Le vie d’ingresso del particolato


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Nanopatologie: cause ambientali e possibilità di indagine

Le vie d’ingresso del particolato

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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Al Laboratorio di Biomateriali dell’Università di Modena, iniziate le ricerche, fu subito evidente che il particolato micro- e nanometrico è in grado di entrare nell’organismo e che, almeno in parte, non viene affatto eliminato come, invece, si era sempre dato per scontato, benché nessuna ricerca scientifica esaustiva in proposito fosse mai stata eseguita e non esistessero elementi solidi per sostenerlo.

Risultò altrettanto evidente come la via preferenziale d’ingresso di tale materiale sia l’inalazione (un essere umano respira circa 20 m3 d’aria al giorno).

Le particelle sospese vengono inspirate e finiscono (se di dimensioni sufficientemente ridotte, il che è un’evenienza assolutamente comune) negli alveoli polmonari dove, per quanto concerne la loro frazione dimensionalmente grossolana, vale a dire qualche micron o decina di micron, sono di norma fagocitate dai macrofagi.

Una volta divorati questi corpi estranei, i macrofagi non riescono, però, a degradarli né a distruggerli, perché quei granelli sono costituiti da sostanze non biodegradabili.
Fig. 1 - Nanoparticelle di ferro all’interno di un globulo rosso Esclusa la frazione che i macrofagi riescono a portare a livello delle vie respiratorie superiori e ad eliminare tramite l’espettorazione, morto il macrofago, le particelle rimangono dunque nel- l’organismo.

Se il particolato è di dimensioni nanometriche (da qualche decimillesimo di millimetro in giù) riesce a passare, e lo fa in un minuto, direttamente dall’alveolo polmonare alla circolazione sanguigna [8].

Dal sangue agli organi il passo è breve, soprattutto se si pensa che le nanoparticelle sono in grado di entrare anche nei globuli rossi (figura 1), un ottimo cavallo di Troia per superare ogni barriera.

Quale che sia la strategia adottata per penetrare nei globuli rossi o restare, come molto più spesso accade, nella frazione plasmatica del sangue, entro breve tempo queste particelle vengono sequestrate da qualche tessuto dell’organismo e possono finire in fegato, reni, ganmigliaia di persone soffrono di malattie che hanno grande probabilità di essere state causate dall’esposizione e dalle immense quantità delle polveri più varie che le esplosioni e i crolli hanno generato. [8] Nemmar, A., P.H.M. Hoet, B. Vanquickenborne, D. Dinsdale, M. Thomeer, M.F. Hoylaerts, H. Vanbilloen, L. Mortelmans, B. Nemery. 2002. Passage of inhaled particles into the blood circulation in humans. Circulation 105 (4): 411-414].
Le patologie oncologiche piugli linfatici, cervello o altri organi.

Uno studio del 2004 ha accertato che nanoparticelle assunte per ina- lazione possono raggiungere il cervello percorrendo gli assoni delle cellule nervose [9].

Aggrava la situazione il fatto che il particolato, oltre a non essere biodegradabile, è anche non biocompatibile, il che significa che è, per definizione, patogenico, cioè capace d’innescare una malattia. Come avviene per un qualsiasi corpo estraneo, l’organismo reagisce alla presenza indesiderabile di quei minuscoli granelli di polvere con uno stato infiammatorio; tale reazione diventa visibile quando la concentrazione dei detriti è abbastanza elevata.

Ma quando i granelli sono nanometrici, ecco che sono capaci di penetrare in profondità nelle cellule, fino all’interno del nucleo (figura 2) senza che la cellula percepisca la loro presenza, tanto che la membrana resta integra e la cellula vitale e capace di riprodursi.

Una sorta di laboratorio per l’osservazione delle patologie da inalazione è offerto da New York, dove il gruppo del Laboratorio Nanodiagnostics di Modena è impegnato nello studio di chi ha prestato soccorso dopo l’11 settembre 2001. [9] Oberdörster, G., Z. Sharp, V. Atudorei, A. Elder, R. Gelein, W. Kreyling and C. Cox (2004) Translocation of inha- led ultrafine particles to the brain. Inhalation Toxicology 16 437-445]
Figura 2 - Epatocita con particelle nel nucleo.
Figura 3 - Adenocarcinoma con microparticella di Zirconio da 50 micron. Nella zona, diverse centinaia di comuni riscontrate sono i linfomi non Hodgkin e le leucemie, ma decisamente notevoli sono anche malattie neurologiche come fatica cronica, insonnia, perdita di memoria a breve, morbo di Parkinson e morbo di Alzheimer, patologie, queste due ultime, insorgenti in soggetti insolitamente giovani.

Dopo l’inalazione, la via d’assunzione più frequente per i micro- e nanodetriti è l’ingestione.

Le particelle che fluttuano in aria, prima o poi cadono a terra, depositandosi su frutta e verdura, che sono alimento per l’uomo, e sull’erba, che è cibo per gli animali.

Nell’apparato digerente si possono trovare particelle inorganiche delle dimensioni di 40-50 micron (figura 3) o anche più grandi che né l’acqua, né gli enzimi, né l’acidità dello stomaco sono in grado di dissolvere.

Anche l’apparato digerente lascia transitare con una certa libertà il particolato che, come avviene per quello inalato, entra nel sangue e nei vasi linfatici, seguendo poi sorte analoga all’altro.
In questo caso, particelle relativamente grossolane possono restare imprigionate nel tessuto della parete gastrica o intestinale.

Una situazione in cui inalazione ed ingestione sono vie di assunzione ugualmente importanti sono le zone teatro di guerra e le località limitrofe, pur non coinvolte negli scontri bellici.

Il gruppo di Modena è impegnato nelle ricerche sulle sindromi cosiddette del Golfo e dei Balcani, che affliggono militari e civili allo stesso modo, nelle zone dell’Iraq e della ex-Jugoslavia.

Secondo quanto finora rilevato [10] [11], i soggetti impegnati in quelle zone si ammalano non tanto per la radioattività dell’uranio impoverito contenuto in certi proiettili ed in certe bombe (al più, la radioattività potrebbe essere una concausa), o per la tossicità dell’uranio, bensì per l’inalazione e l’ingestione di enormi quantità di polveri sottili e sottilissime che ogni esplosione ad alta temperatura sviluppa; le temperature raggiunte in presenza di uranio, durante le esplosioni, superano i 3.000 °C, causando la volatilizzazione di bersaglio e proiettile insieme. [10] Gatti, A.M., S. Montanari, The so- called Balkan Syndrome: a bioenginee- ring approach, 2004, www.idust.net/Docs /Nanoparticles01.htm.
[11] Gatti, A., L’inquinamento bellico come causa di nanopatologie capitolo del libro URANIO, M.I.R. Edizioni, novembre 2005 pag. 6-35, ISBN 88-88282-70X.
Questi materiali si ricondensano velocemente in atmosfera sotto forma di micro- e nanoparticolato che, come tutte le polveri simili, resta in sospensione per tempi anche molto lunghi e può essere inalato, depositandosi, infine, lentamente al suolo, ricadendo sui prodotti commestibili della terra.

Poi, basta un refolo di vento per risollevare la polvere e ricominciare il ciclo.

Esistono ulteriori, seppur meno frequenti, vie d’ingresso nell’organismo.

L’ipotesi di un passaggio di particelle attraverso la pelle, in relazione all’uso di particolato in alcune creme cosmetiche, a tutt’oggi, non pare essere dimostrata sufficientemente, quanto meno in presenza di una pelle integra.


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