Le zeoliti italiane per il benessere

Le caratteristiche uniche, e per certi versi eccezionali, dei materiali zeolitici sono note da molto tempo e hanno reso questi composti inorganici adattabili ad una vastissima gamma di applicazioni, dall’agronomia, all’ecologia, passando per la medicina, sia umana che veterinaria, oppure alla catalizzazione di processi di tipo industriale. 

Il nostro asker Alberto si è imbattuto nella pubblicità di un prodotto a base di Zeoliti italiane, Compositum Zeolite®, pubblicizzato dall’azienda Geomedical Srl, che ne rivendica le comprovate proprietà benefiche, nel dettaglio basate sulle loro attività depurative, o detossinanti, e antiossidanti. Incuriosito dalle caratteristiche riportate, Alberto ha richiesto all’azienda in questione documentazione scientifica, in termini di pubblicazioni, circa l’efficacia del prodotto Compositum Zeolite® al fine di poter confermare tutte le proprietà dichiarate da Geomedical Srl. 

La risposta ricevuta da parte dell’azienda si basa principalmente su tre documenti: 

 

• Un articolo relativo ad uno studio svolto nel 2011 della stessa Geomedical Srl eseguito in collaborazione con l’Università di Milano, a supporto delle proprietà antiossidanti delle zeoliti italiane.[1] 

• Una trattazione redatta da Geomedical Srl, in cui vengono riportate tutte le caratteristiche positive del prodotto Compositum Zeolite® con tanto di numerosi riferimenti bibliografici.[2]

• Una brochure che riassume le proprietà benefiche del prodotto in questione.[3]

 

Prima di affrontare qualsivoglia discorso relativo a questi composti alluminosilicati, ovvero composti principalmente da alluminio e silicio, è necessario comprendere appieno il concetto di Zeolite, che potrebbe non risultare familiare a tutti. 

Per Zeolite, dal greco ζέω (zéō, “che bolle”) e λίθος (líthos, “pietra”), si intende una struttura rocciosa principalmente composta da tetrossido di silicio (SiO4) e tetrossido di alluminio (AlO4) che si dispongono a forma di tetraedro, creando una struttura simile ad una gabbia che “intrappola” nelle cavità centrali altre molecole o atomi, in particolare cationi (atomi carichi positivamente). Il nome di queste particolari pietre, e le loro caratteristiche pressoché uniche, derivano proprio da questa struttura: zeoliti allo stato naturale, infatti, se scaldate tendono a rilasciare l’acqua intrappolata nelle cavità della loro “gabbia” sotto forma di vapore, guadagnandosi appunto il nome di “pietra che bolle”.

L’azione delle Zeoliti si basa principalmente sulla loro capacità di rilasciare atomi metallici, ed intrappolare altre sostanze dannose per l’ambiente o per l’organismo, in modo da trattenerle e, di conseguenza, rimuoverle dalla circolazione.

Queste caratteristiche strutturali rendono le rocce zeolitiche estremamente utili in moltissime applicazioni tecniche, dall’agricoltura, alla bonifica dei terreni, dalle applicazioni veterinarie a quelle biomediche. Effettuare una trattazione delle proprietà e delle applicazioni tecniche delle zeoliti non rappresenta l’obiettivo della presente storia, che invece è incentrata sulle loro proprietà Biomediche, in funzione di quanto dichiarato dall’azienda in questione. 

Il prodotto pubblicizzato è reperibile in polvere o capsule la cui assunzione viene consigliata prima dei pasti principali. 

 

                                 

L’ask di Alberto chiedeva delle prove, in termini di documentazione scientifica, accertanti l’efficacia del prodotto. Alcune di queste affermazioni sono:

 

• Le zeoliti presentano attività antiossidanti, detossificanti ed antibatteriche.[3] 

• Compositum Zeolite® nasce dalle varietà di zeoliti più bioattive, ovvero le zeoliti italiane phillipsite, chabazite ed analcime.[3]

• Il prodotto è al 100% sicuro e non tossico.[3]

 

L’azienda risponde condividendo un articolo ed una review delle proprietà benefiche in ambito biomedico delle zeoliti italiane.[1] [2]

Le affermazioni riportate sono molto dettagliate ma poco supportate da vere e proprie prove. Tutte le definizioni riportate nei documenti presentati sono riprese da letteratura pregressa, spesso carente di dati di efficacia in vivo oppure sono focalizzate su proprietà differenti rispetto alle zeoliti presenti nel prodotto pubblicizzato.

