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INDICE
RIASSUNTO
Pag. 3
CAPITOLO 1. INTRODUZIONE
Pag. 6
1.1. Risposte fisiologiche al rumore acuto e allo stress
Pag. 7
1.2. Esposizione notturna al rumore e disturbi del sonno
Pag. 10
1.3. Esposizione notturna al rumore e sistema cardiovascolare
Pag. 13
1.3.1. Ipertensione Pag. 16
1.3.2. Cardiopatia ischemica Pag. 18
1.3.3. Aterosclerosi Pag. 20
1.3.4. Funzione endoteliale Pag. 21
1.4. Esposizione al rumore e insonnia
Pag. 26
1.5. Esposizione al rumore e funzione cognitiva
Pag. 29
1.6. Esposizione al rumore e patologie psichiatriche
Pag. 32
1.6.1. Meccanismi alla base della relazione tra rumore e salute mentale Pag. 35 1.6.2. Episodi depressivi e disturbi d’ansia Pag. 36 1.6.3. Relazione tra rumore e disordini psichiatrici Pag. 371.7. Esposizione al rumore e tinnito
Pag. 38
1.8. Esposizione al rumore ed annoyance
Pag. 41
1.9. Esposizione al rumore e metabolismo
Pag. 43
1.9.1. Sindrome metabolica Pag. 43
1.9.2. Obesità Pag. 44
1.9.3. Diabete Pag. 46
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CAPITOLO 3. MATERIALI E METODI
Pag. 50
3.1. Popolazione dello studio
Pag. 50
3.2. Procedure dello studio
Pag. 51
3.2.1. Questionari Pag. 51
3.2.2. Anamnesi ed esame obiettivo Pag. 53
3.2.3. Misurazione della pressione arteriosa Pag. 54 3.2.4. Monitoraggio della pressione arteriosa delle 24 ore Pag. 54 3.2.5. Misurazione dello spessore medio-intimale carotideo Pag. 55 3.2.6. Misurazione della rigidità arteriosa Pag. 56 3.2.7. Valutazione della funzione endoteliale Pag. 56 3.2.8. Valutazione del ritmo sonno-veglia Pag. 57
3.3. Analisi statistica e calcolo del campione
Pag. 58
CAPITOLO 4. RISULTATI
Pag. 59
4.1. Caratteristiche cliniche della popolazione
Pag. 59
4.1.1. Parametri pressori centrali e delle 24 ore Pag. 614.1.2. Parametri vascolari Pag. 63
4.1.3. Parametri actigrafici e questionari Pag. 64
4.2.
Correlazioni
Pag. 66
4.2.1. Correlazioni tra dati actigrafici e valori pressori Pag. 66 4.2.2. Correlazioni con le variabili vascolari Pag. 67
CAPITOLO 5. DISCUSSIONE
Pag. 69
CAPITOLO 6. CONCLUSIONI
Pag. 76
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RIASSUNTO
Introduzione
La World Health Organization (WHO) e la European Environment Agency (EEA) stimano che circa un quarto della popolazione europea sia esposta a livelli di rumore ambientale che possono provocare effetti pericolosi alla salute. L’esposizione a lungo termine a rilevanti livelli di rumore è associata a conseguenze negative sulla salute, in particolar modo sul sistema nervoso e cardiovascolare. In particolare, rispetto alle altre fonti di rumore ambientale, il rumore da traffico aeroportuale è associato a un profilo cardiovascolare più compromesso, e in particolare ad un aumento della prevalenza dell’ipertensione. Il rumore, agendo tramite l’attivazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene e del sistema nervoso simpatico, causa molteplici effetti sistemici che comportano un sostanziale danno alla salute e alla qualità della vita delle persone esposte ad esso.
Scopo della tesi
Lo scopo della tesi è quello di studiare alcuni parametri di funzione e struttura vascolare, in relazione alla durata e alla qualità del sonno e al profilo pressorio delle 24 ore, in una popolazione di individui esposti a elevati livelli di rumore aeroportuale e residenti nella città di Pisa, in Via Cariola e Carrareccia.
Metodi
Gli individui reclutati nello studio sono stati sottoposti alla compilazione dei seguenti questionari: (1) Epworth Sleepiness Scale (ESS), per misurare il livello generale di sonnolenza diurna; (2) Insomnia Severity Index (ISI), per valutare la natura, la gravità e
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l’impatto diurno dell’insonnia; (3) Self-Rating Anxiety State (SAS), per la valutazione dell'ansia di stato; (4) Perceived Stress Scale (PSS), per misurare la percezione di stress. È stato effettuato un monitoraggio della pressione arteriosa delle 24 ore mediante misurazione automatica della pressione tramite apparecchio ABPM (Ambulatory Blood Pressure Monitoring). La misurazione dello spessore medio-intimale carotideo (IMT) è stata eseguita mediante ecocolordoppler dei tronchi sovraortici e la misurazione della rigidità arteriosa, espressa come velocità dell’onda pulsatoria (pulse wave velocity, PWV), mediante tonometria ad applanazione. La valutazione della funzione endoteliale è stata effettuata mediante flow-mediated dilation (FMD), un test non invasivo che valuta l’aumento percentuale di diametro dell’arteria brachiale in risposta all’aumento di flusso indotto da ischemia dell’avambraccio. La valutazione del ritmo sonno-veglia è avvenuta mediante actigrafia, tramite la quale è possibile monitorare un soggetto nel suo ambiente naturale per periodi di tempo relativamente lunghi e in maniera non invasiva.
Risultati
Sono stati reclutati 22 individui [11 uomini e 11 donne, età 19-76 anni, Body Mass Index (BMI) 26 ± 3 kg/mq, pressione arteriosa (PA) 126 ± 20 / 69 ± 12 mmHg]. I valori medi della FMD trovati sono stati di 6,2 ± 2,4 (range 2,1 - 10,2) %, della PWV di 8,36 (7,23 - 9,70) m/s e dell’IMT di 0,68 ±.0,16 (0,45 - 1,04) mm. La durata di sonno media nei 7 giorni di registrazione actigrafica è stata di 7,1 ± 0,7 (5,9 - 8,7) h/die. Per quanto riguarda i questionari, i valori medi ottenuti sono per ESS di 9,5 ± 4,1 (3 - 20); per SAS di 34,7 ± 8,8 (20 - 52); per ISI di 10,0 ± 5,7 (1 - 23); infine per PSS di 20,9 ± 4,2 (13 - 28). La durata media di sonno correlava in maniera diretta con la PA sistolica (r=0.72, p=0.008) e diastolica (r=0.67, p=0.01) notturna, ma non con quella diurna. Inoltre la durata media di sonno risultava correlata con lo score di sonnolenza diurna (ESS) (r=0.78, p=0.001), che a sua volta era associata a un maggiore punteggio di stress percepito (PSS) (r=0.46, p=0.03). FMD, ma non PWV e IMT, risultava correlata inversamente con la PA notturna (r=-0.58, p=0.01).
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Conclusioni
In una popolazione di individui esposti a elevati livelli di rumore aeroportuale, un’elevata durata media di sonno è associata ad una maggiore sonnolenza diurna, suggerendo una cattiva qualità del sonno, verosimilmente associata a stress cronico. Questa ipotesi è confermata dal fatto che, maggiore è la durata di sonno, maggiori sono i valori pressori notturni. L’associazione tra FMD e PA notturna suggerisce che la disfunzione endoteliale possa essere un meccanismo fisiopatologico implicato nel rialzo pressorio in questo campione di popolazione.
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CAPITOLO 1. INTRODUZIONE
La World Health Organization (WHO) e la European Environment Agency (EEA) stimano che circa un quarto della popolazione europea sia esposta a livelli di rumore ambientale che possono provocare effetti pericolosi alla salute.
L’esposizione a breve termine al rumore interferisce con la comunicazione e causa disturbi del sonno e malessere. È stato inoltre dimostrato che l’esposizione a lungo termine a rilevanti livelli di rumore è associata a conseguenze negative sulla salute, in particolar modo sul sistema cardiovascolare e sull’equilibrio autonomico.
A livelli equivalenti di rumore, la percentuale di soggetti che presenta malessere e disturbi del sonno è solitamente più alta per quello generato dagli aerei, rispetto al rumore generato dal traffico stradale e, in misura minore, a quello ferroviario (Figura 1).1
Il traffico aereo continua ad aumentare in tutto il pianeta e recenti previsioni fornite dalla Associazione Internazionale Trasporti aerei predicono un costante aumento dei passeggeri. Di conseguenza anche l’inquinamento acustico prodotto dagli aerei presenterà un incremento correlato.
