La sostituzione dell’asfalto nelle aree giochi degli asili nido con vegetazione naturale può portare a difese immunitarie più forti nei bambini

Un team di ricercatori affiliati a più istituzioni in Finlandia e uno nella Repubblica Ceca ha scoperto che la sostituzione dell’asfalto nelle aree di gioco degli asili nido con vegetazione naturale può portare a difese immunitarie più forti nei bambini dei centri.

Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, il gruppo descrive la rimozione dell’asfalto dalle aree di gioco in diversi asili nido e la sua sostituzione con la vegetazione del suolo della foresta, e cosa hanno scoperto quando hanno testato i bambini che frequentavano i centri.

Ricerche precedenti hanno suggerito che una delle ragioni dell’aumento dei tassi di malattie autoimmuni in molte parti del mondo, come malattie infiammatorie intestinali, diabete di tipo 1, eczema e asma, è la mancanza di esposizione a elementi che spingono il sistema immunitario dei bambini a rispondere.

Il pensiero è che l’esposizione ripetuta a elementi naturali come polvere, sporco e polline da giovane rafforza il sistema immunitario .

I ricercatori hanno notato che i bambini che vivono in alcune aree urbane sono maggiormente a rischio di perdere tale esposizione e questo potrebbe spiegare i loro tassi più elevati di malattie autoimmuni.

In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di testare questa teoria modificando l’ambiente in cui giocano questi bambini: i parchi giochi negli asili nido nelle aree urbane.

Per saperne di più sul possibile impatto dell’esposizione agli elementi naturali, i ricercatori hanno ricevuto il permesso di sostituire l’asfalto in diversi asili nido in due delle principali città della Finlandia e poi di sostituirlo con tappeto erboso scavato nelle aree forestali.

Oltre alla zolla del suolo della foresta, i ricercatori hanno portato anche arbusti, cespugli e muschi.

I bambini nei centri sono stati quindi incoraggiati a giocare nelle aree ristrutturate durante il loro tempo all’aria aperta. I bambini sono stati tutti testati prima dell’installazione del materiale naturale e poi di nuovo 28 giorni dopo, per i marker del sistema immunitario.

I ricercatori riconoscono che il loro gruppo di test era piccolo – solo 75 bambini erano partecipanti – ma suggeriscono che i loro risultati sorprendenti garantissero la pubblicazione dei loro risultati. Oltre a un notevole aumento (un terzo superiore a un gruppo di controllo) nel bioma della pelle, i ricercatori hanno riscontrato cambiamenti positivi nelle proteine ​​e nelle cellule (cellule T regolatorie e citochine antinfiammatorie) che sono state trovate presenti nelle persone con una maggiore robusto sistema immunitario.

Suggeriscono che è necessario fare più lavoro per dimostrare i benefici di un tale cambiamento nell’ambiente infantile e quindi spingere per apportare modifiche.

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Il contatto con la natura è stato legato alla salute in una moltitudine di studi. Il tempo trascorso dentro e intorno a strade alberate, giardini, parchi e terreni boscosi e agricoli è costantemente collegato a risultati di salute oggettivi ea lungo termine. Meno verde è l’ambiente circostante una persona, maggiore è il rischio di morbilità e mortalità, anche quando si controlla lo stato socioeconomico e altre possibili variabili confondenti.

La gamma di specifici risultati di salute legati alla natura è sorprendente, tra cui depressione e disturbo d’ansia, diabete mellito, disturbo da deficit di attenzione / iperattività (ADHD), varie malattie infettive, cancro, guarigione dalla chirurgia, obesità, esiti alla nascita, malattie cardiovascolari, disturbi muscoloscheletrici , emicranie, malattie respiratorie e altri, esaminati di seguito. Infine, l’ecosostenibilità del quartiere è stata costantemente collegata all’aspettativa di vita e alla mortalità per tutte le cause (vedere la Tabella 3 nei Materiali supplementari).

Questi risultati sollevano la possibilità che tale contatto sia un determinante sanitario importante e che l’inverdimento possa costituire un intervento di sanità pubblica potente e poco costoso. È anche possibile, tuttavia, che le correlazioni coerenti tra un ambiente più verde e una salute migliore riflettano l’auto-selezione: persone sane che si spostano o rimangono in un ambiente più verde.

