Il nichel ha una doppia natura: è sia un micronutriente che un veleno. Scopriamo in che modo si distingue questo metallo, il suo ruolo nell’ambiente e come può mettere in crisi la nostra salute.
In evidenza ci sono gli effetti del nichel sull’organsimo. Non è una novità che un’elevata esposizione al nichel, specie nei luoghi di lavoro, può innescare e peggiorare le reazioni autoimmuni e scatenare effetti acuti e gravi.
Tuttavia, sono state trovate nuove relazioni di ipersensibilità e intolleranza in alcuni disturbi attribuiti a cause sconosciute, come l’endometriosi, la sindrome dell’intestino irritabile, le tiroiditi e i disturbi dell’ipofisi.
Il nichel è stato identificato come micronutriente essenziale per la crescita di piante, microrganismi e batteri. Negli organismi superiori invece – quindi anche nell’essere umano – non sono noti enzimi o cofattori che dipendano dal nichel1.
Di conseguenza, per ciò che riguarda la salute dell’uomo, si entra nell’ambito delle ipotesi, in quanto gli unici dati disponibili provengono da ricerche su animali. 2.
Secondo tali studi, sembrerebbe che per alcuni animali il nichel in tracce sia benefico, se non essenziale, per la funzione riproduttiva e sensoriale, per la composizione e la forza delle ossa, per il metabolismo energetico. Le ragioni di questa essenzialità tuttavia rimangono ancora piuttosto oscure34.
Che cos’è il nichel (o nickel)
Il nichel (Ni) è un metallo bianco-argento molto resistente, con proprietà siderofile che facilitano la formazione di leghe nichel-ferro. Sotto varie forme si trova sia nei composti solubili che insolubili, nel suolo, nelle acque e persino nell’aria5.
A differenza dei sali di nichel solubili (cloruro, nitrato, solfato), il nichel metallico, i solfuri e gli ossidi di nichel sono scarsamente solubili in acqua.
Il nichel carbonile, particolarmente tossico, è un liquido volatile a temperatura ambiente che si decompone rapidamente in monossido di carbonio e nichel.
Le proprietà fisiche e chimiche uniche del nichel e dei suoi composti ben si adattano a numerosi applicazioni industriali.
Purtroppo, questo metallo viene scaricato di continuo nell’atmosfera e nei terreni dalle attività umane, tra cui ad esempio:
la concimazione della terra, l’industria mineraria, lo smaltimento dei rifiuti negli inceneritori, la produzione di energia elettrica, la lavorazione della gomma e della plastica, la produzione di batterie e le attività galvaniche (cromatura, zincatura, nichelatura, ecc.).
Nichel: dove si trova
Il nichel rientra nella categoria dei metalli pesanti, ma nell’ambiente naturale, nonostate la sua presenza ubiquitaria, è presente a livelli molto bassi.
Fonti naturali di nichel sono le polveri delle emissioni vulcaniche, l’erosione di rocce e terreni, le piante6.
Si trova normalmente legato all’ossigeno o allo zolfo e forma ossidi o solfuri in tutta la crosta terrestre7.
I livelli di nichel nell’aria sono compresi tra 1 e 10 ng/m3 nelle aree urbane, ma sono stati registrati livelli anche molto più elevati (110-180 ng/m3) nelle aree fortemente industrializzate e nelle città più grandi8.
La nostra pelle entra in contatto molto spesso con diversi oggetti che possono rilasciare molecole di nichel, tra cui: monete, forbici, aghi, maniglie delle porte, bigiotteria, parti metalliche di borse, occhiali, ombrelli, posate, tinture per ceramiche, saponi, cosmetici, tinture per capelli.
Coloro che fumano devono sapere che ogni sigaretta contiene da 1 a 3 mcg di nichel.
Per ciò che riguarda le pentole e gli utensili in acciaio, la maggior parte degli studi riporta che il rilascio di nichel e altri metalli è irrisorio e limitato al primo utilizzo della pentola nuova, in particolare se associato ad alimenti acidi (pomodoro, succo di limone).
Nichel negli alimenti e nell’acqua
Il cibo costituisce la principale fonte di nichel. Le quantità presenti negli alimenti dipendono dal contenuto di Ni nel suolo, nell’acqua, dalla produzione industriale e dal processo di confezionamento.
