CONTAMINAZIONE CHIMICA DEGLI ALIMENTI E POSSIBILI RIFLESSI SULLA SALUTE UMANA Teresa Cirillo

di fattori chimici dannosi Comunemente con termine “contaminazione chimica” presenza in alimenti di fattori chimici dannosi si intende

Negli alimenti possono essere presenti sostanze dannose per la salute come costituenti naturali derivanti da sorgenti esterne introdotte o formate in fase di processo

COSTITUENTI NATURALI TOSSICI O DANNOSI IN PARTICOLARI SPECIE VEGETALI ED ANIMALI POSSONO ESSERE PRESENTI NATURALMENTE SOSTANZE AD ELEVATA TOSSICITÀ (PER LO PIÙ PER IL FEGATO O PER IL SISTEMA NERVOSO CENTRALE) Esempi: FUNGHI PESCI MOLLUSCHI amanitine muscarina orellanina ittiotossine saxitossina asaritossina

COSTITUENTI NATURALI TOSSICI O DANNOSI inoltre, negli alimenti possono essere naturalmente presenti numerose sostanze, a composizione chimica variabile, in grado di esplicare funzioni negative di tipo antinutrizionale allergizzante o in grado di provocare in soggetti sensibili intolleranze interferenze endocrine disturbi pressori etc.

PRINCIPALI CATEGORIE Micotossine Tossine di pesci-molluschi-crostacei Nitriti-nitrati Ammine pressorie naturali e biogene Acido fitico e fitati Saponine Goitrogeni Latirogeni Emoagglutinine Stimolanti e depressanti Inibitori di enzimi Antivitamine Fattore del favismo Acido ossalico da muffe Gossipolo Tossici naturali da spezie, aromi e droghe estrogeni

MICOTOSSINE Metaboliti di muffe alimentari, di foraggi o di materie prime usate nella produzione, tossici per uomo e animali Micotossine Micotossine ad effetto acuto ad effetto cronico Epatotossiche,nefrotossiche, neurotossiche,immunotossiche,dermatotossiche Mutagene,cancerogene,teratogene Diversità effetti biologici riflette varietà struttura chimica, in grado di reagire con DNA, RNA, proteine funzionali, cofattori enzimatici e costituenti di membrana

Funghi tossinogeni molto numerosi ma ascrivibili a tre generi Penicillium, Aspergillus e Fusarium Diffusamente associati ammuffimento alimenti e foraggi Possibile anche contaminazione simultanea da specie diverse

Sostanze derivanti da sorgenti esterne Possono essere composti chimici dispersi nell’ambiente derivanti da: attività umane industriali, civili agricole

principali categorie METALLI PESANTI: mercurio cadmio piombo cromo sono tossici direttamente per alcuni organi come fegato, rene, cervello; si possono accumulare nei tessuti; possono essere nocivi per la riproduzione; possono essere cancerogeni. ELEMENTI RADIOATTIVI: iodio 131 stronzio 90 cesio 137 (incidenti a centrali nucleari-rilascio da sorgenti di utilizzo in campo industriale, civile, sanitario) mutageni teratogeni cancerogeni

idrocarburi policiclici aromatici (processi di combustione) rischi cancerogeni policlorobifenili (impiego prevalente come lubrificanti) interferenti endocrini pesticidi (usi agricoli e civili) rischi cancerogeni etc.

PESTICIDI Sostanze utilizzate nella lotta contro organismi animali e vegetali che possono danneggiare uomo, colture e ambiente. Si possono classificare in base alle loro caratteristiche fisiche, chimiche, alle specie bersaglio, ai campi di utilizzo

In base ai settori di utilizzo si possono distinguere: fitofarmaci; presidi per le derrate alimentari immagazzinate; antiparassitari per uso animale antiparassitari per uso umano; presidi sanitari per la lotta contro organismi vettori di malattia; presidi diversi per uso civile presidi per uso industriale

L’ immissione nell’ambiente di Sostanze derivanti da sorgenti esterne ambientali è dovuta a: scarichi gassosi in atmosfera (industrie, centrali termoelettriche, riscaldamenti domestici, traffico veicolare) rilascio incontrollato di acque inquinate nel suolo o nei corsi d’acqua, nei laghi e nel mare (liquami domestici, industriali, urbani, agricoli) abbandono incontrollato di rifiuti solidi tossici sul suolo (discariche abusive)

le coltivazioni assorbono attraverso l’aria, l’acqua ed il suolo le sostanze tossiche disperse nell’ambiente o utilizzate per il potenziamento delle colture (fertilizzanti) e la difesa dai parassiti (fitofarmaci)

gli animali allevati assorbono le sostanze disperse nell’ambiente: dall’aria tramite la respirazione e la cute dall’acqua e dagli alimenti per ingestione

