L’uomo, i viventi, l’ambiente

1. Luca Fiorani L’uomo,i viventi, l’ambiente Lezione 8 Rischio, tossicologia e salute umana

2. 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 2

3. 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…) 3

4. Rischi e pericoli • Il fumo uccide 5 milioni di persone all'anno • 419 mila fumatori attivi e 30-60mila fumatori passivi muoiono all'anno negli Stati Uniti (Italia: 70 mila) • Il tabacco costa 70-100 miliardi di $ all'anno negli Stati Uniti 4

5. 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) 5

6. 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 6

7. Tossicologia • Il bioaccumulo è l'aumento della concentrazione di una sostanza in un tessuto a un livello più alto di quello atteso • La biomagnificazioneè un processo in cui i livelli di una sostanza tossica aumentano nei passaggi della rete trofica 7

8. 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…) 8

9. 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) 9

10. 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 10

11. Tossicologia 11

12. 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 12

13. Tossicologia 13

14. 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) 14

15. 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

16. 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 16

17. 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 17

18. Rischi chimici • Altre sostanze interferiscono con gli ormoni o imitandoli o bloccandoli 18

19. 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 19

20. 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 innocua 20

21. 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 21

22. 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 22

23. 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 evacuazione 23

24. 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 24

25. 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

26. 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 26

27. 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 27

28. 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 28

29. 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 ElNiño e della conseguente proliferazione di copepodi vettori del colera (5 mila morti nel 1991) 29

30. 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

31. 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 31

32. 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 32

33. Rischi biologici: malattie nei paesi sviluppati e in quelli in via di sviluppo 33

34. 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) 34

35. 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 35

36. 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) 36

37. 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 genetica 37

38. 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 38

39. 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 39

40. Analisi del rischio • Es. di analisi comparativa del rischio (consulenti EPA e cittadini) • Gli scienziati non comunicano bene • I media trasmettonopeggio! • Analisi rischio-beneficio 40

41. 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 41

42. 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 42

43. 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

44. 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? 44

45. 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 45

46. 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 46

47. 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 aumento 47

48. 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) 48

49. 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 49

50. Fine della lezione… 50