La prevalenza di diabete tipo 2 è aumentata in popolazioni esposte a inquinamento con basse concentrazioni di arsenico negli USA

Posted by: | Posted on: novembre 7, 2014

L’arsenico inorganico a concentrazioni relativamente alte aumenta i livelli di glucosio e di insulina in modelli animali, diminuisce l’ assorbimento del glucosio nelle cellule insulino-sensibili, interferisce in vitro con i fattori di trascrizione coinvolti nella trasduzione del segnale dell’insulina e la sensibilità all’insulina. In studi epidemiologici effettuati n Taiwan, in Bangladesh  e in Messico, l’elevata esposizione cronica all’arsenico inorganico nell’acqua potabile (> 100 mcg / L) è stata associata con il diabete. L’elevata esposizione occupazionale cronica all’arsenico inorganico era associata a più alti livelli di emoglobina glicata. Tuttavia, l’effetto dei bassi livelli di esposizione all’arsenico inorganico sul rischio di diabete è in gran parte sconosciuto.

Oltre che all’arsenico inorganico, gli esseri umani sono esposti a composti organici di arsenico, come arsenobetaina e arsenozuccheri, contenuti soprattutto nei frutti di mare. La biotrasformazione e la tossicità dei composti dell’arsenico inorganico e organico sono sostanzialmente diversi. I composti di arsenico inorganico (arsenito e arseniato) sono metabolizzati a metilarsonato e dimetilarsinato che vengono escreti nelle urine insieme con l’arsenico inorganico non odificato. L’arsenobetaina, un composto organico, viene escreto immodificato nelle urine ed è considerato non tossico. La relazione dell’arsenobetaine con il diabete non è stata valutata in studi sull’uomo.

Il National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2003-2004 ha misurato per la prima volta l’arsenico urinario totale e le varie specie di arsenico nelle urine in un campione rappresentativo della popolazione degli Stati Uniti. Utilizzando questi dati, il è stata valutata l’associazione dell’arsenico nelle urine con la prevalenza di diabete di tipo 2 e con i livelli di emoglobina glicata in pazienti adulti partecipanti allo studio NHANES 2003-2004. L’ ipotesi degli autori era che l’esposizione all’arsenico inorganico è un fattore di rischio per il diabete, mentre l’esposizione a composti di arsenico organico non lo è.

Risultati relativi alla prevalenza del diabete nei pazienti esposti ad acqua potabile contaminata da arsenico

I livelli mediani di arsenico totale nelle urine, di dimetilarsinato, e arsenobetaina erano 7, 3 e 0,9 mg/L, rispettivamente. La prevalenza del diabete di tipo 2 è risultata del 7,7%. Dopo aggiustamento per i fattori di rischio per il diabete e per il consumo di pesce, i partecipanti con diabete di tipo 2 mostravano un livello di arsenico totale del 26% più alto (95% intervallo di confidenza [CI], 2,0% -56,0%) e un livello di dimetilarsinato non significativamente più elevato del 10% (95% CI, -8,0% a 33,0%) rispetto ai non diabetici; i livelli di arsenobetaina erano simili a quelli osservati nei non diabetici.

Conclusioni: L’arsenico assunto con l’acqua potabile aumenta il rischio di diabete

L’arsenico urinario totale è associato con una maggiore prevalenza di diabete di tipo 2. Questo risultato supporta l’ipotesi che bassi livelli di esposizione all’ arsenico inorganico nell’acqua potabile, un’esposizione diffusa in tutto il mondo, svolge un ruolo eziopatogenetico nel diabete . Studi prospettici in popolazioni esposte a differenti livelli di arsenico inorganico sono necessari per stabilire se questa associazione sia causale.
L’arsenico inorganico è altamente tossico e cancerogeno per l’uomo. Milioni di individui in tutto il mondo sono esposti ad acqua potabile contaminata con arsenico inorganico principalmente da depositi minerali naturali. Negli Stati Uniti, circa 13 milioni di persone vivono in aree con una concentrazione di arsenico nell’acqua pubblica superiore a10 mcg/ L, che è il limite superiore massimo consentito per la concentrazione di arsenico nell’acqua potabile pubblica.

In studi epidemiologici condotti a Taiwan, in Bangladesh e in Messico, l’elevata esposizione cronica all’ arsenico inorganico nell’acqua potabile (> 100 mcg / L) è stata associata con il diabete. l’esposizione cronica occupazionale ad elevate concentrazioni ad arsenico inorganico era associata anche a livelli più elevati di emoglobina glicata, un marcatore di iperglicemia cronica. Tuttavia, gli effetti delle misure volte ad abbassare i livelli di esposizione all’arsenico inorganico sul rischio di diabete sono in gran parte sconosciuti.

