Inquinamento atmosferico e COVID-19

di Aldo DI GIULIO

La scienza medica si interroga se fra l’inquinamento atmosferico e la pandemia dal Coronavirus, SARS-CoV-2, ci sia un nesso scientifico documentabile. L’esposizione agli inquinanti atmosferici antropogenici può sviluppare reazioni infiammatori polmonari influendo negativamente sullo stato di salute dell’uomo. Ambedue i contaminanti considerati, chimico (PM10, PM2,5) e biologico (coronavirus), hanno la via dell'aria ambiente come mezzo di trasmissione e il bersaglio comune dei polmoni.

Una traccia comparativa è l’effetto del particolato PM2,5 e del SARS-CoV-2, su l’organismo umano che, in modo distinto, può determinare disfunzione endoteliale vascolare, stress ossidativo, trombosi, aggressione al sistema immunitario. Il virus patogeno che determina la malattia, Covid-19, presenta complicanze respiratorie, infarto miocardico, aumento dei biomarcatori che si rilevano anche con elevati livelli di inquinamento atmosferico ^(1,2). L’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro, IARC, ha classificato il particolato PM10 e PM2,5, come cancerogeno di classe 1.

Gli inquinanti tossici e nocivi emessi dalle auto, industrie, riscaldamento domestico, biomasse, possono costituire un catalizzatore, un acceleratore che aumenti la capacità infiammatoria del virus?

Un altro indizio fra i contaminanti per il confronto nel mondo, può essere il numero dei decessi registrati sul versante dell’inquinamento atmosferico, oltre 7mln e quelli attribuiti al SARS-CoV-2 >5 mln (OMS, Ministero della Salute).

L’inquinamento da particolato ambientale PM2,5 è stato il principale fattore di rischio di livello 4 per DALY (Disability Adjusted Life years) tra i rischi ambientali con 4,14 milioni (3,45-4,80) di decessi nel 2019. L’inquinamento da ozono ambientale ha rappresentato l’11,1% dei decessi per BPCO a livello globale, per un totale di 365000 decessi (175000-564000). I più alti tassi di mortalità standardizzati per età attribuibili all’ozono si sono verificati nell’Asia meridionale (Lancet³).

Le fonti di inquinamento atmosferico chimico, provengono dalla combustione dei prodotti fossili, (petrolio, carbone, gas naturale), dalle sorgenti naturali (sabbie sahariane, vulcani, pollini); biomasse e incendi. La cattiva qualità dell’aria outdoor e indoor, data dal coronavirus con i provvedimenti conseguenti, lockdown, smart working, mascherina, guanti, didattica a distanza, accessi limitati ai luoghi chiusi, vaccino e super green pass sono atti di prevenzione contro una forma di “inquinamento atmosferico biologico”.

Aspetto giuridico. Le misure adottate nella pandemia trovano riscontro nel DPR 203/88 ove l’inquinamento atmosferico viene definito “ogni modificazione della normale composizione o stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di uno o più sostanze in quantità o con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria, da costituire pericolo ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell’ambiente, alterare le risorse biologiche e gli ecosistemi ed i beni materiali pubblici e privati”. L’assenza di adeguate misure di prevenzione e protezione dalla diffusione del coronavirus, da parte dei responsabili della salute pubblica, potrebbe interessare l’Autorità Giudiziaria a far rispondere sulla scorta degli articoli del C.P. 438 (epidemia colposa) e art.452 (delitti colposi contro la salute pubblica).

Studio della ESC European Society of Cardiology.

Un esame multidisciplinare internazionale sull’ipotesi del ruolo dell’inquinamento atmosferico alla mortalità da Covid-19 è stato svolto dai ricercatori del Centro Internazionale di Fisica, Trieste (Italia), l’Istituto Max Planck di Chimica, Maina (Germania), Dipartimento di Biostatistica di Boston (USA), il Centro per il cambiamento climatico, Londra (Gran Bretagna), l’Università di medicina di Berlino (Germania), il Centro per la ricerca cardiovascolare di Mainz (Germania), l’Istituto di clima e atmosfera, Nicosia (Cipro) ^(1,2).

Metodologia della ricerca. L’ approccio sul rapporto inquinamento atmosferico/Covid-19 è stato lo studio su 65 lavori pubblicati, con criticità in alcuni Paesi. Cina. Una ricerca svolta nel 2003⁽⁴⁾ con 5327 casi segnalati e circa 349 decessi, ha presunto che l’incidenza dell’inquinamento atmosferico potesse aggravare gli esiti sanitari dal SARS-CoV-1, antesignano del SARS-CoV-2. I due coronavirus sono simili in quanto “ i loro genomi sono estremamente correlati e i virus entrano nelle cellule ospiti legandosi allo stesso recettore di ingresso angiotensina-enzima di conversione 2” ⁽¹⁾ . L’ indice di inquinamento atmosferico (API) è stato considerato in base alle concentrazioni del particolato, anidride solforosa, biossido di azoto, monossido di carbonio e ozono al livello del suolo. ” Un’ analisi su l’esposizione a breve termine ha dimostrato che i pazienti con SARS provenienti da regioni con API (indice di inquinamento atmosferico) moderate avevano un rischio dell’84% di morire di SARS rispetto a quelli provenienti da regioni con API basse (RR=1,84, 95%CI:1,41-2,40). I pazienti con SARS provenienti da regioni con API elevate avevano il doppio delle probabilità di morire di SARS rispetto a quelle provenienti da regioni con API basse (RR=2,18, 95%CI:1,31-3,65%) ^(1,4) ”.