Figura 1 Percentuale di persone intensamente disturbati dal rumore aereo, stradale e ferroviario (Miedema and Oudcshoorn).1
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L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che in Europa occidentale annualmente 45 000 anni vengono persi, rispetto all’aspettativa di vita standard, a causa dello sviluppo di deficit cognitivi indotti dal rumore in età pediatrica, 903 000 anni a causa di disturbi del sonno indotti dal rumore e 61 000 anni a causa di malattie cardiovascolari indotte dal rumore.2
Tuttavia molti aspetti della relazione tra rumore e salute sono ancora poco chiari. In particolare, per poter considerare l’esposizione al rumore come un nuovo fattore di rischio cardiovascolare, è indispensabile dimostrare che le alterazioni indotte sono reversibili dopo la rimozione del fattore stesso, aspetto che al momento non è mai stato indagato per le difficoltà materiali connesse.
1.1. Risposte fisiologiche al rumore acuto e allo stress
L’esposizione al rumore modifica la funzione di numerosi organi e apparati. L’essere esposti ad un rumore acuto può causare un incremento della pressione arteriosa, della frequenza cardiaca e della gittata sistolica. Questi effetti sono probabilmente mediati dal rilascio di ormoni dello stress, come ad esempio le catecolamine.3,4
Come dimostrato da studi svolti su queste problematiche, gli effetti del rumore acuto non si verificano solamente in presenza di alti livelli di quest’ultimo in ambiente professionale, ma anche a livelli relativamente bassi di rumore ambientale quando questo disturba la concentrazione, il riposo o il sonno.5
Il sistema uditivo analizza continuamente informazioni acustiche, le quali vengono filtrate e interpretate da differenti strutture cerebrali corticali e subcorticali. Il sistema limbico, compresi l'amigdala e l’ippocampo, svolge un ruolo importante nel percorso di elaborazione emotiva6 e ha una stretta connessione con l’ipotalamo, il quale a sua volta controlla il sistema nervoso autonomo e l'equilibrio ormonale del corpo.
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Ogni forma di stress (o ogni stimolo percepito come tale) provoca l’attivazione di due differenti sistemi ormonali, il sistema nervoso autonomo e il sistema endocrino, che, in ultima analisi, cooperano per contrastare l’evento stressogeno o, almeno, per limitarne i danni. Questi sistemi ormonali portano all’attivazione del sistema simpatico e al rilascio di corticosteroidi.
Tali modifiche non richiedono il coinvolgimento di strutture corticali, quindi la percezione cognitiva del rumore sembra non essere necessaria affinché i suoi effetti sull’omeostasi cardiovascolare possano manifestarsi. Infatti, si pensa che l’attivazione di questi sistemi ormonali coinvolga le regioni subcorticali del cervello, come l’ipotalamo, il quale manda input al sistema nervoso autonomo, al sistema endocrino e al sistema limbico.6,7
Le risposte allo stress, a loro volta, si traducono in variazioni di molteplici funzioni fisiologiche e nell’omeostasi di diversi organi, inclusa la pressione arteriosa, la gittata sistolica, i lipidi plasmatici, la glicemia, gli elettroliti, il sistema della coagulazione e altri.8
La Figura 29,10 rappresenta uno schema proposto per riassumere gli effetti del rumore sull'organismo. Come descritto precedentemente, il rumore può svolgere i suoi effetti sia direttamente, attraverso interazioni sinaptiche, sia indirettamente, attraverso la percezione cognitiva ed emotiva del suono. In pratica, sia l’oggettiva esposizione al rumore che la sua percezione soggettiva determinano l’impatto del rumore sul sistema neuroendocrino. Gli effetti del rumore non solo sono dipendenti dall’intensità del suono, ma anche dallo spettro di frequenza, dall'andamento temporale del suono e dalle attività individuali che sono disturbate.
Pertanto, studi epidemiologici effettuati in condizioni reali di vita possono fornire la base per una valutazione quantitativa del rischio, a condizione che ci sia un adeguato controllo delle variabili di esposizione e di confondimento. Altre fonti di rumore possono agire come fattori confondenti e/o modificatori degli effetti sulla associazione di interesse.11
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1.2. Esposizione notturna al rumore e disturbi del sonno
Il sonno è un processo complesso e attivo, comprendendo molte funzioni fisiologiche vitali (ad esempio la biosintesi delle proteine, la secrezione di specifici ormoni e il consolidamento della memoria) ed è, in un certo senso, fondamentale per il recupero e la preparazione per il prossimo periodo di veglia.Il rumore può indurre cambiamenti nel tracciato EEG o in variabili autonomiche, comunemente chiamati risvegli o attivazioni fasiche. Brevi episodi simili a tali risvegli si verificano anche nel sonno normale in assenza di rumore, e, più frequentemente, nel sonno disturbato da altre cause, ad esempio da eventi di apnee notturne.
Comunemente, affinché si verifichi un risveglio è necessaria la comparsa del ritmo alfa nel tracciato EEG. I risvegli richiedono un interruzione del pattern EEG del sonno di almeno 15 secondi, dove le fasi del sonno sono suddivise in periodi da 30 secondi. Inoltre è necessario che il soggetto non ne abbia esperienza cosciente.
Mentre il numero di risvegli EEG aumenta progressivamente con l’età possibilmente solo per gli uomini, la loro lunghezza media rimane stabile e di circa 15 secondi. Inoltre la soglia per l’eccitazione uditiva diminuisce con l’età e durante le ultime ore della notte. Il recupero dopo i risvegli EEG è più lungo per quelli rumore-indotti rispetto a quelli spontanei. Il tempo necessario per addormentarsi di nuovo dipende dal livello del rumore e, soprattutto per eventi molto rumorosi, questa latenza è considerevolmente più lunga per i primi rispetto ai secondi. Dunque, in generale, i risvegli EEG dovuti al rumore disturbano in maniera maggiore il sonno rispetto a quelli spontanei e quindi saranno vissuti coscientemente e, in seguito, ricordati più spesso. Nelle situazioni comuni in cui è presente il rumore degli aeroplani che sorvolano le case, micro-risvegli sono stati trovati nel 10.3% degli intervalli esaminati in assenza di rumore aereo e questa percentuale sale al 14.3% negli intervalli con un evento rumoroso generato dagli aerei. Dunque gli aerei che sorvolano le abitazioni possono essere la causa dei micro-risvegli.12
È stato dimostrato da molti studi che acute e croniche restrizioni o frammentazioni del sonno sono associate ad una inadeguata serezione pancreatica di insulina,13 diminuita sensibilità all’insulina,14 modificazioni nei ormoni regolatori dell’appetito,15 e aumento del tono
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Inoltre, studi epidemiologici hanno dimostrato che un’abituale riduzione del sonno (<6 ore per notte) è associato con lo sviluppo di obesità,17,18 diabetes,18 ipertensione,19 malattie cardiovascolari,20 e porta ad un aumento della mortalità,21,22 sottolineando l’importanza di un sonno indisturbato di sufficiente durata per la salute in generale e in particolare per il benessere cardiovascolare. Per queste numerose ragioni, il disturbo del sonno è solitamente considerato il più severo effetto dell’esposizione al rumore ambientale.23
La reazione dell'organismo al rumore non si basa sul principio tutto o nulla (cioè non ogni evento rumore porterà ad un risveglio cosciente). Piuttosto, la reazione è finemente regolata e va da una reazione vegetativa isolata (ad esempio l'aumento della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa) ad una eccitazione corticale completa con il ripristino dello stato di veglia cosciente che di solito comprende movimenti corporei. I risvegli corticali sono regolarmente associati con i risvegli vegetativi e forti attivazioni corticali sono associati con più lunghe e più severe attivazioni vegetative.24,25
Il grado dell’eccitazione dipenderà dal numero degli eventi rumorosi e dalle loro caratteristiche acustiche,26 ma dipenderà anche da fattori situazionali (come la fase del sonno in cui si verifica l’evento27) e dalla suscettibilità al rumore del soggetto esposto.28
Ripetuti risvegli indotti dal rumore riducono la qualità del sonno attraverso cambiamenti nella struttura di quest’ultimo, compresa la sua ritardata insorgenza e risvegli precoci, minori movimenti rapidi degli occhi durante il sonno profondo, ed incrementano il tempo trascorso svegli e nelle fasi più superficiali del sonno.26,27
Sebbene questi effetti non sono specifici per il rumore, diversi studi dimostrano inequivocabilmente che il rumore prodotto dal traffico causa disturbi del sonno e, a secondo dei livelli di rumore, può compromettere la performance, il benessere e le funzioni cardiovascolari durante il periodo di veglia successivo.
