L’accumulo di nanoparticelle (NPs) nell’ambiente può influire sulla salubrità dei prodotti che giungono sulle nostre tavole. Per valutare correttamente i potenziali rischi per la salute sono necessari studi accurati per comprendere il comportamento e il potenziale di bioaccumulo delle NPs nella catena alimentare, informazioni essenziali per una corretta valutazione del rischio e dell’esposizione dei consumatori.
I molluschi bivalvi possano fungere da sentinelle del potenziale bioaccumulo? Per rispondere a tale quesito, ricercatori dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie (IZSVe) hanno valutato la capacità delle NPs di biossido di titanio di accumularsi in cozze (Mytilus galloprovincialis) sottoposte a contaminazione sperimentale. Lo studio è stato condotto dalla SCS2 – Chimica e dal Centro specialistico ittico dell’IZSVe, in collaborazione con il RIKILT (Istituto per la Scurezza Alimentare dell’Università di Wageningen, Paesi Bassi) nell’ambito del progetto di ricerca corrente RC IZSVe 06/2015, finanziato dal Ministero della salute.
I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Food Chemistry.
Nanoparticelle, biossido di titanio e molluschi bivalvi
Negli ultimi decenni l’impiego di nanoparticelle (NPs) è sensibilmente aumentato grazie al loro utilizzo in molteplici settori industriali per lo sviluppo di prodotti innovativi. Tra le più utilizzate ci sono le nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2NPs).
Negli ultimi decenni l’impiego di NPs è sensibilmente aumentato grazie al loro utilizzo in molteplici settori industriali per lo sviluppo di prodotti innovativi. L’Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) ha indicato le nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2NPs) tra le NPs da monitorare maggiormente in relazione alle loro proprietà, diffusione e importanza commerciale (sono presenti per esempio in vernici, inchiostri, creme solari e additivi alimentari).
La comunità scientifica è tuttavia concorde nel riconoscere che un loro impiego continuo e ripetuto può comportarne un progressivo rilascio nell’ambiente, con il conseguente rischio di esposizione per uomo e animali. Come altri contaminanti classici, anche le TiO2NPs possono facilmente raggiungere le acque reflue, per poi confluire nell’ambiente marino. Quest’ultimo, in ragione delle sue particolari caratteristiche, ne può favorire l’aggregazione, rendendo le NPs più facilmente assimilabili ed accumulabili.
Nonostante ciò non è stata finora condotta una valutazione del rischio specifica, che chiarisca il ruolo e il destino delle TiO2NPs in matrici ambientali e biologiche, compresi gli animali destinati al consumo umano. Tra questi i molluschi bivalvi, in quanto animali filtratori, possono essere considerati dei potenziali bioindicatori di questi nuovi contaminanti che, se ingeriti, rappresentano un possibile rischio per la salute dei consumatori.
La valutazione del bioaccumulo nei bivalvi
Gli studi finora condotti sui molluschi bivalvi, in particolare su cozze (Mytilus galloprovincialis) e vongole veraci (Ruditapes philippinarum), hanno valutato gli effetti delle TiO2NPs in termini di alterazioni fisiologiche e riproduttive e di tossicità per l’ospite. La valutazione del bioaccumulo è stata limitata alla misurazione della concentrazione totale di titanio utilizzando metodi analitici classici (spettroscopia di assorbimento atomico – AAS, spettrometria di massa al plasma accoppiata induttivamente – ICP-MS, spettroscopia di emissione atomica al plasma accoppiata induttivamente – ICP-OES), senza tuttavia distinguere le NPs dagli ioni.
Il largo uso di NPs comporta un progressivo rilascio nell’ambiente, e i molluschi bivalvi possono essere considerati dei potenziali bioindicatori dell’accumulo di NPs. Mancano però dati sull’effettiva concentrazione di TiO2NPs nei tessuti dei e del loro potenziale di trasformazione in vivo nei molluschi.
La rilevazione delle NPs è piuttosto complicata, poiché le tecniche analitiche classiche non sono in grado di definire contemporaneamente tutti quei parametri che caratterizzano un nanomateriale, ovvero non solo la composizione chimica, ma anche la dimensione e la forma. Un nanomateriale, infatti, presenta la stessa composizione chimica del materiale in scala normale (in questo caso gli ioni di titanio), ma può avere proprietà chimico-fisiche e attività biologiche diverse in ragione della diversa superficie specifica (ovvero l’area superficiale per unità di massa), che nei nanomateriali è più estesa. Di conseguenza, mancano dati sull’effettiva concentrazione di TiO2NPs nei tessuti e del loro potenziale di trasformazione in vivo nel mollusco.
