Inquinamento e catena alimentare

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1 Inquinamento Ambientale e danni alla salute dei bambini 4-6 Aprile 2014 Inquinamento e catena alimentare Dott Francesca De Maio ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e Ricerca Ambientale) 1

2 I bambini sono più vulnerabili degli adulti all esposizione ad inquinanti ambientali perchè: Il loro sistema corporeo si deve ancora sviluppare Essi mangiano, bevono e respirano di più in proporzione alle dimensioni del loro corpo Il loro comportamento può esporli maggiormente a sostanze chimiche e organiche 2

3 Vulnerabilità alle sostanze chimiche nel periodo dello sviluppo Gli organi e i tessuti si formano in diversi stadi Il sistema immunitario è ancora immaturo La riparazione dei danni del DNA non è efficace in tutte le cellule Il metabolismo epatico non è in grado di detossificare le sostanze chimiche la barriera ematoencefalica non è completamente formata Gli effetti epigenetici cambiano nel corso dello sviluppo Outcomes 1/3 degli aborti - esposizione occupazionale materna a sostanze chimiche (Lipscomb et al., 1991; Windham et al., 1991 Schenker et al., 1995) Esposizione a sostanze chimiche durante la gestazione è associata a modificazioni del peso alla nascita Bosley et al.,1981; Wang et al., 2002; Sram et al., 2005; Rylander et al., 1995 Esposizione a sostanze chimiche ambientali può causare deficit neurocomportamentali Adams et al., 2000; o deficit neurovegetativi Cory-Slechta et al.,

4 Inquinanti chimici Metalli pesanti POPS (persistent organic pollutantats) Pesticidi Inquinanti atmosferici Interferiscono con la crescita e lo sviluppo del bambino Attraversano la placenta, passano nel latte materno L assorbimento di inquinati chimici può avvenire attraverso via orale, dermica e polmonare La tossicocinetica (assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione) influenza il danno chimico e cambia tra l adulto e il bambino; gli organi in via di sviluppo sono più suscettibili agli insulti tossici. Anche l assorbimento delle sostanze chimiche varia tra adulto e bambino. 4

5 Interferenti endocrini Conosciuti anche con il nome e la sigla inglese di Endocrine Disruptors (EDC). Quattro gruppi: 1. Contaminanti persistenti 2. Pesticidi, biocidi 3. Sostanze industriali diffuse nei prodotti di consumo (bisfenolo-ftalati) 4. Sostanze naturali (micotisina, zeralenone, fitoestrogeni) Molti dei residui chimici agiscono come interferenti endocrini 5 Meeker JD. Arch Pediatr Adolesc Med 2012;166:1-7 Newbold RR. Am J Clin Nutr 2011;94(suppl): S

6 Interferiscono con il sistema endocrino e con molte funzioni corporee, comportament o, fertilità, metabolismo cellulare 6 Sistema riproduttivo alterazioni della pubertà, dei cicli mestruali e della fertilità Sindrome metabolica obesità (l omeostasi tiroidea e steroidea), diabete Cancro rischio più elevato di cancro degli organi riproduttivi o ad essi correlati SNC alterano lo sviluppo del cervello: problemi cognitivi e di apprendimento, difetti congeniti.

7 Interferenti Endocrini (IE) obesità e sindrome metabolica POPs (pesticidi, diossine, furani,ipa) Esposizione con la dieta G1 bassa concentrazione POPs basso rischio di diabete anche BMI >30; G5 alta concentrazione POPs il rischio di diabete è alto anche se il BMI <25 7 CHEM TRUST CHEMICAL EXOPUSRE AND RISK OF OBESITY AND DIABETES 2012 USA Lee DH diabete care 2006)