L’uomo assorbe le sostanze disperse nell’aria tramite: la respirazione e la cute, per ingestione, dall’acqua e dagli alimenti vegetali e di origine animale contaminati

Altre sostanze dannose per la salute derivanti da sorgenti esterne ambientali SOSTANZE DERIVANTI DA MANIPOLAZIONI GENETICHE RESIDUI DI FARMACI AD USO VETERINARIO antibiotici-sulfamidici-anabolizzanti sintetici-farmaci ad effetto auxinico RESIDUI DI DETERGENTI RESIDUI DI DISINFETTANTI SOSTANZE CEDUTE DAI CONTENITORI metalli pesanti, plastiche, plastificanti

Sostanze dannose per la salute formate in fase di processo si possono formare: a causa del riscaldamento prolungato (fenomeno di pirolisi), per esposizione diretta alla fiamma (grigliatura-cottura al barbecue o allo spiedo) ammine eterocicliche: mutagene idrocarburi policiclici aromatici: cancerogeni

Sostanze dannose per la salute formate in fase di processo possono derivare dai componenti del fumo per esposizione diretta (affumicatura) idrocarburi policiclici aromatici: cancerogeni aldeide formica: mutagena fenoli: tossici

sono idrocarburi costituiti da due o più anelli benzenici uniti fra loro, in un’unica struttura piana, attraverso coppie di atomi di carbonio condivisi fra anelli adiacenti IPA Origine: Processi di combustione Inceneritori Riscaldamento domestico Emissioni di veicoli a motore Fumo di tabacco Negli alimenti: Da ambiente Da trattamenti termici severi Da affumicamento Cottura di alimenti su fiamma

Sostanze dannose per la salute formate in fase di processo possono essere introdotte volontariamente per scopi diversi, tecnologici e non additivi volontari: varie azioni dannose possono derivare da reazioni tra additivi (nitrati e nitriti) e amminoacidi in alimenti proteici salati nitrosoammine: cancerogene

REGOLAMENTO (CE) N. 1333/2008 Per «additivo alimentare» s’intende qualsiasi sostanza abitualmente non consumata come alimento in sé e non utilizzata come ingrediente caratteristico di alimenti, con o senza valore nutritivo, la cui aggiunta intenzionale ad alimenti per uno scopo tecnologico nella fabbricazione, nella trasformazione, nella preparazione, nel trattamento, nell’imballaggio, nel trasporto o nel magazzinaggio degli stessi, abbia o possa presumibilmente avere per effetto che la sostanza o i suoi sottoprodotti diventino, direttamente o indirettamente, componenti di tali alimenti

REGOLAMENTO (CE) N. 1333/2008 14. «esaltatori di sapidità» 15. «agenti schiumogeni» 16. «agenti gelificanti» 17. «agenti di rivestimento» 18. «agenti umidificanti» 19. «amidi modificati» 20. «gas d’imballaggio» 21. «propellenti» 22. «agenti lievitanti» 23. «agenti sequestranti» 24. «stabilizzanti» 25. «addensanti» 26.«agenti di trattamento delle farine», 1. «edulcoranti» 2. «coloranti» 3. «conservanti» 4. «antiossidanti» 5. I «supporti» 6. «acidificanti» 7. «regolatori dell’acidità» 8. «antiagglomeranti» 9. «agenti antischiumogeni» 10. «agenti di carica» 11. «emulsionanti» 12. «sali di fusione» 13. «agenti di resistenza»

NITRATI - NITRITI Componenti naturali acque/alimenti Anche introdotti come additivi volontari in vari prodotti alimentari, insaccati, conserve di pesce, etc. Sotto il profilo sanitario problematiche connesse con risultati studi effettuati su animali che hanno dimostrato la loro cancerogenicità Meccanismo cancerogenesi Riduzione NO3 a NO2 a livello di bocca e stomaco dove, in presenza di ammine libere, potrebbero formarsi n-alchilnitrosammine sostanze ad attività cancerogena Studi epidemiologici non univoci circa plausibilità estensione tale ipotesi all’uomo, molta attenzione è comunque rivolta al problema del contenimento dell’apporto di nitrati e nitriti con la dieta