Le relazioni esposizione-risposta hanno associato diverse fonti di rumore prodotto dal traffico (stradale, ferroviario, aeroportuale), con risvegli e con più brevi attivazioni corticali e del sistema vegetativo. Queste funzioni di solito mostrano un incremento delle probabilità di reazione con l'aumento del picco di livello di pressione sonora (SPL).5 Allo stesso massimo di SPL, il rumore aereo ha dimostrato di indurre con minor probabilità entrambi i tipi di attivazione, vegetativi e corticali, paragonati a quello stradale e ferroviario.
12
Questo è stato in parte spiegato con la distribuzione della frequenza, della durata e del tempo di salita del picco di SPL degli eventi rumorosi.26,29 Tuttavia i sentimenti soggettivi di malessere seguono un modello diverso, con un effetto meno pronunciato per il rumore ferroviario e un effetto maggiore per quello degli aerei, entrambi considerati ad un livello sonoro equivalente (Figura 1)1.
Soggetti cronicamente esposti al rumore di solito si abituano al rumore stesso. Ad esempio, durante gli studi la probabilità che il rumore provoca reazioni fisiologiche è in generale più elevato nelle prime notti rispetto alle ultime notti. La tolleranza è un meccanismo ragionevole che preserva le risorse energetiche. Tuttavia, questa non è completa e i soggetti continuano a rispondere agli eventi rumorosi anche dopo diversi anni di esposizione ad esso. Purtroppo, poco si sa circa le differenze individuali nella capacità di abituarsi al rumore. È importante sottolineare che le attivazioni del sistema nervoso vegetativo hanno dimostrato di andare incontro al fenomeno della tolleranza a livelli molto minori di rumore rispetto a quelle corticali.26
La risposta cardiovascolare che si verifica durante i disturbi del sonno indotti dal rumore è un punto cardine delle alterazioni fisiologiche causate da quest’ultimo. Durante il sonno, la frequenza cardiaca media e la pressione arteriosa sistolica e diastolica media sono di norma controllate. Gli indicatori di risposta ai singoli eventi rumorosi sono rappresentati dagli istantanei cambiamenti nella variabilità della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa. È stato scoperto che il rumore intermittente durante la notte induce una risposta cardiaca bifasica e una transitoria costrizione dei vasi periferici contemporaneamente ad una breve attivazione fasica nel tracciato EEG, in assenza di altre modificazioni comportamentali. Tale risposta cardiaca bifasica inizia con un incremento della frequenza cardiaca, probabilmente dovuta ad una inibizione fasica del centro parasimpatico cardio-inibitorio, seguito successivamente da un decremento compensatorio della stessa a causa di una diminuzione nell’attività ortosimpatica. La risposta vasocostrittrice è dovuta ad una stimolazione simpatica periferica provocata dal riflesso uditivo. Più recentemente è stato dimostrato che cambiamenti della pressione arteriosa possono essere indotti da rumori che si verificano improvvisamente.30
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La cosa più sorprendente è che nessuna delle risposte cardiovascolari mostra un adattamento al rumore anche dopo esposizioni prolungate, mentre quello soggettivo sopraggiunge nell’arco di pochi giorni.
I cambiamenti rumore-indotti nella frequenza cardiaca dipendono dal picco del livello dell’evento rumoroso, ma non dalla fase EEG del sonno.12
Dunque, visto che le risposte fisiologiche non vanno incontro ad un adattamento e che queste risposte autonomiche sono una normale reazione a questo tipo di stimoli, la domanda è se l’esposizione prolungata di questi sistemi correla con conseguenze negative per l’organismo.
1.3. Esposizione notturna al rumore e sistema
cardiovascolare
In passato sono state pubblicate molte reviews che riassumono i risultati degli studi effettuati fino alla fine del secolo scorso al fine di valutare le prove del rapporto tra il rumore ambientale e lo sviluppo di malattie cardiovascolari.
In una meta-analisi si è concluso che il rischio di sviluppare ipertensione dovuto al rumore degli aerei era 1,26 per ogni incremento di 5 dB.31 Il più alto livello di evidenza era per l'associazione tra il rumore ambientale e IHD (Ischemic Heart Disease).
In un’altra metanalisi è stato dimostrato che il rischio di IHD aumenta di 1.09 ogni incremento di 5dB.31 Nell'ambito degli studi non c'era nessun indice di aumentato del rischio per i soggetti che vivevano in zone con una pressione sonora media giornaliera di livello inferiore a 60 dB. Per livelli di rumore superiori, tuttavia, rischi più elevati sono stati costantemente trovati tra gli studi.32
In uno studio sull’argomento, l’esposizione notturna al rumore è stata riprodotta con degli autoparlanti nelle camere da letto dei soggetti ed è stato dimostrato che essa può influenzare i parametri di funzione vascolare con un rapporto dose-dipendente (Figura 3), compresa la
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funzione endoteliale misurata tramite la dilatazione flusso-mediata (FMD) dell’arteria brachiale. Inoltre, l’effetto del rumore era più pronunciato se il soggetto era stato precedentemente esposto al rumore stesso.
Come ci si aspettava, i cambiamenti nella funzione arteriosa erano correlati all’incremento della produzione di catecolamine e alla compromissione della qualità del sonno, ma i valori plasmatici mattutini di cortisolo e dei marcatori di infiammazione, come la IL-6 e la proteina C-reattiva, non erano stati influenzati dall’esposizione al rumore.
Questi risultati forniscono la ragionevolezza biologica di una associazione tra l’esposizione notturna al rumore e il benessere cardiovascolare. Un numero sempre maggiore di studi epidemiologici indica che l’esposizione notturna al rumore potrebbe essere più rilevante per la funzione del sistema cardiovascolare rispetto all’esposizione diurna.
Per il rumore degli aeroplani, lo studio HYENA (“Hypertension and Exposure to Noine near Airports”) non ha trovato nessuna associazione significativa per l’esposizione diurna, ma ha rilevato un incremento significativo nella pressione arteriosa all’aumentare del rumore notturno.33 Un sostanziale decremento della pressione sanguigna durante la notte sembra rivestire un ruolo importante per il resettaggio del sistema cardiovascolare e per il benessere a lungo tempo.34 Ripetuti risvegli autonomici notturni possono impedire tale abbassamento della pressione e contribuire al rischio di sviluppare ipertensione in coloro che sono esposti a livelli rilevanti di rumore ambientale per prolungati periodi di tempo.35,36
Un recente studio svizzero ha dimostrato un effetto negativo del rumore ferroviario sulla pressione arteriosa, il quale era molto più fortemente associato ad una esposizione notturna.37 Le linee guida per il rumore notturno per l’Europa pubblicate dall’OMS nel 2009 costituiscono l’opinione degli esperti, i quali correlano il livello di esposizione al rumore a conseguenze negative sulla salute che vanno da “non sostanziali effetti biologici” ad “aumentato rischio di malattie cardiovascolari”.12 L’OMS considera un risultato intermedio per la prevenzione degli effetti rumori-indotti sulla salute il raggiungimento di una media di 55 dB dei livelli di rumore notturno, quando in realtà le linee guida raccomandano valori intorno ai 40 dB.
In sintesi, è stato dimostrato che il rumore notturno influenza sia la regolazione autonimica (tramite l’incremento della frequenza cardiaca mediata dall’attivazione del simpatico e/o
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dall’inibizione del parasimpatico38-40 e tramite l’incremento della pressione arteriosa41) che, direttamente, la funzione vascolare causando una disfunzione endoteliale.
È importante sottolineare che, è stato dimostrato che sia la disfunzione endoteliale che la ridotta variabilità della frequenza cardiaca hanno valore prognostico nei pazienti con malattie delle arterie periferiche, ipertensione arteriosa e nei pazienti con sindrome coronarica acuta o con malattia coronarica cronica stabile.42,43
Studi sull'esposizione cronica al rumore del traffico stradale, ferroviario o degli aerei hanno segnalato una correlazione con lo sviluppo di pressione sanguigna elevata e ipertensione, con l'uso di farmaci antipertensivi, malattie cardiache ischemiche, ictus, demenza, e diabete mellito.
In generale, gli studi dimostrano che il rumore ambientale comporta un peso sanitario avendo implicazioni mediche ed economiche: nel Regno Unito è stato stimato che livelli di rumorosità diurna ≥55 dB possano causare un incremento di 542 casi di ipertensione correlata ad infarto miocardico, 788 casi di ictus e 1169 casi di demenza, con un costo valutato di circa 1,09 miliardi di sterline annui.44
Nel loro insieme, queste osservazioni forniscono un razionale biologico per l’incrementata incidenza di ipertensione arteriosa, infarto del miocardio e ictus nei soggetti sottoposti ad una esposizione a lungo termine a rilevanti livelli di rumore.
