Concetti e definizioni di base

In cantiere, le metodologie di igiene industriale possono misurare e controllare solo le sostanze chimiche aerodisperse, mentre altri aspetti del problema dei possibili agenti nocivi nell'ambiente dei lavoratori, come l'assorbimento cutaneo, l'ingestione e l'esposizione non lavorativa, rimangono non rilevati e quindi incontrollata. Il monitoraggio biologico aiuta a colmare questa lacuna.

Monitoraggio biologico è stato definito in un seminario del 1980, sponsorizzato congiuntamente dalla Comunità economica europea (CEE), dall'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro (NIOSH) e dall'Associazione per la sicurezza e la salute sul lavoro (OSHA) (Berlino, Yodaiken e Henman 1984) a Lussemburgo come "il misurazione e valutazione degli agenti o dei loro metaboliti nei tessuti, nelle secrezioni, negli escrementi, nell'aria espirata o in qualsiasi combinazione di questi per valutare l'esposizione e il rischio per la salute rispetto a un riferimento appropriato”. Il monitoraggio è un'attività ripetitiva, regolare e preventiva volta a portare, se necessario, ad azioni correttive; non deve essere confuso con le procedure diagnostiche.

Il monitoraggio biologico è uno dei tre strumenti importanti nella prevenzione delle malattie dovute ad agenti tossici nell'ambiente generale o lavorativo, gli altri due sono il monitoraggio ambientale e la sorveglianza sanitaria.

La sequenza nel possibile sviluppo di tale malattia può essere rappresentata schematicamente come segue: fonte-agente chimico esposto-dose interna-effetto biochimico o cellulare (reversibile)-effetti sulla salute-malattia. Le relazioni tra monitoraggio ambientale, biologico, dell'esposizione e sorveglianza sanitaria sono mostrate in figura 1. 

Figura 1. La relazione tra monitoraggio ambientale, biologico e dell'esposizione e sorveglianza sanitaria

Quando una sostanza tossica (ad esempio un prodotto chimico industriale) è presente nell'ambiente, contamina l'aria, l'acqua, il cibo o le superfici a contatto con la pelle; la quantità di agente tossico in questi terreni viene valutata tramite monitoraggio ambientale.

Come risultato di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione, un certo dose interna dell'agente tossico (la quantità netta di un inquinante assorbito o passato attraverso l'organismo in un intervallo di tempo specifico) viene effettivamente erogato al corpo e diventa rilevabile nei fluidi corporei. Come risultato della sua interazione con un recettore nel organo critico (l'organo che, in determinate condizioni di esposizione, manifesta il primo o il più importante effetto avverso), si verificano eventi biochimici e cellulari. Sia la dose interna che gli effetti biochimici e cellulari provocati possono essere misurati attraverso il monitoraggio biologico.

Sorveglianza sanitaria è stato definito nel suddetto seminario EEC/NIOSH/OSHA del 1980 come “l'esame medico-fisiologico periodico dei lavoratori esposti con l'obiettivo di proteggere la salute e prevenire le malattie”.

Il monitoraggio biologico e la sorveglianza sanitaria sono parti di un continuum che può variare dalla misurazione degli agenti o dei loro metaboliti nell'organismo attraverso la valutazione degli effetti biochimici e cellulari, all'individuazione di segni di compromissione precoce e reversibile dell'organo critico. L'individuazione della malattia accertata esula dall'ambito di queste valutazioni.

Obiettivi del monitoraggio biologico

Il monitoraggio biologico può essere suddiviso in (a) monitoraggio dell'esposizione e (b) monitoraggio dell'effetto, per i quali vengono utilizzati rispettivamente indicatori di dose interna e di effetto.

