I polmoni dei fumatori diventano rigidi come nella fibrosi: studio USA mostra l’inquietante effetto del fumo
Gli effetti del fumo sui polmoni, ben evidenti anche sulle immagini repellenti che campeggiano sui pacchetti di sigarette, sono gravi e ben noti, ma non tutte le conseguenze sono state analizzate approfonditamente. Ora un nuovo studio condotto negli USA ha colmato una lacuna in termini di proprietà meccaniche, mostrando effettivamente come si comporta il tessuto polmonare molle e spugnoso (il parenchima) danneggiato dal vizio del fumo rispetto a quello sano. In sostanza, i ricercatori hanno osservato che i polmoni di un fumatore si irrigidiscono a tal punto da perdere la naturale e preziosa capacità elastica. L'effetto di questa trasformazione è talmente significativo da far comportare gli organi come affetti da fibrosi, resistenti alla distensione e privati di un principio biomeccanico fondamentale. È proprio l'espansione di questi organi a permetterci di respirare in modo pieno e sano; se in qualche modo vengono irrigiditi, la respirazione diventa progressivamente più difficoltosa, fino al punto da poter sfociare nell'insufficienza nei casi patologici più gravi. Un video del 2018 pubblicato da un'infermiera statunitense aveva mostrato al mondo intero i raccapriccianti effetti del fumo sui polmoni; nel nuovo studio si è approfondito l'effetto meccanico andando a sottoporre campioni di parenchima polmonare a svariati test, evidenziando in modo empirico cosa comporta il nocivo vizio del fumo.
A mostrare il sostanziale irrigidimento dei polmoni a causa del fumo sono state le due ricercatrici Talyah M. Nelson e Mona Eskandari del Dipartimento di ingegneria meccanica presso l'Università della California di Riverside. Le due studiose sono giunte alle loro conclusioni dopo aver sottoposto campioni di otto polmoni umani a specifici esperimenti. Gli organi donati alla scienza provenivano da quattro non fumatori e quattro fumatori (tre di sigarette e uno di marijuana). Da ciascuno polmone hanno prelevato dieci campioni di tessuto, sia dalla parte superiore che da quella inferiore. Li hanno sottoposti a vari test biomeccanici e di trazione, valutando proprietà elastiche, stress massimo e isteresi, ovvero la differenza tra la curva di carico (stiramento) e scarico (rilascio), per valutare la dissipazione dell'energia. Ciò che è emerso è emblematico degli effetti inquietanti che il fumo induce alla naturale elasticità e capacità di espansione dei polmoni. Non a caso sono stati definiti “sorprendenti” nel comunicato stampa dell'ateneo californiano.
Di base, il parenchima polmonare umano risulta decisamente più morbido rispetto ad altri tessuti e presenta una spiccata elasticità. Il fumo, come indicato, lo irrigidisce in modo sostanziale innescando un comportamento fibrotico. La rigidità meccanica o stiffness emersa dai test biomeccanici, ad esempio, nei fumatori risulta decisamente più alta, con valori compresi tra 238.6 ± 128.5 kPa rispetto a 86.5 ± 60.0 kPa dei non fumatori. Sono stati rilevati anche uno stress massimo più elevato, una isteresi sostanzialmente superiore (il polmone dissipa più energia e quindi è esposto a un danno potenziale superiore) e altri parametri che mostrano la perdita di caratteristiche naturali dell'organo, con effetti simili a quelli di una fibrosi. È stato inoltre osservato che la parte superiore dei polmoni risulta generalmente più rigida rispetto a quella inferiore, un fenomeno probabilmente legato alla gravità e dunque alla posizione eretta. Si tratta di un dato rilevante che potrebbe evidenziare la ragione per cui alcune condizioni colpiscono in modo diverso le varie regioni dei polmoni, compreso il danno da ventilazione meccanica (VILI).
È interessante notare che, a differenza di altri studi analoghi, le ricercatrici non hanno “stirato” il parenchima polmonare in un'unica direzione, ma su più assi per simulare la respirazione reale, ottenendo un quadro esaustivo degli effetti biomeccanici del fumo. Inoltre le precedenti indagini erano legate principalmente a test con tessuto polmonare di altri animali. Gli studiosi si sono però resi conto che il tessuto polmonare umano è molto più morbido rispetto a quello di altri animali (ad esempio dei topi). Poiché i preziosi modelli digitali dei polmoni per studiare gli effetti delle malattie si basano spesso su dati ottenuti da animali non umani, questa differenza sostanziale potrebbe alterare l'effettiva qualità dei risultati.
Va tenuto in considerazione che lo studio è stato effettuato solo su un ridotto numero di campioni polmonari umani, essendo molto rari quelli su cui poter lavorare, ma i risultati sono solidi ed evidenziano ancora una volta quanto il vizio del fumo è dannoso per la nostra salute. I dettagli della ricerca “Human lung parenchyma: tensile mechanics and the effects of smoking” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Journal of the Royal Society Interface.
