Cancro ai polmoni, fattori di rischio: fattori ambientali
NonSoloFitness: divulgazione, formazione, consulenza
Corsi di formazione Corsi di formazione per Personal Trainer, Istruttori Fitness
06 40403925

Cancro ai polmoni, fattori di rischio: fattori ambientali

Oltre al tabagismo, altri fattori possono incidere sull'insorgenza del cancro al polmone, come ad esempio alcuni metalli (arsenico, nichel, cromo), i gas di scarico, le polveri sottili, i gas di scarico

Autore:
Ultimo aggiornamento:

Cancro ai polmoni, fattori di rischio: fattori ambientali

Durante una giornata tipica, un adulto inspira in media circa 10.000 litri di aria1. Di conseguenza, anche le sostanze cancerogene presenti nell'aria a bassa concentrazione, provenienti da fonti di vario tipo, sono importanti fattori di rischio per lo sviluppo del carcinoma polmonare. Infatti, il cancro al polmone è significativamente correlato all'esposizione quotidiana prolungata a diversi inquinanti ambientali che possono indurre infiammazione e stress ossidativo a livello dell'apparato respiratorio2. In Europa, la percentuale di tumori polmonari riconducibili all'inquinamento atmosferico è del 11%3.

Tra i principali agenti cancerogeni ambientali possono essere annoverati alcuni metalli come arsenico, nichel e cromo e le sostanze cancerogene organiche generate dalla combustione di combustibili fossili e presenti in diversi gas di scarico di origine industriale o domestica.

L'effetto cancerogeno dei metalli dipende dallo stato di ossidazione, dalla carica e dalla solubilità, che determinano la capacità di tali agenti cancerogeni inorganici di dar luogo a diverse interazioni con i componenti cellulari. Tali interazioni differenti si traducono in effetti estremamente diversificati.

Arsenico

L'arsenico (As) è un cancerogeno ambientale ed occupazionale ben noto4. Esso si trova naturalmente nelle falde acquifere e nel pulviscolo atmosferico. Tuttavia, sono particolarmente esposti coloro che lavorano nelle fonderie, che lavorano il vetro o che si occupano dell'uso o della produzione di pesticidi. L'arsenico può presentare vari stati di ossidazione (-3, 0, +3, +5) e presenta sia forme organiche che inorganiche. Tra le forme inorganiche vi sono l'arsenato (As(V)) e l'arsenito (As(III)), mentre le forme organiche più diffuse sono l'acido monometilarsonico (MMA) e l'acido dimetilarsinico (DMA).

La biometilazione di As è considerata il primo meccanismo di detossificazione perché i composti metilati dell'arsenico sono meno tossici e vengono più facilmente escreti. Paradossalmente, l'attivazione metabolica potrebbe essere responsabile degli effetti citotossici di As, riducendo le difese antiossidanti e inducendo direttamente alterazioni a carico del DNA5.

L'arsenico ha anche una rilevante azione co-cancerogena in associazione a diversi composti organici molto diffusi. In uno studio6 è stato dimostrato che una coesposizione a arsenico e BaP aumenta le alterazioni genetiche di 100 volte rispetto alla singola esposizione. Tuttavia sono poche le evidenze epidemiologiche che dimostrano la sinergia tra As e fumo di sigaretta7.

Nichel

Il nichel (Ni) è usato e presente nell'industria metallurgica per la produzione di acciaio inox e nell'industria chimica4. Le specie di nichel in grado di indurre tumori sono quelle abbastanza insolubili da esser presenti nel polmone come particelle e tali da penetrare nelle cellule tramite fagocitosi. Tali nanoparticelle liberano all'interno della cellula elevate quantità di ioni Nichel(II). Al contrario le specie solubili si dissociano immediatamente in ioni Ni(II) la cui fagocitosi è inibita ed efficacemente contrastata da una rapida escrezione polmonare. Tuttavia, queste specie solubili possono provocare reazioni infiammatorie con effetti sulla proliferazione cellulare.

