istituto superiore di sanita’ -...

ISTITUTO SUPERIORE DI SANITA’Roma 21-22 novembre 2005

Workshop: FOCUS SU SICUREZZA D’USO E NUTRIZIONALE DEGLI ALIMENTI

Micotossine: Filiera animale, alimentazione, clima

Gianfranco Piva - ISAN - Facoltà di Agraria – PiacenzaFabio Galvano - Ist. Sci. Tecn. Prod Anim. - Facoltà di Agraria - Catania

Gianfranco Piva - ISAN - Facoltà di Agraria – PiacenzaFabio Galvano - Ist. Sci. Tecn. Prod Anim. - Facoltà di Agraria - Catania

2

Clima:Clima:ha condizionato la storia dell’uomo

• ↑ temp. -X° millenio a.C. fine glaciazione – Mesopotamiainizio attività agricola

• ↑ temp. 4000-3500 a.C. Sumeri artefici massimo sviluppo prod. agricola

• ↑ temp. – ↓piovosità: agricoltura prossima grandi fiumi da a.C. 3000 a.C.– Egitto

• ↓ temp. – ↑piovosità – da 1° millenio a.C. civiltà greca e colonie agricole bacino Mediterraneo

• ↑ temp. – ↓piovosità – da 1° sec. d.C. era impero romano per tre secoli rid. Piovosità: abbandono terre coltivate

• ↑ temp. -X° millenio a.C. fine glaciazione – Mesopotamiainizio attività agricola

• ↑ temp. 4000-3500 a.C. Sumeri artefici massimo sviluppo prod. agricola

• ↑ temp. – ↓piovosità: agricoltura prossima grandi fiumi da a.C. 3000 a.C.– Egitto

• ↓ temp. – ↑piovosità – da 1° millenio a.C. civiltà greca e colonie agricole bacino Mediterraneo

• ↑ temp. – ↓piovosità – da 1° sec. d.C. era impero romano per tre secoli rid. Piovosità: abbandono terre coltivate

3

Clima:Clima:ha condizionato la storia dell’uomo

• anno mille ↑ temp – scioglimento ghiacci Groenlandia –colonizzazione da Vichinghi terre del Grande Nord –

• 1300: ↑ temp. – ↑ piovosità Nord Europa grandi alluvioni• 1320 circa: inverno glaciale – ghiacciano le acque del Tamigi• Successivamente clima imprevedibile estati caldissime, violenti

fenomeni temporaleschi – Piccola glaciazione• Drastica riduzione delle disponibilità alimentari• Clima ha influito su diffusione parassitosi• Irlanda metà 1800 diffusione peronospera per venti persistenti;• Distruzione delle coltivazioni patate un milione di morti per

fame

4

• Un problema probabilmente vecchio quanto l’agricoltura !!!

• Nell’Antico Testamento (1200-1400 a.C.(Esodo 7, 14-13,16) abbiamo verosimilmente già una descrizione di una micotossicosi– Una delle piaghe d’Egitto

• La morte dei primogeniti degli Egiziani che si occupavano dei silos dei cereali per probabile inalazione di Stachybotris –“micotossicosi da inalazione”

Aratura(Arte rupestre,Val Camonica)

5

Lucrezio (98-55 a.C.)fa prima descrizione dell’Ergotismo o Fuoco di S. Antonio ed in base alla sintomatologia lo definisce

”Ignis sacer”

I romani non utilizzavano la “segale”come cereale ma il farro

Lucrezio (98-55 a.C.)fa prima descrizione dell’Ergotismo o Fuoco di S. Antonio ed in base alla sintomatologia lo definisce

”Ignis sacer”

I romani non utilizzavano la “segale”come cereale ma il farro

6

Autunno 943 d.C.,regione Limoges - Francia

Strana malattia:convulsioni, dolori molto forti alle estremità, vaste lesioni cutanee, febbre alta, bruciore insopportabile

Autunno 943 d.C.,regione Limoges - Francia

Strana malattia:convulsioni, dolori molto forti convulsioni, dolori molto forti alle estremitalle estremitàà, vaste lesioni , vaste lesioni cutanee, febbre alta, bruciore cutanee, febbre alta, bruciore insopportabileinsopportabile

7

CASI PIÙ GRAVIcancrena

morte se non siamputava l’arto colpito

CASI PIÙ GRAVIcancrenacancrena

morte se non simorte se non siamputava l’arto colpitoamputava l’arto colpito

CASI MENO GRAVIdecorso in modo subacuto=====================

(cause contaminazioni da “ergotalcaloids” da Segale cornuta)

CASI MENO GRAVIdecorso in modo decorso in modo subacutosubacuto==========================================

(cause contaminazioni da “ergotalcaloids” da Segale cornuta)

8

““Fuoco di S. Antonio” oFuoco di S. Antonio” o““IgnisIgnis SacerSacer” in Italia” in Italia

“Mal “Mal desdes ardentsardents” in Francia” in Francia

Ordine degli Ordine degli AntonianiAntoniani del del DelfinatoDelfinatoS. Antonio Patrono protettoreS. Antonio Patrono protettore

“Fuoco di S. Antonio" è anche attribuita all’Herpes zoster;Denominazione comune deriva da una similitudine della sintomatologia principale, l'intenso bruciore della zona del corpo interessata.

