Glifosato vs Caffeina: valutazione della tossicità acuta e cronica

Glifosato, si o no? – La paura dei prodotti chimici in ciò che mangiamo ha assunto negli ultimi anni un ruolo centrale nelle discussioni sul cibo. La gran parte del dibattito è diventata pronta a sorvolare sui fatti e a calcare invece la mano sull’emotività. Queste sono conversazioni importanti da affrontare. La confusione e la disinformazione su questi temi, però, abbondano poiché da ambo i fronti piovono sonore sentenze come fossero prove. Che si parli della paura degli additivi negli alimenti trasformati o dei pesticidi utilizzati per coltivare i raccolti, troppe persone si chiedono inutilmente se stiamo lentamente avvelenando noi stessi, giungendo a gettare cattiva luce su molte utili innovazioni.

Gran parte di questo problema nasce da un malinteso generale sulla scienza della tossicità. Malinteso particolarmente pronunciato nel dibattito intorno all’erbicida RoundUp (contenente Glifosato). Vorrei cogliere quest’opportunità per fare chiarezza sulla LD50, un indice utilizzato per misurare la tossicità che è stato fin troppo spesso tirato in ballo durante queste discussioni, impropriamente. Stiamo per capire cosa esso ci può e cosa non ci può dire. Una volta che avremo trattato la LD50, misura della tossicità acuta, prenderemo in considerazione anche i vari indici usati per valutare la tossicità cronica.

COS’È LA LD50?

Cominciamo con il comprendere questo dell’LD50 – è una misura di tossicità acuta. Ciò significa che l’LD50 ha rilevanza in caso di incidenti, omicidi o suicidi.

Una LD50, o Dose Letale mediana, e la correlata LC50 (Concentrazione Letale mediana, che riguarda i casi di inalazione piuttosto che di ingestione), sono misure esclusivamente di tossicità acuta. La tossicità acuta riguarda gli effetti avversi che si manifestano in seguito a una singola esposizione oppure a esposizioni multiple durante lo stesso giorno. Riguarda, inoltre, gli effetti che si manifestano immediatamente oppure entro le due settimane dall’esposizione.

L’LD50 è determinate sperimentalmente, di solito utilizzando topi o ratti. Avendo a disposizione una popolazione-campione di 100 ratti, è la dose che ingerita è sufficiente per uccidere 50 di loro. Parimenti, l’LD50 per gli umani è la dose stimata di una sostanza che ucciderebbe 50 persone su 100.

L’LD50 ci informa sul rischio che corre chi sia esposto a grandi quantità di un composto chimico in un breve lasso di tempo. In altre parole: incidenti, omicidi o suicidi.

Mentre sarà sorprendente per la maggior parte delle persone che serva meno aspirina, meno Advil o anche meno aceto di mele per avvelenarsi rispetto al RoundUp, non è esattamente per quello che la gente è preoccupata. La tossicità acuta è inoltre uno scarso predittore degli effetti di tossicità cronica.

Gran parte delle esposizioni a cui sono sottoposti gli esseri umani non sono letali per tossicità acuta ma hanno altri effetti a lungo termine o cronici che possono o meno essere catalogati come tossici. Perciò la LD50 non è molto utile quando si considerano gli effetti sulla salute della maggior parte delle esposizioni a cui sono sottoposte le persone.

A dispetto dell’inutilità nel descrivere la tossicità cronica delle tabelle comparative delle LD50, inevitabilmente in ogni commento o post nelle discussioni che avvengono in rete circa la tossicità cronica c’è chi le mostra, ultimamente soprattutto a riguardo del Glifosato che è il principale ingrediente dell’erbicida Roundup. Le persone non sono generalmente preoccupate dell’avvelenamento – piuttosto lo sono di eventuali maggiori rischi di sviluppare il cancro o di altri rischi per la salute a lungo termine. l’LD50 è un indice errato da mostrare nelle discussioni sulla tossicità cronica.