Lo scopo del monitoraggio biologico dell'esposizione è valutare il rischio per la salute attraverso la valutazione della dose interna, ottenendo una stima del carico corporeo biologicamente attivo della sostanza chimica in questione. La sua logica è garantire che l'esposizione dei lavoratori non raggiunga livelli in grado di suscitare effetti negativi. Un effetto è definito "avverso" se c'è una compromissione della capacità funzionale, una ridotta capacità di compensare lo stress aggiuntivo, una ridotta capacità di mantenere l'omeostasi (uno stato di equilibrio stabile) o una maggiore suscettibilità ad altre influenze ambientali.

A seconda del parametro chimico e biologico analizzato, il termine dose interna può avere significati diversi (Bernard e Lauwerys 1987). In primo luogo, può significare la quantità di una sostanza chimica recentemente assorbita, ad esempio, durante un singolo turno di lavoro. La determinazione della concentrazione dell'inquinante nell'aria alveolare o nel sangue può essere effettuata durante il turno di lavoro stesso o fino al giorno successivo (i campioni di sangue o aria alveolare possono essere prelevati fino a 16 ore dopo la fine del periodo di esposizione) . In secondo luogo, nel caso in cui la sostanza chimica abbia una lunga emivita biologica, ad esempio i metalli nel flusso sanguigno, la dose interna potrebbe riflettere la quantità assorbita in un periodo di pochi mesi.

In terzo luogo, il termine può anche indicare la quantità di sostanza chimica immagazzinata. In questo caso rappresenta un indicatore di accumulo che può fornire una stima della concentrazione della sostanza chimica in organi e/o tessuti dai quali, una volta depositata, viene rilasciata solo lentamente. Ad esempio, le misurazioni di DDT o PCB nel sangue potrebbero fornire tale stima.

Infine, un valore di dose interno può indicare la quantità della sostanza chimica nel sito in cui esercita i suoi effetti, fornendo così informazioni sulla dose biologicamente efficace. Uno degli usi più promettenti e importanti di questa capacità, ad esempio, è la determinazione degli addotti formati da sostanze chimiche tossiche con le proteine ​​nell'emoglobina o con il DNA.

Il monitoraggio biologico degli effetti ha lo scopo di identificare alterazioni precoci e reversibili che si sviluppano nell'organo critico e che, allo stesso tempo, possono identificare individui con segni di effetti avversi sulla salute. In questo senso, il monitoraggio biologico degli effetti rappresenta lo strumento principale per la sorveglianza sanitaria dei lavoratori.

Principali metodi di monitoraggio

Il monitoraggio biologico dell'esposizione si basa sulla determinazione di indicatori di dose interna misurando:

• la quantità di sostanza chimica, a cui il lavoratore è esposto, nel sangue o nelle urine (raramente nel latte, nella saliva o nel grasso)
• la quantità di uno o più metaboliti della sostanza chimica coinvolta negli stessi fluidi corporei
• la concentrazione di composti organici volatili (solventi) nell'aria alveolare
• la dose biologicamente efficace di composti che hanno formato addotti al DNA o ad altre grandi molecole e che quindi hanno un potenziale effetto genotossico.

Di seguito verranno discussi i fattori che influenzano la concentrazione della sostanza chimica e dei suoi metaboliti nel sangue o nelle urine.

Per quanto riguarda la concentrazione nell'aria alveolare, oltre al livello di esposizione ambientale, i fattori più importanti coinvolti sono la solubilità e il metabolismo della sostanza inalata, la ventilazione alveolare, la gittata cardiaca e la durata dell'esposizione (Brugnone et al. 1980).

L'uso di addotti del DNA e dell'emoglobina nel monitoraggio dell'esposizione umana a sostanze con potenziale cancerogeno è una tecnica molto promettente per la misurazione di esposizioni di basso livello. (Va notato, tuttavia, che non tutte le sostanze chimiche che si legano alle macromolecole nell'organismo umano sono genotossiche, cioè potenzialmente cancerogene.) La formazione di addotti è solo una fase del complesso processo di carcinogenesi. Altri eventi cellulari, come la promozione e la progressione della riparazione del DNA, modificano indubbiamente il rischio di sviluppare una malattia come il cancro. Pertanto, allo stato attuale, la misurazione degli addotti dovrebbe essere considerata limitata al solo monitoraggio dell'esposizione a sostanze chimiche. Questo è discusso più ampiamente nell'articolo "Sostanze chimiche genotossiche" più avanti in questo capitolo.