PERICOLI CHIMICI La contaminazione chimica dei prodotti alimentari può verificarsi in qualsiasi fase del processo produttivo, dalla produzione delle materie prime fino al momento del consumo del prodotto finito

IMPORTANZA SANITARIA DELLA CONTAMINAZIONE CHIMICA DEGLI ALIMENTI Alla luce di quanto finora detto e data l’importanza sanitaria del problema è necessario procedere ad una analisi del rischio. La legislazione si è negli ultimi anni mostrata molto sensibile a tale problematica tanto che il libro bianco sulla sicurezza alimentare (Commissione delle Comunità Europee 12/01/2000) e il Regolamento CE n° 178/2002 del Parlamento Europeo e del Consiglio 28/01/2002 definiscono l'analisi del rischio lo strumento su cui basare la politica di sicurezza degli alimenti.

Valutazione del rischio Gestione del rischio Comunicazione del rischio Analisi del rischio Valutazione del rischio Gestione del rischio Comunicazione del rischio

UNA CORRETTA ANALISI DEL RISCHIO RICHIEDE: L’identificazione di un pericolo per la salute umana (natura della contaminazione o del difetto riscontrato) La valutazione della gravità delle conseguenze del pericolo identificato La valutazione della probabilità di comparsa del pericolo, definita rischio La gestione del pericolo identificato attraverso opportuni interventi preventivi e correttivi

ANALISI DEL RISCHIO Le tre componenti interconnesse dell'analisi del rischio, vale a dire la valutazione, gestione e comunicazione del rischio, forniscono una metodologia sistematica per definire provvedimenti o altri interventi a tutela della salute, efficaci, proporzionati e mirati. La Commissione Europea ritiene che occorrono importanti cambiamenti strutturali nel modo di affrontare le questioni della sicurezza alimentare tenendo conto delle esperienze maturate nel corso degli anni e della necessità riconosciuta di una separazione funzionale tra la valutazione del rischio e la gestione del rischio.

VALUTAZIONE DEL RISCHIO CHIMICO PERICOLOSITÀ (HAZARD): Insieme delle proprietà di una sostanza che, nelle condizioni di produzione, uso e smaltimento, rendono possibile l’induzione di eventi avversi, in dipendenza dal grado di esposizione.

FREQUENZA ATTESA (PROBABILITÀ) RISCHIO Possibilità che si verifichi un evento dannoso in seguito ad esposizione ad un agente (chimico, fisico) in specifiche condizioni di un evento avverso in seguito ad esposizione ad un agente (chimico, fisico) in specifiche condizioni FREQUENZA ATTESA (PROBABILITÀ)

VALUTAZIONE DEL RISCHIO È la prima tappa dell’analisi del rischio, consiste in una stima scientifica degli effetti di danno o potenzialmente di danno per la salute derivante dall’esposizione umana a pericoli di origine alimentare la valutazione del rischio è la procedura di valutazione della rilevanza dei dati sperimentali ed epidemiologici al fine di derivare:

VALUTAZIONE DEL RISCHIO livelli ‘sicuri’ di esposizione nell’uomo (se esiste una dose soglia) il rischio associato ad un determinato livello di esposizione (se non esiste una dose soglia) le decisioni per la tutela della salute dell’uomo e dell’ambiente suscettibilità di subpopolazioni (bambini, donne in gravidanza, genotipi particolari, condizioni socio-economiche)

studi sperimentali,epidemiologici, sulle relazioni struttura-attività consentono identificazione e caratterizzazione della pericolosità (curve dose-risposta, organi bersaglio, etc.). I criteri per la valutazione del rischio e le conseguenti decisioni variano da paese a paese (UE, USA, etc.), ed anche in dipendenza dell’autorità (agenzia, organizzazione, etc.) e dei suoi compiti (es. tutela dell’ambiente, della salute umana, igiene del lavoro).

VALUTAZIONE DELLE INFORMAZIONI Valutazione relazione dose-risposta; Stima dei livelli accettabili.   Composti non cancerogeni (e cancerogeni non genotossici). Per questi composti esiste una dose soglia, al di sotto della quale l’effetto tossico non si manifesta. Gli studi su animali forniscono i livelli di NOEL. I valori di NOEL sono la base di partenza per il calcolo dei livelli accettabili.

