Arsenico nell’Acqua e nei Cibi | Fa Male? Quando Preoccuparsi?

Che Cos’è

L’arsenico è un elemento chimico tossico e cancerogeno per l’uomo.

Si trova ubiquitariamente nell’ambiente, risulta quasi insapore e inodore, e viene assunto con la dieta attraverso l’acqua e vari alimenti.

Tra i cibi più ricchi di arsenico si segnalano il riso, le alghe e i prodotti della pesca (pesce, crostacei, molluschi).

Considerando l’intera dieta nel suo complesso, le fonti primarie di esposizione sono il riso e i cereali. Anche l’acqua contribuisce in maniera rilevante, nonostante i tenori in arsenico delle acque potabili e minerali siano generalmente bassi in Europa.

L’arsenico è classificato come una delle sostanze chimiche di maggior preoccupazione per la salute pubblica ¹.

L’assunzione di arsenico a dosi eccessive determina infatti danni a carico di numerosi organi e sistemi (come quelli cardiovascolare, respiratorio, genito-urinario, riproduttivo, gastrointestinale, immunitario e nervoso). Inoltre, rappresenta un potente cancerogeno umano e può alterare sfavorevolmente lo sviluppo cognitivo dei bambini.

In alcuni Paesi, come India e Bangladesh, l’esposizione cronica all’arsenico attraverso l’acqua potabile contaminata rappresenta un grave problema sanitario.

Tipi di arsenico

L’arsenico è ampiamente distribuito nella crosta terrestre, dove si può trovare sottoforma di arsenico elementare (da solo) o più comunenemente legato ad altre sostanze.

In base alla natura (organica o inorganica) di queste sostanze, possiamo distinguere ²:

1. Arsenico inorganico: presente nelle rocce e nel terreno, o disciolto nell’acqua; può presentarsi sottoforma di arsenito (o arsenico trivalente) o arseniato (arsenico pentavalente);
2. Arsenico organico: presente principalmente nei tessuti vegetali e animali, deriva dalla biotrasformazione dell’arsenico inorganico da parte di organismi viventi, che lo convertono in una straordinaria varietà di specie organoarseniche come arsenozuccheri e arsenolipidi.

L’arsenico inorganico rappresenta la forma maggiormente tossica, al punto che le attuali valutazioni del rischio di esposizione alimentare si basano interamente (o principalmente) sulle forme inorganiche.

Tuttavia, anche varie forme di arsenico organico (ad es. arsenobetaina, acido monometilarsonico e acido dimetilarsinico) possono determinare effetti avversi a vari livelli e risultare cancerogene o potenzialmente tali per l’uomo.

Alimenti ricchi di arsenico

L’arsenico è presente in tracce in quasi tutti gli alimenti.

Fortunatamente, nella maggior parte dei casi, si tratta di quantità molto piccole e per questo non dannose.

In generale, il contenuto di arsenico degli alimenti varia in base a numerosi fattori, come la sua concentrazione nel terreno, l’uso di determinati pesticidi e l’alimentazione del bestiame (inclusa l’acqua). Inoltre, la cottura può influenzare sensibilmente il contenuto di arsenico del cibo.

In generale, l’arsenico può essere presente negli alimenti:

• in forma inorganica, molto più tossica (tipica dell’acqua e degli alimenti vegetali);
• in forma organica, meno tossica (tipica degli alimenti animali); infatti, gli animali espellono l’eccesso di arsenico inorganico e/o lo metabolizzano trasformandolo in una varietà di forme organiche.

Livelli elevati di arsenico possono essere contenuti in:

• acqua potabile contaminata: in alcune aree del mondo, come in Sud America e in Asia, l’acqua può essere particolarmente ricca di arsenico inorganico (la forma più tossica) ³.
• Riso e alimenti a base di riso: il riso rappresenta una ricca fonte alimentare di arsenico inorganico ^{4, 5, 6, 7}.
• Pesce e prodotti della pesca: pesce, gamberi, molluschi e altri "frutti di mare" possono contenere quantità significative di arsenico organico (la forma meno tossica). Tuttavia, i molluschi e alcuni tipi di alghe possono contenere anche quantità rilevanti di arsenico inorganico ^{8, 9, 10 11}.