Sono soprattutto vegetali gli alimenti con un alto contenuto di nickel, decisamente superiore rispetto ai prodotti alimentari di derivazione animale.
Le stime variano tra 0.5 mg/kg e 5 mg/kg, ma si va anche oltre nei vegetali coltivati in primavera e autunno, mentre nelle colture estive si dimezza.
Nei tessuti animali sono state trovate quantità di nichel comprese tra 0.1 mg/kg e 5 mg/kg9.
Tra i vari tipi di alimenti che possono contenere più nichel di altri – anche se vi sono pareri discordanti al riguardo, tanto da minare l’efficacia della dieta per ridurre i sintomi da intolleranza10 – troviamo:
tè, cacao, liquirizia, fagiolini, fagioli, funghi, verdure a foglia larga, farina integrale, soia, cipolla, aglio, crostacei, frutta a guscio e cibo in scatola. Altri alimenti, come il mais ad esempio, sono ricchi di nichel soprattutto grazie ai fertilizzanti11.
In Italia si stima che l’assunzione di nichel attraverso l’alimentazione varia tra i 300 e i 400 mcg al giorno. A questo valore contribuiscono per circa il 50% i cereali, i legumi, i latticini e la frutta12. L’1% dei pazienti allergici riporta sintomi cutanei già con valori di 220 mcg al giorno.
Il nickel può essere relativamente più presente nell’acqua di rubinetto calda, soprattutto se fuoriesce subito dopo il ristagno notturno. È stato rilevato che l’acqua può erodere il nickel presente nell’impianto idrico e nel rubinetto, in particolare quando ristagna nelle tubature13.
Perciò, è buona norma la mattina lasciar scorrere dal rubinetto i primi getti di acqua della giornata prima di utilizzarla.
Effetti sulla salute del nichel
Nonostante il suo potenziale tossico, che si approfondirà tra poco, il nichel svolge un importante ruolo biologico ampiamente documentato nelle piante, nei microrganismi, nei batteri patogeni e non, compresi quelli che compongono il microbiota umano14.
Tuttavia, nell’uomo e negli animali, l’esposizione ai composti del nichel può attivare il sistema immunitario e le vie biochimiche dell’infiammazione.
La dermatite allergica da contatto rappresenta una delle forme più comuni di allergia, ma in alcuni casi di esposizione cronica si possono sviluppare anche gravi malattie respiratorie, cardiovascolari e renali.
Quasi tutti i casi di intossicazione da nichel derivano da esposizione a nichel carbonile. Gli effetti iniziali comportano irritazione delle vie respiratorie e sintomi aspecifici come mal di testa, nausea, asma.
I pazienti con avvelenamento grave sviluppano un’intensa intossicazione polmonare e gastrointestinale. La polmonite interstiziale diffusa e l’edema cerebrale sono la principale causa di morte.
Il dietilditiocarbammato di sodio è un farmaco sperimentale utilizzato per chelare il nichel in seguito all’esposizione al nichel carbonile15.
L’allergia al nichel è stata riscontrata in una maggioranza di donne con sindrome da fatica cronica e dolori muscolari e può essere scatenata dal fumo di sigaretta e dall’assunzione di nichel nella dieta16.
Tra gli effetti del nichel sulla salute, che ora si va ad approfondire, vi sono: la dermatite allergica da contatto, la sindrome da allergia sistemica al nichel, la teratogenesi e la carcinogenesi, i disturbi al funzionamento dell’ipofisi e della tiroide.
Dermatite allergica da contatto
Nessun altro metallo come il nichel è in grado di indurre dermatite allergica da contatto (DAC). Una volta sensibilizzati, lo si è per tutta la vita nella maggior parte dei casi17.
La risposta immunitaria innescata dall’esposizione al nichel è la causa della dermatite allergica da contatto, una delle conseguenze più significative dell’esposizione al nichel nei luoghi di lavoro.
I sintomi cutanei che in genere si manifestano sulle mani e gli avambracci sono: eritema, formazione di vescicole, desquamazione e prurito.
Meccanismo di sensibilizzazione del nichel
Il primo evento nella risposta immunologica al nichel è una fase di sensibilizzazione silenziosa, che si avvia al primo contatto con l’antigene, portando alla generazione di cellule T specifiche e all’attivazione dei linfociti.