8 Esposizione umana a interferenti endocrini La dieta rappresenta la principale via di esposizione nell organismo umano. (Specie ittiche di Augusta e Castellammare) (prodotti in scatola) (Perra, G Atti V Conv Naz Cons Naz Interuniv Scienze Mare, 2006) E stato riportato che durante le fasi di preparazione e di conservazione di alimenti si può verificare un passaggio di PFC dai contenitori ai prodotti destinati al consumo. Al momento il valore RdF dell assunzione alimentare di PFOS e PFOA per la popolazione italiana è stato stimato pari a 25 ng/kg/die per PFOS e a 333 ng/kg/die per PFOA.L EFSA ha adottato un opinione su PFOS e PFOA nel febbraio Per quanto riguarda il PFOS, il gruppo di esperti ha stabilito un Tolerable Daily Intake (TDI) di 150 ng/kg/die, mentre per il PFOA, un TDI di 1,5 μg/ kg/die 8

9 Interferenti endocrini e dieta Una delle principali fonti esposizione è la dieta - EDID: EDCs Diet Interaction Database ISS (banca dati sugli studi presenti in letteratura internazionale rischi e benefici della modulazione endocrina) L apporto di alcuni nutrienti può modulare la suscettibilità agli interferenti endocrini Cadmio, PCB, Diossine inducono aumento dello stress ossidativo che può essere ridotto dall assunzione di vitamine (A,C, E) o sostanze antiossidanti Alcuni IE possono invece interferire con alcuni nutrienti agendo come fattori antinutrizionali (es EI tireostatici (per cloroetilene) con lo iodio; i ritardanti di fiamma (polibromo difenil eteri PBDE) con la Vitamina A 9

10 Diossine e Furani Composti chimici sono prodotti in quantità ridottissime ma pericolose nei: processi di combustione (fonderie, industria del petrolio e della plastica, incenerimento e incendio di rifiuti con plastiche e altre sostanze contenenti cloro) industrie chimiche (pesticidi, erbicidi, sbiancamento con cloro della polpa di legno nelle cartiere), per poi essere rilasciate in atmosfera. Vie di esposizione: alimenti (90-95%), ricchi di grassi (pesci, latte, formaggio) l aria che respiriamo (5-10%) la pelle, in caso di esposizione occupazionale. il sangue placentare e il latte materno 10 Vreugdenhil HJ, Environ Health Perspect 2002;110:A593-8 Harden F National Dioxins Program, Technical Report N. 10. Australian Government, Department of the Environment and Heritage, Canberra, 2004 ;Pandelova PCB. Chemosphere 2010;81: Boersma ER. Adv Exp Med Biol 2000;478:271-87

11 Diossine e furani sono pericolosi perché: Si concentrano nella catena alimentare e sono bioaccumulabili Le diossine e i furani sono tra i composti più tossici che si conoscano (si misurano picogrammi, un miliardesimo di miliardesimo di grammo) e il solo modo efficace di affrontarli è prevenire la loro produzione. L intossicazione acuta può causare la morte, difetti congeniti e danni gravi a molti organi e tessuti (guerra del Vietnam) e incidenti industriali (Seveso) L esposizione cronica è associata a una maggiore incidenza di molti tipi di cancro, di difetti congeniti e di insufficiente sviluppo neurologico e mentale. Oltre a questi effetti, diossine e furani agiscono da interferenti endocrini. 11

12 Il bio accumulo delle diossine nella catena alimentare 12

13 Bifenili policlorurati (PCB) I bifenili policlorurati erano usati nei dispositivi elettrici. produzione è stata bandita nel 1979 (USA) e nel 2001 Convenzione di Stoccolma sui POPs. PCB (lunga persistenza) si trovano ancora nell ambiente, possono ancora entrare nella catena alimentare e nel sangue del cordone ombelicale e nel latte materno I PCB agiscono come interferenti endocrini. L esposizione a PCB in utero e dopo la nascita può anche portare a basso peso del neonato disturbi neurologici e dello sviluppo (basso quoziente intellettivo, anomalie del comportamento, deficit di memoria) immunodeficienze. 13 Blanck HM,Epidemiology 2000;11:641-7 Govarts E, Environ Health Perspect 2012;120: Weijs PJM, Chemosphere 2006;64:1521-5