Lo studio dell’IZSVe
I ricercatori IZSVe hanno condotto uno studio in vivo su esemplari di Mytilus galloprovincialis provenienti dalla laguna veneta, suddivisi in gruppi trattati (con NPs e/o titanio ionico) e gruppi di controllo. Al termine del trattamento, alcuni sono stati quindi sottoposti a depurazione, per valutarne l’efficacia; successivamente, tutti i mitili sono stati analizzati dal punto di vista chimico e istologico.
Per l’analisi chimica è stato impiegato un approccio combinato di tecniche analitiche classiche e innovative: per determinare il livello di titanio totale, digestione con acido nitrico del mollusco (valve escluse) e spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS); per individuare le TiO2NPs, digestione enzimatica e spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente operante in modalità “singola particella” (spICP-MS). Quest’ultima è in grado di rilevare bassissime concentrazioni di NPs discriminando tra la presenza di NPs e ioni.
L’analisi in ICP-MS ha mostrato la presenza di titanio in tutti i gruppi trattati, in livello proporzionale all’esposizione stessa. L’analisi in spICP-MS ha rivelato che tutto il titanio presente nelle cozze trattate con TiO2NPs era sotto forma di NPs con distribuzione dimensionale simile alle nanoparticelle somministrate, evidenziando sia l’effettiva capacità dei mitili di bioaccumulare TiO2NPs sia l’assenza di eventuali biotrasformazioni delle NPs.
Anche il titanio presente nelle cozze trattate con ioni di titanio era sotto forma di NPs, con una distribuzione dimensionale completamente diversa dagli altri gruppi, suggerendo in questo caso la potenziale formazione di NPs nel mollusco in vita a partire dal titanio ionico. Questi risultati sono stati successivamente confermati anche mediante microscopia elettronica a trasmissione (TEM) accoppiata a un rivelatore a dispersione di energia (EDS).
Uno studio dell’IZSVe ha evidenziato sia l’effettiva capacità dei bivalvi di bioaccumulare TiO2NPs, sia l’assenza di eventuali biotrasformazioni delle NPs. Tuttavia già dopo 3 giorni dalla somministrazione i mitili siano stati in grado di auto-depurarsi. Questo evidenzia l’importanza delle procedure di depurazione previste dalla normativa vigente.
La fase di depurazione ha infine evidenziato come già dopo 3 giorni dalla somministrazione i mitili siano stati in grado di auto-depurarsi, con una diminuzione delle NPs presenti in tutti i gruppi sottoposti a trattamento.
L’importanza della depurazione e del controllo dei bivalvi
Lo studio del comportamento di TiO2NPs in ambiente marino e la valutazione della loro capacità di accumulo in molluschi bivalvi appositamente contaminati ha fornito un primo contributo reale per valutarne l’impatto nell’ambiente, nonché per simulare un potenziale ma reale scenario di esposizione alle NPs per l’uomo. Dopo 3 giorni di depurazione, le cozze contaminate hanno infatti eliminato oltre il 70% delle NPs di biossido di titanio, suggerendo una possibile esposizione dei consumatori all’ingestione di TiO2NPs, qualora vengano consumate cozze non sottoposte a un adeguato processo di depurazione.
I rischi potenziali derivanti dalla presenza delle NPs negli alimenti sono tuttora oggetto di studi e valutazioni scientifiche da parte dell’EFSA e degli enti sanitari nazionali. Pertanto, anche nello specifico caso delle TiO2NPs restano da stabilire i livelli massimi di sostanza che non abbiano un effetto tossico dimostrabile e rilevante per la salute umana.
Tuttavia la salubrità e il consumo in sicurezza dei molluschi bivalvi da pericoli di natura biologica o chimica è sempre garantita dal lavoro congiunto di produttori e autorità sanitarie, sulla base delle procedure stabilite dalla normativa vigente, che prevede anche un’adeguata e completa depurazione dei mitili. In fase di acquisto il consumatore può riconoscere l’applicazione di queste misure dalla presenza di un prodotto vivo e vitale, confezionato in retine o vaschette e provvisto di regolare etichetta.
