Cambiamento climatico, inquinamento atmosferico e intelligenza artificiale: nuove prospettive nella prevenzione e gestione delle malattie respiratorie pediatriche

Castelletti Francesca,
Dipartimento di Pediatria, Ospedale dei Bambini Vittore Buzzi, Università degli studi di Milano (Italia)

R. Grandinetti
Clinica Pediatrica, Ospedale dei Bambini P. Barilla, Università degli studi di Parma (Italia)

Interconnessione tra cambiamento climatico e salute respiratoria pediatrica

Il cambiamento climatico e l’inquinamento atmosferico sono fenomeni strettamente interconnessi che si amplificano reciprocamente, con conseguenze rilevanti sulle infezioni e malattie respiratorie. Insieme, rappresentano una minaccia crescente per la salute globale.

L’impatto combinato di questi due fattori costituisce una delle sfide sanitarie più urgenti a livello mondiale: il cambiamento climatico è destinato ad aumentare la frequenza e l’intensità degli eventi meteorologici estremi, che a loro volta contribuiscono a innalzare i livelli di inquinanti atmosferici, aggravando così le patologie respiratorie. Inoltre, la continua crescita economica e demografica in molte regioni del pianeta comporterà un ulteriore incremento delle emissioni inquinanti, con un conseguente aumento del carico globale di malattie respiratorie. Questo scenario colpisce in modo particolare le fasce di popolazione più vulnerabili, come i bambini, gli anziani e le persone con patologie respiratorie preesistenti.

L’impatto dell’inquinamento atmosferico sulle malattie respiratorie nelle popolazioni vulnerabili

L’apparato respiratorio dei bambini, in particolare, è più sensibile agli effetti dell’inquinamento atmosferico rispetto a quello degli adulti. L’esposizione precoce agli inquinanti ambientali è associata a un rischio aumentato di sviluppare asma e broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), con conseguenze a lungo termine sulla salute respiratoria. L’inquinamento atmosferico aggrava in modo significativo numerose patologie respiratorie, tra cui malattie infettive, asma, rinite allergica, broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e cancro polmonare.

  • Asma infantile e inquinamento da particolato: Il cambiamento climatico, in combinazione con l’inquinamento atmosferico, può favorire lo sviluppo dell’asma nei bambini. Studi condotti su popolazioni pediatriche europee hanno evidenziato che, durante le ondate di calore, l’interazione tra particolato (PM) e sintomi asmatici diventa più marcata. Questi eventi meteorologici estremi sembrano intensificare gli effetti nocivi dell’inquinamento sulla salute respiratoria. L’asma è infatti la malattia respiratoria più strettamente legata all’inquinamento nei bambini, a causa del loro sistema immunitario ancora in via di sviluppo e della maggiore esposizione agli agenti inquinanti, che aumentano il rischio di riacutizzazioni.
  • BPCO e conseguenze a lungo termine dell’esposizione precoce: La broncopneumopatia cronica ostruttiva, malattia dell’età adulta con esordio generalmente oltre i 40 anni, rappresenta un problema di salute pubblica in crescita, aggravato sia dal cambiamento climatico che dall’inquinamento atmosferico. Una revisione sistematica con meta-analisi su otto studi ha rilevato un incremento del rischio di mortalità per BPCO pari a 1,12 volte per ogni aumento di 10 μg/m3 di PM2,5. Inoltre, l’inquinamento atmosferico può peggiorare la gravità dell’enfisema nei pazienti affetti da BPCO.
  • Rinite allergica ed esposizione agli allergeni ambientali urbani: Questa patologia, diffusa a livello globale, è strettamente correlata all’esposizione agli inquinanti atmosferici. L’impatto è particolarmente evidente nei paesi in via di sviluppo, dove i livelli di inquinamento sono spesso più elevati e i sistemi sanitari meno attrezzati.
  • Infezioni respiratorie del tratto superiore delle vie aeree e sviluppo polmonare: L’esposizione al particolato (PM), in particolare nei bambini e negli adolescenti, è associata a un aumento delle infezioni delle vie respiratorie superiori, con effetti potenzialmente duraturi sullo sviluppo polmonare.
  • Rischio oncologico: esposizione cronica a PM2.5 e PM10: L’inquinamento atmosferico esterno, soprattutto nelle sue componenti di particolato fine (PM2,5 e PM10), è stato ufficialmente classificato come cancerogeno per l’uomo dall’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC), sottolineando la gravità dell’esposizione prolungata a queste sostanze.
  • Effetti sinergici di cambiamento climatico ed eventi meteorologici estremi: gli effetti negativi dell’inquinamento atmosferico sulla salute respiratoria possono essere amplificati dal cambiamento climatico e dall’aumento degli eventi meteorologici estremi. In questo contesto, risulta essenziale identificare i fattori ambientali associati alle malattie respiratorie, in particolare per proteggere le popolazioni più vulnerabili. Tali fattori contribuiscono all’infiammazione polmonare, allo stress ossidativo e all’alterazione della funzione immunitaria dell’apparato respiratorio.

