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Cambiamento climatico e infezioni respiratorie pediatriche: evidenze e implicazioni cliniche

I cambiamenti climatici (CC) consistono in modifiche del clima su larga scala derivanti dal surriscaldamento globale, cioè l’incremento rapido della temperatura sulla superficie terrestre durante gli ultimi secoli. I bambini sono la popolazione più vulnerabile alle conseguenze del cambiamento climatico per via del sistema respiratorio in diretto contatto con l’atmosfera, ma anche per quanto concerne il maggior rischio di malattie infettive e malnutrizione.

Vulnerabilità pediatrica e impatti da cambiamenti climatici e inquinamento sulla salute respiratoria pediatrica 

Rispetto agli adulti, gli effetti del cambiamento climatico sulla salute dei bambini hanno una maggiore incidenza per le malattie respiratorie, perché i bambini sono maggiormente esposti all’inquinamento atmosferico in generale e in particolare ad agenti inquinanti, allergeni e agenti infettivi. I bambinipresentano una frequenza respiratoria più elevata, una più frequente respirazione orale e una maggiore esposizione alle particelle aerodisperse (trascorrono più tempo in attività all’aperto e respirano ad un’altezza inferiore). 

Freddo/caldo estremo e riacutizzazioni asmatiche

Inoltre, il sistema respiratorio nei primi anni di vita è più vulnerabile ai fattori ambientali, a causa del ridotto diametro delle vie aeree con conseguente maggiore rischio di ostruzione e distress respiratorio e, quindi, di danno a lungo termine. Il sistema respiratorio infantile, inoltre, è sensibile alle temperature estreme: l’esposizione ad aria fredda, secca o calda può favorire la broncostruzione; infatti, è stato osservato un aumento del rischio relativo di esacerbazioni asmatiche in caso di esposizione a temperature estremamente calde o fredde rispettivamente dell’1.07 e dell’1.20. 

 

Clima, inquinamento atmosferico e rischio infettivo a carico delle vie respiratorie dei bambini

Le infezioni respiratorie, com’è noto, rappresentano una delle principali cause di morbilità e mortalità in età pediatrica. Il ruolo a lungo termine dei CC sull’incidenza delle infezioni respiratorie batteriche e virali rimane ancora incerto. Nei Paesi temperati, le infezioni virali respiratorie si verificano prevalentemente in autunno e inverno con le temperature più basse, ma sarebbe erroneo pensare che l’aumento delle temperature potrebbe portare a una riduzione di tali infezioni, in quanto molti altri fattori vi contribuiscono. Ad esempio, prima dell’epidemia Sars-Cov-2 e dell’introduzione della profilassi con Nirsevimab, i tassi di ospedalizzazione per Virus Respiratorio Sinciziale erano rimasti stabili, nonostante il riscaldamento globale e l’aumento medio delle temperature. 

 

Limiti dell’evidenza e direzioni di ricerca

Anche per quanto riguarda le infezioni batteriche è difficile predire il rischio di infezione per patogeni che hanno una tipica stagionalità e sono favoriti da un clima freddo, come lo Streptoccoccus pneumoniae. Per quanto riguarda il Mycoplasma pneumoniae, uno studio giapponese in cui sono stati inclusi 13.056 casi di polmonite da Mycoplasma tra il 1999 e il 2007, ha riportato un aumento settimanale del 16.9% dei casi di polmonite da Mycoplasma per ogni 1°C di aumento della temperatura media e un aumento del 4.1% per ogni aumento dell’1% in umidità relativa. Al contrario, uno studio condotto in Europa tra il 2011 e il 2016 non ha riportato questa associazione. Collaco et al. in uno studio condotto su 4 campioni indipendenti di pazienti con fibrosi cistica residenti in due continenti diversi, hanno osservato un’associazione tra temperatura annuale media e prevalenza della colonizzazione da Pseudomonas Aeruginosa e funzione polmonare, ipotizzando che la temperatura potrebbe avere un impatto sulla funzione polmonare e sulla colonizzazione da Pseudomonas attraverso meccanismi indipendenti.

