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IL CADMIO NEGLI ALIMENTI

A cura di Valerio Guiggi

Il cadmio è un elemento chimico base, indicato nella tavola periodica con numero atomico 48, simbolo Cd. È un metallo che si trova relativamente poco sulla Terra, ma si forma spontaneamente; ha numerose applicazioni, a causa della sua versatilità e delle sue caratteristiche chimiche (per esempio, è molto semplice da lavorare); l’impiego forse più conosciuto è quello nelle pile ricaricabili, di cui costituisce uno dei componenti principali.
Il cadmio si estrae per lo più dagli altri minerali, in particolare da quelli contenenti lo zinco, e in parti minori deriva dalle operazioni di riciclaggio dei supporti metallici, soprattutto di quelli contenenti ferro e acciaio.

Il ciclo ambientale del cadmio
Tra gli utilizzi del cadmio che ne hanno causato la presenza nell’ambiente (e poi negli alimenti) c’è quello che lo vede rivestimento degli altri metalli, come metallo usato per produrre i fosfori delle vecchie televisioni a tubo catodico, e soprattutto per produrre i pesticidi vegetali, utilizzati in agricoltura per scongiurare la crescita delle piante dannose e degli insetti parassiti delle colture.
Quest’ultimo utilizzo rappresenta la principale causa legata alla presenza di cadmio negli alimenti. Il metallo, infatti, non può essere in alcun modo degradato, per cui rimane sempre nel terreno.

Permanendo nel terreno il cadmio può avere sostanzialmente due destini:
Può rimanere all’interno del terreno e quindi può essere assorbito dalle piante. Le piante hanno una capacità di assorbire il cadmio in generale piuttosto alta (dipende dai singoli vegetali). Se la pianta che lo contiene muore, il metallo torna nel terreno pronto per essere assorbito dalle altre piante, che sfruttano il materiale organico lasciato dalle precedenti.
Può essere spostato dalle piogge e finire nelle falde acquifere. Questo ha tre conseguenze: 1) il metallo viene portato nei fiumi da dove può essere assorbito dalle piante che si trovano sulle rive, perpetuando il processo di permanenza nell’ambiente; 2) può essere estratto direttamente con l’acqua (non potabile) utilizzata per l’irrigazione delle altre piante, immettendolo quindi di fatto nelle coltivazioni; 3) non viene estratto ed arriva al mare, dove viene assorbito dai vegetali acquatici, le alghe. In questo modo entra all’interno della catena alimentare marina, e infatti tra gli alimenti da cui si può prendere il cadmio ci sono proprio i pesci.

Nonostante il cadmio come concentrazione nell’acqua sia relativamente basso, gli organismi continuano ad accumularlo per tutta la vita, in quantità più o meno elevate, ed è proprio questo che aumenta la dose all’interno degli alimenti e che può rappresentare un pericolo per la salute umana.

L’acqua che beviamo è sicura?
L’acqua che beviamo è più sicura di quanto si potrebbe pensare, soprattutto perché non è soggetta al fenomeno dell’accumulo.
Esiste un limite di cadmio stabilito dal D.Lvo 31/2001, indicato in 5 microgrammi per litro d’acqua (un microgrammo è un millesimo di milligrammo), ma generalmente si assumono solo 2 microgrammi di cadmio al giorno, con l’acqua, mentre dagli alimenti da 5 a 30 microgrammi.
Nell’acqua potabile sono presenti diversi ioni (soprattutto metallici) in grado di reagire con il cadmio, formando delle molecole composte che non vengono però assorbite dall’organismo, rendendolo di fatto il metallo innocuo. Nelle piante e negli animali, invece, gli altri ioni metallici non vengono assorbiti mentre il cadmio si, ed è per questo motivo che i tessuti viventi sono, per l’uomo, più tossici rispetto all’acqua potabile.
Esiste, da parte del Servizio Sanitario Nazionale, un controllo continuo dei valori di cadmio (e non solo) nell’acqua poiché alcune strutture (tra le più vecchie) che portano l’acqua nelle case sono costituite da cadmio (soprattutto nelle saldature), che può entrare in acqua attraverso la corrosione; nel caso i livelli di cadmio vengano superati, l’acqua non potrà essere usata a scopo alimentare.

