fig.1

Dato l'accresciuto impiego industriale di acrilamide, i tossicologi comincirono a interessarsi al composto per gli effetti riscontrati in lavoratori con frequenti esposizioni alla sostanza. Studi e osservazioni su animali e uomini rivelavano che l’alta reattività dell’acrilamide stava causando una varietà di seri effetti dannosi, tipo sonnolenza, menomazione dei coordinamenti, allucinazioni, confusione, sensazioni anormali e debolezza muscolare. Questi effetti indicavano che l’inalazione di vapori di acrilamide porta a disordini neurologici. Tali  reazioni neurotossiche furono anche osservate in animali di laboratorio esposti a livelli comparativi più elevati, in una gamma che causa il cancro. Fu condotto uno studio a lungo termine con il coinvolgimento di più di 8000 lavoratori che avevano inalato regolarmente acrilamide sui loro posti di lavoro  prima che la tossicità fosse interamente riconosciuta. I risultati di questo studio non dimostrarono accresciuti livelli di cancro. Tuttavia gli epidemiologi  e i tossicologi si sono trovati d’accordo nel dire che questo risultato negativo non può essere preso come prova che l’acrilamide non causi il cancro nell’uomo,  poiché la dimensione del campione poteva risultare troppo piccola per rilevare l'incidenza del cancro. Ulteriori studi hanno rivelato che l’acrilamide è capace di modificare il materiale genetico in batteri e animali.

La conosciuta tossicità e l’impiego su larga scala dell’acrilamide richiedono severi controlli dei prodotti che contengono la sostanza chimica, così come una protezione delle persone contro la loro esposizione a detta sostanza. Il WHO raccomandò nel 1985 che la concentrazione nell’aria dei luoghi di lavoro non eccedesse lo 0.1 g/m³. Analoghi limiti furono adottati e imposti dalle autorità nazionali. L’uso di poliacrilamidi che contengono additivi nella purificazione delle acque potabili era considerato un rischio potenziale a causa dell’acrilamide libera che vi potesse essere disciolta; la WHO indicò che dovesse essere stabilito un valore guida per l’acqua da rubinetto di 0.5 µg/l, un valore che poteva essere controllato usando  metodi analitici adatti. L’acrilamide per uso industriale o da laboratorio è classificata come un potenziale carcinogeno e deve comportare appropriati segnali di pericolo e avvertimenti tipo quelli mostrati in
figura 2

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 Il problema se l’acrilamide potesse anche contaminare gli alimenti era stato sollevato agli inizi degli anni ‘90 quando il British Central Science Laboratory aveva sviluppato un metodo analitico per determinare la presenza della sostanza nei pomodori coltivati su un mezzo sintetico; nessun livello di allarme era stato trovato a quel tempo.

Dopo una fase di ricerche intensive gli scienziati e gli operatori della regolamentazione rilavarono che l’acrilamide era uno dei tanti composti pericolosi necessari alle società industriali per una varietà d'utilizzi e che - se controllato in modo appropriato- avrebbe comportato solo un rischio piccolo e limitato per le persone. Sarebbero stati opportuni appropriati controlli.

Metodi di rilevamento in tessuti e alimenti

Un nuovo problema fu sollevato in Svezia nel 1997, durante la costruzione di un tunnel vicino Hallandsåsen sulla costa meridionale, quando vennero senalati gli effetti di un agente di cementazione  contenente acrilamide: “Effetti avversi di natura sintomatica da intossicazione di acrilamide erano riscontrati in vacche e pesci a valle dei lavori di costruzione” (European Environment Agency, 1998). In coincidenza, in Norvegia nello stesso anno si era verificato un evento analogo, che aveva provocato il sospetto nella stampa e nel pubblico in Scandinavi che l’uso dell’acrilamide non fosse sotto adeguati controlli.

Un gruppo dell’Università di Stoccolma condivideva queste preoccupazioni, ma doveva anche rispondere ad un problema sollevato dall’evento di Hallandsåsen: come si sarebbe dovuta misurare la quantità di acrilamide che era stata inalata o assorbita (attraverso la pelle) dai lavoratori del tunnel, alcuni dei quali avevano mostrato segni deboli e temporanei di intossicazione? Il metodo correntemente usato analizza gli eritrociti del sangue, in quanto sono facilmente disponibili. Questo metodo sfrutta l’alta reattività dell’acrilamide per le molecole organiche - in questo caso l’emoglobina, il portatore d'ossigeno delle cellule rosse del sangue. L’acrilamide si lega all’emoglobina, formando “addotti”, il cui livello può essere determinato in maniera affidabile. Dato che le cellule rosse del sangue sono eliminate dal sangue dopo circa quattro mesi, il livello misurato riflette l’esposizione di un individuo al composto durante i quattro mesi.