L’aumento dell’esposizione agli inquinanti ambientali (ozono e PM 2.5) correlato al riscaldamento globale

I CC influenzano anche l’esposizione ad inquinanti ambientali come ozono e PM 2.5. Il riscaldamento globale determina un incremento della produzione di ozono; durante i periodi di siccità la riduzione delle precipitazioni non permette il washout del PM 2.5 sospeso e i CC favoriscono il ristagno dell’aria causando l’accumulo di ozono e altri inquinanti. Una review sistematica ha riportato un aumento del rischio di polmonite pari all’1.7% per ogni aumento della concentrazione di ozono di 10 mcg/m3 e dell’1.8% per ogni aumento della concentrazione di PM 2.5 di 10 mcg/m3. Anche in uno studio condotto negli USA su 112.567 bambini di età inferiore a 2 anni e su 17.828 bambini tra i 3 e i 17 anni è stato osservato un aumento del 15% del rischio di infezioni delle basse vie aeree nei bambini sotto i 2 anni e del 32% nei bambini tra 3 e 17 anni per ogni incremento addizionale di 10 mcg/m3 nella concentrazione di PM 2.5.

Pollini, virus respiratori e possibili effetti sinergici

I CC hanno causato un incremento della prevalenza e severità delle patologie allergiche polline-correlate. L’aumento della temperatura, infatti, ha portato a stagioni polliniche di maggiore durata e più precoci con maggiori concentrazioni di polline. Inoltre, i CC possono favorire la diffusione e l’adattamento di piante produttrici di pollini in nuove aree geografiche. Negli ultimi anni sono emersi anche dati che potrebbero evidenziare un effetto sinergico dell’esposizione a pollini e virus respiratori. Alcuni studi hanno evidenziato una correlazione positiva tra tasso di infezioni virali e concentrazioni polliniche. Ad esempio, uno studio del 2022 ha riportato un’associazione tra le stagioni polliniche autunnali e primaverili e le comuni infezioni virali in età pediatrica. 

Evidenze a favore e contro-evidenze; eterogeneità e bisogni di ricerca

Nel 2021 Damialis et al. hanno riportato una correlazione tra il tasso di infezioni da Sars-Cov-2 e le concentrazioni polliniche. In un altro studio, Gilles et al. hanno osservato che l’esposizione a polline comprometteva alcuni meccanismi immunologici utilizzati contro i virus, nello specifico il rhinovirus, riducendo l’espressione di geni antivirali. In uno studio in vitro, è stato osservato che l’esposizione a polline di cellule respiratorie ne alterava la morfologia, in particolare per quanto riguarda la componente ciliare. Altri studi, tuttavia, hanno riportato che l’esposizione a polline si associava a una riduzione del rischio e della severità delle infezioni da virus influenzale. Pertanto, sebbene un epitelio respiratorio danneggiato dal polline possa essere più suscettibile anche ad infezioni virali e possa essere possibile un effetto sinergico tra pollini e virus, gli studi eseguiti finora sono ancora eterogenei e sono necessari ulteriori dati.

Conclusioni

Sebbene occorrano ulteriori studi per evidenziare in modo dettagliato l’impatto dei CC sulle infezioni respiratorie, è possibile ipotizzare che i CC possano modificare la distribuzione geografica di virus e altri patogeni, i pattern di trasmissione, la stagionalità e questo potrebbe portare allo sviluppo di nuove infezioni emergenti e pandemie più frequenti e severe.

 

Tabella 1 — Soglie di qualità dell’aria: WHO 2021 vs UE 2030

Le linee guida WHO 2021 (AQG) indicano obiettivi sanitari (non vincolanti); le soglie UE 2030 sono limiti legali della nuova Direttiva 2024/2881. Per O₃ includo anche il “target value” UE e l’obiettivo di lungo periodo. archiv.szu.cz Eur-Lex+2Eur-Lex+2

