I marcatori di stress occupazionale (MOS): dalla paleopatologia alla moderna medicina del lavoro

MARIO MIGLIOLO, specialista in Medicina dello Sport e in Medicina del Lavoro. Perfezionamenti universitari in Fisiopatologia e Allergologia respiratoria, Igiene Ambientale, Clinica tossicologica e Promozione della Salute.
Lavora all’Inail di Firenze; è Presidente dell’Associazione Medico-Sportiva Fiorentina della FMSI e medico della Rari Nantes Florentia.

Per lo studio degli stili di vita di una popolazione del passato si adottano metodi di ricerca di marcatori di stress su reperti scheletrici rinvenuti. Questi marcatori rappresentano, in ambito diverso ed appartenente alla medicina del lavoro, i danni da esposizione a rischio biomeccanico professionale.

 

Parole chiave: paleopatologia, medicina del lavoro, marcatori scheletrici di stress, malattie professionali da sovraccarico biomeccanico, ricostruzione del nesso causale

Mario MiglioloLa Paleopatologia è la disciplina che contribuisce alla ricostruzione dello stato di salute e dello stile di vita delle popolazioni antiche (finalità medico-scientifica e socio-antropologica).

I marcatori di stress occupazionale: cenni storici
L’interesse per gli effetti delle attività lavorative sull’organismo compare già nella letteratura del 1500: Georgius Agricola (1494-1555), nel suo trattato De Re Metallica fece menzione dei disturbi dei minatori in Boemia e Paracelsus (1493-1541) e pubblicò studi sui disturbi respiratori dei minatori.
Il primo lavoro sistematico di medicina del lavoro risale tuttavia al 1700, con l’opera De Morbis Artificum Diatriba dell’italiano Bernardino Ramazzini (1633-1714), considerato padre della medicina industriale.
Sulle sue orme Charles Turner Thackrah (1795-1833), un medico addetto all’assistenza degli operai di una fabbrica tessile di Londra, pubblicò il trattato The Effects of the Principal Arts, Trades, and Professions, and of Civic States and habits of Living, on Health and Longevity, nel quale attribuiva patologie della colonna vertebrale, come la scoliosi e la bursite dell’ischio, al fatto di stare per lungo tempo seduti al telaio.

Marcatori degenerativi di stress funzionale: l’artrosi
Tra i fattori eziologici più importanti dell’artrosi primaria (o idiopatica) vi è il carico biomeccanico dovuto ai movimenti del corpo e di sue parti, in particolare a quelli legati all’attività fisica e lavorativa. Per tale motivo l’artrosi è stata utilizzata come indicatore di stress occupazionale nella ricostruzione delle attività delle popolazioni antiche. La ripetizione cronica di determinati movimenti durante lo svolgimento delle abituali attività fisiche e lavorative, così come il mantenimento per periodi prolungati di particolari posture, possono sottoporre le articolazioni ad un carico talmente elevato da causare microtraumi articolari, degenerazione e progressiva distruzione di cartilagini e osso sub-condrale, lasciando segni anche piuttosto evidenti: l’artrosi sarebbe quindi il risultato di uno squilibrio fisiologico tra lo stress meccanico che agisce sul tessuto articolare e la capacità del tessuto articolare stesso di sopportare tale stress (ipotesi dello stress). Pioniere dello studio dell’artrosi quale indicatore di stress funzionale fu J. Lawrence Angel; egli coniò il termine “atlatl elbow” per descrivere una serie di modificazioni caratteristiche dell’articolazione del gomito in popolazioni primitive della California, ricollegandole alla macinazione manuale di cereali e sementi.

Marcatori morfologici di stress funzionale: enthesial changes
L’azione muscolare imprime delle forze sullo scheletro in corrispondenza dei siti di inserzione di muscoli, tendini e legamenti (entesi) che, ripetute nel tempo, possono creare sollecitazioni e microtraumi in grado di lasciare un segno sull’osso, definito “enthesial change”.
Alla base degli enthesial changes la legge della trasformazione di Wolff (1892): il rimodellamento avrebbe luogo nelle aree sub-condrali ben vascolarizzate per resistere allo stress meccanico applicato; la formazione di spicole ossee ed esostosi di vario tipo corrisponde ad una espansione della superficie ossea e riduce la quantità di forza applicata per unità di superficie.
La tensione stimola l’osteogenesi dando così origine alla formazione di aree rilevate d’inserzione muscolare costituite da fibre di Sharpey successivamente rivestite da sostanza ossea, dando così origine a creste, spicole e tuberosità riscontrabili sui resti scheletrici. La pressione muscolare può d’altro canto risultare anche in riassorbimento osseo, con formazione di solchi sulla superficie: si tratta in realtà di riassorbimento associato a rideposizione di massa ossea sul lato endostale dell’osso.
Ogni movimento, anche il più semplice, richiede l’intervento contemporaneo e coordinato di più muscoli (agonisti, antagonisti, stabilizzatori dell’articolazione), complessi funzionali, risultando in grado di lasciare più tracce sullo scheletro, e ogni traccia può essere ricollegata a diversi movimenti. Per la ricostruzione delle attività del passato non viene dunque analizzata la singola entesi di un determinato muscolo, ma va tenuto in considerazione l’intero pattern di marcatori presenti in un determinato complesso funzionale. Solo in questo modo è infatti possibile identificare il movimento compiuto, e, sulla base della ricostruzione dell’intero pattern di movimenti cronicamente ripetuti, indagare sull’attività svolta in vita.

