Standard di esposizione umana

Ingegneria Sanitaria-Ambientale I

Claudio Lubello

Introduzione

In questa lezione l’attenzione viene spostata dagli aspetti connessi alla salute degli

ecosistemi in generale a quelli riguardanti quella dell’Uomo.

Il bersaglio-UomoIl nostro interesse è quindi quello di

proteggere la salute umana.

A questo scopo è necessario definire alcune modalità per la valutazione:

degli effetti avversi (tossici) sull’Uomo dovuti

alle modificazioni ambientali ed in particolare dell’esposizione ad alcune sostanze ritenute potenzialmente dannose.

Definizione di tossicità

In generale, per tossicità di una sostanza si intende la proprietà intrinseca di esercitare effetti negativi sull’organismo attraverso l’interazione con il metabolismo.

Gli effetti tossici possono essere classificati in: effetti acuti, se si manifestano entro un breve lasso

di tempo in seguito ad un’esposizione elevata; effetti cronici e subcronici, se si manifestano

dopo un periodo lungo, in seguito a esposizioni di limitata entità ma protratte nel tempo.

Classificazione delle sostanze (1)

Sostanze tossiche, che reagiscono con alcune componenti cellulari uccidendo le cellule. Fra queste ricordiamo il benzene, il cadmio, il tetracloruro di carbonio, il tetracloroetilene, il cloroformio, i composti del cianuro, il piombo, il mercurio, il nichel;

Sostanze neurotossiche, sostanze tossiche che colpiscono specificatamente le cellule nervose (metalli pesanti, anestetici, idrocarburi clorurati, organofosfati, …);

Classificazione delle sostanze (2)

Mutageni: Composti o radiazioni che danneggiano o alterano il materiale genetico. Quando colpiscono le cellule riproduttive gli effetti possono essere trasmessi alla generazioni successive.

Teratogeni: Composti o fattori che causano un anormale sviluppo dell’embrione e del feto.

Cancerogeni, Composti che inducono la formazione di cancri, cioè la crescita incontrollata di cellule che dà origine a tumori maligni.

Standard di qualità

Studi epidemiologici; Studi tossicologici; Estrapolazione di risultati ottenuti da studi

epidemiologici e tossicologici tra sostanze di caratteristiche simili.

Allo scopo di definire gli “standard” di qualità dei sistemi con cui l’Uomo interagisce si utilizzano comunemente i seguenti approcci:

Gli studi epidemiologici

L’epidemiologia è quella disciplina della medicina che si occupa dell’osservazione e dello studio della distribuzione delle malattie e di tutti gli eventi di rilevanza sanitaria sulla popolazione.

Gli studi epidemiologici si basano su un confronto statistico fra una popolazione a rischio ed una popolazione di riferimento, che dovrebbe essere identica alla precedente con l’esclusione della esposizione al fattore di rischio.

Difficoltà degli studi epidemiologici

Molti fattori possono influenzare l’attendibilità delle indagini:

Eterogeneità della risposta degli individui Attitudini di vita differenti Storia sanitaria pregressa Attitudini alimentari passate e presenti Difficoltà nell’individuazione della

popolazione di confronto

Gli studi tossicologici

Sono costituiti da tests di laboratorio su gruppi di animali cui è possibile somministrare dosi crescenti del fattore di rischio (generalmente composti chimici fatti assumere con modalità diversa) considerato rilevandone gli effetti.

I dati ottenuti sugli animali sono estrapolati all’uomo.

Difficoltà studi tossicologici

Indagini su popolazioni di animali di numero molto elevato;

Durata della sperimentazione a causa dei tempi di latenza;

Difficoltà di estrapolazione sull’uomo.

Relazione dose-effetto

Non lineare, che comporta l’esistenza di una soglia minima di non risposta, tipica di tutte le sostanze chimiche non cancerogene.

Lineare, che comporta la non esistenza di una dose minima di non risposta, tipica delle sostanze cancerogene e delle radiazioni.