14 Pesticidi Il DDT i pesticidi organoclorurati, e loro metaboliti (per esempio l esaclorobenzene), sono stati tra i primi residui chimici a essere ritrovati nel latte materno, dove si accumulano grazie alla loro affinita per i grassi e alla loro lunga vita (e molto difficile metabolizzarli ed eliminarli). Banditi nel 2001 in tutto il mondo dalla Convenzione di Stoccolma POPs, si ritrovano ancora nell uomo e in altri mammiferi; Molti pesticidi agiscono da interferenti endocrini. Possono causare: mal di testa, irritabilita, vertigini, nausea, vomito, tremori, eccitazione, convulsioni, perdita di coscienza, depressione respiratoria e del sistema nervoso centrale, fino alla morte 14 Eggesbo M,Environ Res 2009;109:559-66

15 Pesticidi Possono contaminare aria, acqua e suolo. Possono causare una riduzione della biodiversità POPs Inquinanti organici persistenti: Persistono a lungo nell ambiente e possono viaggiare per lunghe distanze. Si depositano nel tessuto adiposo. L esposizione avviene attraverso l ingestione di cibo, pesce, carne. I POPs derivano prevalentemente da pesticidi e prodotti chimici industriali. Prodotti di pulizia e l igiene della casa 15

16 Pesticidi nel piatto Nel 2012 la percentuale di campioni ortofrutticoli Irregolari resta ferma allo 0,6% e quella dei campioni con un solo residuo al 18,3% 16 Nella frutta che si concentra la gran parte del multi residuo ( pere 52,4%; uva 44,7%, mele 43,3%, fragole 42) Legambiente pesticidi nel piatto 2012 I campioni multiresiduo Diminuiscono solo di un punto percentuale 17,1% (18,5% nel 2011), aumento di campioni regolari senza residui che arrivano al 64% (62,9% del 2011) Miglioramento dei prodotti trasformati, più campioni regolari (da 69,2% a 64% del 2012) e di quelli con un solo residuo (da 16.5% a 17,7% del 2012) diminuzione dei campioni multi residuo che passano dal 14,2% del 2011 all 8,7% di quest anno.

17 Pesticidi nelle acque rapporto 2010/2013 ISPRA La frequenza di pesticidi nelle acque superficiali passa dal 20% circa nel 2003 fino al valore massimo del 38% nel 2006, collocandosi poi sempre su valori superiori al 30%. Quella nelle acque sotterranee, partendo da un valore inferiore al 15% nel 2003, registra il valore massimo del 27% nel

18 Livelli di contaminazione rispetto agli SQA Standard di Qualità Ambientale (SQA) la concentrazione di un particolare inquinante o gruppo di inquinanti nelle acque, nei sedimenti e nel biota che non deve essere superata, per tutelare la salute umana e l'ambiente (direttiva 2008/105/CE acque superficiali e 2006/118/CE acque sotterranee)

19 Bisfenolo A (BPA) Il bisfenolo A (BPA) utilizato nelle bottiglie di plastica e le tazze in policarbonato, e per rivestire scatole metalliche e di plastica per alimenti e bevande (latte artificiale liquido e bevande gassate). Le molecole di BPA si staccano facilmente dalla plastica, lo si ritrova spesso nel latte artificiale, proviene dalle pellicole delle confezioni, e dai biberon di policarbonato. Il BPA entra facilmente nella catena alimentare e lo si ritrova in urina, sangue, incluso quello delle donne in gravidanza e del cordone ombelicale, e nel latte materno; i feti e i bambini possono quindi essere esposti al BPA anche se non sono alimentati con biberon e latte artificiale inquinati da BPA. Il BPA e un interferente endocrino che imita gli estrogeni. Causa effetti su cervello, distrurbi neurocomportamentali, sulla prostata I bambini sono esposti per via placentare, con il latte materno, con il biberon e con cibi e bevande inquinati 19 Eggesbo M,Environ Res 2009;109: Bucher J, LaKind JS, J Expo Sci Environ Epidemiol 2011;21:272-9 ; Braun JM,. Pediatrics 2011;128;873-82