Nel tentativo di trovare una relazione tra la quantità di acrilamide assorbita dai lavoratori e il livello di “addotti" del loro sangue, gli scienziati di Stoccolma hanno confermato rilevamenti precedenti di un “normale range di fondo” con livelli di gran lunga più bassi di quelli osservati nei lavoratori del tunnel esposti all’acrilamide (Hagmar et al., 2001). Comunque, il gruppo guidato da M. Törnqvist era il primo a ricercare sistematicamente la fonte dell’acrilamide per questo livello di fondo di acrilamide nella popolazione normale. Il fumo era una causa conosciuta, ma non avrebbe potuto spiegare i livelli di fondo nei non- fumatori. Uno studio sui ratti ha rivelato una possibile fonte: un gruppo che riceveva  una dieta standard di cibo fritto per uno o due mesi aveva mostrato livelli significativamente più elevati rispetto ai ratti alimentati con una una dieta senza alimentii fritti. Successivamente, acrilamide fu rilevata in mangimi fritti a livelli abbastanza alti da spiegare il livello di fondo osservato. Questi risultati erano già stati riportati due anni prima in un articolo intitolato “Acrilamide- una cucina cancerogena?” (Tareke et al., 2000). Tuttavia, a quel tempo nessun organo di stampa e neanche il pubblico avevano mostrato eccessiva preoccupazione.

Le autorità sanitarie svedesi, informate sui nuovi risultati preliminari decisero di svolgere un’indagine più estesa sugli alimenti per l'uomo usando  loro nuovi metodi analitici. La determinazione analitica di acrilamide è difficile; fino a tempi recenti i metodi di scelta richiedevano la trasformazione della molecola in un derivato per consentire una quantificazione affidabile. Benché la derivazione sia una tecnica analitica ben definita e affidabile, la National Food Administration di Stoccolma ha deciso di determinare la quantità di acrilamide direttamente usando un metodo più sofisticato e costoso. Le novità sulla disponibilità di questo nuovo metodo ed un primo preliminare complesso di dati relativi a cibi a base di “amido” fritto sono stati rilasciati nell’aprile del 2002. Il ledear del progetto Karl.Erik Hellenäs e il suo gruppo hanno confermato i risultati precedenti che non avevano ricevuto a suo tempo particolare attenzione dai media. Comunque, questa volta i dati crearono un enorme impatto in una conferenza stampa specificamente convocata. La notizia che una busta di patatine fritte conteneva 500 volte  più  composto cancerogeno degli standard WHO consentiti nella stessa quantità d'acqua potabile, si diffuse rapidamente prima in Svezia, dove i consumatori richiesero specifiche informazioni su quali tipi di cibo fossero da evitare, e quindi in altri paesi dove vennero posti interrogativi su  cosa i consumatori e i tecnici dell’industria alimentare dovessero fare al momento dell’acquisto o della preparazione dei cibi.

Un crescente numero di autorità nazionali iniziò ad affrontare tali problemi mediante rapidi esami dei dati disponibili e commissionando lavori analitici e, molto tempestivamente, a seguito di un suggerimento proveniente dalla WHO, una consultazione di esperti venne convocata congiuntamente da FAO/WHO per discutere gli aspetti sanitari dell’acrilamide negli alimenti, da tenersi due mesi dopo la conferenza stampa dell’aprile 2002. Venticinque scienziati di fama cercarono di rispondere alle questioni critiche, durante tre giorni di lavoro interdisciplinare. Essi avevano avuto accesso ai dati più recenti e preso in considerazione il volume di ricerche accumulate negli anni. I risultati sono un importante balzo in avanti delle nostre attuali conoscenze sul problema, che dovrebbe continuare ad essere sviluppato e migliorato. Comprendendo l’urgenza del meeting e le necessità del pubblico, gli esperti non solo si trovarono d’accordo  sull’intero rapporto (FAO/WHO, 2002), ma discussero e rilasciarono un breve sommario esecutivo di una pagina (vedi Box 1 ), con risposte  rapide e iniziali alle principali domande.

Perché l’acrilamide è presente negli alimenti?

