Il cadmio negli alimenti

Le proprietà chimiche del cadmio sono simili a quello dello zinco. In natura si trova associato soprattutto a zinco e in misura minore a piombo e rame, specialmente nei solfuri. Il cadmio, infatti, è ottenuto in genere come sottoprodotto della lavorazione di questi metalli. È utilizzato in molte applicazioni tecnologiche e rilasciato nell'ambiente a seguito della fusione di altri metalli, della combustione di combustibili fossili, dell'incenerimento dei rifiuti e dell'uso in agricoltura di concimi fosfatici e di fanghi di depurazione. Elevate concentrazioni del metallo nell'aria, nell'acqua e nel suolo sono spesso riconducibili alle attività dell'uomo.

Nell'organismo il cadmio mima l'azione di altri elementi con funzioni essenziali come zinco e calcio. Attraversa le membrane biologiche con diversi meccanismi e una volta all'interno delle cellule vi rimane per lungo tempo perché non è facilmente eliminabile. Ciò spiega il lungo tempo di permanenza in tessuti di deposito come l'intestino, il fegato e il rene. Il cadmio assorbito dall'organismo, infatti, viene eliminato molto lentamente e sono necessari tra i 10 e i 30 anni per eliminare il 50% della quantità presente. La sua influenza sul mancato mantenimento dei necessari valori di calcio, zinco e ferro nell'organismo ne determina la tossicità per le cellule.

I principali effetti avversi del cadmio sono:

• tossicità sui reni, legata al suo accumulo al loro interno
• demineralizzazione ossea, sia mediante azione diretta sul tessuto osseo sia a seguito del danno renale, con effetti sul metabolismo del calcio e della vitamina D

La disponibilità nei tessuti dell'organismo e la tossicità del cadmio sono influenzati da una varietà di fattori individuali, fra cui:

• stato di nutrizione
• quantità delle riserve di ferro nell'organismo

Nel 2009 l'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha individuato un livello di esposizione tollerabile su base settimanale pari a 2.5 microgrammi per chilogrammo di peso corporeo (riconfermato nel 2011) e ha segnalato la necessità di ridurre l'esposizione nella popolazione europea.

Per la popolazione generale, ad eccezione dei fumatori, la fonte principale di esposizione al cadmio è rappresentata dalla dieta. Lo Studio di Dieta Totale (TDS) nazionale ha rivelato, come già segnalato dall'EFSA per l’insieme della popolazione europea, che l'esposizione al cadmio della popolazione italiana deve continuare ad essere monitorata con particolare attenzione per prevenire effetti negativi sulla salute.

I principali alimenti responsabili sono:

• cereali e prodotti derivati
• verdura e ortaggi
• patate
• crostacei e molluschi

Il piombo negli alimenti

Il piombo è un contaminante presente ovunque nell'ambiente a causa di attività dell'uomo: estrazione mineraria, lavorazione di metalli, produzione di batterie. Importanti fonti di contaminazione (ad esempio le vernici al piombo, i composti organici utilizzati nelle benzine) sono state eliminate o ridimensionate a partire dagli anni Settanta del secolo scorso a seguito di provvedimenti normativi volti a ridurre l'esposizione umana a questo elemento tossico. Altri provvedimenti hanno riguardato la limitazione dell'uso in condotte d'acqua potabile e barattoli per prodotti alimentari contenenti piombo. Nell'insieme, queste misure hanno determinato una documentata riduzione dell'esposizione.

Oltre il 90% del piombo eventualmente entrato nell'organismo è, generalmente, contenuto nello scheletro, dove si accumula per lungo tempo. Durante la gravidanza e l'allattamento, fasi fisiologiche di demineralizzazione ossea (cioè perdita di minerali, soprattutto calcio), una parte del piombo accumulato nel tessuto osseo viene mobilizzata e trasferita dalla madre al bambino, prima attraverso la placenta e poi con l'allattamento.