L’esame dei potenziali percorsi attraverso i quali la natura potrebbe promuovere la salute sembra fondamentale, sia per valutare la credibilità di un legame di causa-effetto sia per suggerire possibili interventi sanitari basati sulla natura. A tal fine, questo articolo offre: (1) una raccolta di percorsi plausibili tra natura e salute; (2) criteri per identificare una possibile via centrale; e (3) un candidato promettente per un percorso centrale.

Come la natura può promuovere la salute: percorsi plausibili

In che modo il contatto con la natura può promuovere la salute? Ad oggi, le revisioni e gli studi che affrontano molteplici possibili meccanismi (Groenewegen et al., 2006, 2012; Sugiyama et al., 2008; de Vries et al., 2013; Hartig et al., 2014) si sono concentrati su quattro: la qualità dell’aria, attività fisica, stress e integrazione sociale.

Ma la fiorente letteratura sui benefici della natura ha rivelato un’abbondanza di possibili meccanismi: come mostra la Figura 1, questa revisione identifica 21 plausibili percorsi causali dalla natura alla salute.

Ognuno è stato empiricamente legato al contatto con la natura tenendo conto di altri fattori ed è empiricamente o teoricamente legato a specifici esiti di salute (per i dettagli sullo scopo di questa revisione, vedere la Tabella 1 nei materiali supplementari).

I 21 percorsi identificati qui includono fattori ambientali, stati fisiologici e psicologici e comportamenti o condizioni e sono riassunti di seguito (per maggiori dettagli su ciascuno di questi percorsi, vedere la Tabella 2 nei Materiali supplementari).

Condizioni ambientali

Alcuni dei percorsi plausibili dal contatto con la natura al miglioramento della salute derivano da condizioni ambientali specifiche. Gli ambienti naturali contengono agenti chimici e biologici con note implicazioni per la salute. Molte piante emettono phytoncides – composti organici volatili antimicrobici – che riducono la pressione sanguigna, alterano l’attività autonomica e aumentano il funzionamento immunitario, tra gli altri effetti (Komori et al., 1995; Dayawansa et al., 2003; Li et al., 2006, 2009).

L’aria nelle aree boschive e montuose e vicino all’acqua in movimento contiene alte concentrazioni di ioni negativi dell’aria (Li et al., 2010), che riducono la depressione (Terman et al., 1998; Goel et al., 2005), tra gli altri effetti (Tabella 2 nei materiali supplementari).

Questi ambienti contengono anche il micobatterio vaccae, un microrganismo che sembra aumentare il funzionamento immunitario (vedere Lowry et al., 2007 per la revisione). Allo stesso modo, è stato proposto che la biodiversità ambientale svolga un ruolo chiave nella funzione immunitaria attraverso i suoi effetti sui microrganismi che vivono sulla pelle e nell’intestino, sebbene le prove di ciò siano contrastanti (Tabella 2 nei Materiali supplementari).

Anche le immagini ei suoni della natura hanno importanti impatti fisiologici. Le viste dalle finestre e le immagini della natura riducono l’attività nervosa simpatica e aumentano l’attività parasimpatica (p. Es., Gladwell et al., 2012; Brown et al., 2013), ripristinano l’attenzione (p. Es., Berto, 2005) e promuovono la guarigione dalla chirurgia (Ulrich, 1984).

I suoni della natura riprodotti in cuffia aumentano l’attivazione parasimpatica (Alvarsson et al., 2010). Questi effetti simpatici e parasimpatici guidano il comportamento del sistema immunitario (per la revisione, vedere Kenney e Ganta, 2014), con conseguenze sulla salute a lungo termine.

Negli ambienti costruiti, gli alberi e il paesaggio possono promuovere la salute non solo contribuendo a fattori positivi come i phytoncides, ma anche riducendo i fattori negativi. L’inquinamento atmosferico è associato all’infiammazione del miocardio e alle condizioni respiratorie (Villarreal-Calderon et al., 2012).

Le alte temperature possono causare esaurimento da calore, aggressività e violenza legate al calore e difficoltà respiratorie dovute alla formazione di smog correlata al calore (Anderson, 2001; Akbari, 2002; Tawatsupa et al., 2012). E la violenza colpisce la salute fisica e mentale (ad esempio, Groves et al., 1993).