 Quali i danni per i consumatori della presenza di acrilamide negli alimenti, come il titolo di questo articolo richiede?

La storia dell’uso dell' acrilamide come  prodotto chimico di sintesi e la sorprendente scoperta che l'acrilamide si presenta naturalmente negli alimenti trattati ad alte temperature sollevano un problema complesso. Il rischio non è nuovo. La cottura di certi tipi di pane, la frittura delle patatine, la preparazione di Swiss Rosti  sono state, presumibilmente, accompagnate dalla formazione di acrilamide sin dalla preparazione di questi cibi iniziata secoli fa. E ci sono altri prodotti chimici come il benzopirene, formato durante la grigliatura o la frittura, che sono stati riconosciuti come potenziali agenti cancerogeni di analoga potenza. Comunque, i livelli riportati di acrilamide sono più elevati di quelli di altri contaminanti, benché una risposta di ordine quantitativo sia difficile da fornire. Gli esperti convocati a Ginevra non erano in grado di trovare un accordo nel breve tempo disponibile dell’incontro.

Per capire questa difficoltà, è innanzitutto necessario conoscere che il concetto applicato nella valutazione del rischio di composti come l’acrilamide è diverso che per la maggior parte degli altri prodotti chimici. Seguendo il postulato empirico di Paracelso che “la dose determina il veleno”, la tossicologia, specialmente quella alimentare - ha applicato il criterio che è richiesta una certa dose per osservare un effetto negativo, e che oltre una certa soglia, le reazioni tossiche dovrebbero essere osservate dentro una certa gamma di probabilità. Di conseguenza, dovrebbe anche esistere un livello in cui non sono osservati effetti; questo è chiamato livello di non-osservati-effetti-avversi (NOAEL). Al disotto di questo livello, l’assenza di reazioni tossiche è spiegata con la capacità del metabolismo umano di detossificare il prodotto chimico pericoloso. Questo concetto non è solo teorico, esso è stato usato in maniera efficace per descrivere la maggioranza dei prodotti chimici che sono stati valutati sin da quando i comitati come il Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) hanno iniziato il loro lavoro.

L’utilità della “dose-risposta-curva” è stata messa in discussione dalla scoperta della struttura del DNA e dalla comprensione di come questa grande molecola viene modificata dalle mutazioni indotte dall’uso di “genotossine” come l’acrilamide. Ipoteticamente, concentrazioni molto basse di una genotossina, anche una singola molecola, potrebbe indurre un cambiamento nel DNA con possibilità di portare successivamente allo sviluppo di un cancro.. Benché questo concetto non sia stato ancora sufficientemente provato attraverso l’osservazione, l’idea che qualche veleno possa non obbedire alla teoria di Paracelso, non è facile da difendere, perché test animali non sono abbastanza sensibili per rilevare e per quantificare l’induzione di cancro a tali bassi livelli. Quando in uno studio su animali, sono osservati effetti a tutti i livelli considerati, i tossicologi possono non quantificare i livelli di sicurezza dell’assunzione; comunque, la società richiede una valutazione del rischio riguardo alla capacità di comprendere la sua estensione. La risposta, fornita dai tossicologi in tal caso è, molto spesso, una differente: il “livello di sicurezza” dell’assunzione non è determinato; piuttosto, è stimato il numero di “possibili effetti negativi”, cioè casi di cancro nella popolazione umana. I modelli matematici usati a questo proposito derivano i loro calcoli dai dati animali. Essi richiedono un certo complesso di presupposti: in seguito a variazioni i fattori che si traducono nella cosiddetta “valutazione quantitativa di rischio” possono variare di parecchi ordini di grandezza.

E’ facile immaginare che la reazione del pubblico sarà diversa in rapporto al fatto se la conseguenza predetta è solo uno, dieci, un centinaio o un migliaio di casi di cancro in una popolazione di un milione. La stima di ipotetici casi addizionali di cancro, numeri che mai possono essere provati, è un affare che richiede un’attenta e completa analisi dei dati disponibili. Ed è importante per esprimere e comunicare il livello d’incertezza legato ad un semplice calcolo. L’uso di tali calcoli da parte dei gestori di rischio, inoltre, serve a uno scopo diverso: se un gamma di sicurezza dell’assunzione permette agli operatori della regolamentazione di stabilire livelli massimi per specifici alimenti tipo gli additivi alimentari, che sono percepiti virtualmente come sicuri, la decisione di accettare certi livelli di contaminanti che è possibile collegare ad un numero addizionale di casi di cancro è più difficile, e non è facile di conseguenza comunicare tali decisioni.