Il cadmio: gli effetti sull'organismo
Nell’organismo il cadmio può essere introdotto in diversi modi, non solo per via alimentare e tutte le diverse forme di cadmio possono essere assorbite dal corpo. Il metallo, infatti, è in grado di penetrare attraverso le mucose, in piccole quantità (tra cui la mucosa intestinale e quella respiratoria), quindi una volta entrato nel sangue si lega alla proteina metallotioneina, una proteina che si trova normalmente nel sangue.
La proteina rappresenta in realtà un sistema dell’organismo per proteggersi dai metalli pesanti, perché è in grado di legarli e condurli agli organi di escrezione, senza che danneggino le strutture. Quando viene però accumulato un quantitativo eccessivo di cadmio, questo rimane libero nel sangue. L’organo in cui si accumula maggiormente è il rene, in cui causa i danni maggiori, seguito poi dal fegato in cui l’accumulo è tuttavia più lieve.

Nell’uomo si possono verificare due tipi di tossicità:
L’esposizione acuta è quella legata a grandi quantità di cadmio assorbite. È molto rara perché richiede quantità di metallo elevate, per cui è pericolosa non tanto per via alimentare ma soprattutto per via respiratoria (persone che lavorano a stretto contatto con il cadmio per necessità industriali);
L’esposizione cronica, la più frequente per cause alimentari, che si basa sull’accumulo di cadmio per lunghi periodi, che possono durare anche anni.
Il primo organo bersaglio del cadmio, in entrambi i casi, è il rene, in cui si manifestano delle lesioni che riguardano i tubuli prossimali renali (ovvero le strutture che, dopo la filtrazione del sangue nel glomerulo, hanno la funzione di riassorbire le sostanze che sono ancora utili all’organismo e non devono finire nell’urina). Qui l’organismo cerca di riassorbire il cadmio che, a causa della sua conformazione chimica, assomiglia molto al calcio, che invece viene riassorbito nel tubulo; il cadmio, naturalmente, non passa e rimane “incastrato” nel tubulo, sviluppando così tossicità. Questo provoca un passaggio di proteine nelle urine, che si evidenzia alle analisi con la presenza di proteinuria. La funzione renale viene man mano persa, e nel lungo periodo il cadmio può provocare insufficienza renale cronica.

Oltre al rene, altri organi che possono risentire dell’effetto tossico del cadmio sono:
Il fegato, dove il cadmio tende ad accumularsi in modo simile al rene;
L’osso, in cui il cadmio si accumula portando a due conseguenze; da un lato impedisce l’accumulo di calcio nell’osso (questo non è un effetto diretto del cadmio, ma indiretto; il cadmio impedisce il riassorbimento di calcio nel rene, con il risultato che viene perso molto più calcio rispetto al normale, e nel lungo periodo si arriva all’osteoporosi), mentre dall’altro agisce sul sistema emopoietico interferendo con la sintesi dei globuli rossi e bianchi che avviene nel midollo osseo;
• Sull’apparato riproduttore si ha una diminuzione della fertilità; tuttavia non sembrano esserci conseguenze negative in gravidanza;
• Il cadmio è stato classificato da IARC come un probabile cancerogeno per l’uomo, ed è stato inserito nel gruppo 2A.

Tossicità del cadmio nell’uomo
La tossicità cronica del cadmio nell’uomo è stata stimata in circa 1 grammo di cadmio accumulato nell’organismo di una persona media di 70 chili di peso. L’accumulo può essere graduale, considerando anche che una piccola parte del cadmio viene persa con le urine.
Una persona ingerisce, mediamente, da 5 a 30 microgrammi al giorno di cadmio. Per raggiungere la dose tossica, considerando una media di 15 microgrammi giornalieri (dipende dall’alimentazione) servirebbero circa 200 anni! Tuttavia se la dose raddoppia, o addirittura triplica, si può raggiungere la tossicità in tempi più ristretti e compatibili con la durata della vita umana.
Le normative europee, considerando questo parametro e considerando il diverso “peso” del consumo dei singoli alimenti (ad esempio, il fatto che i molluschi cefalopodi sono consumati molto meno, in proporzione, rispetto al grano) hanno stabilito dei limiti massimi che possono essere presenti nei diversi alimenti per il cadmio.
I valori sono consultabili nel Regolamento UE 488/2014.