Il monitoraggio biologico degli effetti viene effettuato attraverso la determinazione di indicatori di effetto, cioè quelli che possono identificare alterazioni precoci e reversibili. Questo approccio può fornire una stima indiretta della quantità di sostanza chimica legata ai siti di azione e offre la possibilità di valutare le alterazioni funzionali nell'organo critico in una fase iniziale.

Sfortunatamente, possiamo elencare solo alcuni esempi dell'applicazione di questo approccio, vale a dire (1) l'inibizione della pseudocolinesterasi da parte di insetticidi organofosfati, (2) l'inibizione dell'acido d-aminolevulinico deidratasi (ALA-D) da parte del piombo inorganico, e (3) l'aumento dell'escrezione urinaria di d-acido glucarico e porfirine in soggetti esposti a sostanze chimiche induttrici di enzimi microsomiali e/o ad agenti porfirogenici (es. idrocarburi clorurati).

Vantaggi e limiti del monitoraggio biologico

Per le sostanze che esercitano la loro tossicità dopo essere entrate nell'organismo umano, il monitoraggio biologico fornisce una valutazione più mirata e mirata del rischio per la salute rispetto al monitoraggio ambientale. Un parametro biologico che riflette la dose interna ci avvicina di un passo alla comprensione degli effetti avversi sistemici rispetto a qualsiasi misurazione ambientale.

Il monitoraggio biologico offre numerosi vantaggi rispetto al monitoraggio ambientale ed in particolare permette di valutare:

• esposizione per un periodo di tempo prolungato
• esposizione conseguente alla mobilità dei lavoratori nell'ambiente di lavoro
• assorbimento di una sostanza attraverso varie vie, compresa la pelle
• esposizione complessiva a seguito di diverse fonti di inquinamento, sia professionali che non professionali
• la quantità di una sostanza assorbita dal soggetto in funzione di fattori diversi dal grado di esposizione, come lo sforzo fisico richiesto dal lavoro, la ventilazione o il clima
• la quantità di una sostanza assorbita da un soggetto in funzione di fattori individuali che possono influenzare la tossicocinetica dell'agente tossico nell'organismo; ad esempio età, sesso, caratteristiche genetiche o stato funzionale degli organi in cui la sostanza tossica subisce biotrasformazione ed eliminazione.

Nonostante questi vantaggi, il monitoraggio biologico soffre ancora oggi di notevoli limiti, i più significativi dei quali sono i seguenti:

• Il numero di possibili sostanze che possono essere monitorate biologicamente è attualmente ancora piuttosto ridotto.
• In caso di esposizione acuta, il monitoraggio biologico fornisce informazioni utili solo per l'esposizione a sostanze a rapida metabolizzazione, ad esempio solventi aromatici.
• Il significato degli indicatori biologici non è stato chiaramente definito; ad esempio, non è sempre noto se i livelli di una sostanza misurati su materiale biologico riflettano l'esposizione corrente o cumulativa (ad esempio, cadmio e mercurio urinari).
• In genere, gli indicatori biologici di dose interna consentono di valutare il grado di esposizione, ma non forniscono dati che misurino l'effettiva quantità presente nell'organo critico
• Spesso non si è a conoscenza di possibili interferenze nel metabolismo delle sostanze monitorate da parte di altre sostanze esogene alle quali l'organismo è contemporaneamente esposto nell'ambiente di lavoro e in generale.
• Non sempre si hanno sufficienti conoscenze sulle relazioni esistenti tra i livelli di esposizione ambientale ei livelli degli indicatori biologici da un lato, e tra i livelli degli indicatori biologici ei possibili effetti sulla salute dall'altro.
• Il numero di indicatori biologici per i quali esistono attualmente indici di esposizione biologica (IBE) è piuttosto limitato. Sono necessarie informazioni di follow-up per determinare se una sostanza, attualmente identificata come non in grado di provocare un effetto negativo, possa in un secondo momento rivelarsi nociva.
• Un IBE di solito rappresenta un livello di un agente che è più probabile che venga osservato in un campione prelevato da un lavoratore sano che è stato esposto alla sostanza chimica nella stessa misura di un lavoratore con un'esposizione per inalazione al TLV (valore limite di soglia) media ponderata nel tempo (TWA).