9

Parti di arti di Parti di arti di persone salvate persone salvate dall’intervento dei dall’intervento dei frati dell’ordine frati dell’ordine degli degli AntonianiAntoniani

10

The beggarsPieter Bruegel, 1568

Musée du Louvre, Paris

Nel Medio Evo descritte epidemie da consumo di cereali contaminati da Claviceps purpurea

Ultimo grave episodio nell’ Europa occidentale 1951 a Pont-Saint-Esperit (Francia meridionale) e coinvolse 300 persone

11

• Spesso le patologie da malnutrizione e da ergotismo si sovrappongono e derivavano da carenze ma anche da cereali di cattiva qualità

• Es. in Italia la pellagra con migliaia di vittime nel 1800, soprattutto con disturbi nervosi ha portato alla costruzione di una rete di ospedali psichiatrici

• Micotossine dei cereali con effetti neurotossici: fumonisine, ac. ciclopiazonico, ergotamine

12

CONTROLLO MICOTOSSICOSICONTROLLO MICOTOSSICOSIprimi provvedimenti alimentariprimi provvedimenti alimentari

• A Firenze “Accademia Georgofili” fine 1700 propone l’uso della patata per sostituire nella produzione del pane i cereali di cattiva qualità

• 1883 Ministero Agricoltura italiano: disegno di legge per vietare il consumo mais con muffa (Ipotesi: pellagra da pellogrozeinatossina che si forma nel mais ammuffito –Lombroso)

• A Firenze “Accademia Georgofili” fine 1700 propone l’uso della patata per sostituire nella produzione del pane i cereali di cattiva qualità

• 1883 Ministero Agricoltura italiano: disegno di legge per vietare il consumo mais con muffa (Ipotesi: pellagra da pellogrozeinatossina che si forma nel mais ammuffito –Lombroso)

13

Patologie umane sospette di essere correlate a Patologie umane sospette di essere correlate a muffe micotossine contaminati alimenti/cerealimuffe micotossine contaminati alimenti/cereali

(Galvano (Galvano etet al.al., 2005), 2005)

• Granaglie di cereali: ATA(F);Nefropatia Balcanica(P); Ergotismo(C); Epatocarcinoma(A); Malattia Kashin Beck (F); Kwasshiorkor(A); Sindrome di Reye(A);

• Riso: beriberi cardiaco(A-P)• Segale: Ergotismo (C)• Mais: Tumori esofagei (F); Deficienze a

livello delle tube neurali (F) • Miglio: Onylai(A)• Varie: Cancro del testicolo (P)

14

FATTORI CHE CONDIZIONANO LO SVILUPPO FUNGINO E DI MICTOSSINE


SVILUPPO FUNGINO

substrato umidità ( aw)ossigeno (1-2%) temperatura tempodanni meccaniciinsetti

SVILUPPO FUNGINOSVILUPPO FUNGINO

substrato substrato umidità ( aw)umidità ( aw)ossigeno (1ossigeno (1--2%) 2%) temperatura temperatura tempotempodanni meccanicidanni meccaniciinsetti insetti

16

CONCENTRAZIONE DI COCONCENTRAZIONE DI CO22

17

COSTITUENTI DELL’ATMOSFERACOSTITUENTI DELL’ATMOSFERAED EFFETTO SERRAED EFFETTO SERRA

CO2 (ppmv) CH4 (ppMv) N2O (ppMv) CFC-I I (ppMv)

Concentrazione preindustriale ~280 ~700 ~275 Zero

Concentrazione attuale 358 1720 312** 0.468**

Tasso di variazione della concentrazione

0 4%/y 0.6%/y 0.25%/y 4%/y

Tempo di permanenza atmosfera (y)

50-200 9-15 120 50

18

VARIAZIONI CLIMATICHE OSSERVATEVARIAZIONI CLIMATICHE OSSERVATE

19

LA TEMPERATURA DEGLI OCEANILA TEMPERATURA DEGLI OCEANI

23

L’EFFETTO SERRAL’EFFETTO SERRA

24

•• L’approccio scientifico al problema L’approccio scientifico al problema delle micotossine è iniziato dagli anni delle micotossine è iniziato dagli anni ’60 a seguito della “’60 a seguito della “TurkeyTurkey X X diseasedisease”;”;