La tossicità di Nichel risiede nella capacità di indurre variazioni epigenetiche come acetilazione (l'aggiunta di un gruppo acetile, -COCH3) e metilazione (l'aggiunta di un gruppo metile, -CH3) degli istoni e alterazioni nella metilazione del DNA che si manifesta nella soppressione o attivazione di fattori di trascrizione8, delle proteine in grado di legarsi a specifiche sequenze del DNA e influenzare la trascrizione di geni specifici. Esso attiva inoltre la formazione di specie reattive dell'ossigeno (Reactive Oxygen Species, ROS)4. Nichel e diversi suoi composti hanno inoltre un'azione sinergica con altre sostanze cancerogene mutagene. Al riguardo, in uno studio del 20049 è stato dimostrato che l'esposizione a Nichel aumenta significativamente il numero di addotti di DNA attraverso l'inibizione di meccanismi di riparazione del DNA ed aumentando in tal modo l'effetto mutagenico degli IPA.

Cromo

Il cromo (Cr) e i suoi composti vengono spesso impiegati nell'industria metallurgica. La maggiore fonte di esposizione per la popolazione è costituita dall'inquinamento industriale e dalla possibile contaminazione delle falde acquifere4.

La cancerogenicità del Cromo è strettamente associata allo stato di ossidazione. Infatti, mentre il Cr(III) è termodinamicamente più stabile le particelle di Cr(IV) e Cr(V) sono maggiormente reattive8 e cancerogene.

La sua tossicità si esplica attraverso diversi meccanismi come la formazione diretta di ROS e l'attivazione di fattori di trascrizione che portano a danni al DNA e mutazioni geniche. L'esposizione al Cromo è in grado di indurre una serie di alterazioni dirette a carico del DNA, modificazioni di macromolecole provocate dalla produzione di ROS e perossidazione lipidica con conseguente danno strutturale e funzionale delle membrane cellulari. Alcuni studi, inoltre, hanno dimostrato che il cromo oltre a reagire con il perossido di idrogeno (H2O2) portando alla produzione di radicali ossidrilici con conseguente danno ossidativo a carico di diverse biomolecole, è in grado di ossidare direttamente le basi nucleotidiche, prevalentemente la guanina4.

Gas di scarico

L'inquinamento provocato dai gas di scarico costituisce uno dei problemi di salute ambientale più grave. Diversi studi condotti su lavoratori esposti alle emissioni dei motori diesel hanno dimostrato che tale esposizione può essere cancerogena per l'uomo10,11,12,13,14,15,16. Inoltre, l'esposizione cronica ad emissioni da diesel induce tumore polmonare nei ratti17. Si ipotizza che la tossicità di tale combustibile sia da attribuire a composti organici mutageni e cancerogeni o da un sovraccarico di passaggio di particelle dal polmone ai macrofagi, con conseguente infiammazione cronica, iper-proliferazione cellulare e sviluppo del tumore polmonare17. È infine interessante notare che l'esposizione cronica a emissioni diesel può essere associata ad aumento del rischio di cancro ai polmoni in alcune categorie di lavoratori come i minatori, i camionisti e gli autisti di autobus. In tal caso la patologia può quindi essere considerata professionale.

Nonostante il numero dei veicoli con motore diesel sia in costante aumento, il carburante maggiormente utilizzato in tutto il mondo è la benzina. Per tale motivo, gli effetti delle emissioni dei motori a benzina sono potenzialmente un problema ancora più importante.

Anche se vi sono poche evidenze degli effetti sulla salute delle emissioni di benzina, alcuni studi condotti su animali non evidenziano che l'inalazione cronica abbia effetti cancerogeni sul polmone4,17. Dagli studi condotti è emerso però che la benzina con piombo ha effetti cancerogeni più importanti della benzina senza piombo. Ad ogni modo, gli studi non rilevano un eccesso di rischio di tumore ai polmoni correlato all'esposizione a emissioni di benzina. Tuttavia, data la complessa natura dell'inquinamento atmosferico urbano proveniente da diverse fonti, quantificare il rischio di un singolo agente sulla popolazione è veramente complesso19.

Le polveri sottili

Altri fattori ambientali che possono avere un ruolo rilevante sono le polveri sottili. Le polveri sottili (o particolato sospeso) sono delle particelle che in virtù delle loro piccole dimensioni vengono inalate e di conseguenza possono penetrare nelle vie aree polmonari e raggiungere gli spazi alveolari. Le principali fonti di polveri fini sono il traffico motorizzato, le procedure di estrazione del carbone e del ferro, l'estrazione e la lavorazione dello stagno, della barite e della silice.

