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MASCHERINE, CO2 E TOSSICITÀ

Aggiornamento: 10 mag 2021

dal dott. Damien Lafont, dottore in fisica dell’atmosfera,

15 dicembre 2020


Fonte: https://reinfocovid.fr/science/les-masques-co2-et-toxicite/


Indossare una mascherina per più di otto ore al giorno e da oltre nove mesi è pericoloso per la salute? Al di là della questione dell’efficacia e dell’utilità delle mascherine nella situazione attuale, la questione della loro innocuità è stata raramente sollevata, soprattutto in Francia, dove indossare una mascherina è ormai obbligatorio in molti luoghi. Tuttavia, l’evidenza scientifica degli effetti tossici sulla salute di un eccesso di anidride carbonica (CO2) è già più che sufficiente per arrestare l’uso sistematico delle mascherine, soprattutto nelle scuole e per gli anziani.


CO2, un veleno per la nostra salute

Uno studio condotto da tre università americane (Northwestern University-Chicago, University of Michigan-Ann Arbor e University of Wisconsin-Madison) pubblicato nel 2019 sulla rivista Nature sustainability [1] ha dimostrato che la presenza di anidride carbonica nell’aria che respiriamo può avere conseguenze importanti e dannose per la nostra salute.


Questo studio esamina le osservazioni riguardanti il rischio per la salute di un’esposizione acuta o cronica ad alte concentrazioni di CO2. Le conclusioni scientifiche mostrano un rischio per la salute per esposizioni superiori o uguali a 1000 ppm (parti per milione), in particolare infiammazione, diminuzione delle capacità cognitive, decalcificazione delle ossa, calcificazione dei reni e stress ossidativo. Anche un documento del Water and Air Quality Bureau di Health Canada (2020) dettaglia gli studi epidemiologici, tossicologici e di esposizione concernenti il CO2. Tale documento propone un limite di esposizione a lungo termine di 1000 ppm per proteggersi dall’aumento del rischio di sintomi come irritazione degli occhi, rinite, mal di testa e affaticamento, così come la riduzione di prestazioni cognitive[2].


Respirazione e CO2

L’atmosfera terrestre è composta da una media di 400 ppm di CO2. Il CO2 entra nell’organismo dall’atmosfera attraverso i polmoni durante la respirazione esterna. Viene anche prodotto dalle cellule come risultato della respirazione interna o cellulare. Le concentrazioni di CO2 tra 400 e 800 ppm, e in generale sotto 1000 ppm, sono considerate normali.


Il problema delle mascherine

Sotto una mascherina, una semplice misurazione della concentrazione di CO2 mostra livelli compresi tra 2000 ppm e 10 000 ppm [3, 4, 5], ossia da 2 a 10 volte il limite di esposizione raccomandato e da 1 a 5 volte il livello inaccettabile per la salute. Un livello eccessivo di CO2 nel sangue costituisce un’ipercapnia. La concentrazione di CO2 nel sangue aumenta con la durata dell’esposizione. Le risposte fisiologiche dell’organismo all’ipercapnia dipendono dalla durata dell’esposizione al CO2 e dalla sua concentrazione.


Secondo uno studio pubblicato nel 2020 nella rivista Aerosol and Air Quality Research [6], quando si indossa una mascherina facciale, nella zona di respirazione sono stati registrati livelli di CO2 che spaziano da 2150 a 2875 ppm a seconda dell’attività svolta, mentre da 500 a 900 ppm senza mascherina. Ciò corrisponde a un aumento medio di 1650 ppm di CO2 tra il non indossare una mascherina e l’indossarla (a seconda del tipo di mascherina).


Sempre secondo questo autore, le mascherine devono essere classificate come segue secondo un tasso di ritenzione di CO2 crescente:


· 2051 ± 238 ppm per le mascherine in tessuto

· 2107 ± 168 ppm per le mascherine chirurgiche

· 2293 ± 169 ppm per le mascherine FFP2

Benché questo studio sia stato condotto su un singolo volontario per un periodo di tempo molto breve (nessuna esposizione cronica), l’aumento di CO2 nell’aria esalata è importante durante le attività quotidiane di cammino, ma non se ne deduce alcuna differenza significativa tra le diverse mascherine [6].