•• Malattia di origine alimentare che colpi, Malattia di origine alimentare che colpi, in Inghilterra, soprattutto migliaia di in Inghilterra, soprattutto migliaia di tacchini e dovuta ad AFBtacchini e dovuta ad AFB11 contenuta in contenuta in arachide di importazionearachide di importazione

25



SVILUPPO FUNGINO

substratoumidità ( aw) ossigeno (1-2%) temperatura tempodanni meccaniciinsetti

SVILUPPO FUNGINOSVILUPPO FUNGINO

substratosubstratoumidità ( aw) umidità ( aw) ossigeno (1ossigeno (1--2%) 2%) temperatura temperatura tempotempodanni meccanicidanni meccaniciinsetti insetti

26

Situazione di alcune muffe in funzioneSituazione di alcune muffe in funzionedel loro fabbisogno in acquadel loro fabbisogno in acqua

Xerofile

Mesofile

Igrofile

.75 .80 .85 .90 .95 1.00aw

A. restrictusA. gr. glaucus

A. versicolorA. ochraceus

A. flavusA. nidulans

P. cyclopiumP. viridicatumP. expansum

A. fumigatusCladosporum cladosporioides

Stachybotrys atraFusarium spp.Mucorales

27

Temperature di crescita ottimali e possibili per Temperature di crescita ottimali e possibili per muffe comunemente associate muffe comunemente associate ad alimenti animaliad alimenti animali

0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0Temperatura°C

Aspergillus (crescita)

Optimum

Penicillium (crescita)

Optimum

Fusarium

Produzione tossina T2

Produzione FB1

Produzione ZEA, DON

28

•• AflatossineAflatossine (B(B11, B, B22, G, G11, G, G22, M, M11, M, M22):): arachidi, mais, arachidi, mais, frumento, riso, semi di cotone, noci, fichi, frumento, riso, semi di cotone, noci, fichi, latte, latte, formaggio, uovaformaggio, uova

•• Ocratossina (A):Ocratossina (A): cereali, arachidi, caffè, cacao, uva cereali, arachidi, caffè, cacao, uva passita, uva, frutta secca, vino, spezie, passita, uva, frutta secca, vino, spezie, formaggio, formaggio, carne di maiale conservatacarne di maiale conservata

•• TricoteceniTricoteceni: : frumento, mais, orzo, avenafrumento, mais, orzo, avena

•• ZearalenoniZearalenoni: : frumento, mais, orzo, avena, fienofrumento, mais, orzo, avena, fieno

•• FumonisineFumonisine BB11, B, B22, , BB33:: maismais

•• PatulinaPatulina: : mele, succhi di melemele, succhi di mele

TOSSINE E PRODOTTI CONTAMINATITOSSINE E PRODOTTI CONTAMINATI

29

•• Contaminazione in funzione degli Contaminazione in funzione degli andamenti climaticiandamenti climatici

•• F. F. graminearumgraminearum, , F. verticillioidesF. verticillioides ((F. F. proliferatumproliferatum)), , A. A. flavusflavus

•• Esigenze termicheEsigenze termiche ↑↑•• Esigenze umiditEsigenze umiditàà ↓↓•• DON DON –– ZEA ZEA -- FB FB -- AFBAFB11

MAIS: effetto emblematicoMAIS: effetto emblematico

30

Luglio

050

100150

200250

300350

Agosto

050

100150200250300350

Settembre

050

100150200250300350

Sommatoria precipitazioni nelle stazioni

meteorologiche di cinque regioni

– 2002 -

Sommatoria Sommatoria precipitazioni precipitazioni nelle stazioni nelle stazioni

meteorologiche meteorologiche di cinque regioni di cinque regioni

–– 2002 2002 --

LombardiaToscana

PiemonteVeneto

Friuli Venezia Giulia

31

Luglio

050

100150

200250

300350

Agosto

050

100150200250300350

Settembre

050

100150200250300350

Sommatoria Sommatoria precipitazioni precipitazioni nelle stazioni nelle stazioni

meteorologiche meteorologiche di cinque regioni di cinque regioni

–– 2003 2003 --

LombardiaToscana

PiemonteVeneto


32

LombardiaToscana

PiemonteVeneto


Luglio

300

400

500

600

700

800

900

Agosto

300

400

500

600

700

800

900

Settembre

300

400

500

600

700

800

900

Sommatoria Sommatoria temperature temperature registrate in registrate in

cinque regionicinque regioni-- 2002 2002 --

33

Luglio

300

400

500

600

700

800

900

Sommatoria Sommatoria temperature temperature

registrate in 5 registrate in 5 regioniregioni-- 2003 2003 - Agosto

300

400

500

600

700

800

900

Settembre

-

LombardiaToscana

PiemonteVeneto


300

400

500

600

700

800

900

34

Indice di aridità misurato nelle stazioni Indice di aridità misurato nelle stazioni meteorologiche di cinque regioni del Nord meteorologiche di cinque regioni del Nord italiaitalia