La vegetazione filtra gli inquinanti dall’aria (anche se per i dettagli vedere la Tabella 2 nei Materiali supplementari), smorza l’isola di calore urbana (ad esempio, Souch e Souch, 1993) e sembra ridurre la violenza (Tabella 2 nei Materiali supplementari per la revisione).

Stati fisiologici e psicologici

Alcuni dei percorsi plausibili tra il contatto con la natura e la salute comportano effetti fisiologici e psicologici a breve termine che, se sperimentati regolarmente, potrebbero plausibilmente spiegare gli effetti sulla salute a lungo termine.

Gli esami del sangue prima e dopo le passeggiate in diversi ambienti rivelano che i livelli di fattori di protezione della salute aumentano dopo le passeggiate nella foresta ma non nelle città. Il dideidroepiandrosterone (DHEA) aumenta dopo una passeggiata nella foresta (Li et al., 2011); Il DHEA ha proprietà cardio protettive, anti-obesità e antidiabetiche (Bjørnerem et al., 2004).

Allo stesso modo, il tempo in natura aumenta l’adiponectina (Li et al., 2011), che protegge dall’aterosclerosi, tra le altre cose (Tabella 2 nei materiali supplementari) e dall’anti-cancro del sistema immunitario (il cosiddetto “Natural Killer”, o NK) e fattori correlati (Tabella 2 nei materiali supplementari). Le cellule NK svolgono importanti ruoli protettivi nel cancro, nelle infezioni virali, nella gravidanza e in altri esiti di salute (Orange e Ballas, 2006).

Inoltre, le passeggiate nelle aree boscose, ma non urbane, riducono i livelli di fattori di rischio per la salute, in particolare le citochine infiammatorie (Mao et al., 2012) e il glucosio nel sangue elevato (Ohtsuka et al., 1998). Le citochine infiammatorie vengono rilasciate dal sistema immunitario in risposta alla minaccia e sono state implicate nel diabete, nelle malattie cardiovascolari e nella depressione (Tabella 2 nei materiali supplementari).

Il glucosio nel sangue cronicamente elevato comporta molteplici rischi per la salute, tra cui cecità, danni ai nervi e insufficienza renale (Sheetz e King, 2002). I potenti effetti di una passeggiata in una foresta sulla glicemia sono particolarmente sorprendenti (Tabella 2 nei materiali supplementari per la revisione).

Il contatto con la natura ha una serie di altri effetti fisiologici legati al rilassamento o alla riduzione dello stress (Tabella 2 nei materiali supplementari).

L’esperienza della natura aiuta a spostare gli individui verso uno stato di profondo rilassamento e attività parasimpatica, che migliora il sonno (El-Sheikh et al., 2013), aumenta la funzione immunitaria in diversi modi (Kang et al., 2011) e contrasta gli effetti negativi dello stress sul metabolismo energetico, sulla secrezione di insulina e sulle vie infiammatorie (Bhasin et al., 2013). L’evidenza suggerisce che questo percorso contribuisce in modo sostanziale al legame tra natura e salute (Tabella 2 nei materiali supplementari).

Tre effetti psicologici della natura – esperienze di soggezione (Shiota et al., 2007), maggiore vitalità (Ryan et al., 2010) e ripristino dell’attenzione (Tabella 2 nei materiali supplementari) – offrono ulteriori possibili percorsi tra natura e salute.

Le esperienze regolari di soggezione sono legate a livelli più sani e più bassi di citochine infiammatorie (Stellar et al., 2015); i legami tra natura e stupore, e stupore e citochine, rispettivamente, possono aiutare a spiegare gli effetti delle passeggiate nei boschi sulle citochine di cui sopra.

Allo stesso modo, le sensazioni di vitalità predicono la resistenza alle infezioni (Cohen et al., 2006) e un ridotto rischio di mortalità (Penninx et al., 2000). Il ripristino dell’attenzione potrebbe teoricamente ridurre gli incidenti causati dall’affaticamento mentale e, rafforzando il controllo degli impulsi, ridurre i comportamenti rischiosi per la salute come il fumo, l’eccesso di cibo e l’abuso di droghe o alcol (Wagner e Heatherton, 2010).

