Ricerche

Le persone che respirano aria contaminata nel corso degli anni hanno maggior rischio di sviluppare numerose malattie. Si pensa che ciò sia dovuto a componenti altamente reattivi nel particolato, che influenzano i processi biologici nel corpo. Tuttavia, i ricercatori dell'Università di Basilea hanno ora dimostrato che questi componenti scompaiono in poche ore e che le misurazioni precedenti hanno quindi completamente sottostimato le quantità in cui sono presenti.

Il coautore dott. Alexandre Barth imposta il dispositivo che misura componenti dannosi nel particolato in tempo reale. (Foto: Università di Basilea)

Dai problemi respiratori cronici alle malattie cardiovascolari, dal diabete alla alla demenza, sono ampi e gravi i danni alla salute causati dall'inquinamento atmosferico da particolato. L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) stima che oltre sei milioni di decessi all'anno siano causati da una esposizione elevata al particolato. La composizione chimica di queste minuscole particelle nell'aria, che provengono da una vasta gamma di fonti sia antropogeniche che naturali, è molto complessa.

Quali particelle innescano quali reazioni e malattie a lungo termine nel corpo è oggetto di ricerche intensive. Questa nuova ricerca si è concentrata su componenti particolarmente reattivi noti agli esperti come radicali di ossigeno o specie reattive di ossigeno. Questi composti possono ossidare le biomolecole all'interno e sulla superficie delle cellule nel tratto respiratorio, danneggiandole e, a loro volta, innescando risposte infiammatorie che incidono sull'intero corpo.

Gli esperti in precedenza avevano raccolto il particolato sui filtri e avevano analizzato le particelle con un ritardo di giorni o settimane. "Poiché questi radicali contenenti ossigeno reagiscono con altre molecole così rapidamente, dovrebbero essere misurati senza indugio", afferma il professor Markus Kalberer, scienziato atmosferico, spiegando l'idea alla base dello studio che lui e il suo team hanno recentemente pubblicato in Science Advances.

Misura dall'aria in tempo reale

Il team del Dipartimento di Scienze Ambientali dell'Università di Basilea ha sviluppato un nuovo metodo per misurare il particolato in pochi secondi. Ciò comporta la raccolta delle particelle direttamente dall'aria in un liquido, dove entrano in contatto con vari prodotti chimici. All'interno di questa soluzione, i radicali dell'ossigeno reagiscono e producono segnali di fluorescenza quantificabili.

Le misurazioni prese con il nuovo metodo rivelano che dal 60% al 99% dei radicali di ossigeno scompaiono in pochi minuti o ore. Analisi precedenti del particolato basate sulla deposizione in un filtro hanno quindi fornito un'immagine distorta. "Tuttavia, poiché l'errore di misurazione in caso di analisi ritardata non è costante, non è possibile estrapolare [dati] dalle precedenti analisi basate sul filtro", afferma Kalberer. La vera proporzione di sostanze dannose nel particolato è, afferma, significativamente più alta di quanto precedentemente ipotizzato.

Secondo il ricercatore atmosferico, la principale sfida con il nuovo metodo era quella di sviluppare uno strumento di misurazione che effettuasse analisi chimiche in modo autonomo e continuamente, in condizioni stabili, non solo in laboratorio, ma anche durante le misurazioni sul campo in una vasta gamma di luoghi.

Risposte infiammatorie diverse e più forti

Inoltre, ulteriori analisi di laboratorio con cellule epiteliali dei polmoni hanno fornito prove che, in particolare, i componenti di breve durata e altamente reattivi del particolato hanno un effetto diverso rispetto a quelli delle particelle analizzate usando le precedenti misurazioni ritardate. I componenti reattivi di breve durata nelle particelle hanno innescato risposte infiammatorie diverse e più forti.

In una fase successiva, lo strumento di misurazione sarà ulteriormente sviluppato al fine di ottenere più approfondimenti sulla composizione e gli effetti del particolato. Kalberer spiega: "Se riusciremmo a misurare la proporzione di componenti altamente reattivi e dannosi in modo più accurato e affidabile, sarà anche possibile adottare misure protettive migliori".