20 Ftalati Usati comunemente per ammorbidire prodotti di plastica e renderli più flessibili, gli ftalati si possono trovare nei biberon e in altri prodotti (per esempio in ciucci e tettarelle) e giocattoli per bambini, oltre che in materiali usati per la salute e l igiene personale; si possono trovare anche in dispositivi medici, per esempio nelle sonde usate per l alimentazione nasogastrica. Dato che gli ftalati non sono chimicamente legati alla plastica, sono rilasciati con relative facilita per evaporazione o abrasione, e possono quindi entrare nella catena alimentare e quindi inquinare il latte materno. Gli ftalati hanno effetti avversi sul fegato, i reni e il sistema riproduttivo in particolare, dato che agiscono come interferenti endocrini. Fromme H, Environment International 2011;37:

21 Benzo(a)pirene e IPA 21 Come il benzene, il toluene, il naftalene e molti altri composti, il benzo(a)pirene appartiene alla grande famiglia dei cosiddetti idrocarburi policiclici aromatici (IPA). I suoi metaboliti sono mutageni e altamente carcinogeni, tanto da essere elencato come carcinogeno del Gruppo 1 dall Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) dell OMS. Gli IPA sono sottoprodotti di combustioni incomplete o della combustione di materiale organico come ad esempio tabacco, benzina, legno, cibo e rifiuti. Gli IPA si trovano soprattutto nell aria, ma si possono trovare anche in alcuni alimenti e in fonti d acqua. Di conseguenza, sono assorbiti per lo più con l aria, ma anche per contatto con la pelle e per bocca. IPA sono associati a danni del midollo osseo, cambiamenti nelle cellule del sangue, alterazioni dello sperma, anormalità dello sviluppo (riduzione della crescita fetale, alterata formazione del sangue fetale, ritardata ossificazione), alterazioni del sistema immunitario e tumori (leucemia). I bambini possono essere esposti in utero attraverso la placenta, e dopo la nascita via latte materno, latte artificiale e alimenti industriali per bambini.

22 Melamina La melamina e un composto sintetico usato nei fertilizzanti; nelle plastiche. La melamina di per sé è atossica in basse dosi, ma quando è combinata con acido cianurile forma un composto insolubile (melamina cianurata). Melamina ed Acido Cianurile sono eliminati per via renale, possono formare cristalli che possono danneggiare i reni. La melamina, nelle schede di sicurezza (SDS) dei prodotti che lo contengono, è descritto come "Pericoloso se ingerito, inalato o assorbito attraverso la pelle.l'esposizione cronica può provocare il cancro o danni riproduttivi. Inoltre risulta essere irritante per pelle e vie respiratorie. Nel 2007, una ditta cinese ha aggiunto melamina al latte di mucca usato per produrre latte artificiale per aumentarne il contenuto proteico. i bambini alimentati con questo latte hanno sofferto di calcolosi renale e insufficienza renale acuta (con exitus o insuff renale cronica) Fangstrom B, Environ Health Perspect 2008;116:963-9; Dorea JG, Clinical Nutrition 2006;25:369-76; Sakamoto M, Man Chan H, Ecotoxicol Environ Saf 2012;84: ; Alison Snyder. Protein Pretense, Scientific American Magazine. (2008); How Two Innocuous Compounds Combined to Kill Pets, Washington Post. (2007) David Bradley. Melamine in milk, Sciencebase. (2008); Poison pet food woes seem to hit cats harder, USA Today (2007). 22

23 Metalli I metalli pesanti come il cadmio, il piombo e il mercurio sono inquinanti comuni emessi prevalentemente in atmosfera da diverse attività industriali Una grave intossicazione da mercurio può portare a danni cerebrali alla nascita o subito dopo, come durante il noto disastro di Minamata in Giappone negli anni 50 23

24 Piombo I bambini sono molto suscettibili il loro sistema nervoso centrale è vulnerabile anche a bassi livelli di esposizione che possono causare seri danni neurologici con riduzione del QI. l esposizione è prenatale avviene per via transplacentare sintomi e segni aspecifici sono malessere, cefalea, alterazioni del comportamento, dolore addominale. In caso di esposizioni ad elevate concentrazioni possono determinare encefalopatie severe 24 L esposizione al piombo può essere lavorativa (vernici, esplosivi, batterie, costruzioni, fonderie, miniere), domestica ristrutturazioni con produzione di molta polvere da vecchie tinte, hobby come la colorazione di figurine di piombo, saldature elettroniche), dall acqua (vecchie tubature, inquinamento da miniere o industria), e per tradizioni quali l uso di medicine e cosmetici popolari contenenti piombo; fino a qualche anno fa, anche le otturazioni dentarie erano una fonte di piombo.