MISURE DI TOSSICITÀ CRONICA

La tossicità cronica ha a che vedere con gli effetti avversi causati da una esposizione a lungo termine. Questi non si misurano necessariamente in tasso di mortalità quanto piuttosto in effetti non letali sulla salute, ma comunque avversi. Effetti come un accrescimento nel rischio di sviluppare certe malattie, cambiamenti nel peso corporeo, cambiamenti comportamentali o effetti sulla riproduzione.

Piuttosto che la LD50, misure appropriate a comparare gli effetti di tossicità cronica sono:

• No Observed Adverse Effect Levels (NOAEL)
• Lowest Observed Adverse Effect Levels (LOAEL)
• Reference Doses (RfD)

Questi sono gli indici utilizzati dall’EPA (NdR, l’agenzia statunitense per la protezione ambientale) per stabilire i livelli di tolleranza (massimi limiti di residui) per tutti i pesticidi approvati per l’utilizzo negli USA sul cibo ivi cresciuto oppure importato. Tenete bene a mente che PIÙ BASSO È IL VALORE di uno di questi indici per una sostanza, PIÙ ALTA È LA SUA TOSSICITÀ.

Il primo passaggio per determinare la Reference Dose è identificare il NOEL (Livello massimo senza Effetti Avversi osservati). Tutti i dati esistenti riguardo alla tossicità di un pesticida sono scrutinati e valutati per identificare il NOAEL. Talvolta i dati sono incompleti e il NOAEL non è stato ancora stabilito sperimentalmente né epidemiologicamente. In questi casi viene utilizzato il LOAEL.

Se viene utilizzato LOAEL il secondo passaggio è una estrapolazione per stimare il NOAEL. Il passaggio di estrapolazione è basato sulla tossicità del pesticida e dei suoi prodotti di decomposizione, sulla frequenza e sulla concentrazione di applicazione del pesticida e sulla persistenza dei suoi residui sul cibo quando esso viene commercializzato e lavorato.

Fattori di incertezza

Successivamente dividiamo NOAEL e LOAEL per valori chiamati Fattori di Incertezza (UF) per determinare la Reference Dose. Gli UF non sono arbitrari ma sono deliberatamente scelti basandosi sulla robustezza e sulla qualità dei dati. Proiettare sulla salute degli umani i dati ottenuti da test su altri animali origina un certo margine di incertezza. Questa incertezza viene affrontata prendendo la dose che si osserva produrre un Effetto Avverso nei modelli animali e dividendola per un UF appropriato.

Altre variabili che causano incertezza sono tenute in conto moltiplicando tra di loro i Fattori di Incertezza relativi piuttosto che sommandoli per arrivare ad una stima prudente basata sulle evidenze disponibili. Se si considerano due UF di 10 per esempio, essi vengono moltiplicati 10 x 10 per produrre un Fattore di Incertezza totale di 100.

I fattori considerati per calcolare gli UF includono:

• Variabilità all’interno della popolazione umana: un UF di 10 è utilizzato per estrapolare un valore da studi di esposizione prolungata effettuati su esseri umani in piena salute.
• Estrapolazione da studi su modelli animali: un UF di 10 è utilizzato per estrapolare un valore da studi effettuati su modelli animali.
• Estrapolazione da dati non-cronici: un UF aggiuntivo di 10 è utilizzato per estrapolare da dati che arrivano da studi non mirati a stabilire la tossicità cronica.

Fattori di Modificazione addizionali (MF) possono essere applicati in base ad incertezze scientifiche derivanti da fattori differenti dai tre sopraelencati, come i dati mancanti, il numero di specie testate, il numero di soggetti etc.
Questi MF sono a discrezione dello scienziato che elabora lo studio di Valutazione del Rischio e sono spesso la causa delle differenze tra i valori di tolleranza stabiliti da differenti agenzie. Spesso si originano da differenti opinioni sulla tollerabilità del rischio.