Le zeoliti italiane, in particolare, sono tra le meno studiate dalla comunità scientifica e le meno citate nella bibliografia, per questo motivo è auspicabile una serie di studi approfonditi prima di procedere ad effettuare affermazioni decise riguardo le loro caratteristiche benefiche.

La stessa Geomedical Srl, nell’articolo portato come prova, ref.[1], in cui viene effettuata una prova di assunzione di questo prodotto su 25 pazienti e vengano valutati i suoi effetti antiossidanti, sostiene che studi ulteriori sarebbero necessari per confermare i dati raccolti. Il campione preso in considerazione, a nostro parere, è statisticamente molto ridotto e poco rappresentativo della popolazione a cui il prodotto è rivolto, inoltre i risultati ottenuti dallo studio condotto sono a volte contraddittori e mostrano necessità di validazione su larga scala per confermare l’effettiva efficacia del prodotto. Oltretutto l’assenza di un gruppo di controllo non permette di trarre delle conclusioni scientificamente valide. C’è da sottolineare, inoltre, che dal 2011, anno di pubblicazione dell’articolo, questi studi ulteriori non ci risultano reperibili nella letteratura scientifica, di conseguenza, non è mai stata fornita pubblicamente una prova robusta circa l’efficacia di questo prodotto su un campione di popolazione più vasto ed eterogeneo. 

In conclusione possiamo considerare che, oltre a moltissime applicazioni in campo ecologico ed ambientale, le zeoliti sono utilizzate da anni come supplemento alla dieta in numerose specie animali per tutte le proprietà legate alle loro particolari caratteristiche naturali. 

Studi sulla loro efficacia nell’uomo non sono tuttavia confermati da studi in vivo e sono sicuramente necessari test molto più rappresentativi e ad ampio spettro, rispetto a quello condotto da Geomedical Srl nel 2011, al fine di poter confermare tutte le proprietà benefiche rivendicate nelle dichiarazioni ricevute.  

Lo studio di queste molecole è sicuramente promettente ma deve essere approfondito, come confermato dalla stessa Geomedical Srl nell’articolo fornitoci [1]. Le proprietà biomediche delle zeoliti italiane analcime, chabazite e phillipsite non erano state approfonditamente studiate prima del 2011 e potrebbero essere promettenti data l’elevata capacità di scambio cationico che le caratterizza e che rappresenta un importante parametro per valutarne l’efficacia. 

Tuttavia, ad oggi, non abbiamo ricevuto o individuato alcuna evidenza robusta che l’utilizzo di “zeoliti italiane” sia da preferire alle più note, studiate ed utilizzate come ad esempio Clinoptilolite e Mordenite, al contrario, la più elevata presenza di silicio in queste ultime sembra essere fondamentale per la stabilità di questi composti inorganici ai pH raggiunti nello stomaco, suggerendo una maggiore efficacia in vivo rispetto alle rocce minerali contenute in Compositum Zeolite®.

 

L’articolo di rassegna fornito presentava parecchi riferimenti bibliografici, abbiamo dunque questo al Chimico e Consulente Forense Tommaso Pacini di passare in rassegna la letteratura scientifica per fare un’analisi della robustezza delle evidenze. 

 

Analisi della letteratura

Affrontiamo ora, una per una, le singole affermazioni, in modo tale da poter comprendere appieno le argomentazioni proposte e le nostre valutazioni a riguardo. Prima alcune precisazioni sulle Zeoliti: perché rilasciano sostanze? Come funzionano?

Per facilitare la comprensione della modalità attraverso la quale queste strutture intrappolano piccole molecole, ad esempio l’acqua, o atomi, ed in particolare metalli, si può considerare una struttura base di tetrossido di alluminio che si ripete nello spazio come rappresentato nell’immagine seguente. 