Ruolo dell’acqua

L’arsenico contenuto nelle rocce e nel terreno tende a riversarsi nelle falde acquifere, che in alcune parti del mondo risultano fortemente inquinate ^{12, 13}.

Dalle falde acquifere, l’arsenico finisce nei pozzi e in altre riserve idriche che possono essere utilizzate per l’irrigazione delle colture o per cucinare ¹⁴.

Se le concentrazioni di arsenico nell’acqua sono inferiori a 10 μg/l (il valore guida dell’OMS per l’acqua potabile), il cibo contribuisce maggiormente alla sua assunzione.

Viceversa, l’acqua potabile diventa la principale fonte di esposizione all’arsenico quando lo contiene a concentrazioni ben superiori a 10 μg/l.

Diversi paesi, tra cui il sud-ovest di Taiwan ¹⁵, il Bangladesh ¹⁶, il nord del Cile e l’Argentina ¹⁷, sono esposti ad alti livelli di arsenico nell’acqua potabile (>50 μg/l).

La situazione in Italia

Sebbene di grado inferiore a quelle del Sud-est asiatico, anche in Italia esistono alcune zone caratterizzate da un elevato contenuto di arsenico inorganico nell’acqua. È il caso, in particolare, delle aree di origine vulvanica del Lazio.

Il DL 31/2001 sulle acque destinate al consumo umano e il DM 29/12/2003 sulle acque minerali impongono entrambi un limite massimo di 10 µg/l relativo al contenuto di arsenico.

Tale limite viene superato nelle acque di rubinetto nella sola città di Viterbo, dove la concentrazione riscontrata è di 27,2 µg/l.

Secondo un rapporto pubblicato dall’Istituto Superiore di Sanità, il valore mediano delle acque di rubinetto analizzate è stato di 0,25 µg/l; valori anomali sono stati misurati nelle città di Grosseto (7,3 µg/l), Catanzaro (7,3 µg/l), Mantova (5,5 µg/l), Cremona (5,2 µg/l), Lecco (4,5 µg/l), Albano Laziale (4,4 µg/l), Sondrio (4,4 µg/l) e Como (4,0 µg/l) ¹⁸.

L’analisi delle acque minerali non ha evidenziato superamenti della soglia di 10 µg/l ma, rispetto al valore mediano di 0,29 µg/l, alcune presentano valori decisamente elevati:

• Egeria (8,9 µg/l),
• Ferrarelle (6,8 µg/l),
• Levissima (6,2 µg/l),
• Orvieto (6,0 µg/l),
• Acqua di Nepi (5,7 µg/l),
• Fonte Fria (5,7 µg/l),
• Frisia (5,6 µg/l),
• Vaia (5,3 µg/l),
• Sant’Anna di Vinadio (5,2 µg/l),
• Leggera (4,7 µg/l),
• Santagata (4,2 µg/l).

Le sorgenti di queste acque si trovano perlopiù in regioni come Lazio, Lombardia, Campania e Piemonte, e le concentrazioni anomale di arsenico dipendono dalle caratteristiche geochimiche delle rocce che ospitano gli acquiferi.

Contenuto di Arsenico negli alimenti

Il riso, il pesce e i prodotti della pesca (comprese le alghe) tendono a dare il maggior contributo all’assunzione alimentare di arsenico nelle persone che non hanno problemi di esposizione professionale o tramite l’acqua potabile ¹⁹.

Uno studio ha stimato i valori medi di arsenico in questi 4 gruppi alimentari in ²⁰:

• alghe: 11.000 μg/kg,
• crostacei e molluschi: 130 μg/kg,
• riso: 130 μg/kg,
• altri prodotti a base di cereali: 92 μg/kg.

