Negli scorsi 30 anni, il numero di studi sul particolato atmosferico è cresciuto in maniera esponenziale, ma ancora più interesse è stato mostrato nei confronti dei nanomateriali ingegnerizzati. Dal punto di vista tossicologico però, i due campi di studio non risultano così distanti e infatti sono spesso comparabili e equivalenti per diversi aspetti.

Per la natura delle stesse particelle, gli effetti nocivi sulla salute umana sono stati da sempre molto studiati sul particolato atmosferico ultrafine (PM< 1 µm), mentre le caratteristiche chimico-fisiche sono meglio conosciute per i nanomateriali. 

Le particelle ultrafini e i nanomateriali vengono di norma classificati in base alle dimensioni che sono sempre minori di 100 nm. Molti studi in animali da laboratorio, così come osservazioni epidemiologiche, hanno dimostrato la capacità di particelle così piccole di raggiungere gli alveoli polmonari e indurre effetti nocivi differenti in base alla loro composizione. È noto che le piccole dimensioni di queste particelle ne favoriscono il passaggio, seppure in modesta quantità, al circolo sanguigno e il deposito in organi secondari dove si verifica un ulteriore effetto nocivo. È stato dimostrato che è sufficiente l’inalazione di elevate concentrazioni di particelle per un’ora, per avere un accumulo riconoscibile anche dopo 6 mesi in organi secondari come fegato, cuore, cervello, milza e reni. 

Riconoscere gli effetti di queste particelle sulla salute umana è necessario, e di conseguenza l’integrazione delle conoscenze sul particolato atmosferico e sui nanomateriali è fondamentale. 

Più che la dimensione delle particelle, quello che influenza la risposta cellulare sono le caratteristiche della superficie e la composizione chimica. Mentre per le particelle ultrafini quest’ultima dipende dalle sorgenti di emissione e varia molto anche in base alla stagionalità, per i nanomateriali è stabilita in fase di produzione e può essere personalizzata in base alla necessità. 

La risposta cellulare in seguito all’esposizione è generalmente associata all’induzione di stress ossidativo e di infiammazione, che può rimanere localizzata al polmone o diventare sistemica. Ulteriori effetti genotossici e mutageni sono stati riscontrati in seguito all’esposizione ad entrambi i tipi di particelle. 

Se lo studio della tossicità del particolato atmosferico ultrafine è stato utile per porre le basi per la valutazione di quella dei nanomateriali, allo stesso modo, la possibilità di personalizzare questi ultimi potrebbe aiutare nella miglior comprensione dei meccanismi di danno ancora sconosciuti e relativi ad una singola componente del particolato atmosferico.