2002

-50

0

50

100

150

200

250

2003

-50

0

50

100

150

200

250

LombardiaToscana

PiemonteVeneto


35

RISULTATIRISULTATI

Indice aridità Indice aridità -- caratterizzazione climatica:caratterizzazione climatica:

2002

36

RISULTATIRISULTATI

Indice aridità Indice aridità -- caratterizzazione climatica:caratterizzazione climatica:

2003

37

•• Anticipazione della maturazioneAnticipazione della maturazione•• Mais al raccolto frequentemente con Mais al raccolto frequentemente con

umidità inferiore al 20% umidità inferiore al 20% -- a umidità a umidità inferiori al 28% aumenta rapidamente inferiori al 28% aumenta rapidamente accumulo accumulo AFsAFs

•• GranelleGranelle friabili e spesso friabili e spesso fessuratefessurate•• Riduzione importante della produzioneRiduzione importante della produzione•• Maggiori problemi con i mais precociMaggiori problemi con i mais precoci

CONSEGUENZE SUL MAISCONSEGUENZE SUL MAIS

40

44,03,3 (a)20,00,8 (b)Media tot12,03.8 ab4,00,6 n.s.Veneto

4,00,6 c2,00,4 n.s.Toscana6,02,7 abc2,00,1 n.s.Piemonte6,0 1.1 bc20,01,4 n.s.Lombardia

44,06,6 a4,00,8 n.s.Friuli V.G.

20032002MaxMediaMaxMedia

A.flavus %A.flavus %

A. A. flavusflavus in in granellagranella di mais in differenti di mais in differenti regioni nel 2002 e 2003 regioni nel 2002 e 2003 ((BattilaniBattilani etet al.al., 2004), 2004)

41

154,5154,517,717,7--------Media totMedia tot4,74,70,5 (b) 0,5 (b) --------VenetoVeneto4,64,61,9 (1,9 (abab))--------ToscanaToscana5,65,61,9 (1,9 (abab))--------PiemontePiemonte

13,413,41,6 (b)1,6 (b)--------LombardiaLombardia154,5154,511.1 (a)11.1 (a)--------Friuli V.G.Friuli V.G.

2003200320022002MaxMaxMediaMediaMaxMaxMediaMedia

AFBAFB1 1 µµg/kgg/kg

AFBAFB11 in in granellagranella di mais in differenti regioni di mais in differenti regioni nel 2002 e 2003 nel 2002 e 2003 ((BattilaniBattilani etet al.al., 2004), 2004)

42

4.1

5.17

0.29

0.02

1999

--

4.80

0.54

0.174

2002

4.41.51.50.31.9AFB1

5.192.663.101.323.35FB1

--0.300.802.720.19DON

--0.0030.030.450.07ZEA

20031998199719961995

Contenuto medio di micotossine Contenuto medio di micotossine ((ppmppm)) in in camionicamioni di mais raccolti in Nord Italiadi mais raccolti in Nord Italia

((PietriPietri etet al.al., 2004, 2004 -- BattilaniBattilani etet al.al., 2004, 2004))

43

57%

25%

10% 9% 7%

16%

6%9%

16%21%

11%

21%26%

12%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

% c

ampi

oni M

1 >0

,05 ¬

g/kg

8 -

24/1

0

27-

31/1

0

3-7

/11

10-1

4/11

17-2

1/11

24-2

8/11

1-5/

12

9-12

/12

15-2

3/12

7-16

/01

19-2

3/01

26-3

0/01

2-6/

02

9-13

/02

Andamento settimanale AFM 1 nel latte delle aziende agrarie da Ottobre 2003 a Febbraio 2004

1 4

140

75

325 0

1 48

432 9

211

95 91 34

38

51

44

21,25,3068,425.3419Feb.

20921,9043,1519,83146totale

19,70,0037,506,8916Gen.

94,920,0040,0013,8735Dic.

209,036,3640,9127,5666Nov.

16,303010,410Ott.

Sett.

Val. max

>20 µg/kg%

< 5 µg/kg%

Val. medio

Camp. N.

AFBAFB11 in in granellagranella di mais 2003di mais 2003(ISAN, 2004)(ISAN, 2004)

45

Dal 29.10 al 18.11.2003Dal 29.10 al 18.11.2003

2.22.2

33.333.3

%%

12671267

Dal 1.02 al 30.04.2004Dal 1.02 al 30.04.2004

808808

N.N.