Il piombo esercita effetti avversi a carico di quasi tutti i sistemi dell'organismo:

• sangue (sistema ematopoietico)
• cardiovascolare
• renale
• endocrino
• gastrointestinale
• immunitario
• riproduttivo
• nervoso

A livello del sangue (ematico), il piombo causa una riduzione della concentrazione di emoglobina che può portare all'anemia. Tuttavia, il principale bersaglio biologico del piombo è il sistema nervoso centrale, in particolare nella fase critica dello sviluppo. Anche bassi livelli di esposizione durante questa fase possono pregiudicare lo sviluppo delle capacità di ragionamento, di memoria e intellettuali nel bambino. L'ingestione di polvere in casa, o di terra, durante il gioco nell'ambiente esterno, in aree contaminate, può rappresentare una fonte espositiva importante per i bambini.

Nel 2010 il Panel CONTAM dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha identificato gli effetti avversi critici sui quali basare la valutazione del rischio:

• neurotossicità dello sviluppo nei bambini piccoli, BMDL (dose minima associata a un rischio per la salute di lieve entità, ad esempio l'aumento dell’1% di un determinato effetto) pari a 0.50 microgrammi per chilo di peso corporeo al giorno
• nefrotossicità negli adulti, BMDL pari a 0.63 microgrammi per chilo di peso corporeo al giorno
• effetti cardiovascolari, BMDL pari a 1.50 microgrammi per chilo di peso corporeo al giorno

Per la popolazione generale la fonte principale di esposizione al piombo è rappresentata dalla dieta: come indicato anche dallo Studio Dieta Totale (TDS) nazionale gli alimenti più importanti sono le bevande, come tè e caffè, i cereali e prodotti derivati, verdure e ortaggi; tra gli alimenti di origine animale, crostacei e molluschi. Il TDS ha comunque rivelato che l'esposizione al piombo della popolazione italiana, anche nel gruppo più vulnerabile (bambini fino ai 7 anni di età), è limitata.

Il mercurio negli alimenti

Il mercurio è rilasciato nell'ambiente sia da fonti naturali, sia a seguito di attività umane. Il mercurio presente nell'ambiente acquatico, sia marino che di acqua dolce, va incontro al fenomeno chimico detto metilazione. Il metilmercurio che si forma è soggetto ad accumularsi all'interno dell'organismo.

Nei pesci si lega fortemente al muscolo e, quindi, la sua quantità cresce sia con l'aumento della massa muscolare, sia con l'allungamento del tempo di esposizione. I pesci predatori, in particolare quelli di grandi dimensioni e capaci di vivere più a lungo, sono gli organismi che raggiungono le concentrazioni di metilmercurio più elevate nel proprio tessuto muscolare (leggi la Bufala). Analogamente, livelli molto elevati vengono riscontrati nei grandi mammiferi marini.

Il metilmercurio ingerito è assorbito molto più efficacemente rispetto al mercurio inorganico ed è in grado di introdursi nei follicoli dei capelli, di attraversare la barriera placentare, quella ematoencefalica e quella emato-liquorale (barriere che proteggono il cervello dall'ingresso di agenti tossici), col risultato di accumularsi nei capelli, nel feto e nel cervello. L'effetto critico più importante del metilmercurio è la tossicità per il sistema nervoso, in particolare il danno a carico dello sviluppo neurologico del feto.

Il feto rappresenta, quindi, l'organismo più sensibile ai danni del metilmercurio e l'esposizione al metallo prima della nascita attraverso il consumo di pesce contaminato da parte della madre è particolarmente a rischio.

Il pesce e gli altri prodotti del mare rappresentano le sole fonti di esposizione al metilmercurio per la popolazione generale. Per evitare l’assunzione di metilmercurio in gravidanza (e non solo) e poter continuare a mangiare pesce l'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) invita a ridurre il consumo, soprattutto in gravidanza e durante la prima infanzia, di grandi predatori come, ad esempio, pesce spada, tonno, luccio, squaloidi (come il palombo) e a sostituirlo con altri pesci, come il pesce azzurro o le orate, che contengono concentrazioni molto meno elevate di metilmercurio.