N(o) O(bserved) E (ffect) L (evel): il più alto livello di dose (esposizione) in cui vi è assenza di effetti osservabili. In genere: espressi come mg/kg peso corporeo/giorno

Il principio generale è che i livelli accettabili sono i valori di NOEL divisi per un fattore di incertezza (F.I.; Uncertainty Factor, UF) Ad es.: ADI (Acceptable Daily Intake) = NOEL/F.I. Possono essere determinati più valori di NOEL (per diversi effetti, per neonati, etc.) unico valore di livello accettabile (il più basso) oppure valori diversificati in base alla popolazione di riferimento (ad es., ADI per i bambini, per gli adulti)

Se non è stato possibile determinare la NOEL, si utilizza la LOEL (Lowest Observable Effect Level), utilizzando un ulteriore fattore di correzione, pari a 10.

FATTORI DA CONSIDERARE NEL CALCOLO DEI LIVELLI ACCETTABILI: 1) RELAZIONE NON LINEARE TRA DOSE ED EFFETTO: Tossicocinetica non lineare: la tossicità che si manifesta (solo) ad alte dosi nell’animale può essere dovuta a fenomeni di saturazione o all’aumento della formazione di metaboliti minori. Diverso meccanismo d’azione tra alte e basse dosi 2) ESTRAPOLAZIONI PER DIVERSA DURATA DI ESPOSIZIONE: Studi sub-acuti o sub-cronici nell’animale, esposizione cronica nell’uomo estrapolare su base giornaliera; introdurre fattori di correzione addizionali (se l’emivita del composto è tale da non dare accumulo in condizioni intermittenti). 3) ESTRAPOLAZIONI PER DIVERSE VIE DI ESPOSIZIONE; Possibile solo se si conoscono le biodisponibilità con le diverse vie.

Esistono molti ‘tipi’ di livelli accettabili, in dipendenza della durata delle caratteristiche dell’esposizione e della sostanza. I più usati sono: Reference Doses (RfDs, Dosi Di Riferimento): Possono riferirsi ad esposizioni di diversa durata; esprimono i livelli che si stima non esercitino effetti tossici per l’uomo, nelle specifiche condizioni di esposizione. ADI (Acceptable Daily Intake), TDI (Tolerable Daily Intake): Livello di assunzione giornaliera durante tutta la vita che sembra esente da rischi apprezzabili allo stato attuale delle conoscenze (definizione who). Virtually Safe Dose (VSD; usata soprattutto per cancerogeni): dose associata ad un livello di rischio (probabilità) giudicato accettabile (1/106 o 1/105)  

LIMITI INTRINSECI DELL’USO DEI VALORI NOEL Il NOEL è, per definizione, un valore testato sperimentalmente (non può essere estrapolato); il suo valore dipende dal protocollo sperimentale: numero di animali, dosi utilizzate, tipo di risposta osservata (sensibilità). Ad es. Gli esperimenti che utilizzano pochi animali danno valori di NOEL più elevati. E’ stato calcolato che ad una dose NOEL può essere associato un rischio pari al 5-20%.  Una volta identificato il valore NOEL, il resto della curva dose-risposta non viene utilizzato; il valore derivato è indipendente dalla variabilità osservata nell’intera curva e non è influenzato dalla forma e pendenza della curva.

APPROCCI ALTERNATIVI BENCHMARK DOSE (DOSE STANDARD)  1. Si elabora la curva dose-risposta in base ai dati sperimentali. 2. Si estrapola la dose associata ad un effetto in una determinata percentuale di animali (1, 5 o 10%) (o ad un effetto pari al 1, 5 o 10% dell’effetto massimo). 3. Si calcola l’intervallo di confidenza di questa dose. Il limite inferiore dell’intervallo di confidenza è la BENCHMARK DOSE (BMD O BMD-L). Questa dose viene poi divisa per un fattore di incertezza (può essere minore rispetto a quello utilizzato con NOEL).

BENCHMARK DOSE (DOSE STANDARD) Rispetto all’approccio NOEL, questo metodo ha i seguenti vantaggi: Si utilizza l’intera curva dose risposta (la BMD viene estrapolata) Si include una misura della variabilità (sperimentale+biologica)

Cancerogeni genotossici non si può definire NOEL/ /RfD, si ragiona in termini di livello di rischio Criteri della WHO: = 1/10.000 100.000 "tollerabile " (se la popolazione esposta è piccola), = 1/100.000 -1 milione "accettabile”(considerare il costo sociale di eliminare la esposizione); = 1/>1 milione è definito “trascurabile“ (in ogni caso).