Oltre che all’arsenico inorganico (arsenito, arsenato), gli esseri umani sono esposti a composti organici di arsenico  (arsenobetaina, arsenozuccheri, arsenolipidi), contenuti principalmente nei frutti di mare. La biotrasformazione e la tossicità dei composti inorganici e di quelli organici dell’arsenico sono sostanzialmente diverse.

Nei paesi occidentali l’arsenico organico cui l’uomo è esposto proviene principalmente dall’acqua e dal cibo, che possono essere contaminati anche da da depositi naturali di arsenico inorganico presente nelle rocce e nel suolo. Il limite massimo di 10 microgrammi/litro di AS fu stabilito in base all’incidenza di cancro, inferiore nei soggetti esposti a livelli di As minore rispetto a quelli appena riferiti. Cibi come la farina o il riso contengono piccole quantità di arsenico inorganico, particolarmente se coltivati o cotti in zone con contaminazione da arsenico nel terreno e nell’acqua. Una quota rilevante della popolazione può essere esposta naturalmente a concentrazioni di arsenico inorganico tali da assumere più di dieci microgrammi al giorno a seconda dell’età. Il pesce è la principale fonte di arsenico organico per gli esseri umani

Molti tipi di pesci e di frutti di mare sono ricchi di arsenobetaina che rapidamente è eliminata immodificata nelle urine. I risultati sperimentali s indicano che l’arsenobetaina non è tossica. In questo studio le concentrazioni urinarie di arsenobetaina non erano correlate con il diabete o con i livelli di emoglobina glicosilata dopo correzione per il mercurio ematico.
Studi precedenti condotti in Taiwan, in Bangladesh, e in Messico hanno dimostrato un aumentato rischio di tipo 2 di diabete in soggetti con elevati livelli di arsenico inorganico nell’acqua potabile. Tuttavia il limite di questi studi è che le concentrazioni di arsenico sono state determinate soltanto nell’acqua potabile e non nel sangue dei soggetti partecipanti allo studio. Inoltre questi studi sono stati condotti in soggetti esposti ed elevate concentrazioni di arsenico, tanto che molti soggetti ne assumevano oltre 100 microgrammi al giorno. Negli studi che hanno valutato l’associazione fra esposizione bassa o moderata all’arsenico inorganico con il rischio di diabete, sono state confermate le associazioni fra livello di arsenico nei capelli, elevati livelli plasmatici di glucosio e prevalenza della sindrome metabolica a Taiwan. Anche diversi studi condotti negli Stati Uniti hanno confermato l’associazione fra livello di arsenico nell’acqua potabile e diabete di tipo 2.
Recentemente, ricercatori americani hanno trovato un’associazione positiva fra arsenico urinario totale e prevalenza di diabete di tipo 2 in una popolazione esposta a livelli moderatamente elevati di arsenico inorganico nell’acqua potabile e nel cibo. Pertanto, i risultati di questo studio epidemiologico confermano il ruolo di elevati livelli di arsenico nella patogenesi del diabete mellito. L’ennesima conferma del ruolo dell’arsenico nello sviluppo del diabete aumenta le preoccupazioni della popolazione generale e degli addetti alla salute pubblica, dal momento che l’ arsenico è dimostrato avere proprietà cancerogene, oltre che essere capace di indurre danni cardiovascolari, malformazioni congenite, alterazioni degli organi in via di sviluppo e negli organi della riproduzione.

Un altro studio pakistano ancora più recente, invece, non ha confermato l’associazione fra arsenico urinario e diabete. In questo studio però, lo stato di diabete era determinato mediante questionario in base ad una diagnosi medica riferita dal soggetto. Non si può pertanto escludere che il diabete fosse stato classificato erroneamente, e che l’associazione tra l’esposizione all’arsenico e la prevalenza del diabete possa essere stata sottostimata.
Il diabete è un disturbo complesso del metabolismo. Poiché gli individui diabetici possono avere alterazioni del metabolismo e dell’escrezione di xenobiotici, l’utilità dell’uso della concentrazione dell’arsenico urinario come biomarcatore di esposizione potrebbe essere limitato. Infine, la popolazione pakistana è più magra di quelle occidentali per il più basso status socio-economico e nutrizionale. Pertanto, i risultati non possono essere generalizzabili ad altre popolazioni studiate, data la possibile diversa distribuzione dei vari fattori di rischio per il diabete che possono influenzare l’effetto dell’esposizione all’arsenico.

Riferimenti bibliografici Navas-Acien A, Silbergeld EK, Pastor-Barriuso R, Guallar E. Arsenic exposureand prevalence of type 2 diabetes in US adults. JAMA. 2008 Aug 20;300(7):814-22.  PubMed PMID: 18714061.





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