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1.3.1. Ipertensione
Analizzando i principali risultati degli studi epidemiologici sul rumore del traffico in cui la pressione arteriosa è stata considerata come outcome, si evince che i risultati nei bambini sono difficili da interpretare, soprattutto in relazione ai possibili rischi per la salute nella loro vita adulta. L'effetto può essere di natura temporanea e può non essere rilevante nell’instaurarsi di danni permanenti alla salute.
Vi è evidenza che il livello di pressione arteriosa in tenera età è un importante predittore del suo livello in età più avanzata.
Per quanto riguarda la pressione arteriosa negli adulti, non è stato trovato nessun dato consistente nel rapporto tra il livello del rumore del traffico e la pressione sistolica o diastolica negli adulti in tutti gli studi. In studi longitudinali, problemi sorti dalla migrazione di soggetti hanno avuto un notevole impatto sulla dimensione del campione. Quest'ultimo problema riguarda generalmente anche studi trasversali. Gli stessi farmaci anti-ipertensivi possono influenzare le letture della pressione. Tuttavia, l'esclusione dei soggetti con ipertensione o in trattamento per essa potrebbe mascherare il vero effetto del rumore sulle differenze di pressione arteriosa. In linea di principio, l'ipotensione può anche essere una risposta allo stress.
Ad oggi, non ci sono prove da dati epidemiologici che il rumore ambientale aumenti la pressione arteriosa media nella popolazione adulta. Ciò nonostante, questo non scarta l'ipotesi del rumore come fattore di rischio cardiovascolare.12,45
La maggior parte degli studi si riferisce al rumore del traffico stradale. Tuttavia, negli ultimi anni sono stati fatti alcuni nuovi studi sul rumore generato dagli aerei. Il campione degli studi era formato dalla popolazione maschile e femminile adulta, a volte limitata a certe fasce d’età.
Per quanto riguarda l'associazione tra rumore ambientale e l’ipertensione, il quadro è eterogeneo.
Rispetto al rumore degli aerei e lo sviluppo d ipertensione, gli studi mostrano costantemente rischi più elevati nelle zone più altamente esposte. I rischi relativi trovati in quattro studi significativamente positivi erano compresi tra 1,4 e 2,1 per i soggetti che vivono in zone con elevata esposizione, con il livello approssimativo di pressione sonora media diurna nel range
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di 60-70 dB o più. Studi svedesi hanno trovato un rischio relativo di 1.6 ad un livello ancora più basso di rumore (> 55 dB).
Nel 2001, è stato riportato un aumento della prevalenza dell'ipertensione arteriosa nelle vicinanze dell'aeroporto di Stoccolma.46 Allo stesso modo, una relazione dose-risposta è stata dimostrata nello studio HYENA rispetto al rumore notturno.33 In questo studio, un aumento del 14% nell’OR per l'ipertensione arteriosa è stata associata con ogni aumento di 10 dB dei livelli del rumore notturno; al contrario, nessuna associazione è stato trovata con l’esposizione diurna al rumore degli aerei.
I dati dello studio RANCH (Road Traffic and Aircraft Noise Exposure and Children’s Cognition and Health) finanziato dall'Unione Europea, ha riportato un'associazione sia tra l’esposizione al rumore diurno che a quello notturno e valori di pressione sanguigna in bambini di 9 e 10 anni che vivono vicino Schiphol (Amsterdam) o Heathrow (Londra).47 Una meta-analisi di quattro studi trasversali e uno studio di coorte sul rapporto tra il rumore del traffico aereo e la prevalenza di ipertensione ha riportato un OR di 1,13 per ogni 10 dB di incremento del livello di rumore diurno e notturno nella gamma tra 55 e 65 dB.48
I risultati dello studio HYENA suggeriscono anche un effetto del rumore degli aerei sull'utilizzo di farmaci antipertensivi.49 I risultati sono stati altrettanto consistenti riguardo ad un maggiore uso di ansiolitici in relazione al rumore aereo.49
Riguardo al rumore del traffico stradale, il quadro rimane ancora poco chiaro. Nuovi studi tendono a suggerire un rischio maggiore di sviluppare ipertensione nei soggetti esposti ad elevati livelli di rumore del traffico stradale, mostrando un rischio relativo compreso tra 1.5 e 3.0.
Le valutazioni soggettive del rumore o i disturbi causati dal rumore del traffico sembrano mostrare costantemente un'associazione positiva con la prevalenza dell’ipertensione. I rischi relativi cosi trovati vanno da 0,8 a 2,3.45
Una meta-analisi di 24 studi trasversali effettuati sul rapporto tra il rumore del traffico stradale e la prevalenza di ipertensione ha riportato un odds ratio (OR) di 1.07 per ogni incremento di 10 dB durante le ore diurne con livelli medi di rumore del traffico stradale compresi tra 50 e 75 dB.50
Un certo grado di eterogeneità tra gli studi è stato rilevato per quanto riguarda l'età, il sesso, il modo in cui è stata valutata l’esposizione, il livello di riferimento del rumore utilizzato, e la durata dell'esposizione. Ad esempio, nello studio HYENA, il traffico veicolare era
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correlato all’ipertensione negli uomini ma non nelle donne,33 e nello Studio Groningen il rumore del traffico stradale venne associato in modo significativo all’ipertensione solo nelle persone di età compresa tra 45-55 anni.51 È stato riscontrato che anche le co-morbidità svolgono un effetto modificatore dell'associazione tra rumore del traffico stradale e valori di pressione sanguigna. Ad esempio, nello studio Sapaldia 2, questa associazione è stata trovata solo nei diabetici.37
1.3.2. Cardiopatia ischemica
L'evidenza di un'associazione tra il rumore ambientale e il rischio di IHD è aumentata rispetto a dati precedenti.45 In tutti gli studi non si trova nessuna evidenza di un rischio più elevato di IHD per i soggetti che vivono in aree con un livello medio diurno di pressione sonora inferiore a 60 dB. Per livelli maggiori di rumore, un rischio più alto di andare in contro ad IHD è stato costantemente trovato in molti studi
Alcuni studi consentono di fare delle riflessioni su una possibile relazione dose-risposta. Questi, per lo più studi prospettici, indicano un aumentato rischio di IHD a livelli di rumore superiori ai 65-70 dB ed i rischi relativi si attestano tra l’1,1 e l’1,5.
Gli effetti del rumore erano maggiori quando fattori aggiuntivi come il tempo passato nell’abitazione, l’orientamento della stanza nello spazio e le abitudini di apertura delle finestre sono state considerate nelle analisi. I risultati appaiono altrettanto coerenti quando le risposte soggettive di disturbo e di fastidio sono considerati, mostrando che i rischi relativi vanno da 0,8 a 2,7 nei soggetti fortemente disturbati e infastiditi.
Il rapporto tra il rumore degli aerei e la malattia coronarica è stato studiato meno bene finora. Studi precedenti condotti nella zone dell'aeroporto di Schiphol ad Amsterdam hanno trovato un maggior rischio di disordini cardiovascolari in soggetti che vivevano vicino ad esso.52 Studi più recenti, tuttavia, hanno fornito prove di un maggior rischio cardiovascolare per i soggetti che risiedono nelle vicinanze degli aeroporti. In uno studio effettuato vicino all'aeroporto di Heathrow, a Londra, è stato segnalato un aumentato rischio di ictus e di malattia coronarica in relazione all'esposizione diurna e notturna al rumore degli aerei nelle persone maggiormente esposte ad esso rispetto ad altre.53
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In un altro studio effettuato su circa 89 Aeroporti Nord Americani, si è constatato che le persone che vivono in zone al 90° percentile dell'esposizione al rumore ha avuto un più alto rischio di ospedalizzazione per cardiopatia ischemica e malattia cerebrovascolare. I risultati sono stati corretti per età, sesso, status socio-economico ed etnia.54
Un ampio studio di coorte in Svizzera ha registrato un aumento della mortalità causata da infarto del miocardio con l'aumento dei livelli di esposizione e della durata del rumore aereo, con un Hazard Ratio di 1.3 quando le persone esposte a livelli di rumore ≥60 dB erano rapportate con quelle esposte a 45 dB. L’Hazard Ratio aumenta a 1.5 quando sono stati inclusi solo i residenti esposti al rumore per un periodo di almeno 15 anni.55
Infine, nello studio HYENA, è stata descritta un'associazione tra malattie cardiache o ictus e rumore aereo notturno.56 L'associazione era particolarmente evidente nei soggetti che avevano vissuto nello stesso posto per più di 20 anni. È stato dimostrato un OR di 1,25 per ogni 10 dB di incremento del livello di rumore notturno.