Informazioni necessarie per lo sviluppo di metodi e criteri per la selezione dei test biologici

La programmazione del monitoraggio biologico richiede le seguenti condizioni di base:

• conoscenza del metabolismo di una sostanza esogena nell'organismo umano (tossicocinetica)
• conoscenza delle alterazioni che si verificano nell'organo critico (tossicodinamica)
• esistenza di indicatori
• esistenza di metodi analitici sufficientemente accurati
• possibilità di utilizzare campioni biologici facilmente reperibili sui quali misurare gli indicatori
• esistenza di relazioni dose-effetto e dose-risposta e conoscenza di queste relazioni
• validità predittiva degli indicatori.

In questo contesto, la validità di un test è il grado in cui il parametro in esame predice la situazione così com'è (cioè, come dimostrerebbero strumenti di misura più accurati). La validità è determinata dalla combinazione di due proprietà: sensibilità e specificità. Se un test possiede un'elevata sensibilità, significa che darà pochi falsi negativi; se possiede un'elevata specificità, darà pochi falsi positivi (CEC 1985-1989).

Relazione tra esposizione, dose interna ed effetti

Lo studio della concentrazione di una sostanza nell'ambiente di lavoro e la contestuale determinazione degli indicatori di dose e di effetto nei soggetti esposti consente di ottenere informazioni sulla relazione tra l'esposizione professionale e la concentrazione della sostanza nei campioni biologici, e tra la quest'ultimo e i primi effetti dell'esposizione.

La conoscenza delle relazioni tra la dose di una sostanza e l'effetto che produce è un requisito essenziale per l'attuazione di un programma di monitoraggio biologico. La valutazione di questo relazione dose-effetto si basa sull'analisi del grado di associazione esistente tra l'indicatore di dose e l'indicatore di effetto e sullo studio delle variazioni quantitative dell'indicatore di effetto ad ogni variazione di indicatore di dose. (Vedi anche il cap Tossicologia, per ulteriori discussioni sulle relazioni dose-correlate).

Con lo studio della relazione dose-effetto è possibile individuare la concentrazione della sostanza tossica alla quale l'indicatore di effetto supera i valori attualmente considerati non nocivi. Inoltre, in questo modo potrebbe anche essere possibile esaminare quale potrebbe essere il livello senza effetto.

Poiché non tutti gli individui di un gruppo reagiscono allo stesso modo, è necessario esaminare il relazione dose-risposta, in altre parole, studiare come il gruppo risponde all'esposizione valutando la comparsa dell'effetto rispetto alla dose interna. Il termine risposta denota la percentuale di soggetti nel gruppo che mostrano una variazione quantitativa specifica di un indicatore di effetto a ciascun livello di dose.

Applicazioni pratiche del monitoraggio biologico

L'applicazione pratica di un programma di monitoraggio biologico richiede informazioni su (1) il comportamento degli indicatori utilizzati in relazione all'esposizione, in particolare quelli relativi al grado, alla continuità e alla durata dell'esposizione, (2) l'intervallo di tempo tra la fine dell'esposizione e la misurazione del gli indicatori e (3) tutti i fattori fisiologici e patologici diversi dall'esposizione che possono alterare i livelli degli indicatori.

