Le mascherine per il viso sono elementi fondamentali dei dispositivi di protezione individuale nel settore della salute pubblica, come ci ha drammaticamente ricordato la pandemia di Sars-COV-2. A seconda del tipo, possono proteggere chi le indossa, ma per malattie come il COVID-19 che si diffondono tramite aerosol e goccioline nell’aria, possono anche aiutare a prevenire che le persone infette diffondano ulteriormente la malattia.
Possiamo far risalire la popolarità delle mascherine di protezione a un documento presentato alla Royal Institution di Londra il 21 gennaio 1870 dal grande scienziato irlandese John Tyndall, di cui mi sono già occupato qui e qui per le sue posizioni agnostiche. Con l'aiuto di un raggio di luce, Tyndall (che, come divulgatore, non aveva rivali, preparando attrezzature ed esperimenti e facendo le prove di quello che poteva essere ed era uno spettacolo scientifico) dimostrò non solo che è possibile vedere la polvere nell'aria (è l’effetto che da lui prende il nome), che essa poteva contenere germi patogeni, ma anche che un respiratore di ovatta poteva filtrarli. Tyndall divenne un sostenitore della teoria della diffusione delle malattie a causa dei germi, era in contatto con Louis Pasteur e Joseph Lister, di cui divulgava le scoperte, e fu un propugnatore della produzione di massa di respiratori in cotone idrofilo.
Furono le ricerche sulla luce e sulle particelle che portarono Tyndall a riflettere più attentamente su ciò che chiamò "Polvere e malattie", il titolo della sua conferenza dalla Royal Institution. Per studiare la decomposizione del vapore acqueo da parte della luce, Tyndall si accorse che aveva bisogno di rimuovere le particelle di polvere nell'aria che stavano complicando i suoi risultati sperimentali. Ciò si rivelò più difficile di quanto avesse previsto.
Mentre provava varie strategie per rimuovere la polvere che sembrava onnipresente nel raggio di luce, lasciò che alcune particelle di polvere passassero sulla punta d'una fiamma. A questo punto la materia bruciò in una scia di fumo, lasciando solo un'oscurità nel raggio di luce. Questo non era quello che Tyndall si aspettava e questo lo portò ad accettare che la questione fosse di natura organica.
“Ho cercato di intercettare questa materia fluttuante in vari modi; e il 5
ottobre 1868, prima di inviare l'aria attraverso l'essiccatore, fu
accuratamente permesso di passare sopra la punta di una fiamma di lampada a
spirito. La materia fluttuante non apparve più, essendo stata bruciata dalla
fiamma. Era dunque materia organica. Non ero affatto preparato per questo
risultato; avendo precedentemente pensato che la polvere della nostra aria
fosse, in gran parte, inorganica e incombustibile. Secondo un'analisi
gentilmente fornitami dal dottor Percy, la polvere raccolta dalle pareti del
British Museum contiene il 50 per cento. di materia inorganica. Ho piena
fiducia nei risultati di questo illustre chimico; mostrano che la polvere
fluttuante delle nostre stanze è, per così dire, ventilata dalla materia più
pesante”.
Scoprì presto che queste particelle di polvere organica non si trovavano solo nel suo laboratorio della Royal Institution, ma erano nell'aria ovunque, e quindi passavano costantemente nei polmoni umani ad ogni respiro. Come scrisse Tyndall:
“Non c'è tregua al nostro contatto con la materia fluttuante dell'aria; e la meraviglia è, non che si debba soffrire occasionalmente della sua presenza, ma che una parte così piccola di essa, e anche quella, ma raramente diffusa su vaste aree, sembri mortale per l'uomo. E qual è questa porzione? Era da tempo diffusa la credenza che le malattie epidemiche si propagassero generalmente da una specie di aria cattiva, che consisteva in materia organica in stato di decomposizione; che quando tale materia veniva introdotta nel corpo attraverso i polmoni, la pelle o lo stomaco, aveva il potere di diffondervi il processo distruttivo da cui era stata assalita”.
E spesso era davvero mortale. Tyndall riteneva che la materia fluttuante contenesse "i germi che causano malattie e decomposizione". Egli si allineò quindi alla "teoria dei germi" della malattia, che all'epoca era ancora molto contestata. La teoria dei germi sosteneva che la malattia epidemica era diffusa da microrganismi che potevano essere trasportati nell'aria e quindi entrare nel corpo delle persone e non dipendeva da “aria malsana” o “malaria” associata spesso a zone con aria umida e puzzolenti per la decomposizione di organismi morti.
