Arsen w żywności. Gdzie występuje, czy jest szkodliwy i jak się go pozbyć?

Arsen występuje w glebie i wodzie, co skutkuje także jego obecnością w żywności. Pierwiastek ten ma udowodnione działanie rakotwórcze, jak i mutagenne. Jego toksyczność jest uzależniona od formy chemicznej (Karolina Kulik, 2016)

Artykuł ma na celu edukację dietetyków na temat toksykologii arsenu i norm toksykologicznych.

Krótka historia arsenu

Co ciekawe arsen był stosowany w epoce wiktoriańskiej jako pigment w barwnikach. Można go było znaleźć w „zieleni Scheele’a” oraz „zieleni paryskiej”. Były one wykorzystywane w modzie i dekoracji wnętrz m.in. do barwienia tapet, tkanin pod suknie, rękawiczki czy pończochy. Ten popularny w połowie XX wieku, piękny zielony kolor, okazał się niebezpieczny właśnie przez zawartość arsenu. Istnieją anegdoty, że ówczesna moda mogła przyczyniać się do zmian skórnych, a tapety prowadzić do chorób, a nawet śmierci. Było to przyczyną bezpośredniego kontaktu i uwalnianiem toksycznych oparów przez te barwniki. Współcześnie ze względu na toksyczne właściwości arsenu, jego użycie jest ściśle regulowane (Isaac, 2019).

Jak dużym problemem są zatrucia arsenem?

Zatrucia arsenem dotykają milionów ludzi na całym świecie i są uważane za globalny problem zdrowotny. (Kuivenhoven, 2023) Szacuje się, że nadmiernie narażonych na arsen może być około 200 mln ludzi (Kulczyński, 2024).

Podstawy toksykologii arsenu 

Arsen jest pierwiastkiem występującym naturalnie w skorupie ziemskiej, dlatego jest szeroko rozpowszechniony w środowisku. Głównymi źródłami narażenia na ten pierwiastek będzie: skażona woda, gleba, żywność, wysypiska śmieci, nawozy sztuczne, huty metali, elektrownie, jak i palenie tytoniu. Arsen występuje w dwóch formach chemicznych: organicznej i nieorganicznej. (World Health Organization: WHO, 2022).

Nieorganiczne związki arsenu wykazują wysoką toksyczność, stanowią największe zanieczyszczenie wód na całym świecie. Natomiast organiczne związki arsenu są mniej szkodliwe dla zdrowia, występują m.in. w rybach i owocach morza (Nizp-Pzh, 2023).

Obie formy arsenu po dostaniu się do organizmu są szybko wchłaniane do krwi. Arsen organiczny jest słabo wchłaniany przez komórki i jest szybko wydalany z moczem. Natomiast nieorganiczne związki arsenu wpływają na szereg reakcji wewnątrzkomórkowych, ostatecznie po biotransformacji jego metabolity są wydalane przez nerki. Dzięki temu, że arsen jest szybko metabolizowany i wydalany z moczem, można zbadać stężenie arsenu z moczu. (Jin-Yong, 2014).

Wpływ arsenu nieorganicznego na zdrowie

Pierwiastek ten ma potwierdzone działanie kancerogenne i mutagenne (Nizp-Pzh, 2023). Skutki zdrowotne i objawy spowodowane narażeniem na arsen będą różne w zależności od skali ekspozycji.

Objawy ostrego zatrucia arsenem

Objawami ostrego zatrucia arsenem będą wymioty, biegunka, łzawienie oczu, zmiany skórne, zaburzenia pracy układu krążenia oraz zapaść (World Health Organization: WHO, 2022).

Natomiast długotrwała ekspozycja na nieorganiczne związki arsenu może skutkować chronicznym kaszlem, podrażnieniem dróg oddechowych, zaburzeniami układu krążenia i układu rozrodczego, mogą pojawić się także zmiany skórne (Nizp-Pzh, 2023).

Arsen w żywności – źródła

Na zanieczyszczenie żywności arsenem wpływa woda i gleba, które zawierają ten pierwiastek. Największym naturalnym stężeniem arsenu, związanym z jego zawartością w wodzie charakteryzują się m.in. ryż, produkty zbożowe, niektóre warzywa oraz ryby i owoce morza (Mohammad, 2022). Zawartość arsenu w ryżu jest zależna od: terenów, na których jest uprawiany, rodzaju oraz sposobu przetwarzania. W związku z wysoką zawartością arsenu w ryżu także produkty z niego wytwarzane będą posiadały wysoką zawartość tego pierwiastka. (Nizp-Pzh, 2023).

