Nonostante numerosi studi, il ruolo dei fattori chimici nel causare malattie cardiovascolari è ancora controverso, ma probabilmente è piccolo. Il calcolo del ruolo eziologico dei fattori occupazionali chimici per le malattie cardiovascolari per la popolazione danese ha prodotto un valore inferiore all'1% (Kristensen 1994). Per alcuni materiali come il solfuro di carbonio ei composti organici dell'azoto, l'effetto sul sistema cardiovascolare è generalmente riconosciuto (Kristensen 1994). Il piombo sembra influenzare la pressione sanguigna e la morbilità cerebrovascolare. Il monossido di carbonio (Weir e Fabiano 1982) ha indubbiamente effetti acuti, soprattutto nel provocare angina pectoris in ischemie preesistenti, ma probabilmente non aumenta il rischio della sottostante arteriosclerosi, come si era a lungo sospettato. Altri materiali come cadmio, cobalto, arsenico, antimonio, berillio, fosfati organici e solventi sono in discussione, ma non ancora sufficientemente documentati. Kristensen (1989, 1994) fornisce una panoramica critica. Una selezione delle attività e dei rami industriali rilevanti è riportata nella Tabella 1.
Tabella 1. Selezione delle attività e dei rami industriali che possono essere associati a rischi cardiovascolari
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Materiale pericoloso |
Settore professionale interessato/uso |
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Solfuro di carbonio (CS2 ) |
Fabbricazione di rayon e fibre sintetiche, gomma, |
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Composti nitro organici |
Produzione di esplosivi e munizioni, |
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Monossido di carbonio (CO) |
Addetti alla grande combustione industriale |
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Portare |
Fusione di minerale di piombo e materie prime secondarie |
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Idrocarburi, idrocarburi alogenati |
Solventi (vernici, lacche) |
I dati sull'esposizione e sugli effetti di importanti studi sul solfuro di carbonio (CS2), il monossido di carbonio (CO) e la nitroglicerina sono riportati nella sezione chimica del Enciclopedia. Questo elenco chiarisce che i problemi di inclusione, le esposizioni combinate, la diversa considerazione dei fattori di composizione, il cambiamento delle dimensioni dei bersagli e delle strategie di valutazione giocano un ruolo considerevole nei risultati, cosicché permangono incertezze nelle conclusioni di questi studi epidemiologici.
In tali situazioni chiare concezioni e conoscenze patogenetiche possono supportare le sospette connessioni e quindi contribuire a derivare e comprovare le conseguenze, comprese le misure preventive. Sono noti gli effetti del solfuro di carbonio sul metabolismo dei lipidi e dei carboidrati, sul funzionamento della tiroide (scatenando l'ipotiroidismo) e sul metabolismo della coagulazione (favorendo l'aggregazione piastrinica, inibendo l'attività del plasminogeno e della plasmina). I cambiamenti della pressione sanguigna come l'ipertensione sono per lo più riconducibili a cambiamenti a livello vascolare nel rene, un nesso causale diretto con l'ipertensione dovuta al solfuro di carbonio non è stato ancora escluso con certezza e si sospetta un effetto tossico diretto (reversibile) su miocardio o un'interferenza con il metabolismo delle catecolamine. Uno studio di intervento durato 15 anni (Nurminen e Hernberg 1985) documenta la reversibilità dell'effetto sul cuore: una riduzione dell'esposizione è stata seguita quasi immediatamente da una diminuzione della mortalità cardiovascolare. Oltre agli effetti cardiotossici chiaramente diretti, tra coloro che sono esposti sono state dimostrate alterazioni arteriosclerotiche a livello cerebrale, oculare, renale e vascolare coronarico che possono essere considerate alla base di encefalopatie, aneurismi nell'area della retina, nefropatie e cardiopatie ischemiche croniche a CS2. Componenti etniche e nutrizionalmente correlate interferiscono nel patomeccanismo; questo è stato chiarito negli studi comparativi sui lavoratori di rayon viscoso finlandesi e giapponesi. In Giappone sono stati riscontrati cambiamenti vascolari nell'area della retina, mentre in Finlandia dominavano gli effetti cardiovascolari. Cambiamenti aneurismatici nel sistema vascolare retinico sono stati osservati a concentrazioni di disolfuro di carbonio inferiori a 3 ppm (Fajen, Albright e Leffingwell 1981). Ridurre l'esposizione a 10 ppm ha chiaramente ridotto la mortalità cardiovascolare. Ciò non chiarisce definitivamente se gli effetti cardiotossici siano definitivamente esclusi a dosi inferiori a 10 ppm.
Gli effetti tossici acuti dei nitrati organici comportano l'allargamento dei vasi, accompagnato da abbassamento della pressione sanguigna, aumento della frequenza cardiaca, eritema chiazzato (arrossamento), vertigini ortostatiche e mal di testa. Poiché l'emivita del nitrato organico è breve, i disturbi presto regrediscono. Normalmente, non ci si devono aspettare gravi considerazioni sulla salute con l'intossicazione acuta. La cosiddetta sindrome da astinenza compare quando l'esposizione viene interrotta per i dipendenti con esposizione a lungo termine al nitrato organico, con un periodo di latenza da 36 a 72 ore. Ciò include disturbi che vanno dall'angina pectoris fino all'infarto miocardico acuto e casi di morte improvvisa. Nei decessi indagati, spesso non sono state documentate alterazioni sclerotiche coronariche. Si sospetta quindi che la causa sia il "vasospasmo di rimbalzo". Quando l'effetto di allargamento dei vasi del nitrato viene rimosso, si verifica un aumento autoregolativo della resistenza nei vasi, comprese le arterie coronarie, che produce i risultati sopra menzionati. In alcuni studi epidemiologici, le sospette associazioni tra la durata dell'esposizione e l'intensità dei nitrati organici e la cardiopatia ischemica sono considerate incerte e per esse manca la plausibilità patogenetica.