Rientrando in contatto nuovamente con all’allergene, si verifica una fase di elicitazione (stimolo), con conseguente infiammazione clinicamente evidente.
In questa seconda fase, le cellule T esercitano funzioni citotossiche e secernono mediatori infiammatori, come chemochine e citochine, per amplificare la risposta infiammatoria e produrre l’eczema come reazione cutanea18.
Sindrome da Allergia Sistemica al Nichel
Tra gli effetti del nichel sulla salute, dopo le allergie da contatto, troviamo la Sindrome da Allergia Sistemica al Nichel (SNAS). I sintomi di questa sindrome possono essere molteplici:
gastrointestinali (dolore addominale, diarrea, vomito, gonfiore addominale, meteorismo, acidità, nausea, ecc.), cutanei, respiratori (rinite e asma), neurologici (mal di testa), generalizzati (febbre, fibromialgia, dolore alle articolazioni, fatica cronica)19.
Teratogenesi e carcinogenesi
Vi sono altresì preoccupazioni più gravi per la salute umana poiché il nichel può indurre teratogenesi – sviluppo anormale degli organi del feto durante la gravidanza – e cancerogenesi, effetti segnalati nel 1990 dall’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC)20.
Il nichel induce la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), come il radicale superossido (O2–), il perossido d’idrogeno (H2O2) e l’acido ipocloroso (HOCl) da parte di diverse cellule, come i neutrofili e i monociti. Questo finisce per provocare la morte cellulare in diversi tipi di cellule, compresi i neutrofili umani e le cellule T21.
Un altro dei meccanismi tossici del nichel è la compromissione dell’omeostasi degli ioni metallici essenziali, attraverso al riduzione dei livelli di calcio, magnesio, manganese e zinco in diversi tessuti. Si sospetta altresì che interferisca anche con il legame del ferro alle proteine specifiche22.
Disturbi alla ghiandola pituitaria
L’ipofisi o ghiandola pituitaria, situata alla base del cervello, secerne l’ormone della crescita e controlla l’attività della maggior parte delle altre ghiandole endocrine.
Esiste il sospetto che il nichel possa interferire con le funzioni ipofisarie.
Studi preclinici hanno collegato l’esposizione al Ni a disturbi nella produzione e nel rilascio dell’ormone della crescita GH – acronimo di growth hormone – e disregolazione dell’asse GH – Fattore di crescita insulino-simile 1 (IGF1) in individui obesi.
Uno studio ha preso in esame la funzionalità della ghiandola pituitaria in pazienti sovrappeso/obesi con segni e sintomi di allergia al Ni, esplorando il legame con la secrezione di GH.
Sono stati sottoposti a patch test per il nichel 859 soggetti in sovrappeso e obesi per sospetta allergia. Tra questi, 106 erano anche sospettati di deficit di GH e sono stati sottoposti a test dinamici e a risonanza magnetica.
I ricercatori riportano che i soggetti allergici al Ni mostrano una serie di anomalie tra cui una maggiore compromissione dell’asse GH – fattore IGF1, un volume ipofisario ridotto e una maggiore intensità ipofisaria T2 normalizzata rispetto ai soggetti non allergici.
Si ipotizza che il Ni possa essere dannoso per l’ipofisi, attraverso un aumento dell’infiammazione, contribuendo alla disregolazione dell’asse GH-IGF1.
Disturbi alla tiroide
Ricercatori italiani hanno scoperto che la reazione immunitaria al nichel aumenta il rischio di tiroidite23
Un altro studio ha analizzato la capacità del Ni di disturbare la funzione tiroidea esplorando la relazione tra la concentrazione di Ni nel sangue e i livelli ormonali sierici (TSH, T4, T3, fT4 e fT3), nonché i parametri dell’omeostasi tiroidea24.
È stata evidenziata una relazione dose-risposta tra il Ni e tutti i parametri delle funzioni tiroidee in entrambi i sessi. Secondo i dati raccolti circa l’80% dei partecipanti allo studio potrebbe avere un rischio maggiore del 10% di alterazioni indotte da Ni.
Data la relazione stabilita tra nichel e alcuni parametri, i ricercatori concludono che il Ni influenzi negativamente la funzione secretoria della tiroide.