Arsen w ryżu 

Zawartość arsenu w ryżu jest zależna od kraju pochodzenia oraz sposobu przetwarzania. Ryż jest uprawiany na podmokłych terenach, co naraża go na zanieczyszczenie tym pierwiastkiem. Ryż z niektórych krajów azjatyckich najprawdopodobniej będzie bardziej zanieczyszczony niż ten z pozostałych części świata (Liao et al., 2018). Wynika to z wysokiego poziomu arsenu w tamtejszych wodach (Czy Ryż Jest Szkodliwy, 2021). Obróbka przemysłowa, czy też termiczna może znacznie wpływać na zawartość tego pierwiastka w produkcie. Ryż brązowy może zawierać nawet 10-20 razy więcej arsenu w porównaniu z ryżem białym (Czy Ryż Jest Szkodliwy, 2021). Arsen gromadzi się głównie w łuskach ziarna, co za tym idzie, usuwanie ich zmniejsza zawartość tego związku w produkcie (Kulczyński, 2024). Co ciekawe gotowanie w większej ilości wody bądź przepłukanie ryżu przed gotowaniem może w znacznym stopniu zmniejszyć zawartość arsenu. (Czy Ryż Jest Szkodliwy, 2021)

Narażenie niemowląt i małych dzieci na arsen

Niemowlęta, jak i małe dzieci są w większym stopniu narażone na toksyczne działanie arsenu. Większe narażenie na działanie toksycznych substancji wynika z wyższego spożycia żywności ryżu i jego produktów w przeliczeniu na masę ciała oraz niedojrzałego układu odpornościowego (Nizp-Pzh, 2023). Arsen może także przenikać barierę krew łożysko, co może wpływać negatywnie na rozwój płodu oraz prowadzić do problemów zdrowotnych w późniejszym życiu (Arsenic and Children, n.d.).

Głównym źródłem narażenia dzieci i noworodków na arsen będzie woda, żywność na bazie zbóż, ale także mleka modyfikowane, kaszki, herbatniki, sucharki itp. (Arsen – Przegląd Rynku Spożywczego, n.d.). Arsen zaburza funkcjonowanie wielu układów m.in. neurologicznego, immunologicznego, pokarmowego, jak i oddechowego wpływając negatywnie na rozwój dziecka. Zbyt duże spożycie tego pierwiastka przez dzieci zwiększa ryzyko rozwojów nowotworów. (Nizp-Pzh, 2023). Arsen nieorganiczny może powodować raka płuc, skóry, jak i pęcherza moczowego. Potwierdziły to badania, wskutek których Europejska Komisja zmieniła rozporządzenie dotyczące dopuszczalnych poziomów arsenu. Dnia 3 marca 2023 r. wprowadzone zostały nowe limity m.in. dla żywności przeznaczonej dla dzieci i niemowląt (Arsen – Przegląd Rynku Spożywczego, n.d.).

Ważna jest edukacja rodziców, powinni być oni zapoznani z ryzykiem związanym ze spożyciem arsenu, jak i znać jego najpowszechniejsze źródła. Ważne jest także, aby dieta dziecka była zróżnicowana i nie bazowała głównie na produktach ryżowych (Natalia, 2023).

Normy toksykologiczne 

Normy toksykologiczne dla arsenu zostały wyznaczone przez organizacje t.j. WHO, EFSA I FDA. WHO wyznaczyło normę dla wody pitnej, która wynosi 10 µg/l. Jednak osoby z co najmniej 70 krajów piją wodę, która przekracza tę wartość (World Health Organization: WHO, 2022). Dotychczas nie ustalono konkretnego poziomu arsenu, który mógłby być dla nas bezpieczny. Ustalono tolerowane tygodniowe spożycie, które wynosi 15 µg/kg masy ciała. Jednak przypuszcza się, że jest to dawka zbyt wysoka i nie zapewnia ona bezpieczeństwa zdrowotnego. Prawo unijne dotychczas ustaliło najwyższe dopuszczalne limity, tylko dla ryżu oraz produktów przygotowywanych na jego bazie. Dla ryżu białego limit wynosi 200 µg/kg, dla produktów na bazie ryżu – 300 µg/kg. Żywność przeznaczona dla niemowląt i małych dzieci ma najniższy limit, który wynosi 100 µg/kg (Kulczyński, 2024).

Strategie minimalizacji arsenu w diecie

Liczne badania naukowe wskazują na pozytywne działanie witamin z grupy B, które pomagają zmniejszyć skutki ekspozycji na arsen. Witaminy te wpływają na metabolizm, zwiększone wygalanie z moczem, ale także zmniejszanie działania toksycznego arsenu (Kulczyński, 2024). W kwestii minimalizacji narażenia na arsen bardzo ważne będzie także zrezygnowanie z palenia tytoniu oraz ze spożywania alkoholu. Używki te zwiększają jego podaż w organizmie (Orzeł, 2022).

Nie musimy od razu rezygnować z ryżu czy innych produktów z niego przygotowanych z obawy przed arsenem. Wystarczy zadbać o to, aby nasza dieta była zróżnicowana, zbilansowana i bazowała na szerokiej gamie zbóż (Natalia, 2023).

Sposób obróbki żywności

Jak pozbyć się arsenu z ryżu?