Per quanto riguarda il rumore del traffico stradale, esso è stato associato ad infarto miocardico in studi caso-controllo57,58 e in studi di coorte.59,60
Una meta-analisi aggiornata di 12 studi riferisce un OR di 1.08 per ogni aumento di 10 dB del livello di rumore all'interno della gamma di 50-75 dB.9
Presi insieme, questi dati suggeriscono che l'esposizione a suoni nell'intervallo tra 55 e 60 dB, che comprendono ampie frazioni della popolazione, potrebbe contribuire al peso della malattia.
In sintesi, data l'esposizione onnipresente del traffico veicolare (sia aereo che stradale), esso dovrebbe essere considerato un fattore di rischio rilevante per la malattia cardiovascolare.
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È stato ampiamente riconosciuto che lo stress e l’iperlipidemia sono fattori di rischio cardinali nello sviluppo delle lesioni aterosclerotiche. Lo stress provoca l’aumento dei livelli plasmatci delle catecolamine e di corticosteroidi. Tali molecole provocano un aumento dei livelli della pressione arteriosa e, attraverso il trombossano A2, agiscono come trigger per l’attivazione dell’aggregazione piastrinica. Tutti i precedenti fattori cooperano nello sviluppo delle lesioni aterosclerotiche.61
Studi effettuati su animali hanno evidenziato come l’esposizione al rumore possa causare un incremento dei livelli di trigliceridi plasmatici; è stato anche dimostrato che lo stress indotto dal rumore potrebbe aumentare l’accumulo di lipidi all’interno della parete vasale, in particolare dell’aorta toracica.61 Recentemente uno studio ha correlato l’esposizione ad un
forte rumore dovuto al traffico residenziale con un aumento delle dimensioni della patologia aterosclerotica all’interno delle arterie coronarie e dei vasi di grosso calibro.62
L’esposizione a lungo termine al rumore notturno dovuto al traffico è stato associato ad un incremento delle lesioni calcifiche nell’aorta toracica.63 Il rumore porta alla perdità del
normale equilibrio del sistema nervoso autonomo con un relativo incremento del tono simpatico e all’attivazione dell’asse ipotalamo – ipofisi – surrene e dell’asse sistema simpatico – midollare del surrene.10 Inoltre, gli ormoni dello stress, rilasciati dopo l’esposizione al rumore, interagiscono con complessi meccanismi regolanti la pressione arteriosa, i livelli di lipidi e del glucosio plasmatici, la coagulazione e la viscosità del sangue.4
Nello studio effettuato da Kalsch et al. è stata ritrovata un’associazione clinicamente rilevante tra l’esposizione al rumore notturno duvuto al traffico stradale e lo sviluppo di calcificazioni nella parete dell’aorta toracica.63 Altri studi hanno inoltre dimostrato la
presenza della stessa associazione dopo l’esposizione ad altre fonti di rumore come quello aeroportuale e ferroviario.33,37
Dunque è ragionevole pensare che lo stress dovuto al rumore agisca come fattore di rischio concorrente all’insorgenza dell’atelosclerosi.
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Studi epidemiologici hanno dimostrato le associazioni esistenti tra esposizione a lungo termine al rumore generato del traffico aereo e una maggiore incidenza di ipertensione arteriosa e, pertanto, di malattie cardiovascolari.1,46 L’esposizione al rumore notturno sembra essere più rilevante per la genesi di malattie cardiovascolari rispetto a quella durante il giorno.33 Ciò è probabilmente dovuto ad una ripetuta attivazione del sistema autonomico, ed è stato evidenziato che quest’ultimo tollera in misura minore il rumore rispetto alla corticale cerebrale.26 In generale, il rischio aumenta con la durata dell’esposizione.55
Nel caso del rumore degli aerei, l’ipertensione può essere una conseguenza del rilascio degli ormoni dello stress, come epi- e nor- epinefrina e / o lo sviluppo di alterazione vascolare (endoteliale). La disfunzione endoteliale (DE) è considerata un primo passo nello sviluppo delle alterazioni aterosclerotiche all’interno del sistema vascolare e possono essere valutati in modo non invasivo. Recenti studi indicano che nei pazienti che presentano malattia coronarica e ipertensione, la valutazione della funzione endoteliale nell'avambraccio può avere implicazioni prognostiche.64
La funzione vascolare può essere valutata tramite metodiche non invasive, come ad esempio la misurazione della dilatazione flusso – mediata (Flow – Mediated Dilatation) dell’arteria brachiale.64,65 In breve, il diametro dell'arteria brachiale è misurata mediante una sonda ultrasonografica lineare prima a riposo e dopo un periodo di occlusione 5 minuti con una pressione esercitata tramite uno sfigmomanometro pediatrico a metà dell’avambraccio circa. Le variazioni di diametro sono espressi in percentuale e riflettono il rilascio da parte dell’endoteliale di sostanze vasodilatatrici come l'ossido nitrico (NO).
È stata trovata una relazione lineare tra i valori della FMD e il grado di esposizione al rumore, confermando che ad una maggiore esposizione a quest’ultimo conseguono alterazioni più marcate della funzione endoteliale con un andamento dose – dipendente (Figura 4).66
Uno studio separato è stato condotto al fine di testare gli effetti della Vitamina C sulla FMD in soggetti esposti al rumore, sfruttando la sua funzione di antiossidante. Si è visto che la somministrazione di Vitamina C migliora la funzione endoteliale in un gruppo separato di soggetti esposti al rumore, dimostrando di fatto il ruolo giocato dallo stress ossidativo nella disfunzione endoteliale.
Dunque il miglioramento della FMD osservato in questo studio 2 ore dopo la somministrazione della vitamina C antiossidante in soggetti esposti al rumore suggerisce che
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l’esposizione al rumore degli aerei potrebbe portare, attraverso un aumento dello stress ossidativo vascolare, ad un peggioramento della funzione vascolare.67
Figura 3. Relazione inversamente proporzionale esistente tra i livelli di esposizione al rumore e i valori della FMD. Effetti del rumore simulato degli aerei (noise30 e 60 riflettono gli eventi rumorosi riprodotti) sulla funzione vascolare di volontari sani. La somministrazione dell’antiossidante Vitamina C è stata associata ad un miglioramento della funzione endoteliale, dimostrando il ruolo dello stress ossidativo. Adattato da Schmidt et al.66
È interessante notare che è stato osservato un effetto trigger del rumore degli aerei sulla funzione endoteliale, cioè, dopo una prima esposizione a livelli minori di rumore, la successiva esposizione a livelli maggiori dei precedenti causa degli effetti più rilevanti sulla funzione endoteliale. Questi dati dimostrano che il rumore degli aerei può influenzare la
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funzione endoteliale, e che, la precedente esposizione al rumore, piuttosto che indurre tolleranza, sembra amplificare l'effetto negativo del rumore sulla funzione endoteliale. Anche se i meccanismi alla base di queste osservazione non possono essere caratterizzati a livello molecolare in vivo negli esseri umani, è stato precedentemente dimostrato che altre forme di stress mentale conducono ad un diminuzione della funzione endoteliale.68,69
Per quanto riguarda i meccanismi molecolari, studi precedenti indicano che il rumore porta ad un up – regulation, piuttosto che ad una down – regulation, dell’enzima eNOS.70
È interessante notare che tale incremento dell'attività della eNOS non comporta necessariamente un miglioramento delle risposte endoteliali. Ad esempio, in modelli animali affetti da diabete e / o ipertensione, l’aumentata espressione della eNOS è associata ad una alterata funzione endoteliale.71
Dato che le misurazioni di NO e / o la produzione di superossido nel microambiente vascolare locale sono impossibili da eseguire negli esseri umani, la questione non può essere affrontata in questo momento.
Nonostante ciò i dati ricavati con la FMD suggeriscono che l’esposizione al rumore degli aerei potrebbe portare ad una disfunzione endoteliale attraverso un aumentato stress ossidativo all’interno della parete vascolare.67
Sono stati dimostriamo anche cambiamenti nel PTT (Pulse Transit Time), un parametro che presenta una correlazione inversamente proporzionale alle variazioni della pressione sanguigna. Brevemente, il PTT viene misurato come il tempo che impiega un’onda pulsatoria per viaggiare tra due siti arteriosi.
Rialzi della pressione arteriosa causano un aumento del tono vascolare, con un conseguente aumento della rigidità arteriosa e un PTT più breve. Come menzionato sopra, questi dati sono compatibili con quelli del progetto HYENA, nel quale è stato segnalato un aumento di prevalenza di ipertensione in soggetti esposti al rumore notturno.33
Allo stesso modo, eventi acuti di esposizione al rumore sono stati associati in questo studio con un aumento della pressione arteriosa sistolica e diastolica di circa 6.2 e 7.4 mmHg, il quale, curiosamente, non era necessariamente associato con risvegli notturni.