“Ma per quanto riguarda la fermentazione, le menti dei chimici, influenzate probabilmente dalla grande autorità di Gay-Lussac, ricadevano sull'antica nozione di materia in stato di decomposizione. Non era la pianta del lievito vivente, ma le sue parti morte o morenti, che, attaccate dall'ossigeno, producevano la fermentazione. Pasteur, invece, dimostrò che i veri 'fermenti', mediati o immediati, sono esseri organizzati che trovano nei supposti fermenti il loro alimento necessario.
Accanto a queste ricerche e scoperte, e rafforzata da esse e da altri, si è sviluppata la teoria dei germi della malattia epidemica. L'idea è stata espressa da Kircher, e favorita da Linneo, che le malattie epidemiche possono essere dovute a germi che galleggiano nell'atmosfera, entrano nel corpo e producono disturbi per lo sviluppo all'interno del corpo della vita parassitaria. La forza di questa teoria consiste nel perfetto parallelismo dei fenomeni della malattia contagiosa con quelli della vita. Come una ghianda piantata dà vita a una quercia, capace di produrre un intero raccolto di ghiande, ognuna dotata del potere di riprodurre il suo albero genitore; e come così da una sola piantina può nascere un'intera foresta; così, si sostiene, queste malattie epidemiche piantano letteralmente i loro semi, crescono e scuotono nuovi germi, che, incontrando nel corpo umano il loro cibo e la loro giusta temperatura, si impossessano infine di intere popolazioni. Non c'è nulla che io sappia nella chimica pura che assomigli al potere di propagazione e auto-moltiplicazione posseduto dalla materia che produce malattie epidemiche. Se semini grano non ottieni orzo; se semini vaiolo non ti viene la scarlattina, ma il vaiolo moltiplicato indefinitamente, e nient'altro”.
Attraverso i suoi esperimenti, Tyndall era convinto di aver aggiunto nuove prove per spiegare la causa delle malattie contagiose. Ma i suoi esperimenti indicarono anche un possibile modo per fermarne o ridurne la diffusione. Il primo consiglio, seguendo gli studi di Pasteur sulla pébrine, la malattia dei bachi da seta, fu quello dell’isolamento delle fonti contaminanti.
Il secondo, più attivo, fu quello di filtrare i germi. Sebbene la polvere organica non potesse essere spazzata via o in qualche modo espulsa dall'aria, Tyndall dimostrò che può essere filtrata attraverso un batuffolo di cotone. Ulteriori esperimenti mostrarono che il processo di filtraggio era più efficace se applicato alla respirazione umana. Sviluppò allora un progetto di mascherina di lana e cotone che illustrò nella conferenza. L'applicazione pratica degli esperimenti sembrava ovvia:
“Se un medico desidera tenere lontani dai polmoni del suo paziente, o dai suoi, i germi mediante i quali si dice che la malattia contagiosa si propaghi, impiegherà un respiratore di cotone idrofilo... Tali respiratori devono, credo, entrare in uso generale come difesa contro il contagio”.
Tyndall fu fortemente criticato dalla comunità medica londinese per aver oltrepassato i confini della sua competenza scientifica. Tuttavia, continuò i suoi esperimenti con la "materia fluttuante".
Applicando la sua ricerca, sviluppò tecniche per la conservazione degli alimenti e per la sterilizzazione mediante riscaldamento discontinuo, un processo ora noto come tindalizzazione. Divulgò anche gli esperimenti che a Edimburgo avevano condotto John Bennett a schierarsi per la “teoria dei germi atmosferici”, e Joseph Lister sulla necessità di disinfezione degli strumenti chirurgici con acidi o basi forti per uccidere i germi.
Tyndall morì nel 1893. A quel tempo la teoria della malattia da germi era ampiamente accettata, in gran parte grazie ai suoi esperimenti, e oggi è del tutto data per scontata. Oggi modella la nostra comprensione del COVID-19 e di come possiamo mitigare la diffusione della malattia, ad esempio utilizzando maschere non troppo diverse da quelle che Tyndall sollecitava di produrre 152 anni fa.
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