Wiecie już, że ryż jest jednym z powszechniejszych źródeł arsenu. Przedstawię wam sposób przygotowania ryżu, który w znacznym stopniu może zmniejszyć zawartość tego pierwiastkach. Istotne jest płukanie ryżu oraz ziaren innych zbóż przed obróbką. Jednak najważniejsze jest gotowanie ziaren w dużej ilości wody (proporcja 5:1). Może to zmniejszyć ilość arsenu nawet o 30-40% w tych produktach (Orzeł, 2022).

Przyszłość badań

Ze względu na dużą toksyczność arsenu, niezbędne jest ustalenie norm w żywności. Ważne jest także regularne monitorowanie zawartości tego pierwiastka w wodzie, glebie i jedzeniu. (Karolina Kulik-Kupka, 2016). 

Podsumowanie 

Arsen jest pierwiastkiem powszechnie występującym w środowisku, przez to możemy go znaleźć także w żywności. W pożywieniu występuje m.in. w ryżu, produktach ryżowych, innych zbożach, ale także rybach i owocach morza. Występuje w dwóch formach: organicznej i nieorganicznej. Nieorganiczna forma arsenu jest tą toksyczną, która może działać kancerogennie i zaburzać funkcjonowanie wielu układów. Arsen może wpływać 2/3 razy bardziej toksycznie na dzieci, z tego względu należy nie podawać dzieciom zbyt dużo produktów na bazie ryżu. Należy też uważać na spożycie produktów z dużą zawartością arsenu podczas ciąży, ponieważ może on prowadzić do poronień i działać mutagennie na płód.

Warto stosować zróżnicowaną dietę, na bazie różnych zbóż. Zadbanie o dostarczanie produktów bogatych w witaminy z grupy B może zmniejszyć toksyczny wpływ arsenu. Ważny jest także sposób obróbki zbóż oraz ich przygotowywanie. Nie ma potrzeby rezygnacji ze spożycia ryżu, jak i produktów na jego bazie, jeśli będziemy się stosować do tych zaleceń.

Najczęstsze pytania:

Bibliografia:

1. Kuivenhoven, M. (2023, June 12). Arsenic toxicity. StatPearls – NCBI Bookshelf. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK541125/
2. Karolina Kulik-Kupka, Aneta Koszowska, Anna Brończyk-Puzoń, Justyna Nowak, Katarzyna Gwizdek. 2016. Arsen – Trucizna Czy Lek? Medycyna Pracy. Workers’ Health And Safety.
3. Kulczyński, B. (2024, January 10). Arsen. vitapedia.pl. https://vitapedia.pl/arsen
4. World Health Organization: WHO. (2022, December 7). Arsenic. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/arsenic
5. Nizp-Pzh, H. N. F. H. M. P. (2023, March 10). Arsen w ryżu – czy stanowi zagrożenie dla zdrowia? – Narodowe Centrum Edukacji Żywieniowej. Narodowe Centrum Edukacji Żywieniowej
6. Jin-Yong Chung, Seung-Do Yu, Young-Seoub Hong. 2014. Environmental Source of Arsenic Exposure. J Prev Med. Public Health. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4186553/
7. Mohammad Idreesh Khan, Md Faruque Ahmad, Irfan Ahmad. 2022. Arsenic Exposure through Dietary Intake and Associated Health Hazards in the Middle East. Nutrients. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9146532/
8. Czy ryż jest szkodliwy? Przyjrzyjmy się jego niechcianemu składnikowi! – Blog Kcalmar.com. (2021, January 8). Artykuły Kcalmar.pro
9. Orzeł, N. C. J. (2022, January 13). Arsen w żywności – jaki może mieć wpływ na zdrowie? https://www.doz.pl/czytelnia/a14347-Arsen_w_zywnosci__jaki_moze_miec_wplyw_na_zdrowie
10. Arsen – zmiana najwyższych dopuszczalnych poziomów – Przegląd Rynku Spożywczego. (n.d.)
11. Author_Id, N. (2009). Scientific opinion on arsenic in food. EFSA Journal, 7(10), 1351. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2009.1351
12. Orzeł, N. C. J. (2022, January 13). Arsen w żywności – jaki może mieć wpływ na zdrowie?
13. Natalia. (2023, June 26). Arsen w ryżu. Czy jest szkodliwy? RozszerzanieDiety.pl, https://rozszerzaniediety.pl/arsen-w-ryzu/
14. Liao, N. S., Seto, E., Eskenazi, B., Wang, M. D., Li, Y., & Hua, J. (2018). A Comprehensive Review of Arsenic Exposure and Risk from Rice and a Risk Assessment among a Cohort of Adolescents in Kunming, China. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(10), 2191. https://doi.org/10.3390/ijerph15102191
15. Isaac, S. (2019, May 13). Arsenic: a domestic poison. Royal College of Surgeons. https://www.rcseng.ac.uk/library-and-publications/library/blog/arsenic-a-domestic-poison/