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IL CADMIO NEGLI ALIMENTI
Il cadmio, come già descritto valutando il ciclo organico, viene spostato principalmente dalle piogge e si trova per lo più nel terreno. Si può trovare principalmente in due tipologie di prodotti alimentari: alcuni vegetali, che lo assorbono più rispetto ad altri a causa della somiglianza della molecola con lo zinco, e gli organismi acquatici, che lo assorbono tramite la catena alimentare ove il mare è l’ambiente con la più alta concentrazione di cadmio.
Per il fenomeno della biomagnificazione, è più facile che il cadmio venga assorbito, e che si trovi quindi in quantità più alte, dagli animali acquatici che si trovano al vertice della catena alimentare rispetto a quelli che si trovano più in basso.
La permanenza del cadmio nell’organismo acquatico dipende dal metabolismo dell’organismo stesso: il pesce, generalmente, ne contiene meno rispetto ad altri organismi che lo espellono meno, come i molluschi bivalvi e i molluschi cefalopodi.
Vediamo quali sono gli alimenti che lo possono contenere, quali sono i più sicuri in base ai limiti imposti dal Reg. UE 488/2014. Ricordiamo che considera non solo il quantitativo presente nei singoli prodotti, ma anche la possibilità che questi prodotti vengono consumati dalle persone; per questo motivo i limiti sono più alti in alimenti meno consumati e più bassi in alimenti che, invece, più frequentemente si trovano sulle nostre tavole.

Gli alimenti vegetali
Tra gli alimenti vegetali che contengono quantitativi piuttosto alti di cadmio ci sono diverse tipologie che comprendono gli ortaggi e alcuni cereali, passando per il cacao, che tende ad accumularlo in quantità notevoli.

Ortaggi a foglia
Gli ortaggi a foglia contengono quantitativi non altissimi di cadmio ma comunque tendono ad accumularlo; sono compresi nella categoria tutte le insalate, le patate, i cavoli a foglia, le erbe fresche e alcune radici come la pastinaca e il rafano.

Ortaggi a radice e a tubero
Più sicuri dal punto di vista del cadmio, ma comunque tendenti all’accumulo, sono le patate e le carote, con tutti gli altri ortaggi a radice e a tubero (tranne la pastinaca e il rafano che tendono ad assorbirne di più). Il limite legale è molto basso, e per questo si possono considerare sicuri, anche se tendenti all’accumulo.

Funghi
Tra gli organismi che tendono ad accumulare il cadmio ci sono i funghi, sia quelli coltivati che quelli selvatici. Esclusi i diffusi prataioli (Agaricus bisporus), gli orecchioni (Plerotus ostreatus) e gli Shiitake (Lentinula edodes), funghi molto consumati che non tendono ad accumulare cadmio, gli altri hanno generalmente un accumulo maggiore e vanno consumati con moderazione.

Cereali e Legumi
Il cadmio non si accumula in tutti i cereali, ma più frequentemente nel grano e nella soia. Gli altri cereali (come il riso o il mais) e gli altri legumi (fagioli, piselli) tendono a trattenere quantità di cadmio trascurabili, e si possono mangiare con più sicurezza. Il limite legale per questi prodotti, comunque, esiste in virtù del grandissimo consumo che ne viene fatto.

Cioccolato
Il cacao e di conseguenza il cioccolato, suo principale derivato (per cui vengono utilizzate più parti della pianta, sia il cacao che il burro di cacao) è uno degli alimenti che tendono ad accumulare maggiormente cadmio.
Di solito questo alimento non è pericoloso per la salute perché la polvere di cacao, la parte in cui avviene maggiormente l’accumulo, rappresenta solo un quantitativo limitato del cioccolato, ma è da ricordare come più cacao è contenuto all’interno del cioccolato (ad esempio, nel cioccolato fondente), più cadmio è presente all’interno dell’alimento. Il cacao in polvere ne contiene più del cioccolato, ma va considerato anche l’utilizzo che viene fatto in piccole quantità, nelle preparazioni domestiche.

I prodotti di origine animale
I prodotti di origine animale che tendono ad accumulare il cadmio sono costituiti principalmente dagli organi, per gli animali terrestri (quindi il fegato ma soprattutto i reni, gli organi in cui negli animali, proprio come nell’uomo, si accumula il cadmio), e dagli animali marini. L’accumulo di cadmio negli animali terrestri è causato dal consumo di vegetali, anche se la carne (intesa come il muscolo) non presenta valori elevati di cadmio, e si può quindi considerare sicura.