Consideriamo un estratto da un calcolo reale svolto dall’EPA.

Diciamo di aver stabilito una NOAEL in uno studio di somministrazione orale sub-cronico di 5 mg/kg/giorno svolto su popolazioni di 250 ratti per dosaggio. Ciò significa che un ratto a cui siano somministrati 5 milligrammi al giorno della sostanza in studio per ogni kilogrammo di peso dopo 90 giorni non mostrerà alcun Effetto Avverso, ma somministrandogli una dose maggiore otterremmo l’insorgenza di Effetti Avversi per la sua salute.

“Calcolare i Fattori di Incertezza per moltiplicazione: 10 (estrapolazione da modelli animali) x 10 (tenere in conto la variabilità degli esseri umani) x 10 (dosaggio subcronico) = 1000

Aggiungere un Fattore di Modificazione (0,8) per tenere in conto l’elevato numero di animali per gruppo/dose. Nota che questo fattore diminuisce il valore dei Fattori di Incertezza perché un elevato numero di animali nel campione permette agli scienziati di individuare anche effetti di piccola scala.

UF x MF: 1,000 x 0.8 = 800.

Reference dose = NOAEL/(UF x MF) = 5 mg/kg/giorno ÷ 800 = 0.006 mg/kg/giorno.”

Se gli scienziati non osservano alcun effetto nei ratti con un dosaggio di 5 mg/kg/giorno, calcoliamo quindi una Reference Dose (RfD) di 0,0006 mg/kg/giorno per gli esseri umani. Questa è la dose più elevata alla quale gli scienziati si aspettano di non osservare degli effetti sugli esseri umani se il consumo è giornaliero e dura l’arco dell’intera vita. Se 5 mg/kg non producono effetto nei ratti, è ragionevole che dividere questo valore per 800 ci dia un dosaggio che non pone alcun problema agli esseri umani.

La parte finale di una Valutazione del Rischio è determinare oppure stimare il livello di esposizione e compararlo alla Reference Dose.

Questo è ciò che determina che risposta arrivi dagli enti regolatori per un dato composto chimico. Per esempio, un composto per cui il livello di esposizione atteso di una persona media è molti ordini di grandezza al di sotto della Reference Dose riceverebbe una valutazione molto differente rispetto ad un altro per il quale il livello di esposizione atteso è inferiore ad essa.
Ci sono domande aperte nella Valutazione del Rischio.

Per esempio: Che livello di rischio dovrebbe suscitare una risposta regolatoria? Le Reference Doses sono abbastanza prudenti? (Ovvero, dovremmo dividerle per Fattori di Incertezza più ampi?)

Per illustrare questo metodo e il tipo di ricerche utilizzate per arrivare a queste conclusion, facciamo una comparazione dei calcoli effettuati per stabilire le Reference Doses di Caffeina e Glifosato.

Leggi anche: Bere caffè fa bene?

Reference Dose per la Caffeina assunta per via orale

Questa review della tossicità e dei dati sull’esposizione riguardo la caffeine, effettuata dagli scienziati di Health Canada nel 2003, ha determinate il LOAEL della caffeina per vari gruppi di persone (Nawrot 2003). Lo studio cita più di 700 referenze a studi precedenti sugli effetti biologici del consumo di caffeina negli umani e in altri animali, con studi cronici e sub-cronici e con una varietà di endpoints tra cui la tossicità generale, gli effetti cardiovascolari, effetti sulle ossa e sull’omeostasi del calcio, la mutagenicità, la salute riproduttiva e gli effetti sul comportamento umano.
Quando la letteratura riporta delle incongruenze, la review individua possibili cause per tali discrepanze e le incorpora nella stima di un LOAEL prudente.

