Ridurre l’inquinamento atmosferico potrebbe avere benefici che iniziano ancora prima della nascita. È quanto suggerisce uno studio pubblicato su Environmental Health, nel quale un gruppo della Columbia University ha analizzato quasi vent’anni di dati raccolti a New York, mettendo a confronto l’esposizione all’inquinamento durante la gravidanza con lo sviluppo cognitivo dei bambini nei primi tre anni di vita.
Nel periodo osservato, le concentrazioni di alcuni dei principali contaminanti atmosferici sono diminuite sensibilmente. Parallelamente, nei bambini coinvolti nelle diverse coorti sono aumentati i punteggi ottenuti nei test utilizzati per valutare lo sviluppo mentale. L’associazione è risultata particolarmente evidente nelle fasi in cui il calo dell’inquinamento era stato più marcato.
Lo studio non dimostra che ogni miglioramento cognitivo sia stato causato direttamente dalle politiche ambientali adottate dalla città, ma aggiunge nuove evidenze al rapporto tra qualità dell’aria durante la gravidanza e sviluppo del cervello nei primi anni di vita.
Lo studio ha seguito tre coorti nell’arco di circa vent’anni
I ricercatori hanno utilizzato i dati raccolti dal Columbia Center for Children’s Environmental Health in tre diverse coorti di madri e figli residenti prevalentemente nel Northern Manhattan e nel South Bronx, aree storicamente esposte a livelli elevati di inquinamento.
Complessivamente sono stati considerati 1.446 partecipanti, mentre 1.109 bambini disponevano di almeno una valutazione dello sviluppo cognitivo effettuata a 1, 2 o 3 anni.
La prima coorte, denominata Mothers and Newborns, comprendeva 727 partecipanti arruolati tra il 1998 e il 2006. Una seconda coorte includeva 130 fratelli o sorelle dei bambini già coinvolti nello studio, arruolati dal 2008 al 2016. Una terza, Fair Start, è stata avviata nel 2015.
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Questa struttura ha consentito ai ricercatori di confrontare bambini nati in periodi differenti, durante i quali la qualità dell’aria di New York stava progressivamente cambiando.
PM2.5, biossido di azoto e PAH sono diminuiti nel tempo
Durante la gravidanza delle partecipanti sono stati misurati o stimati tre gruppi di inquinanti: particolato fine PM2.5, biossido di azoto (NO2) e idrocarburi policiclici aromatici (PAH).
In precedenti analisi sugli stessi gruppi, il team aveva già osservato una riduzione molto importante delle esposizioni. Tra il 1998 e il 2016, le concentrazioni medie annuali di PM2.5 erano diminuite del 51%, mentre quelle di NO2 erano calate del 48%. Per gli idrocarburi policiclici aromatici, monitorati tra il 1998 e il 2020, la riduzione osservata era stata del 66%.
Nella nuova analisi, limitata ai partecipanti per i quali erano disponibili anche i test cognitivi, la stessa tendenza è risultata confermata. Il PM2.5 è diminuito mediamente di 0,607 microgrammi per metro cubo ogni anno, mentre il biossido di azoto è sceso di 1,099 parti per miliardo all’anno. Anche i livelli di PAH hanno mostrato una diminuzione significativa nel tempo.
Nei bambini aumentavano i punteggi dei test cognitivi
Per misurare lo sviluppo dei bambini, gli studiosi hanno utilizzato le Bayley Scales of Infant and Toddler Development, uno strumento impiegato da molti anni nella ricerca sul neurosviluppo.
Il test fornisce un valore chiamato Mental Development Index, o MDI, standardizzato con una media di 100 punti: valori più elevati indicano prestazioni cognitive migliori.
Osservando tutte le coorti insieme, i ricercatori hanno riscontrato un aumento significativo dei punteggi nel corso degli anni.
A 1 anno, il punteggio MDI aumentava mediamente di 0,607 punti per ogni anno trascorso dall’inizio dello studio. A 2 anni l’incremento medio era di 0,853 punti all’anno, mentre a 3 anni raggiungeva 1,396 punti all’anno.
L’aumento è risultato particolarmente evidente nella prima coorte, quella che aveva sperimentato sia i livelli di esposizione più elevati sia il calo più consistente dell’inquinamento.
Più inquinanti, punteggi più bassi
Il dato centrale dello studio emerge mettendo direttamente in relazione esposizione prenatale e risultati cognitivi.
Combinando i dati delle diverse coorti, tutti e tre gli inquinanti analizzati sono risultati associati in maniera inversa ai punteggi MDI a 1, 2 e 3 anni.
In altre parole, livelli più elevati di inquinamento durante la gravidanza erano associati a risultati mediamente peggiori nei test di sviluppo mentale.
Dopo aver corretto l’analisi per diversi possibili fattori di confondimento, il PM2.5 risultava ancora associato negativamente con il punteggio MDI a tutte e tre le età considerate.
Per ogni diminuzione di una unità di PM2.5, il punteggio MDI a 1 anno aumentava mediamente di 0,377 punti. L’associazione diventava più marcata nelle valutazioni effettuate a 2 e 3 anni.
Anche il biossido di azoto mostrava una relazione inversa significativa con lo sviluppo cognitivo, così come gli idrocarburi policiclici aromatici.
A 3 anni il rapporto era particolarmente evidente
Nella prima e più ampia coorte, quella arruolata tra il 1998 e il 2006, le associazioni più nette sono emerse nei bambini valutati a 3 anni.