Rapporto esistente fra la dose assunta dall’organismo e l’effetto su di esso prodotto. La risposta può essere:

Relazione dose-effetto

Diverso andamento dei due tipi di relazione

Composti a comportamento lineare

In questo caso anche per dosi molto limitate si possono avere effetti tossici, ovviamente per valori inferiori si avranno probabilità inferiori che ciò accada.

Composti a comportamento non lineare

NOAEL (No Observed Adverse Effect Level): dose massima di sostanza somministrabile giornalmente senza la comparsa di aumenti statisticamente o biologicamente significativi nella frequenza o gravità di effetti avversi rispetto ad un gruppo di controllo (mg kg-1peso corporeo giorno-1).

LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level): dose minima di sostanza somministrabile giornalmente con la comparsa di aumenti statisticamente o biologicamente significativi nella frequenza o gravità di effetti avversi rispetto ad un gruppo di controllo (mg kg-1peso corporeo giorno-1)

RfD (Reference dose): è una stima (con grado di incertezza anche pari a un ordine di grandezza) della dose giornaliera assumibile per via orale senza apprezzabile rischio per tutta la vita. Si ottiene dal NOAEL o dal LOAEL dividendo per un fattore di sicurezza.

Calcolo dell’RfDLa dose di riferimento, sempre espressa in termini mg/(kg d), è calcolata attraverso la seguente espressione:

I coefficienti UF ed MF hanno valori crescenti all’aumentare del grado di incertezza dei dati a disposizione.

MFUF

NOAELRfD

LD50

Per rappresentare la tossicità acuta delle sostanze chimiche si ricorre spesso (da indagini tossicologiche) al concetto di dose letale, intesa come quella dose in corrispondenza della quale il 50% degli animali esposti muore. Tale parametro LD50 è espresso come masse della sostanza per unità di massa del corpo dell’animale.

Il concetto di rischio

Nel caso di composti a relazione dose-effetto di tipo lineare è necessario fare riferimento al concetto di rischio, mettendo in relazione dosi crescenti con crescente aumento della probabilità di effetti indesiderati sulla popolazione bersaglio.

Espressione del rischio

Tasso di mortalità standard: (morti osservate/morti attese)

Morti per data causa su 100.000 persone: (morti/popolazione 100.000 persone)

Morti per data causa su 1.000 morti generali: (morti/1.000 morti)

Trattandosi prevalentemente di composti cancerogeni il cui effetto diretto o indiretto è costituito dalla morte dell’individuo, il rischio è frequentemente espresso come:

Enti e Commissioni

UE Unione Europea US EPA US Environmental Protection Agency CCTN Commissione Consultiva Tossicologica

Nazionale IARC Agency for Research on Cancer NIOSH National Institute for Occupational Safety

and Health ACGIH American Conference of Governmental

Industrial Hygienists

Classificazione USEPA

 

Gruppo Categoria

A Cancerogeno per l’uomo

B

Probabile cancerogeno per l’uomo:B1 limitata evidenza sull’uomo; B2 sufficiente evidenza sugli animali e inadeguata o assente sull’uomo

C Possibile cancerogeno per l’uomo

D Non classificabile come cancerogeno per l’uomo

E Evidenza di non cancerogenicità per l’uomo

Classificazione Unione Europea

Categoria Descrizione

1Sostanze con effetto cancerogeno sull’uomo.Esiste un nesso causale tra l’esposizione alla sostanza e lo sviluppo di tumori.

2

Sostanze che dovrebbero considerarsi cancerogene per l’uomo. Esistono elementi sufficienti per ritenere verosimile che l’esposizione dell’uomo alla sostanza possa provocare lo sviluppo di tumori.

3

Sostanze da considerare con sospetto per i possibili effetti cancerogeni sull’uomo.Non sono disponibili informazioni sufficienti a dimostrarlo.

Classificazione CCTN