Perché il riso è particolarmente ricco di arsenico?

Il riso è particolarmente ricco di arsenico rispetto agli altri cereali perché:

• la pianta ha la capacità di assorbire tale elemento e traslocarlo nel seme ^{25, 5};
• viene coltivato in campi allagati di acqua, che in alcune zone del mondo contiene già di per sé elevate quantità di arsenico ¹⁴ (ad es. a causa dell’erosione delle rocce contenenti arsenico, dell’attività mineraria o dell’uso di pesticidi contenenti arsenico);
• anno dopo anno, l’arsenico può accumularsi nel terreno delle risaie, peggiorando il problema ²⁶.

I livelli di arsenico inorganico nel riso variano ampiamente, ma valori intorno a 100 ng/g sono comuni e una dose di 130 ng/g è stata recentemente riportata come media dei dati pubblicati ²⁰.

In una meta-analisi di studi che hanno esaminato i livelli di arsenico nel riso venduto in Asia, Europa occidentale e Stati Uniti, l’arsenico totale era in genere compreso tra 50 e 200 ng per grammo di riso, sebbene tre studi provenienti da Bangladesh, Italia e Thailandia abbiano rilevato livelli medi intorno a 500 ng/g ²⁷.

Livelli elevati di arsenico inorganico sono stati riscontrati anche in numerosi prodotti a base di riso, come waffle di riso, cialde di riso, cracker di riso e gallette di riso ^{28, 29, 17, 30}.

Effetti della cottura e della lavorazione

Sia la trasformazione degli alimenti crudi in prodotti alimentari che le comuni pratiche domestiche di preparazione e cottura possono influenzare i livelli di arsenico inorganico nel cibo ^{31, 32, 33}.

Ad esempio:

• poiché l’arsenico si concentra negli strati esterni del chicco, le procedure di raffinazione ne riducono le concentrazioni.
  Per questo motivo, il riso bianco contiene quantità inferiori di arsenico rispetto al corrispondente riso integrale ³⁴. D’altra parte, la bioaccessibilità dell’arsenico contenuto nella crusca e in generale nei prodotti integrali deve ancora essere stabilita (potrebbe ad esempio essere limitata dal maggior contenuto di fibre).
• La parboilizzazione sembra aumentare il contenuto di arsenico nel riso; è probabile che durante questa procedura l’arsenico contenuto nella crusca venga solubilizzato dall’acqua calda e da qui trasportato all’interno del chicco dalla successiva vaporizzazione ³⁵.
• Per gli alimenti preparati con acqua, la concentrazione dell’arsenico nell’acqua risulta determinante.
  Ad esempio, se l’acqua usata per l’impasto contiene concentrazioni di arsenico superiori a quelle di base, il contenuto di arsenico del pane aumenterà in modo rilevante ³⁶.
  D’altro canto, se durante la bollitura si usa un’acqua con livelli di arsenico trascurabil, la sua azione dilavante tenderà a ridurre il contenuto dell’elemento nella matrice alimentare ³⁷. Questo vale anche per l’ammollo e il lavaggio preventivo dei cibi.
  Per lo stesso motivo, negli alimenti conservati sono state segnalate perdite di arsenico nella soluzione di conservazione, che possono comportare una (leggera) diminuzione dei livelli di arsenico inorganico ²²
  Al contrario, se l’acqua utilizzata presenta un contenuto importante di questo elemento (ad es. >2-3 μg/l), si osserverà un aumento dell’arsenico inorganico nel prodotto finale.
• La cottura a vapore può ridurre maggiormente le concentrazioni totali di arsenico rispetto ad altre tecniche di cottura ^{38 39}.
• Al contrario, la cottura a temperature elevate e prolungata (come la cottura al forno, la frittura e la grigliatura) può trasformare le specie di arsenico da forme organiche a forme inorganiche più tossiche ^{40, 41, 42}.