< 50 < 50 ngng/kg/kg

12981298282897.897.8Latterie Latterie cisternecisterne

1212121240440466.766.7Latterie Latterie cisternecisterne

N.N.%%

Totale n.Totale n.> 50 > 50 ngng/kg/kg

Controlli effettuati dai Servizi Veterinari in Regione Controlli effettuati dai Servizi Veterinari in Regione Lombardia: cisterne di latterie Lombardia: cisterne di latterie

(SATA 2003)(SATA 2003)

46

Dal 29.10 al 18.11.2003Dal 29.10 al 18.11.2003

14.614.6

33.733.7

%%

914914

Dal 1.02 al 30.04.2004Dal 1.02 al 30.04.2004

20612061

N.N.

< 50 < 50 ngng/kg/kg

1070107015615665.465.4Az. Agrarie Az. Agrarie cisternecisterne

310931091048104866.366.3Az. Agrarie Az. Agrarie cisternecisterne

N.N.%%

Totale n.Totale n.> 50 > 50 ngng/kg/kg

Controlli effettuati dai Servizi Veterinari Controlli effettuati dai Servizi Veterinari in Regione Lombardia: Aziende agrarie in Regione Lombardia: Aziende agrarie (SATA 2003)(SATA 2003)

47

13

4660

43

24

11

30

0

10

20

30

40

50

60

% c

ampi

oni

<10 ng/Kg 10-25 ng/Kg 25-50 ng/Kg >50 ng/Kg

AFM1 in latte fresco (67 campioni) e UHT (28 campioni) prelevati al consumo tra novembre 2003 e maggio 2004

fresco UHTValori medi (max)(ng/kg)fresco: 21±12 (61)UHT: 12±9 (34)

Valori medi (max)(ng/kg)fresco: 21±12 (61)UHT: 12±9 (34)

48

Presenza di AFMPresenza di AFM11 in latte alla consegna in in latte alla consegna in latteria latteria -- % > 30 % > 30 ngng/kg/kg

((PinelliPinelli etet al.al., 2005), 2005)

1998

1999

2000

2001

2002

2003 gen-ago)2003 (set-dic)2004

50%

45%

40%

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%

49

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Italia

PortogalloSpagnaUngheriaBelgio

GermaniaFranciaAustria

Contaminazione media del latte da AFMContaminazione media del latte da AFM11riscontrata in alcuni Paesi Europeiriscontrata in alcuni Paesi Europei

((PinelliPinelli etet al.al., 2005), 2005)

50

Latte umano Latte umano biomarkerbiomarker per micotossineper micotossine-- Regione Lombardia 2001Regione Lombardia 2001 ((TurconiTurconi et al.,et al., 20042004))

ngng/l/lng/l ng/l ngng/l/l

ngng/l/lngng/l/l

83.7%83.7%Positivi 194/231Positivi 194/231OTAOTA

0.43%0.43%Positivi 1/231Positivi 1/231AFAF

72.3%72.3%16.0%16.0%11.7%11.7%

>0.5>0.5--556.06.0--10.010.011.011.0--57.057.0

OTAOTAOTAOTAOTAOTA

11.411.4194.0194.0

AFBAFB11

AFMAFM11

51

(ANSA) - NAIROBI, 9 GIUSono almeno 112 le persone morte dopo aver mangiato mais contaminato in un'area centro orientale del Kenya, quella di Ukambani…….. Le vittime hanno ingerito mais – decisamente l'alimentobase in Kenya - contaminato dall'aflatossina…….

(ANSA) (ANSA) -- NAIROBI, 9 GIUNAIROBI, 9 GIUSono almeno 112 le persone morte dopo Sono almeno 112 le persone morte dopo aver mangiato mais contaminato in aver mangiato mais contaminato in un'area centro orientale del Kenya, quella un'area centro orientale del Kenya, quella di di Ukambani……Ukambani…….. .. Le vittime hanno Le vittime hanno ingerito mais ingerito mais –– decisamente l'decisamente l'alimentoalimentobase in Kenya base in Kenya -- contaminato contaminato dall'aflatossina…….dall'aflatossina…….

ANSA ANSA –– 9 giugno 20049 giugno 2004KENYA: MAIS CONTAMINATO, ALMENO 112 MORTIKENYA: MAIS CONTAMINATO, ALMENO 112 MORTI

52

•• Stati Uniti perdite economiche e ai costi derivanti Stati Uniti perdite economiche e ai costi derivanti dalla contaminazione da dalla contaminazione da aflatossineaflatossine, , fumonisinefumonisine e e DON. DON.

•• L’impatto economico annuo derivante da perdita di L’impatto economico annuo derivante da perdita di derrate alimentari $ 932 milioni,derrate alimentari $ 932 milioni,

•• Perdite animali allevati $ 6 milioni, Perdite animali allevati $ 6 milioni,

•• Costi per la prevenzione $ 466 milioni.Costi per la prevenzione $ 466 milioni.