Italia. La Protezione Civile Italiana ha calcolato che al 21 marzo 2020, la mortalità in Lombardia ed Emilia Romagna è stata di circa il 12% mentre nel resto di Italia è stata di circa il 4,5%. Il Royal Netherlands Meteorological Institute studiando il monitoraggio dell’ozono dal satellite della Nasa ha affermato che il Nord Italia rappresenta una delle aree più inquinate di Europa anche a causa della morfologia e orografia del territorio. L’indice di inquinamento utilizzato (AQI) considera gli inquinanti del PM10, PM2,5, SO₂, O₃ ed NO₂ . La popolazione con una età media avanzata e affetta da altre comorbidità che vive in una area fortemente inquinata, “ potrebbe avere le difese delle ciglia e delle vie aeree superiori indebolite sia dall’età che dall’esposizione cronica all’inquinamento atmosferico e l’esposizione al virus SARS-CoV-2 aggravare lo stato di salute. Un sistema immunitario debole, innescato dalla esposizione cronica all’inquinamento atmosferico, può portare a un distress respiratorio acuto (ARDS) e alla morte, in caso di gravi comorbidità respiratorie e cardiovascolari . L’alto tasso di inquinamento atmosferico dovrebbe essere considerato come un ulteriore cofattore dell’elevato livello di letalità nelle regioni del Nord Italia ^(1,5)”.

Inghilterra e Paesi Bassi. Ricerche svolte hanno confermato i riscontri fra la cattiva qualità dell’aria ambiente e il Covid-19^(1).

Modello di studio. L’equipe della European Society of Cardiology Cardiovascolar ha stimato l’incidenza dell’inquinamento atmosferico sul tasso di mortalità da Covid-19 utilizzando i dati epidemiologici negli USA e in Cina, i valori del particolato PM2,5 per l’esposizione a medio e lungo termine, con l’impiego di modelli misti binomiali. Il modello adottato di circolazione generale della chimica atmosferica globale (EMAC) ricrea i processi chimici atmosferici, meteorologici e le interazioni con gli oceani e la biosfera, nella stessa rappresentazione degli studi sui cambiamenti climatici e la salute pubblica. L’esposizione al particolato, è stata determinata con i valori annuali di PM2,5 del 2019, acquisiti dai dati satellitari, in prossimità della superfice terrestre, calcolando la frazione antropica, integrati nel modello di chimica atmosferica. La stima dell’inquinante ha ponderato la popolazione tra aree urbane e rurali ^(1).

Fonte: Cardiovascolar Research Volume 116, N.114, 1dicembre 2020, Pagg.2247-2253. Contributi regionali e globali dell’inquinamento atmosferico al rischio di morte per COVID-19. A. Pozzer, F. Dominici, A. Haines, C. Watt, T. Munzel e J. Lelieveld^, 2020.

L’indagine della ESC, osservata fino al marzo del 2020, ha individuato mediamente l’incidenza percentuale dell’inquinamento atmosferico sui decessi dalla pandemia del Covid-19 nel mondo del 15%, Asia Orientale 27%, Nord America 17%, Asia del Sud 15%, Europa 19%, Sud America 9%, Asia Occidentale 8%, Africa 7%, Oceania 3%; in Italia del 15% ^(1-2).

I dati dei decessi per il Covid-19 in USA sono stati raccolti dalla Jonhns Hopkinsin University fino al 22 aprile del 2020, in 3087 contee su 3142, il 98% della popolazione, di cui il 42% ha riportato decessi per Covid-19. L’indagine ha considerato 20 potenziali fattori di confusione: la dimensione della popolazione, la distribuzione per età, densità di popolazione, periodo di tempo dall’inizio della pandemia, tempo trascorso ai confinamenti domiciliari, letti ospedalieri, numero di individui testati, condizioni meteorologiche, fattori socioeconomici e di rischio come obesità e fumo.

Lo studio mostra una confrontabilità fra le cause di morte dei pazienti da Covid-19 e quelle che determinano la mortalità da PM2,5. Il rischio di mortalità dal virus è aumentato fino all’8% con l’incremento del contaminante. Una osservazione di 5700 pazienti ricoverati per Covid-19 nel distretto di New York ha rilevato che le comorbilità erano di ipertensione (57%), obesità (42%), e diabete (34%), indici di rischio cardiovascolare, osservati anche in relazione a elevati valori di particolato PM2,5 ^(1,6).