Effetti fisiologici del CO2 ed effetti sulla salute

Qui di seguito esponiamo i principali effetti sulla salute dall’inalazione di CO2 negli esseri umani. I seguenti risultati sono particolarmente rilevanti perché provengono da studi che hanno esaminato anche gli effetti di concentrazioni più elevate di CO2 causate da scenari di esposizione atipici; l’uso prolungato della mascherina è ovviamente una situazione quanto meno atipica. Questi dati sono tratti da un’ampia rassegna che riprende numerose risorse bibliografiche [2].


Cambiamenti nella frequenza respiratoria

L’aumento della concentrazione di CO2 nel sangue provoca a breve termine effetti notevoli sulla regolazione respiratoria, in particolare un aumento della profondità dei movimenti e della frequenza respiratoria.


Effetti sulla chimica del sangue

Quando respiriamo aria più carica di CO2, per mantenere l’equilibrio aumentiamo la concentrazione di bicarbonato nel sangue e in tutto il corpo. L’aumento di questa concentrazione di bicarbonato modifica l’equilibrio acido-basico e quindi una serie di equilibri, soprattutto a livello renale e neurologico. Una diminuzione del pH del sangue (acidosi) può essere osservata in soggetti costantemente esposti ad alte concentrazioni di CO2 (ossia da 7000 a 15 000 ppm per almeno 20 giorni).


Effetti sui reni

Quando l’organismo non è in grado di eliminare l’eccesso di CO2, tale eccesso ne abbassa il pH, il che può provocare un’acidosi acuta o cronica (ossia un pH inferiore a 7,35). Questo eccesso di acidità può essere neutralizzato non solo dalla regolazione respiratoria di cui sopra, ma anche da una compensazione renale (per tre-cinque giorni), che è molto attiva a concentrazioni di CO2 nell’aria superiori a 30 000 ppm. Per un’esposizione cronica a concentrazioni di CO2 inferiori a 30 000 ppm, come quelle misurate sotto le mascherine, la regolazione renale del pH del sangue è lenta e poco efficace, e i tamponi ossei costituiscono il principale sistema di regolazione.


A lungo termine, un rischio per le ossa

Quando la concentrazione di CO2 è inferiore a un tasso di 30 000 ppm per un lungo periodo di tempo (come avviene dall’inizio dell’obbligo di indossare la mascherina), la regolazione renale dell’acidità creata dal CO2 è poco efficace. In questo caso, il principale meccanismo di compensazione avviene nelle ossa. Gli effetti dell’esposizione prolungata a concentrazioni elevate di CO2 portano a un abbassamento del tasso di calcio nel sangue e dei biomarcatori della formazione ossea, così come a un leggero riassorbimento osseo.


Effetti respiratori: la mascherina aumenta il rischio di sintomi tipo COVID-19

I sintomi delle vie respiratorie (irritazione degli occhi, mal di gola, gola secca, congestione o gocciolamento nasale, starnuti e tosse) si verificano più spesso nelle persone esposte a concentrazioni di CO2 superiori a 800 ppm. Le concentrazioni di CO2 superiori a 1000 ppm sono associate a un aumento del rischio di rinite (starnuti, congestione o gocciolamento nasale).


Numerosi studi epidemiologici (vedi tabella 3 in [2]) condotti nelle scuole e negli uffici hanno mostrato legami tra le concentrazioni di CO2 e i sintomi delle vie respiratorie e delle mucose. I sintomi includono disturbi oculari, respiratori (p. es. irritazione del naso o della gola, rinite e tosse) e generali (p. es. affaticamento e mal di testa) che sono legati al tempo di esposizione.