Nei seguenti articoli verrà presentato il comportamento di una serie di indicatori biologici di dose ed effetto utilizzati per monitorare l'esposizione professionale a sostanze ampiamente utilizzate nell'industria. Per ogni sostanza saranno valutati l'utilità pratica ei limiti, con particolare attenzione al momento del campionamento e ai fattori interferenti. Tali considerazioni saranno utili per stabilire i criteri per la selezione di un test biologico.

Tempo di campionamento

Nella scelta del momento del campionamento, devono essere tenuti presenti i diversi aspetti cinetici della sostanza chimica; in particolare è fondamentale sapere come la sostanza viene assorbita per via polmonare, gastrointestinale e cutanea, successivamente distribuita nei diversi compartimenti dell'organismo, biotrasformata ed infine eliminata. È anche importante sapere se la sostanza chimica può accumularsi nel corpo.

Rispetto all'esposizione a sostanze organiche, il tempo di prelievo dei campioni biologici diventa tanto più importante in considerazione della diversa velocità dei processi metabolici coinvolti e conseguentemente della più o meno rapida escrezione della dose assorbita.

Fattori interferenti

Il corretto utilizzo degli indicatori biologici richiede una conoscenza approfondita di quei fattori che, pur indipendenti dall'esposizione, possono comunque influenzare i livelli degli indicatori biologici. Di seguito le tipologie più importanti di fattori interferenti (Alessio, Berlin e Foà 1987).

Fattori fisiologici tra cui dieta, sesso ed età, ad esempio, possono influenzare i risultati. Il consumo di pesce e crostacei può aumentare i livelli di arsenico urinario e di mercurio nel sangue. In soggetti di sesso femminile con gli stessi livelli ematici di piombo dei maschi, i valori di protoporfirina eritrocitaria sono significativamente più alti rispetto a quelli dei soggetti di sesso maschile. I livelli di cadmio urinario aumentano con l'età.

Tra le abitudini personali che possono falsare i livelli dell'indicatore, il fumo e il consumo di alcol rivestono particolare importanza. Il fumo può provocare l'assorbimento diretto di sostanze naturalmente presenti nelle foglie di tabacco (es. cadmio), o di inquinanti presenti nell'ambiente di lavoro che si sono depositati sulle sigarette (es. piombo), o di prodotti della combustione (es. monossido di carbonio).

Il consumo di alcol può influenzare i livelli degli indicatori biologici, poiché sostanze come il piombo sono naturalmente presenti nelle bevande alcoliche. I forti bevitori, ad esempio, mostrano livelli di piombo nel sangue più elevati rispetto ai soggetti di controllo. L'ingestione di alcol può interferire con la biotrasformazione e l'eliminazione di composti industriali tossici: con una singola dose, l'alcol può inibire il metabolismo di molti solventi, ad esempio tricloroetilene, xilene, stirene e toluene, a causa della loro competizione con l'alcol etilico per gli enzimi che sono essenziali per la scomposizione sia dell'etanolo che dei solventi. L'ingestione regolare di alcol può anche influenzare il metabolismo dei solventi in modo totalmente diverso accelerando il metabolismo dei solventi, presumibilmente a causa dell'induzione del sistema ossidante dei microsomi. Poiché l'etanolo è la sostanza più importante in grado di indurre interferenza metabolica, è opportuno determinare indicatori di esposizione ai solventi solo nei giorni in cui non si è consumato alcol.

Sono disponibili meno informazioni sui possibili effetti dei farmaci sui livelli degli indicatori biologici. È stato dimostrato che l'aspirina può interferire con la trasformazione biologica dello xilene in acido metilippurico e il fenilsalicilato, farmaco largamente utilizzato come analgesico, può aumentare significativamente i livelli di fenoli urinari. Il consumo di preparati antiacidi a base di alluminio può determinare un aumento dei livelli di alluminio nel plasma e nelle urine.

