Inquinanti dell’aria degli ambienti interni: i funghi

Le patologie causate dall’inquinamento dell’aria da parte dei funghi sono di origine allergica ma è molto probabile che le proprietà tossigeniche dei funghi possano essere coinvolte tanto quanto le proprietà allergeniche. La sanificazione degli impianti di aerazione resta la migliore difesa della salute.

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Un impianto aeraulico non sanificato correttamente può diventare un vettore di contaminazione biologica. Non è una casistica remota: è il risultato normale di una gestione igienica insufficiente nel tempo.

Funghi

Effetti sulla salute

Nonostante il ruolo causale dei funghi nei singoli casi di allergie respiratorie e asma sia conosciuto dal 18esimo secolo, la loro generale posizione nella salute respiratoria è ancora dibattuta. Sono stati segnalate reazioni allergiche, incluse riniti, asma e allergie alveolari estrinseche, a spore singole o a raggruppamenti e a elementi ifali di funghi in aria (Tobin et al. 1987). Reazioni allergiche a funghi possono essere immediate, svilupparsi entro pochi minuti dall’esposizione (Tipo I), o ritardate, dopo 4 – 8 ore (Tipo III). Riniti e episodi asmatici appartengono alla categoria Tipo I, e i casi più rari di allergie alveolari estrinseche causate dall’esposizione ad elevate concentrazioni di allergeni specifici sono reazioni di Tipo III. Questi ultimi sono molto sesso associati ad alti livelli di actynomicetes o spore fungine (106-1010 spore/m3 aria) rilasciate da materiali agricoli ammuffiti e che causano malattie professionali come il polmone del contadino.

La letteratura sulla relazione tra l’inalazione di spore fungine e l’induzione di allergie respiratorie è ancora inadeguata e per alcuni aspetti controversa. Tuttavia, ci sono stati progressi considerevoli riguardo l’identificazione, la purificazione e la caratterizzazione di molti allergeni prodotti dai funghi, specialmente da Alternaria (Alt a I) e Cladosporium (Cla h I).

Tradizionalmente, gli allergologi hanno assunto che l’asma indotta da muffe fosse dovuta ad una reazione allergica. Tuttavia, è molto probabile che le proprietà tossigeniche dei funghi possono essere coinvolte tanto quanto le proprietà allergeniche. Nel caso delle specie patogene di generi come Aspergillus. Tutte queste contribuiscono all’intero danno che risulta nell’invasione del tessuto polmonare (micosi). I metaboliti di questi funghi probabilmente contribuiscono molto significativamente al danno ai polmoni osservato (Tobin et al. 1987).

Tra i pazienti con allergie respiratorie, 2 – 30% sono allergici ai funghi (Gravensen 1979). Uno studio multi – centrico ha rivelato che la prevalenza di allergie ai funghi in una popolazione atopica è dell’8% negli adulti e 23% nei bambini, il 14% dei bambini aventi asma e il 23% riniti (Osterballe 1981).

Le micotossine associate ai funghi sono metaboliti secondari (Miller 1990) con peso molecolare generalmente maggiore di 200 ma considerabilmente minore di quello degli allergeni. È stato dimostrato che l’ingestione di micotossine può causare malattie e morte negli uomini e negli animali, ma è stato anche dimostrato in studi sperimentali su animali che l’inalazione di tricoteceni è 20 – 50 volte più pericolosa dell’iniezione intravenosa (Miller 1990). I tricoteceni, prodotti da Stachybotrys atra e Fusarium spp., e la patulina e l’acido penicillico prodotti da un gran numero di penicillia, hanno manifestato acuta tossicità nei confronti dei macrofagi alveolari polmonari (Sorenson 1989). I tricoteceni e un discreto numero di altre micotossine sono anche immunosoppressori. Perciò, sebbene non ci sia ancora una prova definitiva, è tuttavia possibile che l’inalazione di alte concentrazioni di spore di muffe possa influire dannosamente su alcune funzioni dei macrofagi, come ad esempio la fagocitosi di particelle viventi e non – viventi nei polmoni, e quindi influire sulla salute respiratoria. Gli effetti sul sistema immunitario possono anche compromettere la salute riducendo la resistenza ad altri microrganismi, probabilmente con il risultato di problemi di salute cronici (Croft et al. 1986). Tuttavia, i dati tossicologici di molte micotossine sono limitati, in particolare per le vie cutanee o inalatorie. Perciò, il ruolo delle micotossine in ambienti indoor non è ancora del tutto chiara.