Si può pertanto notare che:


· irritazione agli occhi, mal di gola, gola secca, congestione o gocciolamento nasale, starnuti e tosse sono osservati in individui esposti a concentrazioni di CO2 superiori a 800 ppm;

· un aumento di 100 ppm della concentrazione di CO2 può aumentare il rischio di molti sintomi delle vie respiratorie e delle mucose (occhi secchi, mal di gola, sintomi nasali o sinusali, oppressione del torace, starnuti, tosse, respiro sibilante e rinite).


Effetti neurologici: l’assurdità di indossare mascherine a scuola

Altri studi condotti in scuole o uffici (vedi tabella 3 in [2]) hanno evidenziato correlazioni tra l’aumento della prevalenza di sintomi neurofisiologici e concentrazioni elevate di CO2.


Decine di studi mostrano il legame tra le concentrazioni di CO2 superiori o uguali a 1000 ppm e la riduzione delle prestazioni scolastiche o lavorative (processo decisionale, svolgimento di compiti e punteggi dei test standardizzati). Pertanto:


· in media, un aumento di 400 ppm della concentrazione di CO2 (rispetto a una concentrazione normale) è associato a una riduzione del 21% dei punteggi dei test ottenuti dai partecipanti;

· le concentrazioni di CO2 superiori a 1000 ppm sono associate a una mancanza di concentrazione;

· elevate concentrazioni di CO2 hanno un impatto sulle prestazioni cognitive e sulla produttività (con risultati del 50% inferiori quando i soggetti sono esposti a concentrazioni di 1400 ppm anziché il normale livello di CO2 durante una giornata lavorativa;

· le concentrazioni di CO2 superiori a 1500 ppm sono associate a una maggiore prevalenza di mal di testa, vertigini, testa pesante e stanchezza;

· con un’esposizione di sole 2,5 ore a una concentrazione di 3000 ppm è stata osservata una diminuzione delle prestazioni a livello decisionale, dello svolgimento di mansioni e del livello di sforzo mentale richiesto per svolgere un’attività;

· effetti neurologici (mal di testa, affaticamento, disturbi visivi, difficoltà di concentrazione e aumento temporaneo del flusso sanguigno cerebrale) sono stati rilevati con un’esposizione prolungata (da 1 a 30 giorni) a concentrazioni di CO2 superiori a 6000 ppm.


Come per i sintomi respiratori, il rischio di sintomi neurofisiologici cresce ad ogni aumento di 100 ppm della concentrazione di CO2.


Effetti cardiovascolari e respiratori

Gli effetti cardiovascolari e respiratori dovuti all’esposizione prolungata per inalazione ad alte concentrazioni di CO2 (superiori a 7000 ppm per 23 giorni) creano una diminuzione della capacità di diffusione del monossido di carbonio polmonare (DLCO) e della gittata cardiaca, un aumento della ventilazione e un aumento temporaneo della frequenza cardiaca e respiratoria. Rischi significativi di dispnea si osservano anche durante sforzi leggeri [7].


Individui vulnerabili e sensibili

Le persone con problemi di salute esistenti (allergie o asma) sono più sensibili ai sintomi neurofisiologici rispetto a coloro che non ne soffrono.


L’uso sistematico di mascherine a partire dall’età di sei anni colloca ognuno di noi nella categoria delle persone vulnerabili e sensibili. Mentre sono a scuola, i bambini sono ormai considerati come una popolazione particolarmente vulnerabile, esposti a elevate concentrazioni di CO2. Inoltre, data la loro morfologia, i bambini inalano più aria rispetto al loro peso corporeo degli adulti. Inoltre possono essere più sensibili degli adulti agli effetti del CO2 sulla salute a causa della loro diversa capacità di metabolizzare, disintossicare ed espellere il CO2 ma anche della loro crescita e del loro sviluppo.


Paura e panico aggravano gli effetti negativi di un eccesso di CO2

In presenza del porto della mascherina è stato osservato un aumento dell’ansia e delle reazioni di tipo attacco di panico. Almeno sei studi mostrano che i pazienti con disturbi di panico sono più sensibili agli effetti ansiogeni del CO2 rispetto ai soggetti sani.