•• UE 70% campioni di mangimi contaminati da UE 70% campioni di mangimi contaminati da micotossine (EFSA, 2004)micotossine (EFSA, 2004)

Perdite economiche derivantiPerdite economiche derivantida costi micotossineda costi micotossine

53

ECONOMIC IMPACTS OF ECONOMIC IMPACTS OF FUSARIUMFUSARIUMIN U.S. CROPSIN U.S. CROPS

• Fusarium head blight in north central U.S.: $2.7 billionfrom 1998-2000 (Nganje et al., 2004)

• No health effects accounted

• Annual costs of fumonisin and DON in U.S. agriculture: ~$500 million (Vardon et al., 2003)

• Annual costs of fumonisin and DON in U.S. corn: ~$90 million ($31-$200 million) (Wu et al., 2004)

• Variability lies in assumptions, but in all cases, problem is significant

54

IMPATTO ECONOMICO DELLE MICTOSSINE SULLA IMPATTO ECONOMICO DELLE MICTOSSINE SULLA FILIERA ZOOTECNICA NEL NOSTRO PAESEFILIERA ZOOTECNICA NEL NOSTRO PAESE

• Oltre il 70% dei mangimi risultano più o menocontaminati da una o più micotossine (EFSA, 2004).

• Nella maggior parte dei casi si tratta di una presenza a livelli sub clinici; senza effetti patologici diretti

• Si riscontra un generale peggioramento dello statosanitario, una maggiore morbillità, un aumento del consumo di farmaci, una ridotta efficacia dellevaccinazioni;

• Varie mictossine interferiscono con il sistemaimmunitario: AF, T.2, DON, OA, F1,

• Costi per il sistema produttivo 2-3%?

55

• Market loss = [dPfood*Vfood*Rfood] + [dPfeed*Vfeed*Rfeed]– dPfood, dPfeed = unit price difference between corn sold at food and feed

grade prices, respectively– Vfood, Vfeed = volume of food & feed grade corn sold in U.S.– Rfood, Rfeed = volume of food & feed grade corn rejected for excess

mycotoxin

$US millions, average (95% CI)

Fumonisin Deoxynivalenol Aflatoxin

Market loss 39 (14 to 86) 52 (17 to 120) 163 (73 to 332)

Animal health loss 0.27 (0.05 to 2) 0 N/A

Total US losses 40 (14 to 88) 52 (17 to 120) 163 (73 to 332)

Fumonisin Deoxynivalenol Aflatoxin

Market loss 39 (14 to 86) 52 (17 to 120) 163 (73 to 332)

Animal health loss 0.27 (0.05 to 2) 0 N/A

Total US losses 40 (14 to 88) 52 (17 to 120) 163 (73 to 332)

J Toxicol Toxin Reviews 23:397, 2002

Model Model toto estimate marketestimate marketlossloss domesticallydomestically

56

MICOTOSSINEMICOTOSSINEI limiti legali nel mondoI limiti legali nel mondo

57

GESTIONE DEL RISCHIO

FATTORIECONOMICI

LIMITI LEGALI

COMPROMESSO?

Esempio:La legislazione Svizzera proibisce l’uso delle arachidi

nell’alimentazione delle vacche in lattazioneTale limite sarebbe applicabile negli Stati Uniti?

Esempio:Esempio:La legislazione Svizzera proibisce l’uso delle arachidi La legislazione Svizzera proibisce l’uso delle arachidi

nell’alimentazione delle vacche in lattazionenell’alimentazione delle vacche in lattazioneTale limite sarebbe applicabile negli Stati Uniti?Tale limite sarebbe applicabile negli Stati Uniti?

58

Limiti legali

Per quanto severi, non tengono conto di:Per quanto severi, non tengono conto di:Effetti tossici Effetti tossici CRONICICRONICI, correlati cioè , correlati cioè all’ingestione modesta ma prolungata nel tempo all’ingestione modesta ma prolungata nel tempo Eventuali sinergismi tossici tra Eventuali sinergismi tossici tra MICOTOSSINEMICOTOSSINEsimultaneamente presenti negli alimentisimultaneamente presenti negli alimentiIngestione complessiva di Ingestione complessiva di MICOTOSSINEMICOTOSSINE

IN PROSPETTIVA SEMPRE PIÙ SEVERI

59

• PROBLEMA ETICO

• PER AFLATOSSINE A RISCHIO LA POPOLAZIONE CHE VIVE FRA IL 40° PARALLELO SUD E NORD DELL’EQUATORE

• RISCHIO 4,5 MILIARDI DI PERSONE

60

Limiti legali: SICUREZZA ALIMENTARE

PROBLEMA ECONOMICO ……… ed ETICO !PROBLEMA ECONOMICO ……… ed ETICO !