In tale contesto, l'amianto (o asbesto) riveste un ruolo preponderante. L'amianto è infatti la causa occupazionale di tumore ai polmoni più conosciuta e comune20. L'amianto è stato ampiamente utilizzato fino a tempi recenti, nel campo dell'edilizia, dell'industria navale, ferroviaria, automobilistica, chimica, alimentare e metallurgica. Attualmente, l'estrazione, l'uso e l'importazione dell'asbesto sono stati proibiti in molti paesi a causa dei potenziali effetti cancerogeni.

La tossicità dell'amianto risiede nella capacità delle fibre di penetrare attraverso le vie respiratorie e raggiungere gli alveoli polmonari quando presentino dimensioni sufficientemente piccole. Le fibre depositate causano attivazione del sistema immunitario locale e provocano una reazione infiammatoria. Le cellule deputate alla risposta anti-infiammatoria generano elevate quantità di specie reattive dell'ossigeno. In particolare, i macrofagi rilasciano ROS e specie reattive dell'azoto (Reactive Nitrogen Species, RNS), dopo la fagocitosi di particelle inalate.

Tra queste specie inorganiche reattive prodotte dall'azione dei fagociti si possono annoverare l'anione superossido in una reazione catalizzata dall'enzima di membrana NADPH-ossidasi, il perossido di idrogeno nella reazione di dismutazione catalizzata dall'enzima superossido dismutasi, l'acido ipocloroso e il radicale ossidrile in seguito a una reazione catalizzata dall'enzima mieloperossidasi. Queste molecole hanno una potente azione battericida ed in condizioni fisiologiche vengono prodotte come forma di difesa contro le cellule estranee all'organismo. Infatti, possono causare diverse tipologie di lesione al DNA correlabili alla carcinogenesi21.

L'effetto cancerogeno osservato per l'amianto è significativamente potenziato dal fumo di tabacco. È stato, infatti, dimostrato che il rischio di contrarre tumore ai polmoni rispetto a soggetti non esposti a tali fattori è rispettivamente 6 volte superiore nei soggetti non fumatori esposti ad amianto, 11 volte superiore nei soggetti fumatori non esposti ad amianto e persino 59 volte superiore nei soggetti fumatori contemporaneamente esposti ad amianto22.

Tuttavia, anche all'interno delle nostre abitazioni siamo esposti alle polveri sottili, provenienti principalmente dal fumo di sigaretta, oltre che da stufe e olii di cucina. L'interazione sinergica delle polveri sottili con il fumo di tabacco negli ambienti di lavoro spiega l'aumento del rischio di cancro del polmone e altre malattie polmonari professionali in alcune categorie lavorative23. Questi fattori di rischio sono in gran parte prevenibili attraverso una corretta ventilazione e modificando le nostre abitudini.

Esposizione a radiazioni

Un ulteriore fattore di rischio è l'esposizione a radiazioni. Studi epidemiologici hanno mostrato che il cancro ai polmoni è uno dei tumori associati all'esposizione a radiazioni ionizzanti. Al contrario, i rischi associati a radiazioni a basso dosaggio, la cui esposizione riguarda la popolazione a prescindere dalle specifiche abitudini, sono di difficile valutazione24.

Una fonte rilevante di radiazioni ionizzanti è il radon. Il radon è un gas inerte che viene prodotto naturalmente nella serie di decadimento dell'uranio ed è rilevabile in rocce e suoli. L'esposizione al radon aumenta notevolmente negli spazi chiusi dove le sue concentrazioni possono aumentare notevolmente. Una volta inspirato, il radon entra nei polmoni, esponendoli a significative quantità di radiazioni, principalmente particelle alfa, dando origine ad effetti mutagenici che possono causare un aumento del rischio di carcinogenesi23.

Tra i prodotti di decadimento del radon quelli che emettono una quantità più consistente di particelle alfa sono gli isotopi 218 e 214 del polonio. Le radiazioni ionizzanti in forma di particelle alfa emesse da tali isotopi possono causare danni al DNA provocando aberrazioni cromosomiche, rotture della doppia elica del DNA ed indurre produzione di ROS25, fattori associati alla carcinogenesi.

L'esposizione cronica al radon e ai suoi prodotti di decadimento è stata stimata come la seconda causa di cancro ai polmoni dopo il fumo. Sono state inoltre ipotizzate correlazioni tra esposizione a radon e altre forme di neoplasie come la leucemia e neoplasie gastrointestinali26.