Con le attuali conoscenze disponibili, è impossibile dire se sia corretta la stima pubblicata dalle autorità sanitarie svedesi- che forse parecchie centinaia di casi annuali di cancro in Svezia possono essere attribuiti all’acrilamide. In rapporto ai dati utilizzati e al modello matematico applicato, possono essere estrapolati diversi risultati (solitamente più bassi). L’attuale risposta insoddisfacente alla questione del rischio posto dall’acrilamide è che esso rimane sconosciuto. La consultazione organizzata dalla FAO e dalla WHO ha identificato un certo numero di questioni per le quali non sono ancora possibili adeguate risposte. Esse attengono, ad esempio, alla formazione e alla possibile scomparsa di acrilamide negli alimenti, ai livelli che si verificano in alimenti provenienti da vari tipi di diete, ai meccanismi mediante i quali l’acrilamide e i suoi metaboliti causano il cancro, e alle correlazioni tra addotti all’emoglobina ed esposizione all’acrilamide.

Una prima risposta iniziale

Alla domanda di come si forma l’acrilamide durante la cottura , una risposta iniziale è stata fornita da due gruppi di ricercatori proprio sei mesi dopo che le autorità svedesi avevano annunciato i loro risultati (Mottram, Bonislaw e Dodson, 2002; Stadler et al., 2002). Essi hanno identificato una specifica “ Maillard reaction” in modelli di sistemi alimentari: questa reazione coinvolge l’amino - acido asparagina e il glucosio come probabili precursori. I prodotti di questa reazione chimica molto complessa sono principalmente responsabili del colore e dell’aroma che si formano durante la cottura e frittura. Si conoscono altre reazioni Maillard per produrre sostanze tossiche, e future ricerche mostreranno se una riduzione di livelli di acrilamide possa essere ottenuta senza influire negativamente sull’aspetto e sul gusto degli alimenti.

   Il verificarsi di acrilamide ad  alti inaspettati livelli in alimenti comunemente consumati in molti paesi, è la preoccupazione principale; questa preoccupazione è fondata su quanto  attualmente si conosce e su ciò che ancora non è noto circa i possibili effetti sulle persone di così alti livelli presenti nei cibi. E’ noto che l’acrilamide può danneggiare il DNA in batteri e animali, che gli animali sviluppano vari tipi di cancro quando sono esposti ad alti livelli di acrilamide, che animali e uomini formano addotti di emoglobina dopo esposizione ad acrilamide. Non è noto se c’è una soglia di esposizione sotto la quale si riduce marcatamente la formazione di cancro. Per gli uomini, non si è ancora compreso bene come molti casi di cancro possano essere causati da quei livelli di acrilamide osservati in alimenti; non è ancora sufficientemente noto quali tipi di alimenti possono contenere acrilamide, ed a quali livelli.
Alla luce di queste incertezze il Comitato di Consultazione FAO/WHO ha pure raccomandato alcuni principi da applicare:

* Gli alimenti non dovrebbero essere cotti eccessivamente, vale a dire per lungo tempo o ad alte temperature. Comunque, tutti gli alimenti, particolarmente carne e prodotti derivati, dovrebbero essere cotti bene per distruggere i patogeni di origine alimentare.

* Le informazioni disponibili sull’acrilamide fino ad oggi rafforzano la convinzione generale sull’alimentazione salutare. Le persone dovrebbero consumare una dieta bilanciata e variata, che comprenda abbondanza di frutti e ortaggi, e dovrebbero Si dovrebbe indagare sulla possibilità di ridurre i livelli di acrilamide negli alimenti mediante cambiamenti nelle formule, nei trattamenti ed altre pratiche di manipolazione.

Il Comitato di Consultazione ha chiesto alla FAO e al WHO di stabilire un network internazionale, “Acrilamide in food”, per accelerare la creazione di un database più completo, invitando tutte le parti interessate a condividere i dati pertinenti nonché le indagini in corso.

E’ sperabile che questo database, che è stato programmato in collaborazione con il Joint Institute for Food Safety and Applied Nutrition (JIFSAN) presso l’università del Maryland, consenta agli scienziati di fornire regolarmente ai governi, alle industrie alimentari e ai consumatori più importanti consigli specifici sull’argomento.