Nel 2010 il Panel CONTAM dell'EFSA ha individuato un livello di esposizione tollerabile su base settimanale pari a 1.3 microgrammi per chilogrammo di peso corporeo (μg/kg pc). Lo Studio di Dieta Totale (TDS) nazionale ha rivelato che l'esposizione al metilmercurio della popolazione italiana deve continuare ad essere monitorata, in particolare per tutelare la salute dei bambini.

L'arsenico negli alimenti

L'arsenico è un metalloide e la sua chimica, da molti punti di vista, è simile a quella di due elementi essenziali, il fosforo e l'azoto. Tale aspetto è ritenuto importante per spiegarne la singolare abbondanza negli organismi marini. Nei pesci, crostacei e molluschi l'arsenico è presente sotto forma di arsenocomposti organici che presentano un rischio per la salute trascurabile rispetto al ben più temibile arsenico inorganico.

L'arsenico inorganico (arsenito o arsenico trivalente e arseniato o arsenico pentavalente) è la specie chimica dell'arsenico su cui si basa la valutazione dei rischi per la salute umana. È una sostanza cancerogena per l'uomo, vale a dire in grado di aumentare il rischio di comparsa di tumori se viene introdotta per via orale per lungo tempo e ha elevata tossicità a breve e lungo termine (acuta e cronica), con effetti a carico di numerosi organi e sistemi:

• apparato respiratorio
• apparato cardiovascolare
• sistema immunitario
• apparato genitourinario
• apparato riproduttivo
• apparato gastrointestinale
• sistema nervoso

Il pesce non è una fonte importante di arsenico inorganico, i molluschi e i crostacei ne contengono un poco di più. Per contro, l'arsenico inorganico rappresenta la forma prevalente e, talvolta, esclusiva, in diversi alimenti di origine vegetale; a parte prodotti “di nicchia” (ad es., alcune alghe commestibili), altri alimenti destano maggiore attenzione anche in virtù dei consumi elevati, in particolare:

• riso e prodotti da esso derivati, per le spiccate capacità di accumulare l'arsenico legate al particolare ambiente in cui avviene la coltivazione della pianta
• cereali, specialmente il frumento

Il riso è, comunque, l'alimento con il contenuto più alto.

In alcune falde acquifere l'arsenico inorganico raggiunge livelli superiori a quelli riscontrati normalmente: queste contaminazioni di origine naturale possono determinare un sensibile aumento dell'esposizione umana e l'acqua potabile per uso alimentare (cottura) può, in questi casi, diventare la principale fonte di esposizione all'arsenico inorganico. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha stabilito una dose massima tollerabile per l'arsenico contenuto nell'acqua potabile che coincide con il limite legale vigente in Europa pari a 10 microgrammi/litro (leggi la Bufala).

Nel 2009 il Panel CONTAM dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha individuato le BMDL (dose minima associata a un rischio per la salute di lieve entità) per gli effetti che, sulla base di solide prove scientifiche, si ritiene siano associati all'esposizione orale cronica all'arsenico inorganico, vale a dire tumori alla vescica, ai polmoni, alla pelle e lesioni cutanee. Considerando le incertezze nei dati disponibili, le BMDL sono comprese in un intervallo di 0,3-8 microgrammi per chilogrammo di peso corporeo al giorno (μg/kg pc/giorno).

Lo Studio Dieta Totale (TDS) nazionale ha rivelato che in Italia le principali fonti di esposizione sono:

• cereali e prodotti derivati
• acqua
• bevande analcoliche
• verdure e ortaggi

Secondo i risultati del TDS, l'esposizione all'arsenico inorganico della popolazione italiana è limitata. Tuttavia, occorre ricordare che l'esposizione può raddoppiare in aree con determinate caratteristiche geologiche (es. terreni vulcanici), qualora non si controlli con adeguati impianti di depurazione la presenza di arsenico nell'acqua potabile.

Il nichel negli alimenti

Il nichel è un metallo di transizione presente nell'ambiente in forma inorganica e largamente usato per la fabbricazione di diversi tipi di acciai e altre leghe.