Esistono dosi sicure di arsenico?

In generale, non è possibile stabilire una dose di arsenico sicura (cioè priva di rischi apprezzabili).

Il BMDL₀₁ per l’arsenico inorganico rappresenta la dose di esposizione che aumenta dell’1% il rischio di manifestazioni avverse per la salute.

Il BMDL₀₁ per l’arsenico inorganico varia in base agli studi e secondo l’EFSA va da 0,3 a 8 μg/kg (di peso corporeo) al giorno ²². Ciò significa che per un adulto di 70 kg tale dose va da 21 a 560 μg al giorno.

Precedentemente, il Comitato congiunto di esperti FAO/OMS sugli additivi alimentari (JECFA) aveva fissato il BMDL_0,5 (che aumenta dello 0,5% il rischio di cancro ai polmoni) a 3 μg/kg di peso corporeo al giorno (equivalenti a 210 μg al giorno per un adulto da 70 kg) ⁴³.

Contributo del fumo

I prodotti del tabacco contengono quantità rilevanti di arsenico. Pertanto, fumare o usare altri prodotti del tabacco può aumentare l’esposizione all’arsenico oltre i livelli di sicurezza ⁴⁴.

Tossicità

L’avvelenamento da arsenico, o arsenicosi, si verifica dopo l’ingestione o l’inalazione di grandi quantità di arsenico.

L’esposizione cronica all’arsenico inorganico per via orale determina effetti a carico della cute e un aumento del rischio d’insorgenza di tumori in siti specifici, quali pelle, polmoni e vescica.

Cause

Come spiegato, le falde acquifere contaminate rappresentano la causa più comune di avvelenamento da arsenico.

L’esposizione professionale all’arsenico si verifica nella produzione di pesticidi, erbicidi, nella fusione, nell’estrazione mineraria, nella fabbricazione del vetro, nella fabbricazione di semiconduttori e in occupazioni come la falegnameria che comportano la combustione, la rimozione o l’esposizione a strutture e/o materiali trattati con conservanti del legno arseniati ^{46, 47}.

Perché fa male

Dosi elevate di arsenico sono acutamente tossiche, causando vari sintomi avversi e persino la morte ^{48, 49}.

L’ingestione a lungo termine di arsenico inorganico può causare vari problemi di salute e aumentare il rischio di malattie croniche, come ^{22, 50}:

• Vari tipi di cancro;
• Malattie cardiovascolari;
• Pressione alta (ipertensione);
• Cardiopatia;
• Anomalie del metabolismo del glucosio e Diabete di tipo 2;
• Neurotossicità;
• Tossicità dello sviluppo con:
  • compromissione delle capacità di concentrazione, apprendimento e memoria ^{51, 52}:
  • riduzione dell’intelligenza e della competenza sociale ^{53, 54, 55}.

Diversi studi indicano che un elevato consumo di arsenico tra le donne incinte ha effetti negativi sul feto, aumentando il rischio di difetti alla nascita e ostacolando lo sviluppo ⁵⁶.

L’IARC (Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro) ha stabilito un ruolo causale dell’esposizione orale all’arsenico inorganico sui tumori della pelle, dei polmoni e della vescica e ha mostrato prove suggestive per i tumori del fegato, dei reni e della prostata ⁵⁷.

Sintomi

I primi segni di tossicità da arsenico si manifestano a livello gastrointestinale, con diarrea, che può essere sanguinolenta, nausea, vomito e dolore addominale.

Altri segni e sintomi dell’avvelenamento da arsenico possono includere:

• pelle rossa o gonfia, o altre lesioni cutanee;
• ritmo cardiaco anomalo;
• crampi muscolari;
• formicolio alle dita delle mani e dei piedi.

I sintomi a lungo termine tendono a manifestarsi con l’esposizione prolungata all’arsenico e tipicamente includono scurimento della pelle, mal di gola costante e problemi digestivi persistenti.