Conclusione


Questi studi dimostrano che indossare una mascherina per un periodo prolungato è nocivo alla salute. L’aumento del livello di CO2 inalato modifica l’equilibrio acido-basico del corpo, che in seguito innesca varie reazioni volte a contrastare l’acidosi indotta dal porto della mascherina. È quindi importante studiare il reale rapporto beneficio/rischio legato all’obbligo di indossare una mascherina nelle attività quotidiane.


DA RICORDARE

I dati indicano che indossare una mascherina respiratoria aumenta la concentrazione di CO2 dell’aria inalata, mentre l’effetto cronico della mascherina sulla concentrazione di CO2 e il suo impatto sulla salute degli individui sono poco studiati. Gli effetti deleteri sono numerosi e sono più o meno gravi a seconda della concentrazione e della durata dell’esposizione.


Esposizione acuta

· Ritenzione di CO2 (1000-5000 ppm), tempo d’esposizione inferiore a 4 ore

· Infiammazione (2000-4000 ppm), tempo d’esposizione: 2 ore

· Effetti cognitivi (1000-2700 ppm), tempo d’esposizione: da 1 a 6 ore


Esposizione cronica

· Infiammazione sistemica cronica di basso livello (3000 ppm), esposizione di 13 giorni

· Demineralizzazione ossea e calcificazione renale (2000-3000 ppm), 60-90 giorni

· Acidosi respiratoria cronica di basso livello, ca. 10 anni di esposizione

· Cambiamenti comportamentali e stress fisiologico (700-3000 ppm), 13-15 giorni di esposizione

· Stress ossidativo (3000-5000 ppm), da 13 giorni a 6 mesi

· Effetti cardiorespiratori

· Effetti neurologici

· Effetti renali

Per tutte i motivi precedentemente esposti, gli standard internazionali sono uguali o vicini a 1000 ppm (Francia: 1000 ppm, Regno Unito: 1500 ppm). In generale, un livello di 2000-2500 ppm di CO2 è considerato inaccettabile per la salute [8].




Riferimenti

[1] T. A. Jacobson, J. S. Kler, M. T. Hernke, R. K. Braun, K. C. Meyer, et W. E. Funk, «Direct human health risks of increased atmospheric carbon dioxide», Nature Sustainability, vol. 2, nᵒ 8, Art. nᵒ 8, agosto 2019, doi: 10.1038/s41893-019-0323-1.

[2] Bureau de la qualité de l’eau et de l’air et Santé Canada, «Lignes directrices sur la qualité de l’air intérieur résidentiel recommandées pour le CO2». 2020, consultato il 1° dic. 2020. [online]. Disponibile su: https://www.canada.ca/content/dam/hc-sc/documents/programs/consultation-residential-indoor-air-quality-guidelines-carbon-dioxide/consultation-lignes-directrices-qualite-air-interieur-residentiel-dioxyde-carbone.pdf.

[3] https://thehighwire.com/mask-test-proves-toxic-for-children/

[4] https://www.youtube.com/watch?v=jmEt0UjrnfQ

[5] riferimento [4] da scaricare qui in caso di censura. https://drive.google.com/file/d/1o5WUdKmpjmaVzTC-DgrPwHiNyZnGEnZl/view

[6] O. Geiss, «Effect of Wearing Face Masks on the Carbon Dioxide Concentration in the Breathing Zone», Aerosol Air Qual. Res., vol. 20, ott. 2020, doi: 10.4209/aaqr.2020.07.0403.

[7] E. Person, C. Lemercier, A. Royer, et G. Reychler, «Effet du port d’un masque de soins lors d’un test de marche de six minutes chez des sujets sains», Revue des Maladies Respiratoires, vol. 35, nᵒ 3, p. 264‑268, marzo 2018, doi: 10.1016/j.rmr.2017.01.010.

[8] J. Y. S. Loh et M. M. Andamon, «A Review of IAQ Standards and Guidelines for Australian and New Zealand School Classrooms», pag. 8. http://anzasca.net/wp-content/uploads/2017/11/ASA_2017_Loh_Andamon.pdf



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