È, quindi, contenuto in una varietà di oggetti di uso comune:

• monili
• articoli di bigiotteria
• gioielleria
• orecchini
• piercing
• accessori metallici per indumenti
• ciondoli
• chiavi
• occhiali
• utensili metallici
• monete
• stoviglie

Il nichel, come gli altri elementi considerati, non è essenziale per l'essere umano. Nel 2015 il Panel CONTAM dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha indicato, sulla base di studi sui roditori, gli effetti tossici sulla riproduzione e la gravidanza come effetti critici dell’esposizione cronica al nichel e ha individuato una dose giornaliera tollerabile di 2.8 microgrammi per chilo di peso corporeo al giorno (μg/kg pc/giorno).

Il nichel, però, se assunto per via orale, ha anche la capacità di provocare reazioni allergiche attraverso la pelle in persone già sensibilizzate; questo effetto può verificarsi anche per un'assunzione acuta (a breve termine).

L'allergia al nichel è il più comune tipo di allergia a metalli riscontrata nella popolazione generale, con una frequenza intorno al 15%. Si tratta di una dermatite allergica da contatto (DAC); tuttavia, una parte delle persone che ne soffrono può sviluppare una sindrome da allergia sistemica al nichel (SNAS), vale a dire un'allergia che non è limitata al punto di contatto con il nichel ma si estende ad altre sedi e organi del corpo. I disturbi sono prevalentemente di natura gastrointestinale. Il rischio di comparsa di allergie è sempre difficile da quantificare; tuttavia, secondo la valutazione di EFSA tale rischio è ritenuto basso se l'assunzione acuta di nichel non supera 11 microgrammi per chilo di peso corporeo al giorno (μg/kg pc/giorno).

Chi ne soffre deve limitare il consumo di alimenti di origine vegetale ricchi in nichel quali:

• cacao
• cioccolato
• legumi
• frutta secca
• crostacei e molluschi

Un'altra importante misura di prevenzione è evitare di bere acqua di rubinetto che abbia avuto una lunga permanenza nelle tubazioni perché, in alcune circostanze, può raggiungere concentrazioni di nichel particolarmente elevate.

L'uso di stoviglie contenenti nichel, specialmente nella cottura di alimenti a maggiore acidità, può dare un contributo all'assunzione di nichel, anche se difficilmente quantificabile.

Lo Studio di Dieta Totale (TDS) nazionale ha indicato che la contaminazione da nichel delle filiere alimentari va tenuta sotto controllo per prevenire possibili effetti cronici sulla salute, specialmente nei bambini.

I principali contributi all'esposizione vengono da:

• cereali e prodotti derivati
• dolci
• verdure e ortaggi
• acqua e bevande analcoliche

Va ricordato che pasti comprendenti alimenti particolarmente ricchi in nichel possono determinare reazioni improvvise e intense nelle persone con una ipersensibilità specifica.

Bibliografia

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Cubadda F, D’Amato M, Aureli F, Raggi A, Mantovani A. Dietary exposure of the Italian population to inorganic arsenic: the 2012-2014 Total Diet Study. [Sintesi] Food and Chemical Toxicology. 2016; 98(Part B): 148-158 

EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific opinion on arsenic in food. EFSA Journal. 2009; 7(10): 1351

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EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on the risks to public health related to the presence of nickel in food and drinking water. EFSA Journal. 2015; 3(2): 4002

EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on the risk for public health related to the presence of mercury and methylmercury in food. EFSA Journal. 2012; 10(12): 2985 

Link approfondimento

European Food Safety Authority (EFSA). Metalli come contaminanti negli alimenti

Cubadda F, Aureli F, D’Amato M, Raggi A, Mantovani A, Silano M, Di Sandro A, Ferri G, Agrimi U. Lo Studio di Dieta Totale Nazionale: assunzione di nutrienti ed esposizione a contaminanti nella popolazione italiana. Notiziario dell'Istituto Superiore di Sanità. 2018; 31(10): 3-8