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Per quanto riguarda il meccanismo fisiopatologico dietro tali cambiamenti della pressione sanguigna e della funzione vascolare, si riportano anche elevati livelli di epinefrina in seguito all'esposizione al rumore (figura 5).
Figura 4. Relazione direttamente proporzionale esistente tra l'esposizione al rumore e i livelli di adrenalina nel sangue. Effetti del rumore simulato degli aerei (noise30 e 60 riflettono gli eventi rumorosi riprodotti) sui livelli plasmatici di adrenalina. Schmidt et al66.
È stato dimostrato che il rilascio intermittente di adrenalina può essere implicato nello sviluppo di ipertensione.72 L’epinefrina è rilasciata come un risposta a diversi eventi
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stressogeni, come ad esempio il rumore,73 e aumenta il rilascio e gli effetti della noradrenalina.74
È interessante notare che aumentati livelli di adrenalina sono stati trovati nei pazienti con ipertensione borderline,74,75 suggerendo che essa possa svolgere un ruolo nella fase iniziale dello sviluppo di uno stato ipertensivo.
È importante sottolineare che è stato dimostrato che un aumento delle catecolamine plasmatiche correla negativamente con la funzione endoteliale, come misurato tramite la FMD.76 Un recente studio ha collegato l’attivazione del sistema nervoso simpatico allo sviluppo di ipertensione nei pazienti anziani indipendentemente dalla causa di attivazione dello stesso.77
L’esposizione notturna al rumore degli aerei disturba e frammenti il sonno, portando a cambiamenti nella struttura del suo pattern e aumentando la sonnolenza durante il giorno seguente, porta ad una riduzione della performance cognitiva.26,78,79
Questi cambiamenti nella struttura del sonno influenzano negativamente il sistema cardio-vascolare, e tali cambiamenti, nel caso di esposizione a lungo termine, possono predisporre allo sviluppo di ipertensione e di malattie cardio-vascolari.
Altri fattori ambientali negli studi epidemiologici possono interferire con gli effetti del rumore, come ad esempio l'inquinamento dell’aria, il quale è anche stato dimostrato che influisce negativamente sulla funzione endoteliale.80
Dunque in questi studi la disfunzione endoteliale è stata accompagnata da un aumento significativo nei livelli circolanti di adrenalina e da una sostanziale riduzione dose-dipendente della qualità del sonno e un aumento della pressione sanguigna sistolica.
Questi risultati indicano che l'ipertensione osservata in risposta all'esposizione notturna al rumore potrebbe essere spiegata con un’attivazione del sistema simpatico ma anche dallo sviluppo di una disfunzione vascolare.66
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1.4. Esposizione al rumore e insonnia
Un gruppo di ricercatori giapponesi ha svolto un'indagine basata sulla compilazione di un questionario sottoposto a 3600 donne adulte giapponesi (di età compresa tra 20 e 80 anni) al fine di raccogliere informazioni sui fattori che possono contribuire all’insorgenza dell’insonnia.81 Circa l'11% dei soggetti sono risultati essere affetto da insonnia.
L'analisi dei dati del sondaggio ha tenuto conto di diverse variabili di confondimento, come l'età, il numero di bambini (piccoli) in famiglia, lo status sociale, le cure mediche, la regolarità nell’andare a dormire, problemi simili alle apnee notturne e gravi esperienze spiacevoli nei sei mesi precedenti al completamento del questionario.
Quando la percentuale di insonni in zone con esposizione a livelli di rumore più elevati è stato confrontato con la percentuale nelle aree a più bassa esposizione a rumore, i rapporti ottenuti erano, rispettivamente, 1.4 (65dB), 2.1 (67 dB) e 2,8 (70 dB). Il problema più frequentemente riferito era la difficoltà a prendere sonno e a riuscire a dormire.
La ricerca sugli effetti dell'esposizione al rumore aereo e del traffico stradale ha dimostrato che l’aumento dell’esposizione al rumore notturno o al rumore durante il periodo di latenza del sonno comportano un impatto negativo statisticamente significativo sulla capacità dei soggetti di riuscire a dormire e sul periodo iniziale del sonno.12
L’insonnia transitoria è di solito accompagnata da episodi di sonnolenza diurna e da prestazioni ridotte il giorno successivo. L'insonnia cronica è generalmente associata ad una peggiore salute sia emotiva che fisica. Diversi studi epidemiologici su larga scala riguardanti la popolazione adulta generale hanno dimostrato che in una percentuale compresa tra un terzo e la metà delle persone che lamentano insonnia cronica sono diagnosticabili dei disturbi psichiatrici primari, per lo più disturbi d'ansia e dell'umore.
In uno studio effettuato da Mellinger, Balter e Uhlenhuth (1985) è stato trovato che il 17% degli adulti ha riportato molta di difficoltà ad addormentarsi od a mantenere l’addormentato nel corso dell'ultimo anno; il 47% di loro aveva alti livelli di stress psicologico, con complessi sintomi suggestivi di depressione e di disturbi d'ansia. In contrasto, solo l'11%
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degli individui con nessuna storia di insonnia hanno mostrato livelli elevati di sintomi psichiatrici.82
In un sondaggio di quasi 8000 persone, Ford e Kamerow (1989) hanno riportato che il 10% aveva sofferto di insonnia significativa per almeno due settimane in un periodo durante i sei mesi precedenti; Il 40% degli insonni ha soddisfatto i criteri diagnostici per i disturbi psichiatrici, in maggioranza disturbi d'ansia e depressione; solo Il 16% di coloro che non hanno disturbi del sonno aveva malattia psichiatrica.83
Breslau et al. (1996) trovarono una forte correlazione tra la prevalenza dei problemi del sonno e i disturbi psichiatrici, per lo più con ansia, depressione e disordini di abuso di sostanze.84
I soggetti che soffrono di insonnia non solo hanno tassi più alti di disturbi psichiatrici, ma hanno anche un aumento dei tassi di vari tipi di sintomi psicologici: i pazienti con insonnia riportato un aumento dello stress psicologico e / o una diminuita capacità di far fronte allo stress.85,86
L'insonnia, dunque, può essere un sintomo di molti disturbi psichiatrici, in particolare depressione e ansia. In studi di pazienti depressi, rispetto ai soggetti di controllo, vi era una prolungata latenza del sonno, un aumento della veglia durante il sonno, una diminuzione della efficienza del sonno e una riduzione del tempo totale del sonno. È stato inoltre provato che l'insonnia può essere un fattore di rischio per lo sviluppo di depressione.87,88
Ciò solleva la problematica se l'esposizione prolungata al rumore e la conseguente insonnia, possano provocare l'insorgenza della depressione nelle persone predisposte. Questo sembra teoricamente possibile, ma ci sono poche prove per sostenerlo. In uno studio longitudinale di adolescenti, è stato visto il contrario, cioè i sintomi depressivi precedevano l’insorgenza dell’insonnia.89 La ritardata latenza del sonno nei bambini è stata collegato ad un aumento dei sintomi esternalizzanti, tra cui comportamento aggressivo, ridotta attenzione e problemi sociali.90
Tuttavia sembra più plausibile che il disturbo del sonno sia una caratteristica del disturbo comportamentale piuttosto che una causa di esso. Sono stati suggeriti tre criteri per poter affermare che i disturbi del sonno sono determinati dall'ambiente:91
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(1) Il problema del sonno è temporalmente associato con l'introduzione di uno stimolo fisicamente misurabile o di un insieme definibile di circostanze ambientali;
(2) Le proprietà fisiche piuttosto che psicologiche dei fattori ambientali sono elementi causali critici;
(3) La rimozione dei fattori responsabili risulta in un ritorno immediato o graduale ad un sonno normale.
La maggior parte degli studi non soddisfano tali criteri.
In sintesi, studi di popolazione nonché studi basati sulla clinica hanno dimostrato un alto tasso di morbidità psichiatrica in pazienti che soffrono di insonnia cronica. È stato generalmente ipotizzato che l'insonnia fosse secondaria ai disturbi psichiatrici; tuttavia, sembra possibile che in alcuni casi l’insonnia preceda i disturbi psichiatrici.
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1.5. Esposizione al rumore e funzione cognitiva
Jan Born e colleghi presso l'Università di Lubecca hanno riportato interessanti ricerche e proposto intriganti ipotesi sul rapporto tra l’esposizione al rumore, la perdita di sonno e la successiva prestazione cognitiva.92,93 Essi hanno concluso che la memoria dichiarativa beneficia principalmente dei periodi del sonno dominato dalle SWS (Slow-Wave Sleep), mentre non vi è alcun beneficio consistente per questo tipo di memoria nei periodi caratterizzati dal sonno REM. Ciò sottolinea l'importanza delle SWS per la memoria dichiarativa.