I LOAEL riportati in questa review per vari gruppi di persone erano:

In questo articolo del 2016 (cliccare qui per aprire il paper), scritto da una società di consulenza che assiste agenzie municipali, private e federali, le Reference Doses calcolate per la caffeina assunta per via orale sono state calcolate basandosi sui precendenti LOAEL (Sorell 2016).
Calcoliamo le Reference Dose dividendo i più bassi LOAEL (quelli per i bambini) per un UF di 1000.

Gli UF inclusi sono stati: 10 per estrapolare da uno studio di tossicità acuta ad una valutazione su quella cronica, 10 per estrapolare da studi sub-cronici a cronici e 10 per tenere in conto la variabilità nella sensibilità all’interno della popolazione umana.

2.5 ÷ 1000 = 0.0025 mg/kg/giorno

Quanti sono 0.0025 milligrammi/kilo/giorno? Significano 2,5 MICROgrammi di caffeina per kilogrammo del tuo stesso peso corporeo ogni giorno.
Cosa significa questo nella vita reale?

Se bevi un caffè lungo di Starbucks, assume circa 260 millgrammi di caffeine. Se invece prepari il caffè a casa, può contenerne anche solo 50 milligrammi. Con buona approssimazione possiamo dire che in 240 grammi di caffè lungo americano (in molti locali un caffè lungo piccolo pesa circa 360 grammi) siano contenuti 100 milligrammi di caffeina.

Puoi cercare quanta caffeina è contenuta nella tua bevanda preferita QUI.

Io tipicamente bevo 2 bicchieri di caffè al giorno.
Se i bambini mi svegliano nel cuore della notte, se ho una scadenza importante al lavoro o se passo troppo tempo in una accesa discussione sulla mia pagina Facebook, quel numero è destinato a crescere. Più di quanto potrei ammettere. Questo significa che ogni giorno assumo almeno 100 mg di caffeina. Io peso circa 60 kg. Usando la Reference Dose più cautelare il mio consumo giornaliero di caffeina non dovrebbe essere più di 0,0025 x 60 = 0,15 mg.

Il mio livello di assunzione reale di 100 mg è come minimo 666 volte più alto della Reference Dose più prudente.

Anche utilizzando la stima meno prudente, il LOAEL per “adulti in salute”, il mio consumo è come minimo 16 volte più alto. Questo non è un livello di assunzione di caffeina anomalo, però la maggior parte di noi non è per nulla preoccupata da questi livelli di esposizione. Io e la maggior parte delle persone che conosco lo consideriamo un rischio tollerabile.

Reference Dose per il Glifosato assunta per via orale

Le Reference Doses (analoghe alle ADI dell’Unione Europea) per il Glifosato sono state stabilite nel 2013 dall’EPA nelgli Stat Uniti e nel  2015 dall’EFSA (European Food Safety Authority) in UE. L’EFSA ha reso disponibili al pubblico tutti i dati in suo possesso.

L’articolo, intitolato “Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance glyphosate”, cita oltre 30 altri sommari e reports sviluppati dall’EFSA, da altre agenzie regolatorie, dall’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) e da commissioni ONU. La valutazione ha considerato anche studi forniti dai richiedenti l’autorizzazione al rilascio come richiesto dalla legge, cosìccome altri studi pubblicati per un totale di più di 6000 pagine di documenti.

L’articolo finale sottolinea come “Il dossier del Glifosato consiste di un database eccezionalmente largo. Per cui le valutazioni tossicologiche adottate dallo Stato Membro proponente e accettate durante la peer review si basano su una moltitudine di studi validi piuttosto che su di uno “studio chiave” per ogni obiettivo di ricerca”

Basare le conclusioni su molteplici studi, come nel caso della caffeina, aiuta a fornire solidità ai calcoli, soprattutto se gli studi sono concordanti. Un così grande corpus di ricerche aiuta anche a identificare le lacune nella conoscenza. Effettivamente questa review ha trovato specifiche carenze per alcune misure ecologiche, ma non per la tossicità umana.