Comportamenti e condizioni

I restanti quattro possibili percorsi tra il contatto con la natura e la salute qui identificati coinvolgono comportamenti e condizioni: attività fisica, obesità, sonno e legami sociali. L’attività fisica è un importante contributo alla salute (Centers for Disease Control and Prevention [CDC], 2015) e intuitivamente associamo lo spazio verde all’attività fisica, ma empiricamente questa relazione è sorprendentemente incoerente (Tabella 2 nei materiali supplementari) e può valere solo a determinate condizioni e per determinate popolazioni.

Forse ancora più sorprendente, mentre le aree residenziali più verdi non predicono costantemente l’attività fisica, predicono costantemente tassi più bassi di obesità (per la revisione, vedere la tabella 2 nei materiali supplementari); questo suggerisce che il percorso tra la natura e l’obesità può dipendere meno dagli effetti della natura sull’attività fisica e più dai suoi effetti sull’adiponectina, lo stress e il controllo degli impulsi.

Sia il sonno che i legami sociali sono i principali contributori alla salute (Tabella 2 nei materiali supplementari); il contatto con la natura contribuisce sia a dormire meglio (Morita et al., 2011; Astell-Burt et al., 2013) sia a legami sociali più forti (vedere la Tabella 2 nei Materiali supplementari per la revisione).

Esplorando la possibilità di un percorso centrale

È probabile che ciascuno dei meccanismi di cui sopra contribuisca all’impatto della natura sulla salute in una certa misura e in alcune circostanze. Molto probabilmente, alcuni percorsi giocheranno un ruolo più importante di altri. Questo documento esplora la possibilità che uno o pochi percorsi possano spiegare la parte del leone del legame tra natura e salute proponendo criteri per identificare i percorsi centrali e illustrando l’applicazione di questi criteri.

In primo luogo, è più probabile che un percorso sia centrale se può spiegare la dimensione dell’impatto della natura sulla salute. Uno studio su oltre 345.000 persone che vivono in ambienti residenziali più verdi e meno verdi ha rivelato grandi differenze nella prevalenza della malattia; anche dopo aver controllato lo stato socioeconomico, la prevalenza per 11 principali categorie di malattie era almeno del 20% più alta tra gli individui che vivevano in un ambiente meno verde (Maas et al., 2009).

Affinché un unico percorso possa spiegare in modo plausibile la maggior parte del legame tra natura e salute, il meccanismo coinvolto dovrebbe avere effetti sostanziali sulla salute ed essere sostanzialmente influenzato dal contatto con la natura.

In secondo luogo, è più probabile che un percorso sia centrale se può tenere conto di esiti sanitari specifici legati alla natura. Sebbene la salute sia spesso trattata come un costrutto unitario nella letteratura sulla salute della natura, la cattiva salute assume una molteplicità di forme separabili, in gran parte indipendenti. Un percorso che porta a un risultato di salute potrebbe non portare ad altri; per esempio, la riduzione dell’inquinamento atmosferico può ridurre i sintomi respiratori, ma è improbabile che influenzi i sintomi dell’ADHD. Un percorso centrale tra natura e salute dovrebbe spiegare molti, se non la maggior parte, degli esiti sanitari specifici legati alla natura.

Terzo, è più probabile che un percorso sia centrale se include altri percorsi. Nella misura in cui molteplici percorsi natura-salute alimentano un particolare percorso tra natura e salute, quel percorso è più centrale per la relazione tra natura e salute.

Questi tre criteri possono essere applicati a un dato percorso per determinarne la centralità. In questo articolo, vengono applicati a un percorso particolare: il potenziamento del funzionamento immunitario.

Criterio n. 1: tenere conto delle dimensioni del collegamento natura-salute

Determinare se un particolare percorso può spiegare la dimensione del legame natura-salute richiede l’esame delle dimensioni degli effetti per le relazioni natura-meccanismo e meccanismo-salute. Per il sistema immunitario, la letteratura esistente rivela che entrambe le dimensioni di questi effetti sono grandi.