Limiti eccessivamente severi fissati dai paesi occidentaliimportazioni delle derrate provenienti dai paesi poveri

61

Limiti legali

Attualmente i limiti legali nel mondo sono Attualmente i limiti legali nel mondo sono ampiamente variabili ampiamente variabili Nei paesi occidentali il contenuto di alcune Nei paesi occidentali il contenuto di alcune micotossine negli alimenti è regolamentato per leggemicotossine negli alimenti è regolamentato per leggeNei paesi in via di sviluppo i limiti sono pochi e Nei paesi in via di sviluppo i limiti sono pochi e piuttosto ampipiuttosto ampi

62

“. . . a World Bank study has calculatedthat the European Union regulation on aflatoxins

costs Africa $750 million each yearin exports of cereals, dried fruit and nuts.

And what does it achieve?It may possibly save the life of one citizen

of the European Union every two years …………

Surely a more reasonable balance can be found”

KofiKofi AnnanAnnan, ONU General Secretary, ONU General Secretary

63

Effetti della legislazione sulle micotossineEffetti della legislazione sulle micotossinesul commercio internazionalesul commercio internazionale

• World Bank: impatto economico per l’adozione di limiti massimi per le micotossine;

• Limiti in 15 paesi importatori rispetto a 32 paesi esportatori;

• Armonizzazione per importatori per AFB1 =9 ug/kg;

• Incremento commercio di cereali e frutta secca del 51% (pari a $ 6.1 miliardi) rispetto al flusso commerciale attuale.

64

IfIf the world the world adoptedadopted US US vsvs EuEu –– proposedproposed standard standard forfor fumonisinfumonisin ….….

US: 2 mg/kg in food• Annual losses to:

– US: $40M– China: $30M– Argentina: $30M

• Total losses to 3 major corn exporters: $100M

EU: 0.5 mg/kg in food• Annual losses to:

– US: $170M– China: $60M– Argentina: $70M

• Total losses to 3 major corn exporters: $300M

Environ Sci & Tech 38:4049-4055

65

9-88 cm14-32 cm3-14 cmInnalzamento livello medio globale dei mari

1.4-5.8 °C0.8-2.6 °C0.4-1.1 °CCambiamento t° media globale dal 1990

540-970 ppm

445-640 ppm

405-460 ppm

Concentrazione di CO2

210020502025

Principali mutamenti previstiPrincipali mutamenti previstiper i prossimi 100 anniper i prossimi 100 anni (da IPCC, 2001)(da IPCC, 2001)

66

VARIAZIONI CLIMATICHE PREVISTEVARIAZIONI CLIMATICHE PREVISTE

Annual mean temperature change, 2071 to 2100 relative to 1990

67

Alcune aree diverranno più umide, Alcune aree diverranno più umide, altre più secchealtre più secche

Annual mean precipitation change: 2071 to 2100 Relative to 1990

68

•• Contaminazione in funzione degli Contaminazione in funzione degli andamenti climaticiandamenti climatici

•• F. F. graminearumgraminearum, , F. verticillioidesF. verticillioides ((F. F. proliferatumproliferatum)), , A. A. flavusflavus

•• Esigenze termicheEsigenze termiche ↑↑•• Esigenze umiditEsigenze umiditàà ↓↓•• DON DON –– ZEA ZEA -- FB FB -- AFBAFB11

MAIS:MAIS:effetto dei cambiamenti climaticieffetto dei cambiamenti climatici

69

POSSIBILI INTERVENTI

• Controllo della contaminazione nella fase primaria della filiera produttiva

• Riduzione della biodisponibilità• Riduzione della tossicità

“biotrasformazione”• Riduzione degli effetti tossici

70

Mitigation costs• Sviluppo di colture fungo-resistenti

• Modifica delle pratiche colturali, (es. irrigazione)

• Impiego addizionale di insetticidi, fungicidi, fertilizzanti

•Miglioramento della tecniche di raccolta e della gestione post-raccolta

• Miglioramento di condizioni di stoccaggio e trasporto

• Essiccazione più efficiente

• Procedure addizionali di controllo qualità

• Miglioramento mediante trattamenti fisici e chimici

Pre-

Post

-rac

colt

a

71

Possibili interventi a livelloPossibili interventi a livellodell’alimentazione della vacca da lattedell’alimentazione della vacca da latte

• Controllo della contaminazione degli alimenti della razione;

• Adottare parametri di accettabilità della presenza di AFB1 nella razione in funzione del livello produttivo e della capacità di controllo degli alimenti;

• Granella di mais: eliminare le granelle rotte e la polverulenza;

• Migliorare gli accorgimenti che riducano il carry over alimenti /latte (sequestranti, enzimi od altri accorgimenti alimentari).

72British Journal of Nutrition (2005), 94, 211–220

AbstractOur experiments proved the significant cytoprotective effect of C-3-G in vitro against OTA-and AFB1-induced cell damage. Inhibition of DNA and protein synthesis induced by the mycotoxins was counteracted by pretreatment with the antioxidant at 50 mM. Similarly, apoptotic cell death was prevented as demonstrated by a reduction of DNA fragmentation and inhibition of caspase-3 activation.