Differenze marcate sono state osservate in diversi gruppi etnici nel metabolismo di solventi ampiamente utilizzati come toluene, xilene, tricloroetilene, tetracloroetilene e metilcloroformio.

Gli stati patologici acquisiti possono influenzare i livelli degli indicatori biologici. L'organo critico può comportarsi in modo anomalo rispetto ai test di monitoraggio biologico a causa dell'azione specifica dell'agente tossico nonché per altri motivi. Un esempio di situazioni del primo tipo è l'andamento dei livelli di cadmio urinario: quando insorge la malattia tubulare da cadmio, l'escrezione urinaria aumenta notevolmente ei livelli del test non riflettono più il grado di esposizione. Un esempio del secondo tipo di situazione è l'aumento dei livelli di protoporfirina eritrocitaria osservato in soggetti carenti di ferro che non mostrano un assorbimento anomalo del piombo.

I cambiamenti fisiologici nei mezzi biologici, ad esempio l'urina, su cui si basano le determinazioni degli indicatori biologici, possono influenzare i valori del test. Per scopi pratici, durante il lavoro è possibile ottenere solo campioni urinari puntuali da individui e la densità variabile di questi campioni significa che i livelli dell'indicatore possono fluttuare ampiamente nel corso di un solo giorno.

Per ovviare a questa difficoltà, è consigliabile eliminare i campioni troppo diluiti o troppo concentrati in base ai valori di peso specifico o creatinina selezionati. In particolare, le urine con un peso specifico inferiore a 1010 o superiore a 1030 o con una concentrazione di creatinina inferiore a 0.5 g/l o superiore a 3.0 g/l devono essere scartate. Diversi autori suggeriscono inoltre di aggiustare i valori degli indicatori in base al peso specifico o di esprimere i valori in base al contenuto di creatinina urinaria.

I cambiamenti patologici nei mezzi biologici possono anche influenzare notevolmente i valori degli indicatori biologici. Ad esempio, in soggetti anemici esposti a metalli (mercurio, cadmio, piombo, ecc.) i livelli ematici del metallo possono essere inferiori a quanto ci si aspetterebbe in base all'esposizione; ciò è dovuto al basso livello di globuli rossi che trasportano il metallo tossico nella circolazione sanguigna.

Pertanto, quando si effettuano determinazioni di sostanze tossiche o metaboliti legati ai globuli rossi su sangue intero, è sempre consigliabile determinare l'ematocrito, che dà una misura della percentuale di globuli nel sangue intero.

Esposizione multipla a sostanze tossiche presenti nell'ambiente di lavoro

In caso di esposizione combinata a più sostanze tossiche presenti nell'ambiente di lavoro, possono verificarsi interferenze metaboliche che possono alterare il comportamento degli indicatori biologici e quindi creare seri problemi di interpretazione. Negli studi sull'uomo sono state dimostrate interferenze, ad esempio, nell'esposizione combinata a toluene e xilene, xilene ed etilbenzene, toluene e benzene, esano e metiletilchetone, tetracloroetilene e tricloroetilene.

In particolare, va notato che quando la biotrasformazione di un solvente è inibita, l'escrezione urinaria del suo metabolita è ridotta (possibile sottostima del rischio) mentre aumentano i livelli del solvente nel sangue e nell'aria espirata (possibile sovrastima del rischio).

Pertanto, nelle situazioni in cui è possibile misurare contemporaneamente le sostanze e i loro metaboliti per interpretare il grado di interferenza inibitoria, sarebbe utile verificare se i livelli dei metaboliti urinari sono inferiori a quelli attesi e allo stesso tempo se la concentrazione dei solventi nel sangue e/o nell'aria espirata è maggiore.

Sono state descritte interferenze metaboliche per esposizioni dove le singole sostanze sono presenti in livelli prossimi e talvolta inferiori ai valori limite attualmente accettati. Le interferenze, tuttavia, di solito non si verificano quando l'esposizione a ciascuna sostanza presente nell'ambiente di lavoro è bassa.