Inquinante Media/Indicatore WHO AQG 2021 UE 2030 (Direttiva 2024/2881) Note
PM2.5 Annuale 5 µg/m³ 10 µg/m³ WHO 24h 15 µg/m³ (99° percentile ≈ 3–4 gg/anno); UE 24h 25 µg/m³ (≤18 superamenti/anno). archiv.szu.cz+1
PM10 Annuale 15 µg/m³ 20 µg/m³ WHO 24h 45 µg/m³ (99° percentile); UE 24h 45 µg/m³ (≤18 superamenti/anno). archiv.szu.cz+1
NO₂ Annuale 10 µg/m³ 20 µg/m³ WHO 24h 25 µg/m³ (99° percentile); UE 1h 200 µg/m³ (≤3/anno) e 24h 50 µg/m³ (≤18/anno). archiv.szu.cz+1
O₃ 8h (max giornaliero) 100 µg/m³ Target 120 µg/m³ (≤18 gg/anno, media 3 anni) WHO “peak season” 60 µg/m³ (media dei massimi 8h per 6 mesi); UE obiettivo lungo periodo 100 µg/m³ (99° percentile ≤3 gg/anno). archiv.szu.cz+2Eur-Lex+2

 

Tabella 2 — Effetti del clima e degli inquinanti sulle malattie respiratorie pediatriche (dati SIMRI + studi citati)

I valori seguenti provengono dal documento SIMRI allegato (review + studi) e riassumono stime di rischio utili per la clinica/epidemiologia.

Fattore/Esposizione Esito Stima effetto
Ozono (O): +10 µg/m³ Polmonite (bambini) +1,7% rischio (review sistematica).
PM2.5: +10 µg/m³ Polmonite (bambini) +1,8% rischio (review sistematica).
PM2.5: +10 µg/m³ Infezioni basse vie aeree +15% (<2 anni) e +32% (3–17 anni) rischio (studio USA).
Temperature estreme Esacerbazioni asmatiche RR 1,07 con caldo estremo; RR 1,20 con freddo estremo.
Temperatura media: +1 °C Polmonite da Mycoplasma pneumoniae +16,9%/settimana casi; +4,1% per +1% umidità relativa (studio Giappone; risultati non replicati in UE 2011–2016).
Pollini Virus respiratori (comuni e SARS-CoV-2) Evidenze eterogenee: correlazioni positive in studi multicentrici; possibili interazioni immunologiche (ridotta risposta antivirale).

 

Tabella 3 — Come usare questi numeri in un articolo medico-scientifico

Domanda clinica Dato “chiave” da citare Link utile
Quali obiettivi d’aria pulita considerare in pediatria? WHO AQG (PM2.5 5 µg/m³ annuo; NO₂ 10 µg/m³; O₃ 100 µg/m³ 8h). WHO AQG 2021. archiv.szu.cz
Quali limiti legali guideranno le città entro il 2030? UE 2030: PM2.5 10; PM10 20; NO₂ 20; O₃ target 120 µg/m³ (≤18 gg/anno). Direttiva (UE) 2024/2881. Eur-Lex+1
Quanto incide il particolato sulle infezioni LRTI in età pediatrica? +15% (<2 a) e +32% (3–17 a) per +10 µg/m³ PM2.5. Documento SIMRI.

 

Bibliografia

  • Camille Bignier, Lucile Havet, Margot Brisoux, Céline Omeiche, Swati Misra, Apolline Gonsard, David Drummond. Climate change and children’s respiratory health. Paediatric Respiratory Reviews 53 (2025) 64–73
  • Maria-Viola Martikainen, Tarleena Tossavainen, Noora Hannukka, Marjut Roponen. Pollen, respiratory viruses, and climate change: Synergistic effects on human health. Environmental Research 219 (2023) 115149
  • Onozuka D, Hashizume M, Hagihara A. Impact of weather factors on Mycoplasma pneumoniae pneumonia. Thorax 2009;64:507–11. https://doi.org/10.1136/thx.2008.111237.
  • Collaco JM, McGready J, Green DM, Naughton KM, Watson CP, Shields T, et al. Effect of temperature on cystic fibrosis lung disease and infections: a replicated cohort study. PLoS One 2011;6:e27784.
  • Nhung NTT, Amini H, Schindler C, Kutlar Joss M, Dien TM, Probst-Hensch N, et al. Short-term association between ambient air pollution and pneumonia in children: A systematic review and meta-analysis of time-series and case-crossover studies. Environ Pollut 2017;230:1000–8. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.07.063.
  • Horne BD, Joy EA, Hofmann MG, Gesteland PH, Cannon JB, Lefler JS, et al. Short-Term Elevation of Fine Particulate Matter Air Pollution and Acute Lower Respiratory Infection. Am J Respir Crit Care Med 2018;198:759–66. https://doi.org/10.1164/rccm.201709-1883OC
  • Choi, Y.J., Lee, K.S., Lee, Y.S., Kim, K.R., Oh, J.W., 2022. Analysis of the association among air pollutants, allergenic pollen, and respiratory virus infection of children in guri, korea during recent 5 years. Allergy, Asthma Immunol. Res. 14 (3), 289–299
  • Damialis, A., Gilles, S., Sofiev, M., Sofieva, V., Kolek, F., Bayr, D., et al., 2021. Higher airborne pollen concentrations correlated with increased SARS-CoV-2 infection rates, as evidenced from 31 countries across the globe. Proc. Natl. Acad. Sci. 118 (12).
  • Gilles, S., Blume, C., Wimmer, M., Damialis, A., Meulenbroek, L., Gokkaya, M., et al., 2020. Pollen exposure weakens innate defense against respiratory viruses. Allergy Eur. J. Allergy Clin. Immunol. 75 (3), 576–587
  • Van Cleemput, J., Poelaert, K.C.K., Laval, K., Impens, F., Van den Broeck, W., Gevaert, K., et al., 2019. Pollens destroy respiratory epithelial cell anchors and drive alphaherpesvirus infection. Sci. Rep. 9 (1), 1–15