                            

 

Come si può notare la disposizione degli atomi di ossigeno attorno all’atomo di silicio crea una struttura a forma di tetraedro che quando viene ripetuta porta ad una disposizione molto simile a quella di una gabbia con al centro uno spazio vuoto che viene occupato dai metalli o dalle piccole molecole che le zeoliti riescono a trattenere.

        

 

Come in una calamita in cui i poli di segno opposto si attraggono, risultano molto importanti le caratteristiche elettronegative naturali degli atomi presi in considerazione, ovvero la loro tendenza ad attrarre particelle cariche negativamente come gli elettroni: è così che uno spazio vuoto circondato da atomi di ossigeno con una carica negativa (anioni), come è osservabile in figura 3, diventa sede perfetta per particelle cariche positivamente (cationi) come gli atomi metallici, ad esempio sodio o argento. 

Fatta questa premessa, andiamo ora a valutare la qualità dell’evidenza scientifica a sostegno delle affermazioni proposte.

 

1) Le zeoliti presentano attività antiossidanti, detossificanti ed antibatteriche

a) Proprietà antiossidanti

La prima osservazione viene supportata da una review dall’articolo di Dogliotti et Al, (2011).[1] 

L’articolo presenta uno studio condotto dall’università degli studi di Milano in collaborazione proprio con Geomedical Srl, in cui vengono indagate le proprietà antiossidanti delle zeoliti italiane chabazite, phillipsite ed analcime, contenute nel prodotto Compositum Zeolite®. Nello studio clinico proposto, rocce composte da tufo e zeoliti italiane sono state somministrate a 25 soggetti con differenti stili di vita, 12 non fumatori e 13 fumatori, per 4 volte al giorno per 4 settimane. Campioni di sangue sono stati prelevati all’inizio del trattamento ed al termine dello stesso, dopo 4 settimane, ed analizzati al fine di valutare l’eventuale incremento di tre enzimi antiossidanti: Glutatione perossidasi, Superossido dismutasi e Glutatione reduttasi. Sono state infine quantificate le sostanze reattive legate all’acido tiobarbiturico (TBARS), il loro incremento rappresenta infatti un indice importante di stress ossidativo,  è stato calcolato inoltre lo stato anti-ossidante totale nel siero (TAS), un suo incremento è solitamente correlato ad un minore stress ossidativo.[1]

In tutti i soggetti valutati (n=25), sia fumatori (n=13) che non (n=12), è stato rilevato un incremento nella concentrazione di tutti e tre gli enzimi antiossidanti, correlato ad una diminuzione dei TBARS, suggerendo un’attività antiossidante delle zeoliti somministrate. A questi risultati promettenti, tuttavia si aggiunge un decremento dello stato antiossidante (TAS), in controtendenza rispetto agli altri dati raccolti.[1]

Nonostante i dati forniti dall’articolo siano senza dubbio promettenti, come già detto, lo studio in esame necessiterebbe di ulteriori approfondimenti: 25 pazienti valutati non sembrano un numero elevato o statisticamente molto significativo, a questo va aggiunto che nel momento in cui essi vengono divisi in fumatori e non fumatori, inserendo un ulteriore variabile e casistica, ci si ritrova ad avere una distribuzione statistica di 12 pazienti e 13 pazienti. Una volta confermato il dato raccolto sarebbe stato opportuno proseguire lo studio ingrandendo il numero di pazienti sottoposti al trattamento in questione e portando ulteriori conferme, o smentite, sui risultati ottenuti.  Inoltre nello studio non è mai stato preso in considerazione alcun gruppo di controllo, non è possibile perciò escludere che la variazione osservata sia legata ad altri fattori rispetto alla sola assunzione del prodotto pubblicizzato rendendo dunque il lavoro di scarsa utilità scientifica.

b) Proprietà detossificanti

Sin dalla fine degli anni ’80 sono stati effettuati numerosi studi aventi come oggetto le proprietà detossificanti di clinoptilolite, che rappresenta ad oggi la zeolite più studiata in ambito biomedico. In particolare è stata valutata l’efficacia, in vitro ed in vivo, di adsorbimento di micotossine da parte di questi materiali, focalizzandosi nel dettaglio sull’aflatossina B1, considerata una tra le più pericolose.[6][7]

