L'antimonio è l'elemento chimico di numero atomico 51, il suo simbolo è Sb, dal latino stibium. Pur avendo l'aspetto di un metallo, l’antimonio non ne ha il comportamento tipico chimico e fisico. E’ un metalloide e si presenta in quattro forme allotropiche diverse, spesso si accompagna allo zolfo ed alcuni metalli pesanti, come il piombo, il rame e l’argento. L'antimonio è un elemento noto e usato nei suoi composti sin dall'antichità (antecedente al 3000 AC), la stibnite (Sb2S3), solfuro di antimonio, veniva usata sia come prodotto cosmetico per gli occhi, sia come medicamento. Ad esempio era utilizzata nel trattamento della scistosomiasi: data la sua affinità con lo zolfo, l’antimonio si lega agli atomi di zolfo contenuti in certi enzimi usati sia dal parassita che dall'ospite umano.
L'antimonio e molti dei suoi composti sono considerati tossici, clinicamente l'avvelenamento da antimonio è molto simile a quello da arsenico.
A piccole dosi provoca mal di testa, confusione e depressione, a dosi più alte provoca attacchi di vomito violenti e frequenti e porta alla morte nell'arco di pochi giorni. I composti dell’antimonio sono lentamente assorbiti dal tratto gastro-intestinale.
La distribuzione e l’escrezione dell’antimonio nel corpo varia a seconda della forma sotto cui si presenta: trivalente o pentavalente. Principalmente è localizzato nel fegato, anche se ciò è più pronunciato per quanto riguarda la forma trivalente.
Studi sull’escrezione dell’antimonio rivelano un basso tasso di escrezione, circa il 73 % della dose iniettata scompare in quattro settimane. I ricercatori hanno anche notato come tra l’escrezione delle due forme antimoniali ci sia una marcata differenza, la forma pentavalente viene escreta dal rene, mentre la forma trivalente dal tratto gastrointestinale.
Il carico medio corporeo è di circa 90 mg., la concentrazione di antimonio nel tessuto osseo della popolazione attuale varia tra 0.01 e 0.6 µg/g.
II.2.3.1.2: Arsenico:
È un noto veleno ed un metalloide che si presenta in tre forme allotropiche diverse. E’ conosciuto e utilizzato fin dai tempi antichi, e poiché i sintomi dell'avvelenamento da arsenico erano mal definiti, veniva usato spesso come arma letale. La dose letale per ingestione va da 70 ai 180 mg.
Dal punto di vista chimico, l'arsenico è molto simile al fosforo, suo omologo, al punto che lo sostituisce parzialmente in alcune reazioni biochimiche, da cui il suo effetto tossico. In genere i composti dell’arsenico trivalente, che può essere assorbito per ingestione o inalazione, sono più tossici dell’arsenico pentavalente, forma sotto cui l’arsenico è presente nel terreno. L'arsenico e molti dei suoi composti sono veleni particolarmente potenti, uccide danneggiando in modo gravissimo il sistema digestivo; infatti l’intestino risulta essere il maggior sito di assorbimento.
Circa il 50% dell’arsenico ingerito viene eliminato in tre - cinque giorni attraverso le urine. (R.N. Ratnaike 2003).
I valori della popolazione attuale, per quanto riguarda la presenza nel tessuto osseo, si attestano su 0.08-1.6 µg/g. Il carico corporeo medio è di circa 0.5-15 mg, che
risultano più che decuplicati in lavoratori impiegati in miniera per periodi maggiori o uguali a cinque anni
Inoltre il suo sfruttamento come terapia primaria per la sifilide, in uso fino alla seconda guerra mondiale, ed i suoi diversissimi utilizzi nel campo medico, come ad esempio i prodotti della medicina tradizionale cinese, o alcuni preparati a base di erbe della medicina omeopatica, mostrano un impiego terapeutico perpetrato e diffuso. Nell'età vittoriana, l'arsenico veniva usato anche come cosmetico, per migliorare la carnagione e l'aspetto del volto (il cosiddetto "pallore da arsenico").
E’ presente in natura sottoforma di anidride arseniosa (As2O3) ottenuta per arrostimento di altri minerali come la arsenopirite FeAsS; As2S3; As4S4.
raramente l'arsenico può si trova puro in natura, più spesso si associa a argento, cobalto, nichel, ferro, antimonio o zolfo.
II.2.3.1.3: Cadmio:
Il cadmio è l'elemento chimico di numero atomico 48, il suo simbolo è Cd.
È un metallo di transizione, tossico e relativamente raro. Entra nella preparazione delle amalgame dentarie, ed in passato è stato usato nelle terapie antiluetiche.
Viene prodotto dal raffinamento dello zinco, di cui è sottoprodotto.
Nei sistemi biologici le correlazioni tra zinco e cadmio è molto importante e vengono spesso considerati insieme in relazione al loro rapporto.