Marcatori metrici di stress funzionale
Il livello di attività fisica e lavorativa raggiunto da un individuo in vita comporta modificazioni non solo da rimodellamento morfologico, ma anche di tipo metrico, ovvero nelle misure e nelle dimensioni delle ossa. Come visto, con la Legge di Wolff “data la forma di un osso, si ha rimodellamento dello stesso in relazione alla pressione funzionale, con aumento o diminuzione della massa e con orientamento e disposizione delle strutture ossee (osteoni, trabecole) nella direzione delle linee di forza impresse”.
Il modellamento aumenta la resistenza dell’osso alle forze di compressione assiale e tensione (aumentando lo spessore della corticale e quindi lo spessore trasversale), alle forze di flessione e torsione (aumentando il momento polare dell’osso – second moment of area, SMA o parametro J), ovvero stimolando la produzione di massa ossea in direzione radiale rispetto alla metà della diafisi (quindi in zona sub-periostale sulla corticale, e il più radialmente e lontano possibile rispetto al punto in cui è esercitata la forza).

Le Malattie professionali muscolo-scheletriche
Nel 2015 sono state presentate circa 59.000 richieste di riconoscimento di malattia professionale, con un aumento del 2,7% rispetto al 2014 e del 24% rispetto al 2011, e, in particolare, il 63% delle denunce riguarda malattie osteoarticolari e muscolo scheletriche.
Caratteristica di queste patologie, definite “lavoro-correlate” è l’avere un’origine multifattoriale: fattori endogeni o individuali (sesso, età, peso, struttura antropometrica, storia clinica, condizioni psicologiche, attività sportive e stile di vita) e fattori esogeni o lavorativi (movimenti ripetitivi, alta frequenza, posture scomode, durata dei cicli lavorativi, tempi di recupero insufficienti, vibrazioni, basse temperature).
In letteratura il sovraccarico biomeccanico viene descritto come “la ripetuta sollecitazione meccanica di strutture tissutali superiore a livelli critici” tale da causare alterazioni degenerative talora specifiche (tendiniti, sindrome del tunnel carpale).
I distretti più colpiti sono l’arto superiore (mano, gomito, spalla), colonna lombo-sacrale, collo; ma possono essere coinvolti anche l’arto inferiore e il rachide dorsale.
Nella letteratura internazionale molti acronimi sono utilizzati (WRULD, CTD, RSI, OCD, OOS) ma il termine più appropriato è WMSDs (Work Related Musculoskeletal Disorders) in quanto avvalora una causa lavorativa nella loro genesi. Tutti i fattori, lavorativi e non, interagiscono tra loro a cascata alterando l’equilibrio muscolo-scheletrico.

Criticità nell’attribuzione della relazione causa-effetto nel riconoscimento dell’origine professionale della malattia in Medicina del Lavoro e nello studio dei Marcatori di Stress Occupazionale in Paleopatologia
Si elencano cinque criteri utili a definire la relazione causa-effetto, rammentando che, con l’eccezione del criterio temporale, nessuno di questi criteri è necessario o sufficiente per determinare la causalità: l’assenza di qualsiasi criterio, diverso da quello temporale, non necessariamente invalida l’ipotesi causale, mentre la sua presenza non prova la causalità, ma ne rafforza l’ipotesi.
I cinque criteri epidemiologici sono, quindi:
• sequenza temporale: l’esposizione al fattore di rischio precede la manifestazione del danno;
• forza dell’associazione: maggiore è la associazione tra fattori di rischio e danno, meno probabile è la presenza di fattori di confondimento;
• plausibilità biologica: la conoscenza di un già noto o comunque ragionevole meccanismo di sviluppo del danno;
• coerenza con altre ricerche: risultati simili frutto di studi indipendenti, soprattutto se vengono utilizzate tecniche di misura diverse;
• relazione dose-risposta (gradiente biologico): all’aumentare del livello di esposizione deve corrispondere un aumento del danno. Va tuttavia sottolineato che una relazione causale può essere presente ma venire nascosta da una relazione dose-risposta non lineare, o che una relazione dose-risposta presente può anche essere dovuta ad un fattore di confondimento con un proprio gradiente biologico.
Un sesto criterio, la specificità dell’associazione, è spesso aggiunto ai precedenti cinque. Il criterio si riferisce alla comparsa di un ben preciso danno sempre associato ad un ben preciso fattore di rischio. Tuttavia, a causa dell’eziologia multifattoriale delle patologie muscolo-scheletriche dell’arto superiore, la specificità dell’associazione è molto bassa per i fattori di rischio e lo sviluppo di malattie muscoloscheletriche (un fattore di rischio specifico può essere associato a diverse patologie dell’arto superiore).
Sin dalla prima pubblicazione (Kennedy, 1989), la letteratura scientifica ha mostrato entusiasmo circa le potenzialità dell’utilizzo dei MOS nel ricavare informazioni in merito alle attività fisiche svolte dalle popolazioni ed eventuali suddivisioni del lavoro all’interno del gruppo su base sessuale e/o sociale, pur suggerendo cautela nell’attribuzione di determinate evidenze scheletriche a particolari tipi di attività, sia per le difficoltà tecniche nel disporre di scheletri completi e in buono stato di conservazione, sia per la grande variabilità umana individuale, risultando che vari tipi di attività possono dar esiti analoghi sullo scheletro e, viceversa, lo stesso tipo di attività può dare esiti diversi in individui diversi.

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In Evidenza

Si informano i lettori di Toscana Medica che sarà di prossima pubblicazione un forum dal titolo “LA FRAGILITA’ OSSEA: UN PROBLEMA CHE POSSIAMO AFFRONTARE MEGLIO”. Si ringrazia la

lilly

per il proprio contributo non condizionante.

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