25 Arsenico L arsenico e' un elemento chimico presente nell'ambiente in varie forme organiche e inorganiche. Le forme inorganiche dell'arsenico sono assai piu' tossiche di quelle organiche. La principale minaccia per la salute pubblica deriva dalle falde acquifere contaminate, per cause naturali o per l uso di pesticidi e fertilizzanti contenenti arsenico; altre fonti: riso i frutti di mare e i pesci Fangstrom B, Environ Health Perspect 2008;116: I sintomi acuti: vomito, dolore addominale e diarrea, seguiti da torpore, formicolii, crampi e morte nei casi più estremi. Effetti cronici (almeno 5 anni): cambiamenti nella pigmentazione e lesioni cutanee sulle palme delle mani e le piante dei piedi e possono essere precursori di un cancro alla pelle.

26 26 Water exposure pathway

27 Cadmio La fonte più comune di cadmio è il fumo di sigaretta (le sigarette possono contenere fino a 1,2 μg di Cd); meno importanti sono l esposizione occupazionale (batterie, plastiche, pigmenti, rivestimenti metallici) e con la dieta (pesce, animali e piante cresciuti in acque e suoli inquinati). Il cadmio è presente nelle coltivazioni agricole attraverso la deposizione atmosferica e l uso di fertilizzanti chimici. 27 Cd che può essere ingerita settimanalmente da un adulto è pari a 500 μg, cioè 7 μg/kg di peso corporeo corrispondente 1 μg/kg al giorno e si considera mortale una dose pari a 100 μg/dl. Il limite massimo ammissibile nelle acque potabili è di 3 μg/l (D.M. del 29/12/2003).

28 Cadmio Cadmio è rilasciato in atmosfera da fonti naturali e antropogeniche. I vulcani, particelle del vento, emissioni biogeniche sono considerate le principali fonti naturali di cadmio in atmosfera (Nriagu, 1989). Principale via di assorbimento è quella inalatoria: vapori, fumi o polveri di ossido di Cd derivanti da processi di combustione e da lavorazioni industriali si accumulano nell atmosfera con una dose assorbita che va dal 10 al 40%. Nell esposizione industriale un ruolo meno importante ma non trascurabile ricopre la via gastrointestinale con una dose assorbita che va dal 2 al 10%. Per la popolazione generale la via gastrointestinale è la principale via di assorbimento. (50%) L intossicazione acuta sintomi evidenti a carico dell apparato respiratorio quali tosse, dispnea, cianosi, irritazione tracheo-bronchiale, sensazione di oppressione toracica nonché cefalea. Nordberg G.F.: Scand. J. Work Environm Health, 19(1), , 1993; Nordberg, GF. 2004;17: L intossicazione cronica ha come manifestazioni principali ma non uniche, la nefropatia tubulare, l enfisema polmonare, l osteoporosi e l osteomalacia. Hagman U". Acta Paediatr. Scan., 75, 1 56,1986; Leffel EK.Toxicology 188(2,3) Jun

29 Contenuto critico di cadmio nel terreno come criteio della qualità del cibo per la lattuga Influenze di ph, del contenuto in argilla e del contenuto di sostanza organica sul contenuto critico di cadmio nel terreno per cui il criterio di qualità del cibo per la lattuga non è stato superato Negli animali il cadmio di accumula prevalentemente nel fegato e nel rene Vi sono ampie differenze nella concentrazione di cadmio in diversi tipi di cibo : latte, 1 μg/kg; carne, pesce e frutta 1 50 μg/kg; grano, riso, patate e verdure a foglia μg/kg; rene, fegato e ostriche μg/kg. 29