Il tempo trascorso in natura ha effetti benefici sostanziali sul sistema immunitario, aumentando gli indicatori positivi e abbassando quelli negativi. Due passeggiate nella foresta di 2 ore in giorni consecutivi hanno aumentato il numero e l’attività delle cellule NK anti-cancro rispettivamente del 50 e del 56% e l’attività è rimasta notevolmente potenziata anche un mese dopo il ritorno alla vita urbana – 23% in più rispetto a prima delle passeggiate ( Li, 2010).

Inoltre, il tempo prolungato in una foresta ha ridotto di circa la metà le citochine infiammatorie implicate nelle malattie croniche (Mao et al., 2012). Le passeggiate urbane non hanno tale effetto.

Il sistema immunitario, a sua volta, ha potenti effetti sulla salute. L’attività citotossica delle cellule NK è importante nella prevenzione del cancro: in uno studio di 11 anni, l’incidenza del cancro tra gli individui nel terzo medio e nel terzo superiore dell’attività citotossica era di circa il 40% inferiore a quella tra gli individui con bassi livelli di attività NK (Imai et al., 2000).

Le cellule NK svolgono anche importanti ruoli di promozione della salute nella lotta alle infezioni virali e di altro tipo, nei disturbi autoimmuni e in gravidanza (vedere Orange e Ballas, 2006 per la revisione).

Inoltre, si ritiene che le citochine infiammatorie svolgano un ruolo importante in una serie di malattie croniche, tra cui diabete, malattie cardiovascolari e depressione (Cesari et al., 2003; Wellen e Hotamisligil, 2005; Dowlati et al., 2010).

Sembra che una funzione immunitaria potenziata soddisfi il primo criterio per un percorso centrale: può spiegare la dimensione degli impatti apparenti della natura sulla salute.

Criterio n. 2: tenere conto degli esiti sanitari specifici legati alla natura

Ogni esito sanitario specifico legato alla natura costituisce un’ipotesi verificabile per qualsiasi percorso centrale proposto; più specifici sono gli esiti sanitari di cui un percorso può spiegare, più centrale è il suo ruolo.

Il contatto con la natura è stato collegato a una pletora di esiti sanitari specifici; in generale, maggiore è il contatto con la natura, migliore è il risultato sulla salute, anche dopo aver controllato lo stato socioeconomico e altri fattori.

Per ciascuno dei seguenti elementi, le prove disponibili indicano un impatto favorevole: infezioni acute del tratto urinario, disturbi d’ansia, ADHD, esiti alla nascita, cancro, malattie cardiovascolari, depressione, diabete mellito, guarigione da un intervento chirurgico, malattie infettive del canale intestinale, disturbi muscolo-scheletrici , sintomi fisici non spiegati dal punto di vista medico (MUPS), emicrania, infezioni del tratto respiratorio superiore, malattie respiratorie e vertigini (per i dettagli, vedere la Tabella 3 nei materiali supplementari).

Per allergie, asma ed eczema, l’impatto apparente della natura varia; a seconda delle misure specifiche utilizzate e del luogo, le relazioni sono positive, negative o nulle (Tabella 3 nei Materiali supplementari).

Per determinare se il potenziamento del funzionamento immunitario potesse spiegare questi specifici risultati sulla salute, è stata raccolta e rivista la letteratura sul funzionamento immunitario e ciascuno dei 18 risultati specifici. Le prove disponibili indicano che il funzionamento immunitario potenziato può essere in grado di spiegare, in tutto o in parte, tutti i 18 (vedi Figura Figura 22).

Una delle funzioni principali del sistema immunitario è di scongiurare malattie infettive, proteggendo il corpo da infezioni batteriche, parassitarie, fungine e virali (National Institutes of Health [NIH], 2012).

Pertanto, una funzione immunitaria potenziata potrebbe spiegare chiaramente perché il contatto con la natura è legato a tassi più bassi di infezioni acute del tratto urinario, malattie infettive del canale intestinale e infezioni del tratto respiratorio superiore. Inoltre, per gli esiti sanitari con molteplici possibili origini, una funzione immunitaria potenziata può spiegare casi con origini infettive, ad esempio forme infettive di malattie respiratorie ma forse non forme di malattie respiratorie con origini non infettive. Allo stesso modo, una funzione immunitaria potenziata può spiegare MUPS e vertigini di origine infettiva (Bovo et al., 2006; Deary et al., 2007, rispettivamente).

