L’uomo, i viventi, l’ambiente

Lezione 8Rischio, tossicologia e salute umana

Luca Fiorani

L’uomo,i viventi, l’ambiente

Luca Fiorani – L’uomo,i viventi, l’ambiente

Rischi e pericoli Il rischio è la possibilità di subire un

danno a causa di un pericolo che può provocare una lesione, una malattia, una perdita economica o un danno ambientale

Il rischio è espresso in termini di probabilità (0-1)

La valutazione del rischio usa dati, ipotesi e modelli per stimare la probabilità di un danno – a salute, società, ambiente – come risultato dell'esposizione a un pericolo

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Rischi e pericoli I principali tipi di rischio sono:

rischi culturali: condizioni di vita non sicure (fumo)

rischi chimici: sostanze chimiche dannose in aria, acqua, cibo

rischi fisici: radiazioni, rumore, terremoti… rischi biologici da patogeni (virus, batteri,

parassiti…), allergeni e animali (api, serpenti…)

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Rischi e pericoli Il fumo uccide 5 milioni di persone all'anno 419 mila fumatori

attivi e 30-60 mila fumatori passivi muoiono all'anno negli Stati Uniti (Italia: 70 mila)

Il tabacco costa 70-100 miliardi di $ all'anno negli Stati Uniti

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Tossicologia La tossicità è la misura di quanto dannosa

sia un agente e dipende da: dose (quantità ingerita, inalata o assorbita) durata dell'assunzione frequenza dell'esposizione età della persona esposta funzionalità del sistema di detossificazione

(fegato, polmoni, reni)

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Tossicologia La risposta indica tipo e quantità di danno

alla salute conseguente all'esposizione all'agente: un effetto acuto è una reazione rapida (dalla

vertigine alla morte) un effetto cronico è una conseguenza che

dura a lungo (danni a un organo) Dose e risposta dipendono anche da:

bioaccumulo biomagnificazione

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Tossicologia Il bioaccumulo è l'aumento della

concentrazione di una sostanza in un tessuto a un livello più alto di quello atteso

La biomagnificazione è un processo in cui i livelli di una sostanza tossica aumentano nei passaggi della rete trofica

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Tossicologia Tracce di sostanze tossiche possono non

essere pericolose Anche l'acqua in eccesso può essere

mortale (encefalopatia iponatriemica, Maratona di Boston 2002, 15 litri in 5-6 ore)

Quanta esposizione a una sostanza causa una risposta dannosa?

Non è detto che le sostanze naturali non siano dannose e quelle sintetiche lo siano (chiedete a Socrate…)

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Tossicologia Per determinare la tossicità si procede a:

studio dei casi (su persone che presentano effetti avversi dopo l'esposizione)

indagini di laboratorio (su animali test, per determinare tempo di residenza, tossicità, organo colpito, tipo di danno…)

epidemiologia (studi di popolazioni esposte ad agenti pericolosi o a malattie)

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Tossicologia La curva dose-risposta mostra gli effetti di

un agente, ottenuti con esperimenti controllati su un gruppo di test e un gruppo di controllo (simili)

I risultati ad alte dosi sono estrapolati a basse dosi

I valori sono estrapolati agli esseri umani Si calcola la dose letale per il 50% degli

individui Per il modello lineare dose-risposta,

qualsiasi dose presenta un certo rischio Per il modello dose soglia-risposta, sotto

una dose soglia non c'è alcun effetto dannoso rilevabile

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Tossicologia

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Tossicologia Gli studi dei casi forniscono solo

indicazioni L'epidemiologia può stabilire associazioni

forti, moderate, deboli o non statisticamente significative tra rischio e salute

I test sugli animali richiedono 2-5 anni, costano 200 mila-2 milioni di $, sono criticati dagli animalisti e comportano l'incertezza legata all'estrapolazione agli umani

Tutti i metodi tossicologici sono limitati: gli standard permessi per l'esposizione sono stabiliti a 1/100 o 1/1000 degli effetti dannosi stimati

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Tossicologia

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Rischi chimici Le sostanze chimiche tossiche possono

risultare fatali Le sostanze chimiche pericolose causano

un danno perché: sono infiammabili o esplosive irritano o danneggiano pelle e polmoni interferiscono o prevengono la capacità di

assumere e distribuire ossigeno (asfissianti) inducono reazioni allergiche del sistema

immunitario (allergeni)