Come le endotossine nei batteri Gram – negativi, 1,3 – β – glucano è un componente della parete cellulare dei funghi. Il glucano può essere estratto dalle pareti delle ife e delle spore fungine. Esso agisce come un agente infiammatorio ed è una delle cause dell’aumento di segnalazioni di irritazioni delle mucose delle membrane e di stanchezza degli occupanti degli edifici in cui sono state mosse le lamentele riguardo la qualità dell’aria indoor (Rylander et al. 1991). Il glucano può essere testato mediante una modificazione della proceduta utilizzata per le endotossine batteriche e può dare un’indicazione globale del materiale fungino aerodisperso.

I componenti volatili prodotti dai funghi sono spesso percepibili come “odore di muffa”. I componenti volatili sono miscugli complessi di alcoli, esteri, aldeidi, vari idrocarburi e aromatici, e ne sono stati identificati un gran numero. C’è una considerabile varietà nella produzione di componenti volatili, anche tra generi strettamente correlati. Sintomi come emicrania, irritazione di occhi, naso e gola o affaticamento sono stati associati ai componenti volatili prodotti dai funghi (Tobin et al. 1987, Flannigan et al. 1991).

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Evidenze

Tra le circa 100000 specie fungine conosciute, quelle di interesse per l’inquinamento di ambienti interni appartengono alla classe dei Deuteromycetes o Funghi Imperfecti, con poche eccezioni (e.g. Micoraceae, Ascomycetes, Basidiomycetes del legno marcio e alcuni lieviti).

La maggior parte dei funghi sono saprotrofi che utilizzano materiale organico morto per cibo. Se le condizioni di temperatura e umidità sono soddisfatte, molte specie sono in grado di utilizzare un ampio range di materiali organici. Questo range va da resti di piante o animali a materiali come cellulosa, vernici o prodotti immagazzinati (Gravesen, 1979). Sebbene alcuni funghi crescano tra i 2°C e i 5°C e altri a temperature elevate da 55°C a 60°C (termofili), la maggior parte dei funghi in ambienti confinati cresce a temperature tra 10°C e 35°C. Tuttavia, anche se temperatura e nutrienti non sono criticità, essi possono influenzare il tasso di crescita e la produzione di certi allergeni e metaboliti (Nielsen et al., 1999; Institute of Medicine, 2000). Il contenuto di acqua dei materiali nutritivi rimane quindi il fattore più critico nello sviluppo dei funghi. L’attività minima dell’acqua (, rapporto della pressione di vapore su un substrato e la pressione di vapore su acqua pura sotto le stesse condizioni di temperatura e pressione atmosferica) necessaria per la crescita di funghi su substrati correlati all’edificio varia tra 0.75 e più di 0.98 per differenti specie di muffe (Gallup et al., 1987; Waegemaekers et al., 1989; Grant et al., 1989; Douwes et al., 1999).

Gli ambienti interni, anche se scrupolosamente puliti, offrono un’ampia varietà di substrati per la crescita dei funghi. Il materiale organico umido e non vivente può essere rapidamente colonizzato (Burge, 1985). La condensazione è la principale fonte di umidità necessaria per la crescita di funghi sulle superfici interne delle abitazioni domestiche. Oltre alla condensa superficiale, la condensa interstiziale all’interno di materiali da costruzione porosi come calcestruzzo, mattoni e intonaco, può fornire un serbatoio che consente la crescita fungina in circostanze in cui la superficie altrimenti si seccherebbe. I problemi di umidità interna sono solitamente collegati a difetti costruttivi, come un isolamento inadeguato o “ponti termici”, in combinazione con una ventilazione non adeguata e/o la modalità di utilizzo di queste case. I problemi di condensazione e di muffa si possono anche incontrare in case di nuova generazione costruite per risparmiare energia (es. classe A/B), in particolare quando non sono state prese misure per prevenire l’eccessiva generazione di umidità (e.g. in cucina o in lavanderia).