Fegato e reni degli animali terrestri
Come già accennato, il fegato e i reni sono le frattaglie commestibili che contengono maggiori quantità di cadmio rispetto a tutti gli altri prodotti di animali terrestri. Il rene accumula molto più cadmio rispetto al fegato, per cui deve essere consumato con moderazione: ha un limite legale uguale a quello dei funghi, e superiore a quello degli alimenti precedentemente analizzati.

Pesci
Non tutti i pesci accumulano cadmio allo stesso modo. Tra quelli che accumulano più cadmio, che sono simili alle specie caratterizzate dall’accumulo del mercurio, ci sono lo sgombro, il tonno, il tombarello, acciughe, pesce spada e sardine. Bisogna tuttavia ricordare come l’accumulo, in questi pesci, sia più limitato rispetto ai crostacei ma soprattutto ai molluschi, quindi il loro consumo deve essere considerato più sicuro.

Crostacei
I crostacei, compresi i gamberi delle diverse specie, i granchi, gli scampi, le aragoste e gli astici, tendono ad accumulare più cadmio rispetto ai pesci, ma meno rispetto ai molluschi. L’accumulo avviene principalmente nel muscolo quindi nella parte edibile (considerando la loro fisiologia particolare), e devono essere consumati con moderazione e non tutti i giorni.

Molluschi
Tra gli alimenti ittici, ma anche tra gli alimenti in generale, in cui il cadmio si accumula maggiormente ci sono i molluschi. Sono compresi sia i molluschi bivalvi (quindi cozze, vongole e tutti i molluschi a conchiglia), sia i molluschi cefalopodi, quindi polpi, seppie, totani, calamari e simili.
Per questi animali l’accumulo avviene in ogni parte del corpo, per cui il consumo deve essere moderato; anche se la presenza di cadmio in questi alimenti è tenuta sotto stretto controllo, il loro consumo deve essere comunque moderato nel tempo perché sono tra i principali alimenti che possono concorrere per l’aumento del rischio della tossicità cronica.

Il fumo
Non è un alimento, ma va preso in considerazione, perché il contenuto in cadmio che contiene si va a sommare a quello assunto quotidianamente con gli alimenti.
Il tabacco è uno dei vegetali in grado di accumulare cadmio, che viene assorbito per via polmonare ma ha un effetto e una localizzazione nell’organismo identica a quella del cadmio assunto dagli alimenti. Dunque i fumatori sono più a rischio rispetto ai non fumatori di intossicazione cronica.

Gli alimenti che riducono l’assorbimento di cadmio
Esistono delle molecole, generalmente composte da altri metalli, che sono in grado, nell’apparato digerente, di legarsi al cadmio presente nei singoli alimenti, e in questo modo permettono di limitare l’assorbimento di questo metallo a livello intestinale. Da notare che il blocco dell’assorbimento deve avvenire nell’intestino, quando il cadmio ancora non è stato assorbito, perché cambiando la conformazione chimica della molecola l’assorbimento non avviene; non è utile assumere questi alimenti per liberarsi del cadmio già accumulato, che si trova nei reni, perché non avrebbero alcun effetto.
Tra gli alimenti che possono aiutare in questo senso ci sono, in particolare, gli alimenti ricchi di glutatione, molecola che a sua volta contiene zolfo in grado di legarsi in modo forte con il cadmio, e ne impedisce l’assorbimento. Tra gli alimenti ricchi di questa sostanza ci sono diversi vegetali come gli agrumi, le fragole, le pesche e alcuni ortaggi da radice come le carote; la cottura, tuttavia, degrada in parte il glutatione e fa perdere l’effetto all’alimento.
Altri elementi utili per limitare l’assorbimento di cadmio sono lo zolfo e il selenio, che possono essere integrati sia in forma elementare (utilizzando degli integratori) oppure integrando alimenti che ne sono ricchi. L’associazione tra questi alimenti e gli alimenti più ricchi di cadmio (come i molluschi cefalopodi) permette di ridurre così, nel complesso, il quantitativo ingerito.

Bibliografia
- Galli C., Corsini E., Tossicologia, Piccin editore, 2004;
- Kaye, S. (1980) Handbook of Emergency Toxicology: A Guide for the Identification, Diagnosis and Treatment of Poisoning, 4th edn., pp. 139, also 232-235, Springfield, IL, USA.
- D.Lvo 31/2001
- Reg. UE 488/2014
- http://www.salute.gov.it/portale/temi/documenti/acquepotabili/parametri/CADMIO.pdf
- http://www.efsa.europa.eu/it/press/news/090320

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