“Non possiamo discutere questo processo senza parlare del cosiddetto “elefante nella stanza”. Questo dossier sul Glifosato include studi effettuati da Monsanto. Ci sono alcune puntualizzazioni da fare su ciò. Gli studi finanziati oppure eseguiti direttamente da un’azienda hanno un implicito conflitto di interessi. Comunque come ho già scritto in precedenza, i conflitti di interessi di per sè non sono una forma di cattiva condotta scientifica.

I conflitti di interessi possono portare a errori di stima che si traducono in cattive condotte scientifiche. Ed è per questo che sono così importanti le dichiarazioni pubbliche di conflitto di interessi, lo scrutinio dei dati che vengono forniti, il disegno sperimentale e il processo scientifico. Possiamo grazie a ciò valutare le ricerche per comprendere se vi sono stati errori o cattive condotte scientifiche influenzate dal conflitto di interessi che hanno portato a risultati erronei.

Quando la Commissione ha scrutinato i dati, hanno rilevato come gli studi forniti da Monsanto siano largamente in accordo con gli studi effettuati da altri studiosi dimostrando che, in questo caso, non appare esserci evidenza di nessuna cattiva condotta scientifica.”

La review dell’EFSA ha stabilito una NOAEL a lungo termine negli animali di 100 mg/kg/giorno per l’esposizione cronica, non ha trovato potenziale genotossico né alcuna evidenza di carcinogenicità. L’unica evidenza di carcinogenicità in studi su modelli animali si è mostrata a dosi superiori alla dose limite di 1000 mg/kg/giorno (ovvero la dose massima presa in considerazione negli studi di valutazione del rischio)*.

Occorre menzionare qui che la IARC ha raggiunto conclusioni differenti dall’EFSA e da ogni altra agenzia scientifica su questo argomento. La IARC ha condotto una valutazione del pericolo piuttosto che una valutazione del rischio. Ciò significa che hanno cercato di capire se è possibile che il glifosato possa causare l’insorgenza di forme tumorali a qualche potenziale livello di esposizione piuttosto che ai livelli di esposizione raggiungibili nel mondo reale.

Questa discrepanza è stata estensivamente trattata in altre sedi (per esempio QUI, QUI e QUI. Per comprendere la differenza tra pericolo e rischio invece QUI). Inoltre questo è solo uno degli aspetti che la popolazione stigmatizza ne riguardi del glifosato. Molte di queste questioni sono state affrontate in dettaglio QUI.

Come nel caso della caffeina, la Reference Dose è stata calcolata dal NOAEL più basso tra quelli determinate. Per il glifosato l’EFSA ha basato il calcolo della Reference Dose sul NOAEL più basso stabilito per le la tossicità materna e dello sviluppo. In questo caso il NOAEL di 50 mg/kg/giorno è stato diviso per un fattore di incertezza di 100 calcolando una Reference Dose di 0,5/mg/kg/giorno**. Per comparazione, l’EPA ha stabilito una Reference Dose di 0,1 mg/kg/giorno.

Possiamo effettuare lo stesso tipo di calcoli che abbiamo fatto prima per la caffeina per capire come questa Reference Dose si rapporta con i reali livelli di esposizione.

L’esposizione professionale dei lavoratori agricoli è la più alta che si possa verificare nel mondo reale in seguito alle normali procedure di utilizzo (cioè a meno di incidenti, omicidi o suicidi).

Se diamo uno sguardo al sommario dei dati contenuti nel Farm Family Exposure Study data summary, possiamo notare che il 60% degli addetti all’applicazione del pesticida censiti nello studio avevano nelle loro urine dei livelli rilevabili di glifosato che si attestavano su di un valore medio di 3,2 parti per miliardo. Il livello medio di glifosato nelle urine ritrovato nei familiari degli applicatori era minore di una parte per miliardo. Inoltre, solo il 4% delle mogli e il 12% dei figli mostrava la presenza di livelli rilevabili.