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Rischi chimici Gli agenti mutageni (sostanze chimiche o

radiazioni) causano mutazioni del DNA (trasferibili alla prole se colpiscono i gameti)

Gli agenti teratogeni (sostanze chimiche, radiazioni o virus) colpiscono l'embrione

Gli agenti cancerogeni (sostanze chimiche, radiazioni o virus) provocano tumori: fumo (30-40%) dieta (20-30%) esposizione occupazionale (5-15%) inquinamento ambientale (1-10%)15


Rischi chimici Passano 10-40 anni tra l'esposizione a un

agente cancerogeno e la manifestazione dei sintomi

Non ci sono livelli di soglia per gli agenti mutageni, teratogeni e cancerogeni: la sola esposizione di sicurezza è 0

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Rischi chimici L'esposizione a lungo termine ad agenti

tossici disturba i sistemi immunitario, nervoso ed endocrino

Sostanze chimiche, virus e radiazioni rendono il sistema immunitario più debole di fronte agli attacchi di allergeni, virus, batteri e protozoi

Alcune sostanze chimiche sono neurotossine

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Rischi chimici

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Altre sostanze interferiscono con gli ormoni o imitandoli o bloccandoli


Rischi chimici "I tossicologi conoscono molto su poche

sostanze chimiche, poco su molte sostanze e quasi niente sulla maggior parte" (Joseph V. Rodricks, esperto ambientale)

Delle 72 mila sostanze in commercio: il 2% è stato testato per valutare se sia

cancerogeno, teratogeno o mutageno il 10% è stato analizzato per la tossicità

Ogni anno si introducono nel mercato 1000 nuove sostanze

Solo lo 0.5% delle sostanze è regolamentato

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Rischi chimici Le leggi considerano innocue le sostanze

fino a prova contraria Non c'è abbastanza denaro, personale,

strumentazione e animali test per studiare tutte le sostanze

È troppo difficile e costoso analizzare l'effetto combinato e l'interazione di varie sostanze chimiche

Il principio di precauzione suggerisce di prevenire l'inquinamento: chi introduce una nuova sostanza dovrebbe provare a sue spese che è innocua20


Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni vulcaniche Nelle rocce si può creare una frattura

(faglia) con rilascio di energia (anche per successivi scorrimenti) che provoca terremoti e tsunami

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Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni vulcaniche Possiamo ridurre i danni dei terremoti:

esaminando le serie storiche facendo misure geologiche stabilendo standard di costruzione cercando di predire i terremoti

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Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni vulcaniche In un vulcano attivo il magma raggiunge la

superficie attraverso un cratere o una fenditura rilasciando nell'ambiente materiale piroclastico, lava e gas

Non tutto è negativo: fertilità del suolo Possiamo ridurre i danni dei vulcani con:

analisi della storia di un'area vulcanica pianificazione del territorio previsione delle eruzioni (fenomeni che le

precedono, come il cambiamento dei gas emessi)

piani di evacuazione23


Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Una malattia non trasmissibile non è

causata da organismi e non può passare da una persona all'altra (malattie cardiovascolari)

Una malattia trasmissibile è causata da un organismo e può passare da una persona all'altra (influenza)

Gli agenti infettivi, detti patogeni, sono trasportati da aria, acqua, cibo, fluidi corporei e da vettori (trasportatori non umani come gli insetti)

Ogni anno nei paesi in via di sviluppo 11 milioni di bambini sotto i 5 anni muoiono di infezioni

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo L'80% delle malattie nei paesi in via di

sviluppo deriva da acqua potabile e sistemi sanitari

Nel 1998, le sette infezioni più mortali sono state: infezioni respiratorie acute (3.7 milioni) AIDS (2.5 milioni) malattie diarroiche (2.5 milioni) malaria (1.5-2.7 milioni) tubercolosi (2 milioni) morbillo (1 milione) epatite B (1 milione)25


Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Le malattie virali includono:

influenza (trasmessa da fluidi corporei o immissione aerea)

ebola (trasmessa da fluidi corporei) rabbia (trasmessa da cani e altri animali) AIDS (trasmessa da fluidi corporei)