L’effetto dello smog su gli esiti sanitari della pandemia in Cina nel 2020, è valutato con la correlazione spaziale dell’inquinamento da particolato. Una analisi trasversale è stata eseguita per esaminare il valore giornaliero del PM2,5 e PM10 nello spazio con il tasso di mortalità da Covid-19, attraverso il metodo di regressione lineare multipla. La ricerca ha riguardato 49 città tra cui Wuhan, 15 città all’interno dell’Hubei e 33 città fuori dell’Hubei con non meno 100 casi al 22 marzo 2020, pervenendo alla conclusione che “ il tasso di mortalità da Covid-19 ha una forte associazione con PM2,5 e PM10 sia nella provincia di Hubei che nelle altre città della Cina. Il tasso di mortalità delle città all’interno dell’Hubei era inferiore a quello di Whan”.

L’approfondimento è stato svolto considerando gli studi sulla epidemia della SARS in Cina del 2003, aumentando il tasso di mortalità, considerando che, il Covid-19 è causato da SARS-CoV-2 che condivide il 79,6 di identità di sequenza con SARS-CoV e ha lo stesso recettore di ingresso cellulare, l’enzima di conversione dell’angiotensina II come il SARS-CoV ^(1,7).

L’influenza dell’inquinamento sulla pandemia dal Covid-19 indica che 7 sui primi dieci Paesi nel mondo sono in Europa ⁽²⁾.

Rischio dall’inquinamento atmosferico. La stima del rischio dell’inquinamento atmosferico al Covid-19 è stata svolta applicando la funzione esposizione-risposta dell’OMS considerando l’esposizione media annua del sito osservato e la concentrazione del PM2,5 al di sotto della quale l’esposizione non ha significato epidemiologico. La frazione della mortalità attribuibile allo smog ha considerato i valori del PM2,5 rispetto alla distribuzione della popolazione sul territorio, città, periferia, aree suburbane. I dati sulla popolazione sono stati forniti dalla NASA e dalla Columbia University Center.

Limiti dell’indagine preliminare. Una conclusione congrua sarà svolta al termine della pandemia in quanto i dati epidemiologici si fermano alla terza settimana di giugno 2020 e i livelli di confidenza al 95%, presentati in tabella, sono considerevoli. I dati per la Cina presentano una incertezza significativa, i valori utilizzati per lo studio provengono da paesi ad alto reddito e la rappresentatività per i paesi a basso reddito può essere limitata. In Africa e in Asia occidentale la contaminazione dell’aria ambiente dalle polveri eoliche può agire sulla mortalità e in Paesi a basso reddito l’inquinamento domestico può influire sui decessi anticipati.

Valutazioni. Le precondizioni broncopolmonari e cardiovascolari, tra cui ipertensione, diabete, malattia coronarica, cardiomiopatia, asma, BPCO e malattie acute delle vie inferiori, tutte influenzate negativamente dall’inquinamento atmosferico, portano a un rischio più elevato in Covid-19. Il rischio di decesso aumenta con l’età, >70 anni. Le frazioni di mortalità per Covid-19 attribuita all’inquinamento atmosferico dato dai combustibili fossili vede il mondo articolato in tre fasce: Asia orientale (15), Nord America (14), Europa (13); Asia del sud (7), Asia occidentale (6); Sud America (3), Africa (2), Oceania (1); mediamente nel mondo (8).

Lo studio suggerisce che l’inquinamento atmosferico è un importante cofattore che aumenta la mortalità dal Covid-19 ⁽¹⁾ .

Bibliografia. 1-ESC European Society of Cardiology Cardiovascolar Research Volume 116, N.114, 1dicembre 2020, Pagg.2247-2253. Contributi regionali e globali dell’inquinamento atmosferico al rischio di morte per COVID-19. A. Pozzer, F. Dominici, A. Haines, C. Watt, T. Munzel e J. Lelieveld^, 2020; 2- Cardiovascolar Research “Informazioni supplementari” Volume 116, N.114, 1dicembre 2020, Pagg,2247-2253. Stima delle percentuali di mortalità da COVID-19 attribuite all’inquinamento atmosferico da tutte le fonti antropogeniche; 3- The Lancet.com Vol. 396 17 ottobre 2020; 4- Inquinamento atmosferico e morte del caso di SARS nella Repubblica Popolare Cinese: uno studio ecologico. -Salute ambientale. Cui Y, Zhang Z-F, Froines G, Zhao J, Whang H, Yu S-Z, Detels R; 5-L’inquinamento atmosferico può essere considerato un co-fattore nell’altissimo livello di letalità SARS-CoV-2 nel Nord Italia? E. Conticini, B. Frediani, D. Cario, Inquinamento ambientale. Volume 261, giugno 2020, 114465; 6-Esposizione all’inquinamento atmosferico e alla mortalità da COVID-19 negli Stati Uniti: una analisi nazionale, studio trasversale. Xiao Wu, Rachel C Nethery, M Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici; 7-Correlazione spaziale dell’inquinamento atmosferico da particolato e del tasso di mortalità di COVID-19, Yao Y, Pan J; Wang W, Liu X, Kan H, Meng X, Wang W, Università Fuban, Shangai, Cina, 2020.

Aldo Di Giulio