L’efficacia di assorbimento della micotossina, da parte delle zeoliti, dipende da diversi parametri, come ad esempio la temperatura, il pH e la presenza di eventuali specie interferenti. In particolare, è stato osservato che i risultati in vivo appaiono molto meno promettenti e molto più contraddittori rispetto a quelli in vitro, a causa dell’azione interferente delle componenti dei fluidi biologici.[8]

Per riportare un esempio di quanto descritto basta osservare come l’utilizzo di clinoptilolite nei polli, al fine di verificarne le proprietà detossificante, sia segnalato in letteratura come efficace [9], inefficace [10] o addirittura dannoso.[11]

Anche in questo caso, dovrebbero essere effettuati studi più approfonditi sull’argomento, in particolare riguardo l’efficacia detossinante delle zeoliti italiane sull’uomo che, a quanto ci risulta, non sono mai state testate. Questo dato è importante anche perché la differente efficacia evidenziata da clinoptilolite nei diversi casi riportati dalla letteratura, lascia supporre un’alta variabilità della stessa, specialmente in vivo. 

Controversie riguardo le proprietà delle zeoliti sono confermate anche dalle diverse direttive della Commissione Europea e dell’FDA americana: mentre la prima ha approvato l’utilizzo di clinoptilolite come additivo alimentare veterinario con proprietà antiagglomeranti, detossinanti e coagulanti [12], la seconda si è focalizzata solamente sull’effetto antiagglomerante, non riconoscendo alla zeolite altri spettri di azione.[13]  

Un’opinione scientifica dell’European Food Safety Authority (EFSA), infine, conferma la mancanza di dati certi anche per la stessa clinoptilolite, nonostante essa si confermi come la zeolite più studiata anche per quanto riguarda queste proprietà.[14] 

Viene spontaneo, a questo punto, affermare che la valutazione delle proprietà detossinanti nell’uomo di zeoliti diverse da clinoptilolite, necessiterebbero di una conferma sull’uomo in vivo.

c) Proprietà antibatteriche

Le zeoliti sembrano effettivamente avere un’attività di tipo antibatterico. Da numerosi studi effettuati in vitro, infatti, risulterebbe che clinoptilolite arricchita con ioni argento, rame e/o zinco, sia efficace contro batteri come ad esempio Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa ed Enteroccous faecalis, o funghi come Candida albicans. [15] [16] [17] [18]

Diversamente dal caso precedente, in questo caso, un meccanismo d’azione chiaro è stato individuato: le zeoliti, arricchite con cationi argento, zinco o rame, agiscono da battericidi, o fungicidi, grazie al lento rilascio di questi ioni che interagiscono con la membrana batterica, degradandola. La quantità di ioni rilasciata dalle zeoliti può essere tale da mostrare un’attività senza rilevabile tossicità.

2) Compositum Zeolite® nasce dalle varietà di zeoliti più bioattive, ovvero le zeoliti italiane phillipsite, c chabazite ed analcime

Analizziamo a questo punto l’affermazione di Geomedical Srl riguardo l’attività delle zeoliti italiane in confronto con le zeoliti dell’est Europa come clinoptilolite o mordenite. I dati a supporto di questa tesi sono riportati nella trattazione fornitaci dall’azienda [2] e sono basati principalmente su considerazioni tecniche, ovvero sul fatto che lo scambio cationico delle zeoliti italiane (CSC), cioè la tendenza a rilasciare un atomo per assorbirne un altro, capacità direttamente proporzionale all’efficacia di queste molecole, sia maggiore rispetto alle altre zeoliti studiate. 

Questo dato è sicuramente reale e condivisibile, tuttavia non è l’unico da prendere in considerazione quando si deve compiere un ragionamento riguardante l’attività biologica di una qualsiasi molecola. Come già trattato in precedenza, è necessario tenere in considerazione che somministrare un qualsiasi prodotto in vivo è estremamente diverso da testarlo in vitro. L’efficacia di questi alluminosilicati, infatti, risulta essere correlata, in maniera molto stretta, all’integrità della loro struttura e, considerato all’interno dello stomaco l’ambiente è molto acido risulta necessario, in vivo, tenere in considerazione la stabilità delle strutture zeolitiche, in particolare il fatto che zeoliti più spiccatamente siliciche come clinoptilolite e mordenite, siano da preferire ad altre caratterizzate da una maggiore quantità di alluminio nella loro struttura, come appunto chabazite o phillipsite, componenti delle zeoliti italiane.[8][19] 