I virus si adattano geneticamente in modo rapido

Gli ufficiali sanitari temono un nuovo ceppo di influenza (Spagnola, 20-30 milioni di morti)

AIDS: 34 milioni di infetti, 2 milioni di morti all'anno

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Le malattie virali riducono la resistenza

del corpo ad altre infezioni Esistono pochi antivirali L'arma più efficace è il vaccino Vaiolo: il vaccino è stato

introdotto da Edward Jenner nel 1796 e la malattia è stata dichiarata sradicata dall'OMS nel 1979

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo La comparsa di malattie infettive spesso

avviene per un cambiamento dell'ambiente fisico, sociale o biologico dei serbatoi di malattie, dei vettori che le trasportano o degli ospiti per le nuove popolazioni

La zanzara tigre (febbre dengue) nel 1985 è stata portata accidentalmente negli Stati Uniti

La migrazione verso aree urbane aumenta la diffusione di tubercolosi, colera e malattie trasmesse sessualmente

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo La migrazione verso aree non abitate

espone a nuove malattie L'aumento di malattie tropicali nei paesi

in via di sviluppo potrebbe essere legata a perdita di biodiversità e deforestazione (mancato controllo dei vettori)

Anche i cambiamenti climatici possono influire sulla diffusione delle infezioni, come nel caso del riscaldamento delle acque durante El Niño e della conseguente proliferazione di copepodi vettori del colera (5 mila morti nel 1991)

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo I disastri naturali (inondazioni, terremoti,

frane e uragani) possono diffondere gli organismi che causano le malattie

Le inondazioni sono particolarmente pericolose perché possono contaminare le riserve d'acqua

I terremoti e le frane possono rilasciare nell'aria funghi e altri organismi infettivi del suolo

Gli uragani possono trasferire i vettori di malattie dalle aree tropicali a quelle temperate 30


Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Il 45% della popolazione vive in regioni in

cui è presente la malaria Si stimano:

300-500 milioni di infettati

270-480 milionidi nuovi casi all'anno

1.5-2.7 milionidi morti all'anno

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo La malaria è causata da quattro specie di

protozoi del genere Plasmodium È trasmessa quando una femmina non

infetta delle 60 specie di zanzara del genere Anopheles punge una persona infetta, ingerisce il sangue e punge una persona non infetta

Il Plasmodium si moltiplica nel fegato e nel sangue

La malaria può essere trasmessa anche con trasfusioni o scambi di siringa

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Il ciclo si ripete fino a:

sviluppo dell'immunità cura morte

Negli anni '50 e '60 la diffusione è stata fermata (prosciugamenti, insetticidi e farmaci)

Negli anni '70 la malaria è ricomparsa a causa della resistenza genetica di protozoi e zanzare

La lotta è più difficile del previsto (si pensa anche a modificare geneticamente la zanzara)

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo L'approccio migliore è la prevenzione:

aumento del flusso d'acqua nelle irrigazioni (prevenzione dello sviluppo delle larve)

uso di zanzariere bagnate di insetticida non tossico

allevamento di pesci che si nutrono di larve taglio della vegetazione coltivazione di piante che assorbono l'acqua

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Nei paesi industrializzati diminuiscono le

malattie infettive dei bambini e aumentano le malattie croniche degli adulti

Le cause di morte negli Stati Uniti nel 1996 erano: 39% attacchi cardiaci e colpi apoplettici 24% cancro 5% malattie infettive (polmonite, influenza e

AIDS) 4% incidenti (di cui la metà automobilistici)

Quasi i 2/3 derivano da malattie croniche: sarebbe meglio prevenire (il 95% del denaro è speso per curare)

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Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo Potremmo ridurre diffusione e incidenza

delle malattie infettive: aumentando la ricerca sulle malattie

tropicali combattendo sovrappopolazione, acqua non

sicura, sanità inadeguata, malnutrizione e povertà

monitorando l'apparire delle malattie non usando antibiotici per infezioni minori educando all'uso degli antibiotici (prendere

tutti quelli prescritti) non usando antibiotici che hanno causato

una resistenza genetica37


Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo

prendendo solo gli antibiotici prescritti riducendo l'uso di antibiotici per il bestiame promuovendo programmi contro le infezioni

nelle strutture sanitarie (lavarsi le mani) riducendo l'uso di pesticidi finanziando lo sviluppo di vaccini combattendo il riscaldamento globale aumentando le cure mediche preventive nei

paesi in via di sviluppo e in quelli sviluppati

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Analisi del rischio L'analisi del rischio richiede:

identificazione del pericolo valutazione del rischio analisi comparativa del rischio gestione del rischio comunicazione del rischio