Soggetti a rischio

La suscettibilità agli effetti tossici dell’arsenico inorganico varia notevolmente tra individui e popolazioni.

Tutto ciò dipende dalle variazioni nel suo metabolismo correlate a fattori quali età, sesso, fase della vita (ad esempio gravidanza, allattamento), stato nutrizionale e polimorfismi genetici nella regolazione degli enzimi metabolizzanti ²². Inoltre, stanno emergendo prove che anche il microbiota intestinale può svolgere un ruolo ⁵⁸.

I soggetti che basano la loro alimentazione sul riso (es. alcuni gruppi etnici o soggetti celiaci) e i forti consumatori di alghe e prodotti a base di alghe sono chiaramente esposti a un maggiore rischio, a causa degli elevati livelli di esposizione alimentare.

I bambini piccoli sono particolarmente vulnerabili a causa del basso peso corporeo ^{59, 60}.

La qualità della dieta nel suo complesso risulta fondamentale nel determinare i disturbi correlati all’arsenico ^{61, 62}.

Ad esempio, un basso apporto alimentare di proteine e micronutrienti aumenta la suscettibilità alle malattie correlate all’arsenico ^{62, 63}. Ciò potrebbe essere dovuto al fatto che una carenza nutrizionale determina una lenta rimozione dell’arsenico dal corpo.

Al contrario, una dieta sana ed equilibrata può influenzare positivamente il metabolismo dell’arsenico e ridurne gli effetti tossici ⁶².

Test e Diagnosi

L’avvelenamento acuto da arsenico può essere rilevato dalle analisi delle urine.

In caso di avvelenamento cronico, è possibile rilevare le concentrazioni dell’elemento anche nelle unghie e nei capelli.

Trattamento

L’avvelenamento acuto da arsenico è una condizione pericolosa per la vita.

Richiede un trattamento aggressivo, con particolare attenzione alla rianimazione con liquidi, al supporto della pressione sanguigna e al monitoraggio cardiaco.

È stato dimostrato che la terapia chelante migliora i risultati se iniziata entro pochi minuti o ore dall’esposizione all’arsenico.

Per quanto riguarda l’avvelenamento cronico dovuto all’ingestione prolungata di acqua e cibo contaminati, non esiste una terapia specifica.

Dieta e Integatori Utili

Ricordando che la malnutrizione è una delle cause della manifestazione dei sintomi dell’arsenicosi cronica, in genere, il trattamento si limita ad allontanare le fonti di esposizione all’arsenico. La guarigione completa potrebbe richiedere settimane o mesi.

Considerando che l’arsenico ha la capacità di aumentare lo stress ossidativo mediante la generazione di specie reattive dell’ossigeno, un adeguato apporto di antiossidanti – anche in forma supplementare – potrebbe aiutare nel trattamento dell’avvelenamento da arsenico ¹.

Polifenoli e flavonoidi (presenti ad es. ad alti livelli negli estratti di tè verde, melograno, agrumi e frutti di bosco), coenzima Q10, vitamina E, vitamina C, N-acetilcisteina, glutatione, zinco e selenio, possono quindi ridurre la tossicità indotta dall’arsenico ^{64, 63, 65, 66, 67, 68, 69}.

Tra le piante medicinali con un potenziale per il trattamento della tossicità da arsenico si segnalano l’aglio, la curcuma e il cardo mariano ⁷⁰. Anche alcune fibre solubili, come la pectina di agrumi modificata, possono favorire l’escrezione di arsenico dall’organismo ⁷¹.

Sostanze come la betaina, l’acido folico, la colina e la vitamina B12 possono essere utili per sostenere i processi di metilazione, importanti per la protezione dagli effetti tossici dell’arsenico ⁶².

In particolare, l’integrazione di acido folico (400-800 μg/die) ha dimostrato di ridurre la concentrazione di arsenico nel sangue e facilitarne l’eliminazione attraverso l’urina, in adulti esposti all’arsenico ⁷².