La presenza di funghi mostra ampie differenze stagionali (Gravesen 1972; Wilken – Jensen e Gravesen 1984). Per la maggior parte dei generi, i numeri più alti nell’aria esterna sono stati riscontrati in estate e in autunno. Durante queste stagioni l’aria esterna è la fonte principale di funghi presenti nell’aria interna. Recenti studi hanno indicato che la concentrazione esterna di spore nell’aria influenza la presenza di funghi nell’ambiente interno, ma la concentrazione interna di spore nell’aria non è un semplice riflesso della presenza di funghi nell’aria esterna (Fradkin et al. 1987; Verhoeff et al. 1992). Fonti interne di spore potrebbero anche essere presenti.

Nell’aria interna è possibile trovare una grande varietà di specie fungine. Le specie più comuni sono probabilmente appartenenti ai generi Cladosporium, Penicillium, Alternaria, Aspergillus, Eurotium e Wallemia. Tuttavia, i propaguli dei funghi vitali comprendono solo l’1% – 2% del numero totale dei propaguli. Ancora, il numero di unità formanti una colonia (CFU)/m3 varia ampiamente, da < 10 a più di 20000 e anche fino a 400000 in casi eccezionali (Hunter et al. 1988).

La presenza di funghi nella polvere domestica sembra anche essere una fonte importante di spore aerodisperse nell’ambiente interno (Burges 1985). Nella polvere domestica, sono stati comunemente isolate specie appartenenti ai generi seguenti: Cladosporium, Penicillium, Alternaria, Aspergillus, Eurotium, Mucor e Wallemia. Il numero di CFU/g di polvere varia da <102 a >106 .

Limiti e normative

Tutti i risultati qualitativi e quantitativi ottenuti dal campionamento dell’aria per i propaguli dei funghi sono altamente dipendenti dal metodo utilizzato, dalle attività e da altre circostanze durante il campionamento, dalla stagione e dall’area geografica. Per queste ragioni è difficile stabilire valori di riferimento. Dati sui funghi presenti nella polvere domestica depositata sono limitati.

Ad oggi non si sa abbastanza da permettere di fissare valori di soglia per la concentrazione di funghi in ambienti interni non – industriali.

Bisogna tenere però presente che i risultati delle analisi sono altamente dipendenti dai metodi utilizzati, dalle attività durante il campionamento e dalla stagione. Dovrebbe essere sottolineato che queste categorie sono basate su un range di valori ottenuti in case e in ambienti interni non – industriali, e non su una valutazione del rischio per la salute. Per quanto riguarda il campionamento dell’aria, i risultati dovrebbero essere considerati in relazione ai campioni esterni presi.

Secondo le linee guida del Ministero della Salute la presenza di alcuni miceti patogeni (es. Aspergillus fumigatos) e funghi produttori di tossine (es. Stachybotris atra) dovrebbe essere considerata inaccettabile. Una concentrazione inferiore a 50 CFU/ dovrebbe essere considerata accettabile per ogni singola specie, il limite di 150 CFU/ dovrebbe essere considerato accettabile se si riscontra una miscela di specie mentre il limite di 300 CFU/ dovrebbe essere considerato accettabile se le principali specie presenti sono del genere Cladosporium o del gruppo delle Philloclae.

Anche se la più bassa umidità relativa per la germinazione di alcune specie di funghi pare sia 62%-65%, esperimenti in edifici comuni e in materiali di finitura indicano che le superfici suscettibili possono essere tenute libere dalla crescita di funghi se l’umidità relativa è mantenuta al di sotto del 75-80%. Le muffe fungine non crescono al di sotto di un’umidità relativa dell’80% (Adan, 1994) o al di sotto del 75% in un range di temperature che varia tra 5°C e 40°C (Viitanen, Ritschkoff, 1991).

Dopo un’attenta analisi dei dati pubblicati riguardo a esperimenti in laboratorio, Rowan et al. (1999) raccomandano che l’umidità relativa venga mantenuta al di sotto del 75% per limitare la crescita di funghi negli edifici. Johansson et al. (2005), dopo una revisione della letteratura, hanno descritto le condizioni di umidità critiche specifiche dei materiali per la crescita microbiologica: l’umidità relativa critica (massimo livello di umidità relativa permesso per la non-crescita) era 75-90% per materiali puliti e 75-80% per materiali contaminati o sporchi.

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