Poiché la prima parte del sonno durante la notte è dominata dalle SWS, contrariamente alla parte più tardiva della notte in cui prevale il sonno REM, ciò implica che il rumore prodotto nelle prime ore della notte, ad esempio il rumore degli aerei prima di mezzanotte, sarebbe particolarmente dannoso per la memoria e per le funzioni cognitive correlate.
Tuttavia, questa implicazione non è ancora stata testata esplicitamente. Sembra, comunque, esserci un certo rischio per la memoria, la quale viene impoverita a causa del rumore presente nelle prime ore della notte.
Inoltre, poiché i sistemi della memoria dei bambini attraversano cambiamenti durante lo sviluppo e non sono strutturati nello stesso modo degli adulti, sarebbe interessante sapere in quale misura i risultati trovati sono applicabili anche per i bambini e se la profondità del sonno dei bambini contrasta o migliora il predominio delle SWS nella prima fase della notte. Un’altra domanda è se i bambini sono più sensibili all’esposizione al rumore rispetto agli adulti. A giudicare da alcuni studi precedenti effettuati su bambini e adulti sottoposti agli stessi compiti cognitivi mentre sono esposti al rumore, si evince che i bambini non sono più sensibili al rumore rispetto agli adulti,94 ma svolgono tali compiti ad un livello inferiore sia in ambienti rumorosi che in situazioni di quiete.
Dunque, si potrebbe dire che i bambini non sono più suscettibili al rumore diurno in relazione alle prestazioni cognitive ottenute, ma, dal momento che la maggioranza dei lavori cognitivi dei bambini è previsto durante la scuola, il loro ambiente di apprendimento e dei compiti
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cognitivi potrebbe essere più vulnerabile al rumore rispetto al corrispondente ambiente per gli adulti.
È stato sospettato da molti anni che l'apprendimento e la memoria dei bambini siano negativamente influenzati dal rumore. Più di 20 studi hanno dimostrato gli effetti negativi del rumore sulla lettura e sulla memoria nei bambini. I compiti colpiti sono quelli che coinvolgono i processi centrali e il linguaggio, come la comprensione della lettura, la memoria e l’attenzione.95,96
L'esposizione durante i periodi critici di apprendimento a scuola potrebbe potenzialmente mettere a rischio lo sviluppo e hanno un effetto permanente sui risultati scolastici.
Prove fornite da recenti studi epidemiologici con campioni rappresentativi di bambini ha anche permesso di iniziare a quantificare l’importanza del deficit cognitivo indotto dal rumore sui bambini e di individuare il relativo contributo delle diverse fonti del rumore. Il deficit cognitivo non è il risultato di una diagnosi clinica; non è quindi possibile derivare una relazione esposizione-rischio convenzionale. La WHO definisce il deficit cognitivo correlato al rumore nella maniera seguente: “Riduzione della capacità cognitiva nei bambini in età scolare che si verifica durante una persistente esposizione al rumore e che persisterà per qualche tempo dopo la cessazione della esposizione stessa al rumore”.2
Una caratteristica notevole di questa definizione è che si presume che il deficit cognitivo si manifesti durante l'esposizione al rumore, nonché un certo tempo dopo che l'esposizione è terminata.
Uno degli studi più interessanti in questo campo è quello riportato da Evans e colleghi, che hanno esaminato l'effetto del trasferimento dell’aeroporto di Monaco sulla saluta e sulla funzione cognitiva dei bambini (9-10 anni, N = 326).97,98 Nel 1992, il vecchio aeroporto di Monaco di Baviera fu chiuso e trasferito. Prima della delocalizzazione, l’esposizione al rumore è stata associata a deficit di memoria a lungo termine e a difficoltà nella comprensione della lettura. Due anni dopo la chiusura dello scalo questi deficit sono scomparsi, indicando che gli effetti del rumore sulla funzione cognitiva possano essere reversibili se l'esposizione cessa. La cosa più convincente è stata la constatazione che gli stessi deficit della memoria e della comprensione della lettura si sono sviluppati nel corso di
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due anni di follow-up nei bambini che sono stati esposti al rumore nei pressi del nuovo aeroporto.
Il recente studio RANCH su larga scala, che ha confrontato l'effetto del traffico stradale e del rumore degli aerei sulla performance cognitiva dei bambini (9-10 anni, N = 2844) nei Paesi Bassi, Spagna e Regno Unito, hanno trovato una relazione lineare tra l'esposizione a lungo termine al rumore degli aerei e la ridotta comprensione della lettura e la memoria dichiarativa.99 Sia lo studio RANCH che altri studi indicano che il rumore aeroportuale può causare una maggiore riduzione della funzione cognitiva rispetto al rumore del traffico stradale.
Dunque, prove attendibili dimostrano gli effetti negativi dell'esposizione cronica al rumore sulla performance cognitiva dei bambini.
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1.6. Esposizione al rumore e patologie psichiatriche
L'esposizione al rumore notturno, interferendo con il riposo e con il sonno, potrebbe avere un effetto particolarmente negativo sulla salute mentale. L'associazione tra il rumore e la salute mentale è stata esaminata usando una varietà di outcomes, tra cui i singoli sintomi, così come i tassi di ricovero in ospedali psichiatrici, l'uso dei servizi sanitari e dei farmaci psicotropi e le indagini sulla comunità.12
Le fonti del rumore generato dai mezzi di trasporto che sono stati studiati in relazione alla salute mentale includono il rumore del traffico stradale e aereo.
Indagini comunitarie hanno scoperto che alte percentuali di persone che vivono in aree in cui è presente un forte rumore aereo riferiscono "Mal di testa", "notti insonni", e "di essere tese ed irritabili".100
Un legame esplicito tra il rumore degli aerei e i sintomi emergenti in tali studi solleva la possibilità di una inlcinazione dei seggetti verso una eccessiva segnalazione dei sintomi.101 Nella West London Survey, "acufeni", "ustioni, tagli e piccoli incidenti", "problemi alle orecchie" e "problemi di pelle" sono risultai essere più comuni nelle zone di esposizione al rumore aeroportuale.102
Sintomi acuti come "depressione", "irritabilità", "difficoltà a prendere sonno", "risvegli notturni", " problemi cutanei", "gonfiore alle caviglie" e "ustioni, tagli e incidenti minori" erano particolarmente comuni nelle zone ad alto rumore. Tuttavia, i sintomi non tendono ad aumentatare con livelli crescenti di rumore. Questo però non escluderebbe un effetto del rumore come causa di alcuni sintomi psicologici acuti.
Gran parte della preoccupazione circa i possibili effetti del rumore sulla salute mentale ha avuto inizio con lo studio dei ricoveri in ospedali psichiatrici di persone provenienti da zone rumorose. I primi studi hanno trovato delle associazioni tra il livello del rumore degli aerei e i ricoveri ospedalieri psichiatrici, sia a Londra103 che a Los Angeles104.
In un ulteriore studio svolto su tre ospedali,105 maggiori livelli di rumore aereo sono stati associati a tassi più alti di ricoveri in due ospedali, ma, in tutti e tre, tali tassi sembravano seguire più strattamente fattori non correlati al rumore; l'effetto del rumore, in qualisasi caso, potrebbe essere solo quello di moderare gli effetti delle altre variabili causali, ma non di
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superarli. Kryter, in una ri-analisi dei dati, ha trovato "una relazione sempre più positiva tra il livello di esposizione al rumore degli aerei e i tassi di ammissione".106
Alcuni autori hanno espresso l'opinione che il rumore potrebbe avere un effetto nel causare morbilità entro alcuni sottogruppi maggiormente vulnerabili.
In uno studio successivo effettuato a Londra sulla morbilità psichiatrica è stata trovata una associazione tra il rumore e la morbilità psichiatrica in due sottogruppi: "soggetti che hanno terminato l’istruzione scolastica all'età di 19 anni o più" E “professionisti".107 Questo studio
concluse che i risultati ottenuti "mostrano che, fino ad ora, il rumore di per sé nella comunità in generale, non sembra essere un frequente, grave, fattore eziologico nel causare malattie mentali, ma che esso è associato con una risposta sintomatica in sottogruppi selezionati della popolazione".107
Studi giapponesi più recenti hanno esaminato gli effetti di elevati livelli di rumore causati da aerei militari. Anche in questo caso vi è un'associazione tra l’esposizione e gli effetti, come ad esempio depressionee nervosismo.108
Questi studi hanno inoltre evidenziato le differenze tra il gruppo esposto a livelli più alti di rumore ed i gruppi esposti a livelli più bassi, indicando un effetto soglia piuttosto che una relazione lineare; gli effetti sulla salute mentale hanno una maggiore probabilità di essere ritrovati a livelli di rumore superiori ad una certa soglia. Ulteriori analisi degli studi giapponesi suggeriscono che alti livelli di rumore degli aerei militari possono avere effetti sulla salute mentale.
