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I tumori che vengono da quarzo e amianto Nuove strategie chimiche di prevenzione I tumori che vengono da quarzo e amianto RESPIRANDO immettiamo piccole particelle minerali di varia origine che, a seconda delle dimensioni, possono arrivare ai bronchi e ai polmoni. In molti casi queste particelle sono nocive ma — contrariamente a quanto avviene per l'ingestione di materiali tossici — gli effetti dannosi si risentono soltanto dopo molto tempo. Tutti siamo esposti a questo rischio, ma in misura assai differente: la concentrazione di particelle per unità di volume di aria varia notevolmente dall'ambiente del centro urbano a quello rurale o a quello in prossimità o all'interno di varie industrie. Le categorie più a rischio sono gli operai addetti a determinate lavorazioni. Malattie come silicosi (da silice, SiCy o asbestosi (da asbesti o amianti, silicati a struttura fibrosa), sono note da lungo tempo. L'esposizione ad amianti per di più causa in modo inequivocabile una particolare forma di cancro, il mesotelioma (vedi Terracini, Tuttoscieme 27/2/88) ed è recentemente in discussione il fatto che amianti e forse il quarzo possano essere cause dirette del cancro al polmone. In molti Paesi la lavorazione e l'uso di materiali a base di amianto sono da tempo limitati o vietati e anche da noi l'allarme sta crescendo (vedi ad esempio la questione della fabbricazione di Eternit a Casale). Dal punto di vista chimico è singolare come di queste malattie, la cui origine è nota da tempo e i cui dati epidemiologici evidenziano l'indubbia specificità di un dato materiale, si abbiano solo poche e vaghe ipotesi sulle caratteristiche chimiche e strutturali dei solidi che innescano il meccanismo patologico. Non sono quindi prevedibili a priori eventuali tossicità né di nuove specie minerali (come quelle riportate in un precedente articolo di Giovanni Ferraris) né di polveri industriali provenienti dalla lavorazione di nuovi materiali. La tossicità di una polvere può essere legata a diversi fattori: • fattori fisici: aspetti di forma delle particelle, rapporto diametro e lunghezza delle fibre (fibre di vetro, asbesti). • fattori chimici: presenza di siti particolari alla superficie delle particelle che determinano le specificità nell'interazione particellamateriale biologico, innescando una serie di reazioni. • fattori derivanti dallinterazione del solido con l'ambiente: le particelle agiscono da veicolo di sostanze tossiche, alla superficie si adsorbono, cioè si fissano, molecole di gas e vapori. Poiché su un dato solido l'adsorbimento di un certo tipo di molecole può essere altamente selettivo, la particella può fungere da vero e proprio serbatoio di sostanze particolarmente tossiche (ad esempio gli idrocarburi pollaromatici insaturi) e trasportare queste sostanze nei polmoni, dove in seguito possono essere lentamente rilasciate. Tutti questi fattori possono in realtà agire contemporaneamente: per esempio gli amianti sono presenti nell'aria in fibre, hanno un chimismo di superficie specifico e adsorbono preferenzialmente idrocarburi poliaromatici insaturi, quali quelli derivanti dal fumo di sigaretta. La compresenza di questi fattori giustifica alcune apparenti discrepanze tra i dati epidemiologici provenienti da diverse zone contaminate e allo stesso tempo fornisce una possibile ipotesi interpretativa di effetti sinergici. La probabilità di ammalarsi per un lavoratore a rischio che sia anche fumatore è infatti molto maggiore di quella che si ha sommando i rischi singoli di un fumatore e di un lavoratore a rischio. Una comprensione globale dei fenomeni coinvolti, in particolare dei meccanismi molecolari alla base dell'interazione cellula-particella, richiede il concorso di molte competenze di tipo medico, biologico, chimico e cristallografico. Anche per, una malattia nota come la silicosi, fra le numerosissime pubblicazioni si trova, nel mondo medico, una certa confusione tra polveri di quarzo cristallino, polveri di vetro di quarzo e polveri di silice amorfa ottenute per reazioni chimiche. Al lontrario i pochi lavori di tipo chimico non sembrano tenere conto della differenza tra effetti citotossici — cioè fenomeni che portano solo alla rottura della membrana cellulare — ed effetti fibrogenici che portano a una proliferazione abnorme di tessuti. Tutte le silici provocano lisi della membrana cellulare ma solo il quarzo (o alcuni polimorfi cristallini) portano alla sintesi (durante la fagocitosi di parte del macrofagi polmonari) di un fattore abnorme di crescita. Confusioni di questo tipo, la necessità di lavori interdipartimentali, la complessità dei fenomeni in questione hanno probabilmente tenuto lontano per molto tempo la maggior parte dei chimici da questo genere di questioni. Eppure le curiosità di tipo chimico seno numerose. Per quello che riguarda il quarzo: il carburo di silicio, più o meno egualmente duro, è innocuo e cosi pure il biossido di titanio di formula simile. I silicati, che sono costituiti da unità tetraedriche come quelle del quarzo, ma accompagnate dalla presenza di altri elementi, sono, almeno in par- te, non nocivi E perché alcune forme cristalline di SiOa sono più nocive di altre, e quelle amorfe, preparate per via chimica, non lo sono affatto? Qualcosa in questo campo si sta muovendo, anche presso l'Università di Torino, ma le piste da seguire sono molte: l'ordine degli atomi alla superficie, le proprietà acida base degli ossidrili, i radicali creati dalla frantumazione. Ancora aperta è tutta la partita sui vari amianti. Tutti sono tossici: ma perché r.amianto blu» del Sud Africa (amosite) è più tossico del crisotilo presente nelle nostre montagne? (Motivo per cui l'allarme è scattato in Gran Bretagna, dove l'amianto era di provenienza sudafricana, ben prima che da noi). Si tratta di cariche superficiali, della presenza del ferro, della taglia delle fibre? Un altro quesito ci viene dalla Turchia. In Cappadocia la presenza in gran quantità di un particolare tipo di zeolite aghiforme, Verionite (le zeolitl sono silico-alluminati a struttura ben definita, naturali e di sintesi, in genere largamente innocue), ha già mietuto numerosissime vittime a causa di un elevato potenziale cancerogenico di questo minerale. E' solo la struttura aghiforme o esistono concause di tipo chimico in questa elevata tossicità? E' verosimile che a lesioni specifiche corrispondano anche assetti chimici specifici: la scoperta dei meccanismi molecolari nei casi epidemiologici più noti potrebbe essere non solo la prima via alla prevenzione, ma anche un passo per invertire l'ordine seguito finora dalle tappe conoscitive. Noto un dato meccanismo chimico si potrebbero fare ipotesi sulla potenziale tossicità di materiali non ancora sperimentati senza aspettare che l'allarme scatti a partire dai dati epidemiologici, cioè dopo che una parte della popolazione (come in Cappadocia) o dei lavoratori addetti a determinate lavorazioni (come nelle cave di Balangero) sia stata largamente colpita dal male. 1 Bice Fubini Un tempo la silicosi era legata al lavoro nelle miniere, oggi la si può contrarre anche con lavorazioni chimiche Un tempo la silicosi era legata al lavoro nelle miniere, oggi a si può contrarre anche con lavorazioni chimicheesi in genere largamen