Altri due ruoli chiave del sistema immunitario sono l’assistenza nella guarigione delle ferite e la ricerca e la distruzione delle cellule tumorali. Pertanto, una funzione immunitaria potenziata può spiegare l’effetto di una visione ospedaliera della natura sul recupero dalla chirurgia (Ulrich, 1984), così come la relazione tra verde residenziale e tassi più bassi di cancro (Li et al., 2010).

Inoltre, il sistema immunitario governa l’infiammazione, che è coinvolta nelle allergie (National Institutes of Health [NIH], 2015), nel disturbo d’ansia (Salim et al., 2012), nell’asma (Murdoch e Lloyd, 2010), nelle malattie cardiovascolari (Mari et al., 2012), al., 2002; Ho et al., 2010; Schiffrin, 2013), depressione (Calabrese et al., 2014), diabete mellito (Pedicino et al., 2013), eczema (National Institutes of Health [NIH], 2014) e disturbi muscoloscheletrici (Ji et al., 2002; Wang et al., 2011).

Infine, il funzionamento immunitario è importante nel peso sano alla nascita (Moffett et al., 2014) e si sospetta che svolga un ruolo nell’ADHD (Segman et al., 2002; Budziszewska et al., 2010) e nell’emicrania (Bruno et al. , 2007).

Le prove disponibili indicano che la funzione immunitaria potenziata soddisfa il secondo criterio per una via centrale.

Criterio n. 3: riassumere altri percorsi tra natura e salute

Un percorso natura-salute è più centrale se include altri percorsi; più altri sono i percorsi, più centrale è il suo ruolo. Come mostra la Figura 22, la letteratura attuale suggerisce che una funzione immunitaria potenziata può includere fino a 18 degli altri 20 possibili percorsi tra natura e salute.

È noto che una funzione immunitaria potenziata comprende in tutto o in parte altri 11 percorsi. Ciascuno dei seguenti è noto per migliorare la funzione immunitaria: adiponectina (Fantuzzi, 2013), inquinamento atmosferico ridotto (p. Es., Nadeau et al., 2010), stupore (Stellar et al., 2015), livelli normalizzati di glucosio nel sangue (rispetto a livelli elevati, Geerlings e Hoepelman, 1999), riduzione dell’obesità (de Heredia et al., 2012), attività fisica (Shepherd et al., 1991), phytoncides (Li et al., 2009), sonno migliore (Besedovsky et al. ., 2012), legami sociali (Kiecolt-Glaser et al., 2002; Robles e Kiecolt-Glaser, 2003), rilassamento e riduzione dello stress (Abboud et al., 2012; Bhasin et al., 2013) e riduzione immediata e stress traumatico a lungo termine dovuto alla violenza (p. es., Baum et al., 1993). 

Si noti che questi percorsi possono essere parzialmente o totalmente sussunti dal percorso di funzionamento immunitario potenziato tra natura e salute; se un percorso contribuisce alla salute sia attraverso il sistema immunitario che altri effetti, è parzialmente assorbito dal percorso della funzione immunitaria.

Per sette percorsi aggiuntivi, sebbene non ci siano prove dirette che li leghino alla funzione immunitaria umana, ci sono prove indirette che suggeriscono un tale legame. DHEA (Hazeldine et al., 2010), Mycobacterium vaccae (Lowry et al., 2007) e ioni negativi dell’aria (Yamada et al., 2006) sono tutti noti per migliorare la funzione immunitaria nei topi. 

La vitalità aumenta la resistenza alle infezioni del tratto respiratorio superiore (vedere i risultati del vigore in Cohen et al., 2006), un effetto per lo più mediato da un miglioramento del funzionamento immunitario. È probabile che gli stimoli della natura sia visivi (p. Es., Brown et al., 2013) che uditivi (p. Es.,, Alvarsson et al., 2010) aumentino la funzione immunitaria grazie ai loro effetti dimostrati sull’attività parasimpatica e ai conseguenti effetti dell’attività parasimpatica su funzione immunitaria (Kenney e Ganta, 2014).

La funzione immunitaria potenziata soddisfa il terzo criterio per una via centrale.

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More information: Marja I. Roslund et al. Biodiversity intervention enhances immune regulation and health-associated commensal microbiota among daycare children, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aba2578