Per quanto riguarda il piombo, il piombo metallico sotto forma di polvere, i sali del piombo bivalente ei composti organici del piombo sono tossicologicamente importanti. Il piombo attacca il meccanismo contrattile delle cellule muscolari dei vasi e provoca spasmi vascolari, che sono considerati cause di una serie di sintomi di intossicazione da piombo. Tra questi c'è l'ipertensione temporanea che compare con la colica da piombo. L'ipertensione duratura dovuta all'intossicazione cronica da piombo può essere spiegata da vasospasmi e alterazioni renali. Negli studi epidemiologici è stata osservata un'associazione con tempi di esposizione più lunghi tra l'esposizione al piombo e l'aumento della pressione sanguigna, nonché un'aumentata incidenza di malattie cerebrovascolari, mentre c'erano poche prove di aumento delle malattie cardiovascolari.
I dati epidemiologici e le indagini patogenetiche fino ad oggi non hanno prodotto risultati chiari sulla tossicità cardiovascolare di altri metalli come cadmio, cobalto e arsenico. Tuttavia, l'ipotesi che l'idrocarburo alogenato agisca come irritante del miocardio è considerata certa. Il meccanismo scatenante dell'aritmia occasionalmente pericolosa per la vita da questi materiali deriva presumibilmente dalla sensibilità del miocardio all'epinefrina, che funziona come vettore naturale per il sistema nervoso autonomo. Ancora in discussione è se esista un effetto cardiaco diretto come ridotta contrattilità, soppressione dei centri di formazione dell'impulso, trasmissione dell'impulso o compromissione del riflesso derivante dall'irrigazione nella regione delle vie aeree superiori. Il potenziale sensibilizzante degli idrocarburi dipende apparentemente dal grado di alogenazione e dal tipo di alogeno contenuto, mentre si suppone che gli idrocarburi clorosostituiti abbiano un effetto sensibilizzante più forte dei composti fluorurati. L'effetto miocardico massimo per gli idrocarburi contenenti cloro si verifica a circa quattro atomi di cloro per molecola. Gli idrocarburi non sostituiti a catena corta hanno una tossicità maggiore rispetto a quelli con catene più lunghe. Poco si sa sul dosaggio che provoca l'aritmia delle singole sostanze, poiché i rapporti sull'uomo sono prevalentemente descrizioni di casi con esposizione ad alte concentrazioni (esposizione accidentale e "sniffing"). Secondo Reinhardt et al. (1971), il benzene, l'eptano, il cloroformio e il tricloroetilene sono particolarmente sensibilizzanti, mentre il tetracloruro di carbonio e l'alotano hanno un effetto aritmogeno minore.
Gli effetti tossici del monossido di carbonio derivano dall'ipossiemia tissutale, che deriva dall'aumentata formazione di CO-Hb (la CO ha un'affinità 200 volte maggiore per l'emoglobina rispetto all'ossigeno) e il conseguente ridotto rilascio di ossigeno ai tessuti. Oltre ai nervi, il cuore è uno degli organi che reagisce in modo particolarmente critico a tale ipossiemia. I disturbi cardiaci acuti risultanti sono stati ripetutamente esaminati e descritti in base al tempo di esposizione, alla frequenza respiratoria, all'età e alle malattie precedenti. Mentre tra i soggetti sani, gli effetti cardiovascolari compaiono per la prima volta a concentrazioni di CO-Hb comprese tra il 35 e il 40%, i disturbi di angina pectoris potrebbero essere sperimentalmente prodotti in pazienti con cardiopatia ischemica già a concentrazioni di CO-Hb comprese tra il 2 e il 5% durante l'esposizione fisica (Kleinman et al. al.1989; Hinderliter et al.1989). Infarti mortali sono stati osservati tra quelli con precedenti afflizioni al 20% di CO-Hb (Atkins e Baker 1985).
Gli effetti dell'esposizione a lungo termine con basse concentrazioni di CO sono ancora oggetto di controversie. Considerando che gli studi sperimentali sugli animali hanno probabilmente mostrato un effetto aterogenico tramite ipossia delle pareti vasali o per effetto diretto del CO sulla parete vasale (aumento della permeabilità vascolare), le caratteristiche di flusso del sangue (rafforzamento dell'aggregazione piastrinica) o il metabolismo lipidico, il manca una prova corrispondente per gli esseri umani. L'aumento della mortalità cardiovascolare tra i lavoratori del tunnel (SMR 1.35, 95% CI 1.09-1.68) può essere spiegato più probabilmente dall'esposizione acuta che dagli effetti cronici di CO (Stern et al. 1988). Anche il ruolo del CO negli effetti cardiovascolari del fumo di sigaretta non è chiaro.