Uso pratico degli indicatori biologici

Gli indicatori biologici possono essere utilizzati per vari scopi nella pratica della medicina del lavoro, in particolare per (1) controllo periodico dei singoli lavoratori, (2) analisi dell'esposizione di un gruppo di lavoratori e (3) valutazioni epidemiologiche. I test utilizzati devono possedere caratteristiche di precisione, accuratezza, buona sensibilità e specificità al fine di ridurre al minimo il possibile numero di false classificazioni.

Valori di riferimento e gruppi di riferimento

Un valore di riferimento è il livello di un indicatore biologico nella popolazione generale non esposta professionalmente alla sostanza tossica oggetto di studio. A questi valori è necessario fare riferimento per confrontare i dati ottenuti attraverso programmi di monitoraggio biologico in una popolazione che si presume esposta. I valori di riferimento non devono essere confusi con i valori limite, che generalmente sono i limiti legali o le linee guida per l'esposizione professionale e ambientale (Alessio et al. 1992).

Quando è necessario confrontare i risultati delle analisi di gruppo, è necessario conoscere la distribuzione dei valori nel gruppo di riferimento e nel gruppo in studio perché solo così si può effettuare un confronto statistico. In questi casi è fondamentale cercare di abbinare la popolazione generale (gruppo di riferimento) con il gruppo esposto per caratteristiche simili quali sesso, età, stile di vita e abitudini alimentari.

Per ottenere valori di riferimento attendibili è necessario accertarsi che i soggetti che compongono il gruppo di riferimento non siano mai stati esposti alle sostanze tossiche, né per motivi professionali né per particolari condizioni di inquinamento ambientale.

Nella valutazione dell'esposizione a sostanze tossiche bisogna fare attenzione a non includere soggetti che, pur non essendo direttamente esposti alla sostanza tossica in questione, lavorano nello stesso posto di lavoro, poiché se tali soggetti sono, di fatto, indirettamente esposti, l'esposizione del gruppo può essere di conseguenza sottovalutato.

Un'altra pratica da evitare, sebbene ancora diffusa, è l'uso a scopo di riferimento di valori riportati in letteratura che derivano da elenchi di casi di altri paesi e che spesso possono essere stati raccolti in regioni in cui esistono diverse situazioni di inquinamento ambientale.

Monitoraggio periodico dei singoli lavoratori

Il monitoraggio periodico dei singoli lavoratori è obbligatorio quando i livelli della sostanza tossica nell'atmosfera dell'ambiente di lavoro si avvicinano al valore limite. Ove possibile, si consiglia di controllare contemporaneamente un indicatore di esposizione e un indicatore di effetto. I dati così ottenuti vanno confrontati con i valori di riferimento ei valori limite suggeriti per la sostanza in esame (ACGIH 1993).

Analisi di un gruppo di lavoratori

L'analisi di gruppo diventa obbligatoria quando i risultati degli indicatori biologici utilizzati possono essere fortemente influenzati da fattori indipendenti dall'esposizione (dieta, concentrazione o diluizione delle urine, ecc.) e per i quali esiste un'ampia gamma di valori “normali”.

Affinché lo studio di gruppo fornisca risultati utili, il gruppo deve essere sufficientemente numeroso ed omogeneo per quanto riguarda l'esposizione, il sesso e, nel caso di alcuni agenti tossici, l'anzianità lavorativa. Più i livelli di esposizione sono costanti nel tempo, più affidabili saranno i dati. Un'indagine svolta in un luogo di lavoro in cui i lavoratori cambiano frequentemente reparto o mansione avrà poco valore. Per una corretta valutazione di uno studio di gruppo non è sufficiente esprimere i dati solo come valori medi e range. Occorre inoltre tenere conto della distribuzione di frequenza dei valori dell'indicatore biologico in esame.

