Covid-19 e cuore

Cerchiamo di capire meglio la relazione tra cuore e la trasmissione di SARS-CoV-2. Ma andiamo con ordine partendo dalle conoscenze acquisite sulla relazione tra inquinamento e malattie cardiovascolari
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Unità di Epidemiologia ambientale e registri di patologia, IFC CNR, Pisa
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Istituto Fisiologia Clinica Cnr - Pisa

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Evidenze cliniche suggeriscono che i fattori di rischio cardiovascolare e malattie cardiovascolari (CVD) preesistenti possano aumentare la suscettibilità a contrarre il COVID-19, ed è stato anche osservato che i pazienti con CVD possono presentare sintomi più gravi (Guzik et al, 2020). Il virus, infatti, può peggiorare lesioni cardiovascolari sottostanti, precipitare eventi cardiovascolari acuti de novo, come l’infarto acuto del miocardio (AMI), e indurre un danno cronico al sistema cardiovascolare (Long et al, 2020).
Il cuore è quindi al centro dell’ipotesi di lavoro che negli ultimi mesi ha impegnato la comunità scientifica sulla potenziale associazione tra la trasmissione di SARS-CoV-2 e i livelli di inquinanti atmosferici, emersa da alcuni studi su dati aggregati (disegno ecologico). Ma andiamo con ordine partendo dalle conoscenze acquisite sulla relazione tra inquinamento e CVD e AMI.

L’inquinamento atmosferico è attualmente riconosciuto come il più grande fattore di rischio per malattie non trasmissibili dopo il fumo di tabacco (Prüss-Ustün et al, 2019) e la prima causa ambientale di morte prematura in Europa (European Commission, 2020). Numerosi studi hanno documentato e supportato una relazione causale tra esposizione cronica (esposizioni di un anno o più), anche a basse concentrazioni, a particolato di dimensioni inferiori a 2.5 µM (PM2.5) e mortalità per CVD (Weichenthal et al, 2017; Pinault et al, 2017). Anche l’esposizione a breve termine (esposizioni da ore a pochi giorni) a PM2,5 è associata ad un aumento della mortalità per CVD, quantificata nel range 1–5% per un aumento di 10 µg/m3 di concentrazione del particolato (Lu et al, 2015; Newell et al, 2017).

In particolare, la relazione tra esposizione a breve termine agli inquinanti atmosferici e rischio di AMI è stata oggetto di analisi dedicate. Una meta-analisi di 33 studi, per un totale di più di 4 milioni di soggetti, ha riportato un incremento del rischio di ospedalizzazione e di mortalità dell’1,2% e del 2.4%, per un aumento di 10 µg/m3 di PM10 e PM2,5, rispettivamente, relativo a esposizioni acute (0-7 giorni) (Cai et al, 2016).  Uno studio multicentrico condotto in Cina ha rilevato un aumento fino al 2,2% dei ricoveri ospedalieri di emergenza per AMI associati a un aumento dei livelli di PM10, biossido di azoto (NO2), biossido di zolfo (SO2), ozono (O3) e monossido di carbonio (CO), nel secondo-quarto giorno precedente all’evento (Liu et al, 2017), e risultati simili sono stati osservati in un più recente studio tailandese (Phosri et al, 2019). Lo stesso studio ha anche segnalato un’associazione significativa tra ricoveri ospedalieri e concentrazioni giornaliere di O3, CO, NO2, SO2 e PM10 (Phosri et al, 2019).

È degno di nota che le associazioni più forti tra esposizione ad inquinamento atmosferico e ricoveri ospedalieri giornalieri o accessi in pronto soccorso per AMI sono state riportate a carico di soggetti di età tra 60 e 75 anni (Phosri et al, 2019; Zheng et al, 2019), mentre prove di effetti differenziati per genere rimangono incerte e spesso non statisticamente significative.

Al contempo, è utile ricordare che disponiamo di evidenze crescenti sull’ssociazione tra esposizione a breve termine al PM2.5 e mortalità per malattia respiratoria (Mo et al, 2018), ricoveri per malattia respiratoria e infezione acuta delle vie respiratorie inferiori (Xie et al, 2019). Concentrando l’attenzione sui meccanismi alla base degli effetti sugli esiti, studi sia epidemiologici sia sperimentali hanno evidenziato che gli inquinanti atmosferici rappresentano una delle cause più note di infiammazione cronica, stato che rende le persone colpite, anche soggetti giovani e sani, più sensibili alle malattie (Yang et al. 2020).