E’ bene ricordare tuttavia che mentre lo zinco è un elemento essenziale, il cadmio non lo è, e non riveste alcun ruolo biologico nel corpo umano. Sia lui che i suoi composti sono tossici perfino a basse concentrazioni e tendono ad accumularsi negli organismi e negli ecosistemi. Il cadmio è biopersistente, e una volta assorbito rimane nell’organismo per molti anni, nell’ordine delle decine. Circa il 6-10 % del cadmio ingerito viene assorbito. Il rene è frequentemente l’organo bersaglio delle malattie professionali riferite all’esposizione a questo metallo. Può portare anche problemi alle ossa, come osteomalacie e osteoporosi.
II.2.3.1.4: Cromo:
Il cromo è l'elemento chimico di numero atomico 24, Il suo simbolo è Cr.
Trova impiego nella preparazione degli acciai, nella concia delle pelli, e nel campo farmaceutico come caustico.
Esiste in numerosi stati di valenza, ma solo la forma trivalente e quella esavalente sono biologicamente significative. Il cromo trivalente è un elemento essenziale, in quanto svolge un ruolo di rilievo nel metabolismo del glucosio e degli zuccheri; sembra che una sua carenza porti a esaltare la tossicità del piombo. Il cromo metallico e i composti del cromo trivalente non sono normalmente considerati pericolosi per la salute, ma i composti del cromo esavalente sono molto tossici se ingeriti: la dose letale di composti di cromo esavalente è di circa mezzo cucchiaino da tè. Poiché molti composti del cromo sono stati e sono tuttóra usati in colori, vernici e nella concia del cuoio, molti di essi si ritrovano oggi nel terreno e nelle falde acquifere in siti industriali. L’assorbimento è limitato al solo 1 %, la quantità totale di cromo corporeo è di circa 6 mg.
II.2.3.1.5: Ferro
Il ferro è il metallo più abbondante sulla Terra (costituisce il 34,6% della massa del nostro pianeta), ed in assoluto il più usato dall'umanità. Ad eccezione di alcune forme batteriche è essenziale per la vita di tutti gli esseri viventi.
Tra le migliori fonti alimentari di ferro si annoverano la carne, il pesce, i fagioli, il tofu ed i ceci. Contrariamente a quanto generalmente ritenuto, gli spinaci non sono tra i cibi più ricchi di ferro ed anzi sono tra i vegetali che, se assunti in congiunzione con alimenti ricchi di ferro, ne diminuiscono la biodisponibilità. Il ferro assunto tramite il cibo è spesso nella forma di fumarato di ferro (II).
perché l'eccesso di ioni ferrosi reagisce con i perossidi nel corpo formando radicali liberi. Finché il ferro rimane a livelli normali, i meccanismi anti-ossidanti del corpo riescono a mantenere il livello di radicali liberi sotto controllo. Inoltre un eccesso di ferro può produrre disturbi metabolici (emocromatosi).
II.2.3.1.6: Mercurio:
Il Mercurio è un elemento chimico della tavola periodica con simbolo Hg e numero atomico 80. E’ un metallo di transizione pesante, di colore argenteo; come il gallio ed il bromo è liquido a temperatura ambiente.
E’ un elemento raro nella crosta terrestre, anche se è facilmente estraibile perché si trova in depositi concentrati sia come metallo nativo (raramente), o più spesso in minerali come il cinabro o la cordierite. Il cinabro (chimicamente solfuro mercurico, HgS), minerale dall’aspetto rossiccio, è il più comune, ed è ancora oggi la fonte principale da cui si ricava il mercurio per arrostimento all’ aria e successiva condensazione dei vapori.
HgS (s) + O2 (g) → Hg + SO2 (g)
I più importanti giacimenti si trovano ad Almaden in Spagna, ad Idrjia in Slovenia ed in Italia nella zona del monte Amiata (Toscana).
Tre sono le forme sotto cui il mercurio può trovarsi:
Il mercurio metallico: forma di rilevante importanza tossicologica a causa dell’elevata volatilità del metallo. Il vapore esiste nello stato monoatomico, così che per inalazione il mercurio è in grado di distribuirsi primariamente a livello alveolare. La sua solubilità in acqua seppur limitata (20mcg/l) è tuttavia tossicologicamente significativa.
Il mercurio inorganico: dei due stati di ossidazione, Hg2+ è il più reattivo, formando complessi con legami organici.
Il mercurio organico: comprende composti con diverse strutture chimiche. Comprende tutti i composti in cui il mercurio è legato al carbonio, si ricordano tra gli altri il metilmercurio (CH3Hg+), etilmercurio (C2H5Hg+), tutti composti che formano sali con acidi organici e inorganici.