Sanità pubblica e ambiente: strategie preventive per la salute respiratoria pediatrica

Per mitigare l’impatto combinato del cambiamento climatico e dell’inquinamento atmosferico sulla salute respiratoria, sono necessarie strategie di sanità pubblica mirate, tra cui:

  • Politiche ambientali per la riduzione delle emissioni di gas serra per rallentare il riscaldamento globale e limitarne le ripercussioni;
  • Attenuazione della frequenza e dell’intensità degli eventi meteorologici estremi, attraverso politiche climatiche adattive e resilienti;
  • Miglioramento della qualità dell’aria urbana mediante l’adozione di innovazioni normative e tecnologiche, che possono contribuire a ridurre l’incidenza e la morbidità delle malattie respiratorie;
  • Implementazione di politiche sanitarie e sociali inclusive, volte a garantire un equo accesso alle cure mediche e a rafforzare i sistemi di supporto per le comunità più esposte agli effetti avversi dell’inquinamento e del cambiamento climatico.

In conclusione, è urgente promuovere una ricerca continua, politiche efficaci e interventi mirati di sanità pubblica per affrontare le sfide complesse poste dal cambiamento climatico, dall’inquinamento atmosferico e dal loro impatto sulla salute respiratoria. Le proiezioni future indicano che questi fattori influenzeranno in modo significativo l’incidenza delle malattie respiratorie, soprattutto tra le popolazioni più vulnerabili. Azioni concrete, coordinate e basate sull’evidenza possono contribuire a proteggere la salute respiratoria e a migliorare complessivamente gli esiti di salute pubblica.

Piattaforma di intelligenza artificiale nei sistemi sanitari

A questo proposito, uno studio condotto presso l’Ospedale Pediatrico Sabarà (São Paolo) ha esaminato come ospedali e sistemi sanitari possano trarre vantaggio dell’Intelligenza Artificiale (IA) e dei big data combinando informazioni cliniche con fonti esterne. In particolare, il machine learning, un ramo dell’IA, impiega algoritmi addestrati su grandi insiemi di dati per prevedere i flussi di accesso al pronto soccorso e i ricoveri per patologie respiratorie, utilizzando sia dati clinici sia dati ambientali. Gli autori sottolineano il valore dell’approccio combinato: la componente predittiva (IA) è affiancata da modelli epidemiologici tradizionali, che quantificano in modo interpretabile le associazioni tra esposizioni ambientali e salute respiratoria pediatrica. Tali algoritmi sono in grado di distinguere, ad esempio, se un bambino che si presenta al pronto soccorso verrà probabilmente dimesso o necessiterà di un ricovero ospedaliero. Questa capacità predittiva risulta particolarmente utile per migliorare la pianificazione ospedaliera e l’allocazione delle risorse, specialmente in contesti esposti a vulnerabilità ambientali.

 

 

 

 

 

In conclusione, tra gli strumenti più promettenti per affrontare le sfide poste dal cambiamento climatico vi è lo sviluppo di piattaforme integrate che uniscono banche dati cliniche e ambientali all’interno di un’infrastruttura di big data, sfruttando le potenzialità dell’intelligenza artificiale per l’analisi e l’elaborazione delle informazioni.

Bibliografia
– Tran, H. M., Tsai, F. J., Lee, Y. L., Chang, J. H., Chang, L. T., Chang, T. Y., … & Chuang, H. C. (2023). The impact of air pollution on respiratory diseases in an era of climate change: A review of the current evidence. Science of the Total Environment, 898, 166340.

 

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