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Le leggi che regolano le nanoparticelle nell’organismo

Le leggi che regolano le nanoparticelle nell’organismo

Il lavoro del gruppo di Modena
Stefano Montanari*, Antonietta M. Gatti**
* Nanodiagnostics, Via E. Fermi 1/L, 41057 San Vito (Modena)
** Laboratorio di Biomateriali, Università di Modena e Reggio Emilia

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Agli ordini di grandezza delle particelle in questione, soprattutto quelli nanometrici, le leggi della biologia classica non funzionano più, così come la fisica di Newton non è capace di spiegare il comportamento degli atomi o della luce e, anzi, questi comportamenti vedrebbe come assurdi.

Dal punto di vista biologico, queste entità non si comportano né come oggetti di dimensioni più grossolane né come ioni, nozione, quest’ultima, che riesce piuttosto ostica ai tossicologi classici.

Alla tossicità, che potremmo definire chimica, di un determinato materiale si sovrappone un effetto deleterio di natura fisica, dovuto alla presenza di un corpo estraneo di dimensioni tali da poter interferire con i tessuti a livello cellulare e subcellulare.

I due effetti combinati sinergicamente danno luogo a reazioni biologiche mai indagate prima, che per non essere fraintese necessitano di un approccio medico innovativo e scevro di preconcetti.

Come regola generale, più una particella è piccola, più è aggressiva, ma questa aggressività non si accresce in maniera analogica con il diminuire delle dimensioni.

La cosa risulta evidente se si prendono in considerazione le PM 2,5, vale a dire il particolato sospeso in atmosfera il cui diametro aerodinamico medio è uguale o inferiore a 2,5 micron.
A quanto risulta dagli studi citati, un incremento nella concentrazione atmosferica di questo materiale comporta un incremento parallelo nella mortalità cardiogena.

Non altrettanto accade per le polveri PM10 (particolato con diametro aerodinamico medio pari o inferiore a 10 micron).

In questo secondo caso sembra non esistere una correlazione diretta tra i due fenomeni.

Malauguratamente, ciò che viene controllato per legge è la concentrazione di PM10 presente in atmosfera; controllo, questo, effettuato per via gravimetrica.

Questo metodo di misura ha scarso significato se dalla misura si vogliono ricavare indicazioni circa l’effetto nocivo sull’organismo di quel tipo d’inquinamento.
Ciò di cui si dovrebbe tenere conto è il numero di particelle e la loro dimensione, ricordando che più queste sono piccole, più sono deleterie.

Ora, disponendo di una particella idealmente sferica del diametro di 10 micron, per elementari motivi geometrici potrebbero essere ricavate da queste 64 particelle sferiche di diametro 2,5 micron, o 1.000 di diametro 1 micron o 1.000.000 di diametro 0,1 micron.

Poiché la legge valuta solo la massa, il risultato sarà che una particella da 10 micron o 1.000.000 di particelle da 0,1 micron sono perfettamente equivalenti.

Dal punto di vista scientifico, invece, si avrà, da una parte, l’impatto con l’organismo di un’innocua particella grossolana e, dall’altra, 1.000.000 d’impatti di particelle incomparabilmente più penetranti.

Così, i controlli di legge sono di scarso interesse, sviano da quello che dovrebbe essere l’obiettivo da perseguire e rischiano di indurre a ritenere, del tutto fallacemente, che l’aria di oggi sia in qualche modo più pulita di quella di alcuni anni fa.
A questo punto, per valutare la nocività delle micro- e nanoparticelle bisogna considerare un certo numero di fattori.

Probabilmente, il fattore più importante è la loro qualità di corpi estranei, elementi, cioè, che l’organismo vede come nemici e che, per questo, combatte, cercando di distruggerli o, alla peggio, d’isolarli.

In ambedue i casi, non dimenticando mai che quegli oggetti così piccoli non sono né biocompatibili né biodegradabili, il risultato è una condizione patologica non necessariamente evidente, o semplicemente non evidente subito o, magari, mai evidente, dal punto di vista clinico.

È ovvio che la composizione chimica è di grande importanza nel determinare la tossicità della particella: che il mercurio sia più velenoso del ferro o il piombo del sodio è nozione comune.

Occorre, poi, prestare attenzione alle eventuali trasformazioni cui il particolato metallico sequestrato in un tessuto può andare incontro.

Non sono da escludere, infatti, fenomeni di corrosione con conseguente alterazione della tossicità dell’elemento.

Sono importanti, poi, le dimensioni del particolato e la velocità di inalazione o ingestione, poiché più l’introduzione è rapida e più alta è la concentrazione, maggiore è la pericolosità.

Infine, senza entrare in ulteriori particolari, la forma è elemento da considerare.

Particelle a forma di ago, come, ad esempio, quelle di amianto, sono assai più penetranti di quelle tondeggianti.



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