Valutazioni epidemiologiche

I dati ottenuti dal monitoraggio biologico di gruppi di lavoratori possono essere utilizzati anche in studi epidemiologici trasversali o prospettici.

Gli studi trasversali possono essere utilizzati per confrontare le situazioni esistenti in diversi reparti della fabbrica o in diverse industrie al fine di impostare mappe di rischio per i processi di produzione. Una difficoltà che si può incontrare in questo tipo di applicazione dipende dal fatto che i controlli di qualità interlaboratorio non sono ancora sufficientemente diffusi; pertanto non è possibile garantire che laboratori diversi producano risultati comparabili.

Gli studi prospettici servono a valutare l'andamento nel tempo dei livelli di esposizione per verificare, ad esempio, l'efficacia di miglioramenti ambientali o per correlare il comportamento degli indicatori biologici negli anni con lo stato di salute dei soggetti monitorati. I risultati di tali studi a lungo termine sono molto utili per risolvere problemi che comportano cambiamenti nel tempo. Attualmente, il monitoraggio biologico è utilizzato principalmente come procedura idonea a valutare se l'esposizione attuale è giudicata “sicura”, ma non è ancora valida per valutare le situazioni nel tempo. Un dato livello di esposizione considerato oggi sicuro potrebbe non essere più considerato tale in futuro.

Aspetti etici

Alcune considerazioni etiche sorgono in relazione all'uso del monitoraggio biologico come strumento per valutare la potenziale tossicità. Uno degli obiettivi di tale monitoraggio è raccogliere informazioni sufficienti per decidere quale livello di un dato effetto costituisce un effetto indesiderabile; in assenza di dati sufficienti, qualsiasi perturbazione sarà considerata indesiderabile. Le implicazioni normative e legali di questo tipo di informazioni devono essere valutate. Pertanto, dovremmo cercare la discussione sociale e il consenso sui modi in cui gli indicatori biologici dovrebbero essere utilizzati al meglio. In altre parole, è richiesta educazione ai lavoratori, ai datori di lavoro, alle comunità e alle autorità di regolamentazione sul significato dei risultati ottenuti dal monitoraggio biologico in modo che nessuno sia indebitamente allarmato o compiaciuto.

Ci deve essere un'adeguata comunicazione con la persona su cui è stato eseguito il test in merito ai risultati e alla loro interpretazione. Inoltre, il fatto che l'uso di alcuni indicatori sia o meno sperimentale dovrebbe essere comunicato chiaramente a tutti i partecipanti.

Il Codice internazionale di etica per i professionisti della medicina del lavoro, emanato dalla Commissione internazionale per la salute sul lavoro nel 1992, affermava che "i test biologici e le altre indagini devono essere scelti dal punto di vista della loro validità per la protezione della salute del lavoratore interessato, tenendo conto della loro sensibilità, della loro specificità e del loro valore predittivo”. Non devono essere utilizzati test “che non sono attendibili o che non hanno un sufficiente valore predittivo in relazione alle esigenze dell'incarico di lavoro”. (Vedi il cap Problemi etici per ulteriori discussioni e il testo del Codice.)

Tendenze nella regolamentazione e nell'applicazione

Il monitoraggio biologico può essere effettuato solo per un numero limitato di inquinanti ambientali a causa della limitata disponibilità di dati di riferimento adeguati. Ciò impone importanti limiti all'uso del monitoraggio biologico nella valutazione dell'esposizione.

L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), ad esempio, ha proposto valori di riferimento basati sulla salute solo per piombo, mercurio e cadmio. Questi valori sono definiti come livelli nel sangue e nelle urine non collegati ad alcun effetto avverso rilevabile. La Conferenza americana degli igienisti industriali governativi (ACGIH) ha stabilito indici di esposizione biologica (BEI) per circa 26 composti; Gli IBE sono definiti come “valori per determinanti che sono indicatori del grado di esposizione integrata a sostanze chimiche industriali” (ACGIH 1995).

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