Un altro studio effettuato con metodologia simile ha evidenziato un’associazione tra l’esposizione al rumore degli aerei e un aumentato nervosismo e un’alterata salute mentale.109
L'uso dei servizi sanitari è stata presa in considerazione come possibile misura del rapporto tra il rumore e i disturbi psichiatrici. Grandjean et al. hanno riportato che la percentuale della popolazione svizzera che ha assunto farmaci è stata più elevata nelle zone in cui erano presenti alti livelli di rumore aereo110 ; Knipschild e Oudshoorn hanno trovato che l'acquisto di pillole per dormire, antiacidi, sedativi e farmaci antipertensivi divenne più consistente in un villaggio recentemente esposto al rumore degli aerei, ma non in un villaggio "controllo" dove il livello del rumore rimase invariato.111 In entrambi gli studi, si è anche evidenziata
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un'associazione tra il tasso di contatti con i medici di medicina generale e il livello di esposizione al rumore.
Nello Studio Heathrow,112 vari indicatori sanitari sono stati utilizzati - uso di farmaci, in particolare psichiatriche o auto-prescritti, visite al medico di medicina generale, ricoveri in ospedale e contatti con i vari servizi per la comunità – ma nessuno di questi ha mostrato una chiara tendenza in relazione ai livelli di rumore. Un recente studio ha trovato che l'uso di farmaci per dormire e sedativi cresceva all'aumentare dell’esposizione al rumore notturno, soprattutto negli anziani.113
Ulteriori studi hanno esaminato gli effetti del rumore sui disturbi psichiatrici anche nel bambino. In questo caso l’esposizione cronica al rumore aereo non è stata associata con ansia e depressione, dopo l’aggiustamento per fattori socioeconomici, nellezone intorno all'aeroporto di Heathrow.96 In un ulteriore studio più ampio sulla salute dei bambini nelle vicinanze dell’aeroporto di Heathrow a Londra era stata riscontrata un'associazione tra il livello di esposizione al rumore degli aerei e l'aumento dei punteggi dell’iperattività.95 Questi studi suggeriscono che il rumore influenza la salute mentale del bambino in termini di iperattività e che può influenzare le risposte del bambino stesso allo stress.
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1.6.1. Meccanismi alla base della relazione tra rumore e salute
mentale
Uno dei meccanismi potrebbe agire attraverso gli effetti del rumore sulla performance cognitiva in cui le evidenze di laboratorio circa l’esistenza di tali effetti sono abbastanza robuste.114 Ci sono prove che il rumore ostacoli vari aspetti del funzionamento umano, come le prestazioni e il sonno, i quali sono importanti per mantenere il normale funzionamento dell’organismo, e che il rumore possa causare reazioni emotive avverse come l’irritazione.
In generale, sembra che l'esposizione al rumore aumenti l'eccitazione, e diminuisca l'attenzione attraverso la distrazione, aumenti la necessità di focalizzare l'attenzione per escludere gli stimoli irrilevanti, oltre ad alterare la scelta durante compiti stretegici.114,115 Lo stato della persona al momento della performance potrebbe essere importante come il rumore stesso.116 La percezione di mancanza di controllo sulle condizioni ambientali potrebbe anche essere un importante mediatore degli effetti del rumore sulla salute.
Inoltre, il rumore può anche influire sulle prestazioni sociali nei seguenti modi:
1. Agendo come fonte di stress che causa cambiamenti indesiderati nello stato affettivo; 2. Disburbando il discorso e compromettendo la comunicazione;
3. Distraendo l'attenzione dai segnali rilevanti nell'ambiente sociale.
Potrebbe essere che le persone le cui prestazioni sono già limitate per altri motivi (ad esempio a causa di elevati livelli di ansia) e che si trovano ad affrontare molteplici attività siano più vulnerabili agli effetti negativi e di disturbo del rumore. Il meccanismo alla base degli effetti del rumore sulla salute è in genere concepito come un adattamento del modello di predisposizione allo stress, in cui l'esposizione al rumore aumenta l'eccitazione, e in cui l’esposizione cronica porta ad un cambiamento fisiologico cronico ed ai successivi effetti sulla salute. Un modello più sofisticato incorpora l'interazione tra la persona e il loro ambiente.113
In questo modello, la persona adegua il proprio comportamento in presenza di condizioni rumorose al fine di ridurne l'esposizione. Questo modello sottolinea il fatto che il rumore agisce come un processo attivo e non un processo passivo.
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1.6.2. Episodi depressivi e disturbi d’ansia
Un episodio depressivo lieve viene diagnosticato tramite un colloquio clinico. I criteri per la diagnosi di un episodio depressivo lieve comprendono due o più sintomi di umore depresso, perdita di interesse per qualisasi attività o affaticamento, che persistono da almeno due settimane, coesistenti con due o tre sintomi come ridotta concentrazione, ridotta autostima, sensi di colpa, pessimismo circa il futuro, pensieri o atti riguardanti il suicido, disturbi del sonno, diminuzione dell'appetito e difficoltà nella vita sociale, e meno di quattro sintomi tra cui la mancanza di provare piacere nello svolgere i normali interessi, perdita della normale reattività emozionale, svegliarsi con più 2 ore di anticipo, perdita di libido, variazione di umore durante la giornata, diminuzione dell'appetito, perdita di più del 5% del peso corporeo, agitazione psicomotoria o ritardo psicomotorio.
Disturbi d'ansia sono analogamente diagnosticati per mezzo di un colloquio clinico. I criteri per la diagnosi di "Disturbi d'ansia generalizzati" comprendono la durata di almeno sei mesi di fluttuazione dello stato di ansia e iperattività autonomica.
Al momento attuale, le associazioni esposizione – effetto non sono state stabilite tra i parametri dei disturbi del sonno (numero di risvegli coscienti, movimenti del corpo o risvegli EEG) e l'insorgenza di disturbi depressivi e d'ansia, anche se vi sono alcune evidenze che suggeriscono che l'insonnia sia un fattore di rischio per lo sviluppo di una sintomatologia depressiva.87,88
Un certo numero di studi prospettici longitudinali effettuati in diverse fasce di età hanno trovato associazioni tra episodi di insonnia riportati dagli stessi soggetti e la successiva insorgenza di disordini psichiatrici, in particolar modo di depressione maggiore.
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1.6.3. Relazione tra rumore e patologie psichiatriche
Gli effetti del rumore possono rientrare maggiormente all’interno di quei outcomes che, come l’annoyance, vengono classificati nella voce "qualità della vita", piuttosto che nella categoria della malattia.
Quello che manca sotto il punto della gravità degli effetti è compensato dal numero di persone colpite, per cui queste risposte sono molto diffuse nella popolazione.
L'evidenza attuale sembra suggerire che l'esposizione al rumore ambientale, soprattutto a livelli elevati, sia legata ai sintomi riguardanti la salute mentale ed, eventualmente, ad un rialzo dell’ansia e del consumo di farmaci sedativi, ma non ci sono prove che causi effetti più gravi. Sono necessarie ulteriori ricerche sugli effetti sulla salute mentale a livelli molto elevati di rumore.
È possibile che le persone sottovalutino o minimizzino gli effetti del rumore sulla salute mediante un atteggiamento ottimistico,117 e che ciò sia particolarmente protettivo per la salute mentale.
Non vi è una forte evidenza per quanto riguarda l'associazione tra l’esposizione al rumore e le patologie mentali. Queste evidenze suggeriscono che l'esposizione al rumore può essere responsabile dell’insorgenza di sintomi psicologici se esso raggiunge livelli sopra i 70 dB. Quasi tutti gli studi hanno esaminato solo gli effetti del rumore diurno sulla salute mentale, ma è possibile che il rumore notturno, durante il sonno, possa avere effetti sulla salute mentale anche a valori inferiori di dB rispetto a quello diurno.
La prova che fornisce il nesso causale più forte tra il rumore e la salute mentale viene da studi effettuati sul rumore generato da aerei militari.
Ci sono anche alcune prove che testimoniano come un intenso rumore dovuto al traffico stradale possa portare allo sviluppo di sintomi psicologici. Non ci sono, invece, prove di eventuali effetti simili del rumore ferroviario sulla salute mentale.