Al proposito, già nel 2003, Cui e co-autori avevano osservato un’associazione positiva tra inquinamento atmosferico e la mortalità per SARS nella popolazione cinese durante l’epidemia del 2002.
Pertanto, una questione interessante è se e quanto l’aerosol atmosferico e, più in generale l’inquinamento atmosferico, siano in grado di aumentare la vulnerabilità della popolazione all’infezione da COVID-19 attraverso effetti sistemici indiretti collegati a meccanismi pro-infiammatori e ossidanti dei polmoni, disfunzione del sistema immunitario o genotossicità (Contini e Costabile, 2020).

In Pianura Padana, il rilevamento di superamenti delle soglie di PM10 stabiliti dalla legge (50 μg/m3 al giorno) e l’elevata presenza di casi con COVID-19, già nella prima fase dell’epidemia in Italia ha attirato l’attenzione di alcuni ricercatori, che hanno correlato i due fenomeni (Setti et al, 2020a). Anche un’analisi di 213 città in Cina ha indicato associazioni dirette tra esposizione a breve termine a PM2.5, PM10, CO, NO2 e O3 e casi confermati di COVID-19 (Zhu et al, 2020). Inoltre, due studi trasversali condotti negli Stati Uniti hanno riportato un aumento del tasso di mortalità COVID-19 correlato alla precedente esposizione prolungata a PM2,5 (Wu et al, 2020) e NO2, ma non a PM2,5 (Liang et al, 2020). È importante sottolineare che si tratta di studi con disegno ecologico, su periodi limitati del corso epidemico, non adatti a conclusioni sulla relazione causale ma a formulare o supportare ipotesi da validare con studi di tipo eziologico. Inoltre, i dati attuali sulla mortalità e sui contagi potrebbero essere influenzati da una grande incertezza a seguito delle diverse strategie utilizzate per contare le morti e le persone infette correlate a COVID-19 (Contini e Costabile 2020).

È stato anche ipotizzato che un possibile meccanismo di diffusione dell’infezione possa essere la trasmissione aerea: Setti e co-autori (2020b) hanno infatti rilevato frammenti di RNA del SARS-CoV-2 su PM10 ambientale ma la sopravvivenza del virus, così come la sua carica infettiva, quando adsorbito su materiale particolato, sono attualmente sconosciute (Re e Facchini, 2020), oltre al fatto che l’emivita del bioaerosol potrebbe essere ridotta in ambienti esterni in relazione a specifiche condizioni di temperatura, umidità e radiazione ultravioletta (Contini e Costabile, 2020). Sulla possibile permanenza di SARS-CoV-2 nell’aerosol, si dovrebbe tenere conto che gli studi a favore dell’ipotesi (Van Doremalen 2020) sono di laboratorio (bioaerosol prodotto artificialmente) e che gli aspetti chiave rimangono da chiarire. A questo proposito un contributo avanzato è il documento di Baldini et al. (2020) che offre una visione avanzata del ruolo del particolato nell’aria e dell’interazione tra inquinanti atmosferici e infezioni respiratorie.

Riassumendo, mentre l’evidenza di un nesso causale tra PM e malattie respiratorie e cardiovascolari si basa su dati solidi ed è stato accertato che l’esposizione a lungo termine agli inquinanti atmosferici influisce sulla risposta immunitaria e aggrava le condizioni dei pazienti con malattie croniche, resta da chiarire se il particolato atmosferico possa agire da vettore di SARS-COV-2 (Bianchi e Cibella, 2020). In particolare, sono necessari studi eziologici condotti su piccole aree geografiche o, dove possibile, basati su dati individuali residenziali al fine di districare ulteriormente l’ipotesi di una potenziale correlazione tra inquinamento atmosferico, che rappresenta un fattore di rischio stabilito, e COVID-19 (Ancona et al, 2020; Bianchi e Cibella, 2020). Nell’ambito dell’epidemia da COVID-19, l’AMI rappresenta uno degli esiti principali, non solo perché è tra le diagnosi di ricovero non strettamente correlate all’infezione (Epicentro, 2020), ma anche perché può rappresentare un determinante significativo di complicanze e mortalità del virus (De Rosa et al, 2020). Dal punto di vista epidemiologico, resta inoltre di sicuro interesse la relazione AMI inquinamento atmosferico, ulteriormente avvalorata dall’osservazione che, nel corso del recente lockdown, si è assistito ad una significativa riduzione dei ricoveri per AMI, in parte attribuibili anche ad una diminuzione dei livelli di biossido di azoto, tipico marcatore del traffico veicolare (SNPA, 2020)

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