73

British Journal of Nutrition (2005), 94, 211–220

74

ABSTRACTOur experiments proved the significant in vitro cytoprotective effect of Rosmarinic acid (Ros A) from OTA and AFB1 induced cell damage.

Journal of Applied Toxicology (2004), 24, 289–296

75

OxidativeOxidative DNA DNA strandstrand breaksbreaks and and modulationmodulation of of cellcell cyclecycleand stress and stress relatedrelated proteinsproteins expressionexpression asas inducedinduced byby

ochratoxinochratoxin A in A in ratsrats

Renis M., Scifo C., Grasso S., Di Giacomo C., Piva A., La Fauci L., Casadei G., Galvano G., Morlacchini M., Vanella A., Galvano F.

To be submited

76

ConclusioniConclusioni

•• La tossicitLa tossicitàà epatica e renale dellepatica e renale dell’’OTA OTA èè correlata alla correlata alla sua capacitsua capacitàà di di depletaredepletare il GSHil GSH

•• Il tessuto nervoso risulta meno protetto dallo stress Il tessuto nervoso risulta meno protetto dallo stress ossidativoossidativo per carenza sistemica di antiossidanti per carenza sistemica di antiossidanti lipofililipofili (processi di (processi di ““ricaricaricarica”” della vit. E della vit. E GSHGSH--dipendentidipendenti))

•• LL’’OTA OTA èè in grado di produrre danni a carico del DNA e in grado di produrre danni a carico del DNA e di promuovere ldi promuovere l’’angiogenesiangiogenesi

•• La cianidina La cianidina èè in grado di contrastare la maggior parte in grado di contrastare la maggior parte degli effetti delldegli effetti dell’’OTAOTA

Oxidative DNA strand breaks and modulation of cell cycle and stress related proteins expression as induced by ochratoxin A in rats.Renis M., Scifo C., Grasso S., Di Giacomo C., Piva A., La Fauci L., Casadei G., Galvano G., Morlacchini M., Vanella A., Galvano F.

To be submited

77

• Sviluppo di modelli previsionali dello sviluppo dei funghi a breve e medio termine

• Acquisizione di informazioni dettagliate riguardo ai funghi patogeni, alle loro esigenze ecologiche e allo sviluppo epidemico

• Focalizzazione dell’attenzione nei riguardi dei funghi emergenti nel nostro paese come I’A.flavus su mais

• Proposte di organizzazione della filiera produttiva rispondente alle nuove situazioni

•• Sviluppo di modelli Sviluppo di modelli previsionaliprevisionali dello sviluppo dello sviluppo dei funghi a breve e medio terminedei funghi a breve e medio termine

•• Acquisizione di informazioni dettagliate riguardo Acquisizione di informazioni dettagliate riguardo ai funghi patogeni, alle loro esigenze ecologiche ai funghi patogeni, alle loro esigenze ecologiche e allo sviluppo epidemicoe allo sviluppo epidemico

•• FocalizzazioneFocalizzazione dell’attenzione nei riguardi dei dell’attenzione nei riguardi dei funghi emergenti nel nostro paese come funghi emergenti nel nostro paese come I’I’A.A.flavusflavus su maissu mais

•• Proposte di organizzazione della filiera Proposte di organizzazione della filiera produttiva rispondente alle nuove situazioniproduttiva rispondente alle nuove situazioni

Previsioni annuali e sistemiPrevisioni annuali e sistemidi supporto alle decisionidi supporto alle decisioni

78

Un esempio dal progetto nazionale AFLARID Un esempio dal progetto nazionale AFLARID (Ricerca per la riduzione della contaminazione (Ricerca per la riduzione della contaminazione da aflatossina nel latte e derivati), finanziato da aflatossina nel latte e derivati), finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali nel 2004, finalizzato ad approfondire i problemi nel 2004, finalizzato ad approfondire i problemi relativi alla presenza di aflatossina nel mais e relativi alla presenza di aflatossina nel mais e al suo passaggio nella filiera lattieroal suo passaggio nella filiera lattiero--casearia. casearia.

79

• La micotossine sono dei serial killer silenziosi con i quali dobbiamo imparare a convivere;

• Sono probabilmente al primo posto fra i rischi alimentari emergenti (SAFEFOOD);

• Nuove micotossine stanno emergendo (!!!???)

• Il problema, se le previsioni nei mutamenti climatici si confermeranno, si aggraverà;

• Si dovrà investire molto in ricerca a prevenzione

80

• Prof. Gianfranco Piva• Direttore Istituto di Scienze degli Alimenti e

della Nutrizione - Facoltà di Agraria• Via Emilia Parmense, 84• 29100 PIACENZA• Tel +39 0523 599 258• Fax +39 0523 599 259• E-mail [email protected]

istituto superiore di sanita’ -...

Documents