I reali livelli di esposizione sono stati ricavati da questi valori di residui nelle urine in questo articolo. L’esposizione media di 3,2 parti per miliardo in un lavoratore agricolo corrisponde ad una dose dello 0,1% della Reference Dose. Anche il livello più alto rilevato nelle urine nel Farm Family Exposure Study, di 223 parti per miliardo, corrisponde solamente al 4% della Reference Dose. Cioè significa che gli individui più esposti e che prendono le minori precauzioni assumono 0,004 mg/kg/giorno, con la Reference Dose più precauzionale fissata a 0,1 mg/kg/giorno.

Altri dossier hanno misurato il livello di glifosato nelle urine di persone esposte solamente per via della dieta, in uno sforzo di valutare i livelli di esposizione nei non addetti all’applicazione del pesticida. Il livello medio di glifosato nelle urine in questo studio è risultato di 0,2 parti per miliardo con un massimo di 1,82 parti per miliardo.

A dispetto dei dubbi sulle metodiche e sul fatto che questo studio non è stato sottoposto a Peer Review, questi valori sono comunque indicativi. Utilizzando il livello più alto tra quelli ritrovati si può stimare un apporto, esclusivamente tramite la dieta, di glifosato pari a solo lo 0,1% della Reference Dose dell’EFSA (lo 0,5% di quella stabilita dall’EPA).

Utilizzando anche la più elevate stima di esposizione, gli applicatori dell’erbicida sono esposti a livelli di glifosato che rappresentano solo una minima percentuale dei livelli di sicurezza. I consumatori sono esposti a livelli grandemente inferiori. Le misurazioni effettuate per altri studi di esposizione agricola e dietaria sono concordi con questi risultati.

Conclusioni

Abbiamo cominciato questa dissertazione con le premesse che le Reference Doses, e non l’LD50, sono gli appropriate termini di paragone per la tossicità cronica. Utilizzando le Reference Doses, come escono da una comparazione glifosato e caffeina? Tenete a mente che più basso è il valore, più alta è la tossicità.

Reference dose dell’EPA per il glifosato: 0.1 mg/kg/giorno
Reference dose dell’EPA  per la caffeina: 0.0025 mg/kg/giorno
0.1  ÷ 0.0025 = 40

Questo significa che la caffeina è 40 volte più tossica del glifosato. Comunque questi numeri sono utili solamente se conosciamo i livelli tipici di esposizione. I dati sull’esposizione mostrati nel corso dell’articolo dimostrano che non ci pensiamo due volte a consumare caffeina a livelli centinaia di volte più elevati della sua Reference Dose orale, ma allo stesso tempo siamo preoccupati di esposizioni al glifosato che sono 100 volte minori della sua Reference Dose. Nelle discussioni sulla tossicità siamo dobbiamo utilizzare i dati corretti per sostenere le nostre posizioni per uscire dal ciclo della disinformazione.

* Hanno anche stabiliyo una NOAEL di 50 mg/kg/giorno per la tossicità materna e dello sviluppo. Il glifosato è rapidamente degradato dai microbe del suolo ad acido aminometilfosfonico (AMPA), così è stata considerate anche la tossicità dell’AMPA. Il panel di esperti ha concluso che l’AMPA ha un profilo tossicologico simile.

** Nota: l’EFSA utilizza il termine “ acceptable daily intake”, o ADI, invece di Reference Dose, ma questi concetti sono essenzialmente equivalenti. Entrambi rappresentano la dose giornaliera di esposizione umana che non produrrà aumenti misurabili nel rischio che avvengano Effetti Avversi nel corso di una intera vita.

• Articolo originale: http://fafdl.org/blog/2017/04/13/glyphosate-vs-caffeine-acute-and-chronic-toxicity-assessments-explained/

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