L’assorbimento del mercurio metallico è massimo nel tratto respiratorio; quello gastro-enterico invece è quello da cui maggiormente viene assorbito il mercurio inorganico. L’assorbimento cutaneo si verifica in maniera sistemica, in minor misura per quanto riguarda sia il mercurio metallico, sia quello inorganico. La distribuzione nell’organismo varia in modo considerevole dipendendo dalla forma chimica legata al grado di ossidazione e dalla via di somministrazione. La biodisponibilità dei vapori di mercurio metallico per inalazione è di particolare interesse per l’importanza di una certa possibilità di intossicazione per questa via, che si manifesta con danni al sistema nervoso centrale. Questo perchè il mercurio metallico passa in forma liposolubile dal sangue al tessuto nervoso (encefalo) in un tempo estremamente rapido; la successiva ossidazione a livello encefalico favorisce un temporaneo accumulo in questa sede. E’ escreto principalmente con le urine e le feci; questo può impiegare un lungo periodo (L50, S102).
II.2.3.1.7: Nickel :
Il nichel è un composto che si presenta in natura soltanto in quantita' molto basse, si trova unito allo zolfo nella Millerite, con l'arsenico nel minerale Niccolite e con arsenico e zolfo del Nichel Glace. Gli esseri umani possono essere esposti a nichel respirando aria, bevendo acqua o mangiando determinati alimenti. Il cibo contiene naturalmente piccole quantità di nichel; ad esempio in alcune varietà di fagioli è un componente essenziale di diversi enzimi. Il cioccolato ed i grassi sono noti contenerne quantità molto alte. Anche il contatto della pelle con terreno o acqua contaminati da nichel può provocare esposizione.
Il nichel è essenziale in piccoli dosi, ma quando l'assorbimento è troppo elevato può rappresentare un pericolo per la salute; non è noto per accumularsi in piante o in animali, di conseguenza non si bioingrandisce nel ciclo alimentare.
II.2.3.1.8: Piombo:
Il piombo è l'elemento chimico di numero atomico 82, il suo simbolo è Pb. Sia il piombo che i suoi composti sono tossici.
Fu scoperto in epoca molto antica: in Anatolia sono state trovate perle di piombo databili intorno al 6500 a.C., se ne parla anche all’interno di alcuni papiri egizi del 1550 a.C..22
Il piombo allo stato nativo è piuttosto raro, infatti in genere viene trovato associato allo zinco, all'argento e al rame, e viene quindi estratto insieme a questi. Il più importante minerale del piombo è la Galena (solfuro di piombo, PbS), che ne contiene l'86,6%. Altri minerali comuni sono la Cerussite (carbonato di piombo, PbCO3) e l'Anglesite (solfato di piombo, PbSO4).
Le principali vie di assorbimento del piombo sono quella del tratto gastro-intestinale e quella del sistema respiratorio. A causa del lento assorbimento e dell’ancor più lento sistema di escrezione le intossicazioni da piombo sono solitamente di natura cronica. E’senza dubbio un costituente naturale del terreno e conseguentemente appare nelle piante e nei prodotti animali, così che l’uomo ingerisce tracce di piombo attraverso la dieta; viene immagazzinato nelle ossa ed è presente in tutti i tessuti ed i fluidi del corpo umano. Proprio nelle ossa, ed in particolare nella trabecola, vi troviamo le maggiori concentrazioni, oscillanti in un range dai 0.68 ai 3.93 mg per 100g di osso fresco. Esiste tuttavia una grande variabilità all’interno dello scheletro umano:
Tab.2: Concentrazioni di Piombo (mg/100g)
la sua concentrazione è massima nelle ossa lunghe, dove arriva a livelli più che raddoppiati rispetto alle altre ossa.
Valori indicativi di un’esposizione pericolosa sono stimati negli ordini di 80 µg -100 ml per quanto riguarda il flusso ematico e 150 µg -100ml nelle urine.
L’indice di un esposizione continuata, come quella dei lavoratori minerari svedesi, si attesta tra i 40 ed i 200 µg di Piombo per grammo d’osso, circa 3-9 volte maggiore rispetto ai valori di un gruppo di controllo appositamente scelto (15-50 µg/g).
Risulta inoltre che gli occupati esposti mostrano con un contenuto corporeo di Pb pari a quasi 500 mg, mentre i non esposti poco più di 200 mg.
I valori medi della popolazione attuale sono compresi tra 18/50 µg/g.
In misura maggiore l’escrezione del piombo si realizza grazie alla spoliazione dei peli e dei capelli, anche se parte si verifica comunque tramite la via biliale e l’apparato urinario.
II.2.3.1.9: Rame:
Il rame, anche se presente in tracce, è un metallo essenziale per la crescita e lo sviluppo del corpo umano, gioca un ruolo importante all'interno del metabolismo: infatti assicura il funzionamento del sistema immunitario e il rafforzamento delle ossa, concorre alla normale attività del cervello, del sistema nervoso e cardiovascolare ed è implicato nell’assorbimento e nella veicolazione del ferro.
costole 0.16-0.75
Tibia 0.68-9.65
femore 1.2-10.80