VALUTAZIONE DELL’ESPOSIZIONE UMANA Stabilire quali vie di esposizione sono rilevanti (per il rischio) Quantificazione dell’entità dell’esposizione per ogni singola via Calcolo dell’esposizione totale Definizione delle popolazioni a rischio L’esposizione può essere calcolata per: Tutta la popolazione; Popolazioni specifiche (es. Bambini); Individui altamente esposti (es. Persone che vivono vicino alla fonte di inquinamento) Monitoraggio ambientale, occupazionale ecc. Misurazione dei livelli plasmatici di popolazioni campione

VARIABILITÀ INTERINDIVIDUALE La valutazione del rischio non può essere indirizzata solo alla protezione della popolazione ‘media’. Oltre agli individui più esposti occorre riconoscere e proteggere gli individui più suscettibili.   I fattori che influenzano la suscettibilità sono: 1) ENDOGENI: Caratteri genetici Patologie Età (sviluppo embrio-fetale) Sesso 2) ESOGENI: Comportamenti (fumo) Co-esposizioni (anche farmaci) Misure di protezione

GESTIONE DEL RISCHIO E’ la componente dell’analisi del rischio che permette di incorporare fattori non scientifici per giungere ad una decisione politica (norme e controlli). La comunicazione del rischio prevede la comunicazione della decisione raggiunta e permette il coinvolgimento del pubblico nel cosiddetto “ciclo della gestione del rischio”

COMUNICAZIONE DEL RISCHIO Consiste nel processo interattivo di scambio di informazioni e di opinioni sui rischi tra esperti (di valutazione, gestione, ecc..) ed altre parti interessate (individui, gruppi, istituzioni). Secondo una definizione del U.S. National Research Council Committee, deve riguardare non solo argomenti strettamente inerenti la natura del rischio, ma anche dubbi e/o reazioni a messaggi sul rischio e/o a provvedimenti legali e istituzionali intrapresi per la sua gestione

Limiti Massimi di Residui La valutazione del rischio per la tutela della salute del consumatore, avviene considerando i Limiti Massimi di alcune sostanze legalmente permessi in prodotti di origine animale e vegetale destinati al consumo umano. Disposizioni comunitarie armonizzate atte a permettere il libero scambio di prodotti alimentari, fissano i LM di talune sostanze negli alimenti destinati al consumo umano, per i quali si effettua la valutazione del rischio cronico (TDI; ADI stima dell’esposizione attraverso modelli) e acuto.

La somma degli LM presenti in tutti gli alimenti, accorpati secondo modelli rappresentativi delle diverse diete (incluse quelle tipiche di neonati e bambini) deve rappresentare una piccola % del valore di ADI perché l’LM sia ritenuto accettabile. Margini di sicurezza sufficienti anche presupponendo che altre fonti di esposizione possano contribuire alla esposizione totale di ogni individuo.

PREVENZIONE CONTAMINAZIONE ALIMENTI Limitazione, ottimizzazione impiego fitofarmaci, farmaci veterinari, disinfettanti, etc. Tutela ambientale: corretta gestione rifiuti gassosi, liquidi, solidi; difesa del suolo Forte limitazione nell’impiego di sostanze estranee (additivi, coadiuvanti tecnologici, etc.) Adeguamento legislativo (inquinanti ambientali, cessione da contenitori, imballaggi, superfici di contatto, etc.) Potenziamento ricerca scientifica in tutti i settori attinenti le produzioni alimentari Promozione strategie di produzione alternative Potenziamento organi di controllo Controllo totale ogni fase di processo

PREVENZIONE RISCHI CONSUMATORE Corretta applicazione criteri elencati elimina/riduce fortemente rischi sanitari consumatore Introduzione protocolli autocontrollo consente verifica qualità prodotti alimentari a partire da materie prime e via via lungo tutta la filiera produttiva Intolleranze, suscettibilità individuali vanno approfondite ed affrontate adeguatamente Educazione alimentare consente corretta applicazione criteri dietetici ottimali, con riduzione rischi connessi con eccessiva introduzione componenti tossici naturali in alimenti