FAQ (clinico-scientifiche)

1) In che modo il cambiamento climatico incide sulla salute respiratoria dei bambini?
I bambini sono più esposti a inquinanti/allergeni (respiro più vicino al suolo, frequenza respiratoria più alta, vie aeree più piccole) e quindi più vulnerabili a ostruzione, riacutizzazioni e infezioni; l’aria fredda/secca/calda può favorire broncocostrizione. Simri

2) Temperature più alte ridurranno le infezioni respiratorie pediatriche?
No. Nei climi temperati i virus respiratori restano stagionali (autunno-inverno). Prima dell’epidemia di SARS-CoV-2 e della profilassi con nirsevimab, i ricoveri per RSV sono rimasti stabili nonostante il riscaldamento globale. Simri

3) Qual è l’effetto degli estremi termici sulle riacutizzazioni asmatiche?
L’esposizione a caldo o freddo estremi è associata a un aumento del rischio di esacerbazione asmatica (RR ~1,07 con caldo; 1,20 con freddo). Simri

4) Come si correlano ozono (O₃) e PM₂.₅ con polmonite/ALRI pediatriche?
Incrementi a breve termine di +10 µg/m³ sono associati a: polmonite +1,7% (O₃) e +1,8% (PM₂.₅); ALRI +15% (<2 anni) e +32% (3–17 anni) per PM₂.₅. Simri

5) I pollini possono influenzare i virus respiratori in un clima che cambia?
Sì: stagioni polliniche più lunghe/precoci e concentrazioni più alte si associano, in analisi multicentriche, a maggiori tassi di infezioni (anche SARS-CoV-2). Dati sperimentali suggeriscono un’attenuazione delle risposte antivirali epiteliali; l’evidenza rimane eterogenea. Simri

6) Esiste un legame tra fattori meteo e Mycoplasma pneumoniae?
In Giappone è stato riportato +16,9%/settimana di casi per ogni +1 °C e +4,1% per +1% di umidità; tale associazione non è stata replicata in Europa (2011–2016). Simri

7) Quali implicazioni emergono per la fibrosi cistica (FC)?
Cohort replicati indicano un’associazione fra temperatura media annua e colonizzazione da Pseudomonas aeruginosa, oltre a variazioni di funzione polmonare, suggerendo possibili vie di impatto climatico sulla morbilità in FC. Simri

8) Quali soglie/standard di qualità dell’aria sono clinicamente rilevanti?
La pagina riassume WHO AQG 2021 e i limiti UE 2030 (Direttiva 2024/2881) per PM₂.₅, PM₁₀, NO₂ e O₃ (incluso target O₃ 8h 120 µg/m³ con ≤18 gg/anno, media triennale). Utile per counseling e pianificazione. Simri

9) Quali sono le principali implicazioni di sanità pubblica?
I cambiamenti climatici possono modificare distribuzione geografica, pattern di trasmissione e stagionalità dei patogeni, con rischio di nuove infezioni emergenti e pandemie più frequenti/severe: servono sorveglianza e prevenzione proattiva. 

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