipici giusto per citarne alcuni possono essere i metalli pesanti, i PFAS, le sostanze azotate, ed è quasi impossibile enumerare i solventi, i fitofarmaci i numerosissimi microrganismi patogeni cosi come, argomento molto attuale, le micro e le nano plastiche. Inoltre, la contaminazione idrica è fortemente dipendente da fattori locali come la geologia, l’uso del suolo, le perdite infrastrutturali degli acquedotti o gli sversamenti ed eventi episodici di inquinamento che si possono avere localmente. È facile, ad esempio, che due acquedotti vicini anche poche centinaia di metri possono avere rischi completamente diversi.
Ritornando ai contaminanti, molti di loro si bioaccumulo o interagiscono tra loro, e alcuni causano effetti acuti dando luogo a intossicazioni di diversa gravità mentre altri determinano effetti cronici subletali che riducono l’aspettativa di vita e possono causare malattie gravi come il cancro, patologie renali, disturbi metabolici o danni neurocognitivi. In determinati casi, alcuni inquinanti come i PFAS, impiegati industrialmente come idrorepellenti e oleorepellenti in pentole antiaderenti, imballaggi alimentari e prodotti per la pulizia, così come alcuni pesticidi, possono provocare interferenze endocrine persistenti che incidono negativamente sul metabolismo, sulla fertilità e sullo sviluppo.
Esistono degli studi sulla longevità della popolazione che possono essere documentati e correlati a gravi problemi sanitari della popolazione con la presenza di inquinanti nell’acqua?
Da dopo gli anni ‘50-60 del secolo scorso sono stati fatti numerosi studi a livello mondiale documentati con attenzione verso il pubblico in grado di illustrare il potenziale letale e cronico di un’acqua contaminata.
Vorrei citare gli studi fatti sull’Arsenico nelle acque potabili di alcune aree del Bangladesh in cui l’esposizione cronica è stata correlata scientificamente ad aumenti significativi di tumori, malattie vascolari e nefropatie. Analogamente è famoso il caso di Minamata in Giappone, dove il metilmercurio introdotto nella catena alimentare dalla Chisso Corporation ha causato quello che comunemente è stata chiamata la “malattia del gatto danzante”, responsabile di danni neurologici gravi e decessi, e con effetti multigenerazionali.
Vorrei poi citare la Crisi dell’acqua di Flint in Michigan, USA, avvenuta nel 2014, dove un’esposizione al piombo nell’acqua potabile ha evidenziato danni neurocognitivi nei bambini e conseguenze cardiovascolari a lungo termine negli adulti.
Per ultimo vorrei citare il caso dei PFAS (Sostanze Perfluoroalchiliche). In America queste sostanze sono state prodotte dalla 3M e DuPont e riversate per decenni nell’ambiente senza che avessero una opportuna regolamentazione. Questa famiglia di inquinanti ha causato una massiccia contaminazione ambientale da “sostanze chimiche perenni”, con oltre 20 milioni di persone a rischio esposizione tramite l’acqua potabile solo negli Stati Uniti. L’Italia non è immune da questa tipologia di inquinante, e rappresenta una delle più gravi contaminazioni ambientali in Europa, con epicentro nel Veneto (province di Vicenza, Verona, Padova) causato dalla ex fabbrica Miteni. Oltre 350mila persone sono state esposte a quelli che sono stati soprannominati “inquinanti eterni” attraverso l’acqua potabile. Recenti studi hanno evidenziato una diffusa contaminazione anche in altre regioni, e di fatto hanno associato alcune esposizioni a questo contaminante a tumori, alterazioni metaboliche e immunosoppressione.
La maggior parte degli inquinanti deriva da nuovi prodotti o da nuovi processi sviluppati dall’uomo e che spesso poi si ritrova come inquinante ambientale. Esiste un modo per studiare gli effetti di un nuovo inquinante senza arrivare in ritardo come spesso facciamo? dopo che ha causato danni alla salute e alla longevità di qualsiasi forma biologica in natura, noi compresi?
Negli ultimi decenni molti nuovi prodotti e processi industriali sono diventati poi inquinanti ambientali: la risposta non può più essere “si studia dopo il danno”. Oggi è possibile ridurre il ritardo combinando prioritizzazione (in pratica l’uso, la persistenza, il bioaccumulo) con i modelli in silico (QSAR/ML) anche detti modelli di simulazioni al computer, lo screening ad alto rendimento (ToxCast/Tox21) in grado di analizzare decine di migliaia di sostanze in brevissimo tempo, la mappatura meccanicistica tramite Adverse Outcome Pathways e indagini omiche (transcriptoma, metaboloma, epigenoma) integrate con monitoraggio non‑targeted ad alta risoluzione. Questo flusso consente di identificare precocemente il percorso di tossicità dell’inquinante e biomarcatori utili per decidere interventi mirati o limitazioni precauzionali.
Tra i biomarcatori più promettenti ci sono le alterazioni epigenetiche: cambiamenti di metilazione del DNA che alimentano gli “epigenetic clocks” e il confronto tra età biologica ed età cronologica. Studi osservazionali mostrano che esposizioni ambientali (PM, metalli, PFAS, fumo) possono accelerare questi “orologi” e, separatamente, associarsi ad accorciamento dei telomeri o in altre parole segnali molecolari che precedono malattie cliniche e mortalità. Sono quindi strumenti utili come “primo avviso”, ma non sostituiscono gli studi epidemiologici: i segnali devono quindi essere adeguatamente interpretati.
Per capire se una sostanza accelera l’invecchiamento biologico servono studi che seguano le persone nel tempo, che escludano l’effetto di fumo, dieta o povertà e che analizzino i tessuti rilevanti, non solo quindi eseguendo una misura occasionale attraverso un prelievo del sangue.
Aria e acqua contaminate tolgono anni di vita oltre alla qualità di vita stessa. Non si tratta solo di numeri: sono danni misurabili e prevenibili. Le risposte efficaci richiedono politiche basate sull’evidenza, monitoraggio capillare, interventi mirati e trasparenza nelle valutazioni. Tutti elementi che possono restituire anni di vita alle comunità più esposte. E in questo l’epigenetica ambientale ci viene in aiuto.
Riproduzione riservata
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Photo cover: Unsplash / Maxim Tolchinskiy
Tutte le altre foto sono state realizzate dall’autore con AI
