Sviluppo di allergie: Pericolo nascosto di ossigeno

Intermedi di ossigeno reattivi a lunga durata che si sviluppano su particelle nell’atmosfera potrebbero spiegare perché sempre più persone soffrono di allergie.

Le nuove scoperte dei ricercatori dell’Istituto Max Planck per la chimica e dell’Istituto Paul Scherrer in Svizzera aiutano a spiegare come si formano sostanze tossiche e allergizzanti nella nostra aria. Gli scienziati hanno per la prima volta rilevato intermedi reattivi di ossigeno a lunga durata sulla superficie delle particelle di aerosol. Queste forme di ossigeno sopravvivono qui per più di 100 secondi e in quel momento reagiscono con altri inquinanti atmosferici come gli ossidi di azoto. Chimicamente parlando, le particelle di polvere sono ossidate e nitrate. Questo è ciò che rende le particelle di fuliggine più tossiche e aumenta il potenziale del polline di causare allergie.

Sebbene gli scienziati abbiano sospettato per anni che esistessero queste forme intermedie, si riteneva che scomparissero entro una frazione di secondo e quindi avessero scarso impatto sui processi chimici nell’atmosfera. Le forme intermedie di ossigeno si sviluppano quando l’ozono reagisce con particolato come fuliggine, idrocarburi policiclici aromatici o proteine del polline.

“Non solo la nostra ricerca risolve le precedenti contraddizioni tra calcoli teorici e misurazioni, ma mostra anche che gli intermedi sono anche responsabili di molte reazioni atmosferiche e fisiologiche”, ha affermato Manabu Shiraiwa, autore principale dello studio.
Ulrich Pöschl, capo del gruppo di ricerca aerosol presso l’Istituto Max Planck di Magonza, fa un passo avanti: “Sospettiamo che l’aumento delle allergie nei paesi industrializzati sia legato a queste reazioni. Più ozono e ossidi di azoto vengono emessi dall’industria e dal traffico, più frequentemente le molecole organiche come le proteine del polline di betulla vengono nitrate e questo è ciò che irrita il nostro sistema immunitario.”Pöschl ei suoi colleghi hanno ottenuto prove che queste proteine nitrate possono effettivamente causare reazioni allergiche più gravi rispetto alla forma proteica nativa. Se questa ipotesi è confermata, la salute umana sarebbe a rischio ancora maggiore da emissioni legate alla combustione di quanto si pensasse in precedenza.

Gli intermedi reattivi dell’ossigeno possono anche spiegare alcuni degli effetti negativi diretti sulla salute della fuliggine diesel e delle particelle di fumo di tabacco. Gli idrocarburi policiclici aromatici trovati sulla superficie di queste particelle reagiscono nuovamente prontamente con l’ozono e formano intermedi reattivi di ossigeno a lunga durata. Se le particelle vengono inalate, interagiscono direttamente con i processi fisiologici nel polmone umano e in altri organi.
Gli scienziati presumono anche che gli intermedi di ossigeno possano avere un effetto indiretto sul nostro clima. Presumibilmente sono coinvolti nella formazione e nella crescita di particelle organiche fini da composti organici volatili emessi da fonti sia naturali che manifatturiere come vegetazione e attività industriali. Queste particelle disperdono la luce solare e influenzano la formazione di nuvole e precipitazioni, influenzando così il bilancio energetico della Terra e il ciclo idrologico.

Per quantificare l’abbondanza atmosferica e gli effetti climatici degli intermedi reattivi di ossigeno, i ricercatori di Max Planck con sede a Mainz eseguiranno ulteriori esperimenti cinetici e simulazioni numeriche estese. In collaborazione con partner biomedici, stanno anche studiando gli effetti fisiologici delle proteine nitrate formate dagli intermedi di ossigeno che reagiscono con gli ossidi di azoto.
(SB/MF)

Pubblicazione originale:
Shiraiwa M. et al.: Il ruolo degli intermedi reattivi di ossigeno a lunga durata nella reazione dell’ozono con particelle di aerosol. Natura Chimica, 20. Febbraio 2011; doi: 10.1038 / NCHEM.988

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