30 Mercurio Può trovarsi in varie forme la forma organica il metil mercurio si accumula nei pesci ed è un importante fattore di rischio per feto se il pesce contaminato viene ingerito dalla madre; può causare deficit neurocomportamentali NRC, 2000; Davidson et al., 2004 I bambini possono essere esposti anche al mercurio inorganico per via dermica in caso di utilizzo di creme e saponi contenti mercurio Il mercurio elementare vaporizza rapidamente ed entra in un ciclo globale e finisce per accumularsi in alcuni pesci e nei mammiferi marini. La principale fonte di mercurio nella dieta della madre è il pesce, compresi i mammiferi marini, pescato in acque inquinate. 30

31 Rischi per la salute dei metalli pesanti presenti nel Face Make up Environmental Defence Canada (2011) 31

32 32 Nutrizione - Ambiente

33 Composizione degli alimenti Il cambiamento climatico non influenza solo la resa di coltivazione ma anche la qualità e la sicurezza alimentare. Tali effetti avvengono attraverso differenti meccanismi quali lo stress termico, lo stress idrico, l attacco di parassiti e l insorgenza di malattie. Una meta-analisi di 228 esperimenti ha mostrato che una concentrazione elevata di CO 2 ( ppm) riduce il contenuto in proteine del 10-15% nel frumento, orzo, riso e patate e dell 1.4% nella. 33 (Tabu et al. 2008).

34 Ambiente, Clima e Nutrizione Differenti studi hanno evidenziato come l aumento di CO2 atmosferico e l aumento della temperatura influenzi la qualità del frumento (Takle et al. 2011); in particolare si è osservato sia una variazione del contenuto in amido e proteine, sia una variazione nell aspetto dell impasto e del volume dei pani (Ziska et al. 2004; Wrigley 2006; Feng et al. 2008; Bloom et al. 2010). La presenza di altri inquinati nell aria come SO 2, NO 2 e O 3 influenzano la resa di coltivazione e la qualità del frumento (Pikki et al. 2008b; Krisha et al. 2012). 34 Bloom et al. 2010

35 Esposizione ad Ozono e qualità delle patate (contenuto di zuccheri riducenti) Vorne et al Danni da a O3 chlorosi Necrosi progressiva Defoliazione Morte Le foglie delle patate mostrano: (a) no danni visibili da O3 (b) Danni moderati (c) Danni severi e visbili (reprinted from Donnelly et al. 2001a)

36 Ambiente, Clima e Nutrizione: composizione corporea animali Le alte temperature compromettono non solo la crescita ma anche la composizione corporea e quindi possono compromettere il valore nutritivo e la qualità della carne di maiale (rapporto proteine/ grassi) 36 E stata documentata la diminuzione del contenuto in proteine e in grassi nel latte bovino alle alte temperature (Bandaranayaka & Holmes 1976; Kadzere et al. 2002).

37 Ambiente Clima e Nutrizione: CO2 e acidi grassi omega-3 Nell ecosistema marino gli effetti dei cambiamenti climatici sono legati all aumento di CO 2 atmosferico, di radiazioni UV e delle temperature dell oceano; essi portano ad una diminuzione della crescita del fitoplancton marino e ad una ridotta sintesi di acidi grassi polinsaturi omega-3 (Kang et al. 2011; Kelishadi & Poursafa). 37

38 38

39 39

40 Conclusioni: Gestione e riduzione del rischio Porre maggiore attenzione problema della contaminazione ambientale. Rafforzare il legame tra conoscenza e intervento normativo sul territorio: - Biorisanameto territorio inquinati - Aggiornamento e miglioramento delle regolamentazioni (sicurezza alimentare, risposta ai rischi emergenti, sicurezza sul lavoro, es monitoraggio e valutazione comunicazione del rischio ai gruppi a rischio- bambini adolescenti) - Applicare il principio di sostituzione richiesto dal regolamento REACH (es sostituire gli ftalati con BRITE : sostanza biocompatibile) Progetto PREVIENI del MATTM : informazione al pubblico sulle sostanze chimiche.decalogo sugli IE per i cittadini 40

41 Grazie per l attenzione Dott Francesca De Maio 41

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