Una riduzione di una unità di PM2.5 era associata a un aumento di 0,677 punti nel MDI a quell’età. Per i PAH, una diminuzione di una unità nella misura logaritmica dell’esposizione era associata a un incremento di 1,874 punti nel punteggio cognitivo a 3 anni.
Secondo gli autori, una possibile spiegazione è che gli effetti dell’esposizione prenatale possano essere sottili nei primi mesi di vita e diventare più evidenti man mano che il cervello continua a svilupparsi.
Esiste inoltre un altro elemento metodologico: i test eseguiti intorno ai 3 anni tendono a essere più stabili e maggiormente predittivi delle capacità cognitive successive rispetto alle valutazioni effettuate a età ancora più precoci.
Perché l’inquinamento può influenzare il cervello in sviluppo
Il cervello fetale attraversa durante la gravidanza una fase di crescita estremamente rapida e può essere particolarmente sensibile alle esposizioni ambientali.
Studi precedenti hanno già associato l’esposizione prenatale a PM2.5 e ad altri contaminanti a cambiamenti nella struttura e nella funzione cerebrale e a risultati meno favorevoli nei test di sviluppo neurologico.
I meccanismi precisi non sono ancora completamente chiariti, ma tra le ipotesi studiate figurano neuroinfiammazione, stress ossidativo e alterazioni della plasticità e della struttura delle sinapsi.
Il nuovo lavoro non ha analizzato direttamente questi processi biologici. Ha invece osservato come i risultati cognitivi siano cambiati nel tempo parallelamente alla diminuzione delle esposizioni ambientali.
Il ruolo delle politiche ambientali di New York
Il periodo studiato coincide con l’introduzione di numerosi interventi rivolti alla riduzione delle emissioni a New York.
Tra questi vengono citati il Clean Fuel Bus Program, che ha promosso mezzi pubblici meno inquinanti, le norme sui taxi a basse emissioni, il Clean Heat Program, rivolto alla progressiva eliminazione dei combustibili più inquinanti utilizzati per il riscaldamento degli edifici, e il Climate Mobilization Act, che ha imposto una riduzione delle emissioni energetiche degli edifici di medie e grandi dimensioni.
Studi precedenti dello stesso gruppo avevano già collegato l’insieme di queste politiche al miglioramento della qualità dell’aria osservato tra il 1998 e il 2020.
Non è tuttavia possibile stabilire quale singolo intervento abbia prodotto una determinata parte del beneficio. Gli autori parlano piuttosto di un effetto cumulativo delle politiche ambientali e climatiche introdotte nel corso degli anni.
I risultati non significano che l’inquinamento più basso sia privo di rischi
Nelle coorti più recenti, esposte a concentrazioni inferiori di PM2.5, il rapporto con i punteggi cognitivi risultava ancora generalmente inverso, ma meno forte e in alcuni casi non raggiungeva la significatività statistica.
Secondo i ricercatori questo risultato non deve essere interpretato come prova che i livelli più bassi di inquinamento siano completamente sicuri per il neurosviluppo.
Le coorti successive erano infatti molto più piccole e disponevano di un numero inferiore di misurazioni, riducendo la capacità statistica di individuare eventuali associazioni.
Inoltre, come accade negli studi epidemiologici, non è possibile escludere completamente l’influenza di fattori non misurati.
Alcuni limiti dello studio
Gli autori hanno tenuto conto di numerosi elementi che possono influenzare lo sviluppo del bambino, tra cui sesso, età gestazionale, istruzione materna, origine etnica e presenza di fumatori in casa.
Resta comunque possibile che nel corso di vent’anni siano cambiati anche altri aspetti delle condizioni di vita, dei quartieri o dell’assistenza sanitaria e sociale, contribuendo almeno in parte al miglioramento osservato.
Un altro limite riguarda la composizione della popolazione studiata, costituita prevalentemente da famiglie latine e afroamericane residenti in specifiche aree di New York. Gli autori sottolineano quindi che i risultati non possono essere automaticamente estesi a tutte le popolazioni.
Proprio queste comunità, tuttavia, hanno storicamente subito livelli di esposizione ambientale più elevati, rendendo particolarmente importante studiare gli effetti delle politiche di riduzione dell’inquinamento in questi contesti.
Aria più pulita e sviluppo cognitivo: cosa suggerisce lo studio
Il lavoro offre un punto di osservazione raro: diverse generazioni di bambini seguite durante un periodo in cui la qualità dell’aria della città è migliorata in maniera sostanziale. I ricercatori hanno osservato contemporaneamente una diminuzione dell’esposizione prenatale a PM2.5, NO2 e PAH e un aumento dei punteggi nei test di sviluppo mentale.
Le associazioni tra singoli inquinanti e MDI vanno nella stessa direzione: maggiore esposizione durante la gravidanza corrispondeva mediamente a punteggi più bassi. Non si tratta della dimostrazione che le politiche ambientali abbiano da sole aumentato le capacità cognitive dei bambini, ma i risultati aggiungono evidenze alla possibilità che ridurre l’inquinamento atmosferico possa proteggere anche il cervello durante le sue prime fasi di sviluppo.
Secondo gli autori, i dati sostengono quindi il valore delle politiche rivolte alla riduzione delle emissioni, soprattutto nelle aree urbane e nelle comunità maggiormente esposte all’inquinamento.
Fonte:
Springer Nature Link - Less air pollution previously related to clean air and climate policies is linked to improved cognitive scores over time in NYC children