La valutazione del rischio comporta: determinazione dei tipi di rischio stima della probabilità di ciascun rischio quantificazione delle persone esposte e di

quelle che subiranno un danno serio

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Analisi del rischio Es. di analisi

comparativa del rischio (consulenti EPA e cittadini)

Gli scienziati non comunicano bene

I media trasmettonopeggio!

Analisi rischio-beneficio

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Analisi del rischio Il più grande rischio

è la povertà Il secondo è

lo stile di vita: non fumare -grassi/alcol e

+frutta/verdura +esercizio e -peso +prudenza in auto non prendere

troppo sole

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Analisi del rischio L'affidabilità di un sistema tecnologico è il

prodotto delle affidabilità tecnologica e umana

Affidabilità tecnologica: progettazione attenta controllo della qualità manutenzione monitoraggio

Affidabilità umana: più bassa e difficile da predire

Gli elementi che possono fallire devono essere spostati dal lato umano a quello tecnologico

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Analisi del rischio La valutazione del rischio è limitata e

incerta (ad es. le valutazioni tossicologiche hanno limiti scientifici ed economici)

Domande chiave: quanto sono affidabili i dati e i modelli per la

valutazione del rischio? chi trae beneficio dal permesso di

mantenere sostanze chimiche pericolose nell'ambiente?

chi accorda questo permesso? dovremmo considerare di più i rischi a breve

termine o quelli a lungo termine?43


Analisi del rischio chi deve prendere questa decisione? dobbiamo determinare il rischio accettabile

o minimizzare il danno (prevenzione)? chi deve eseguire l'analisi rischio-beneficio

(governo, scienziati, cittadini)? dovremmo considerare gli effetti combinati

di vari rischi? i livelli di rischio dovrebbero essere più alti

per i lavoratori che per il pubblico? i lavoratori e le loro famiglie dovrebbero

partecipare a questa decisione?

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Analisi del rischio L'esposizione alle sostanze chimiche

tossiche provoca: 25-35 mila morti di cancro all'anno tra i

lavoratori 10-20 mila morti di cancro all'anno tra il

pubblico I critici della valutazione del rischio

sostengono che l'attenzione dovrebbe essere spostata sulla prevenzione e accusano le aziende di giocare sull'incertezza, piegando i risultati ai loro interessi

La gestione del rischio comprende azioni amministrative, politiche ed economiche per ridurre un rischio con costi accettabili

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Analisi del rischio La gestione del rischio comporta:

decidere quali rischi valutare e gestire determinare in che ordine di priorità stimare l'affidabilità dell'analisi rischio-

beneficio e della valutazione del rischio decidere quanto rischio è accettabile calcolare il costo per ridurre il rischio determinare l'effetto dei fondi limitati su

questa riduzione elaborare, implementare, monitorare e

comunicare al pubblico il piano di gestione del rischio

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Analisi del rischio La nostra percezione del rischio è falsata:

1 morto su 50 motociclisti 1 morto su 300 fumatori (1 pacchetto al

giorno) 1 morto su 5 mila automobilisti 1 morto su 5 milioni di passeggeri in aereo 1 morto su 300 milioni di bagnanti per squali 1 morto su 2 miliardi per tricloroetilene

nell'acqua Ogni anno il 99.1% delle persone non

muore La speranza di vita è in aumento47


Analisi del rischio Il pubblico sovrastima il rischio di una

tecnologia quando: è nuova e complessa (impianti nucleari,

ingegneria genetica…) è percepita come involontaria (aereo

rispetto ad auto) è vista come non necessaria (additivi per i

cibi) comporta molti morti in pochi incidenti

anziché ancor più morti ma diluiti nel tempo (centrali nucleari e a carbone)

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Analisi del rischio implica una distribuzione del rischio non

bilanciata (effetto nimby) è stata implementata senza coinvolgere la

popolazione nel processo decisionale il suo uso non ha comportato una ricerca

veritiera e una valutazione delle alternative

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50

Fine della lezione…

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