Nell’articolo fornito da Geomedical Srl, in cui veniva valutata l’efficacia come antiossidante delle zeoliti italiane, viene confermato che la scelta di questa particolare composizione (analcime + phillipsite + chabazite) è stata fatta poiché esse sono le più diffuse sul territorio italiano e le più promettenti grazie al loro maggior valore di scambio cationico, nulla viene riportato riguardo la stabilità delle stesse in ambiente acido.[1]

Viene aggiunto, inoltre, che queste zeoliti sono quelle che presentano meno dati in letteratura, sarebbe perciò stato interessante affiancare alle prove effettuate anche zeoliti più note e studiate come ad esempio la clinoptilolite, al fine di poter confrontare i dati rilevati ed eventualmente confermare la maggiore efficacia delle zeoliti italiane in vivo rispetto a quelle dell’est Europa.

Le prove fornite non mi risultano dunque completamente adeguate per dimostrare rigorosamente questa affermazione ma rimango aperto, ovviamente, a qualsiasi informazione posta alla mia attenzione. 

 

3) Il prodotto è al 100% sicuro e non tossico

Zeolite è un prodotto che viene somministrato da anni come additivo alimentare veterinario, sia negli USA che in Europa. Studi riguardanti le eventuali proprietà tossicologiche delle zeoliti sono stati numerosi nel corso degli anni e hanno confermato una sostanziale assenza di tossicità, confermando l’affermazione di Geomedical Srl, anche in seguito all’assunzione orale giornaliera di dosi elevate di zeolite, fino a 200 mg/Kg. Anche in questo caso gli studi sono stati effettuati con clinoptilolite, in vivo, su topi.[20]

Gli studi riguardanti le proprietà non tossiche di clinoptilolite sono numerosi e vanno tutti nella stessa direzione, confermando il fatto che questi prodotti siano effettivamente sicuri, poiché non interagiscono con l’organismo ma vengono escreti senza essere digeriti, evitando così la formazione di sottoprodotti potenzialmente dannosi. 

La stessa EFSA si è espressa riguardo l’eventuale tossicità di clinoptilolite, da evidenziare il fatto che EFSA sostiene di poter considerare sicura per ogni tipo di animale una dose di 10’000 mg per Kg di cibo somministrato, dosi molto maggiori di quelle consigliate da Geomedical Srl per l’assunzione di Compositum Zeolite® (3 g/day).[14]

Anche in questo caso, tuttavia, è importante evidenziare la carenza di studi riguardo la tossicità di analcime, phillipsite e chabazite in vivo in letteratura, consigliando vivamente un approfondimento in questo senso. 

Con i dati raccolti ad oggi ci sembra scientificamente ben motivato affermare l’assenza di una rilevabile tossicità da parte delle zeoliti assunte oralmente, almeno nelle dosi consigliate da Geomedical Srl: le loro caratteristiche le rendono infatti non assorbibili e, di conseguenza, non permettono a queste strutture di accedere ai flussi sanguigni attraverso l’intestino, come invece avviene per i principi attivi farmaceutici assunti per via orale con un target terapeutico differente dall’apparato digerente.

Chiedi le Prove è un’iniziativa che promuove il dialogo e il libero scambio di informazioni scientifiche e che è aperta al confronto o, se necessario, alla revisione. Pertanto, siamo disponibili a ricevere ulteriore documentazione in merito alle specifiche proprietà che contraddistinguono il prodotto Compositum Zeolite® di Geomedical Srl, oppure alle prove di una maggiore efficacia in vivo delle “zeoliti italiane” rispetto a quelle più note ed utilizzate.

BIBLIOGRAFIA

[1] Giada Dogliotti et Al., “Natural zeolites chabazite/phillipsite/analcime increase blood levels of antioxidant enzymes”, J. Clin. Biochem. Nutr., May 2012, vol.50, n°3, 195-198.

[2] Geofagia e geologia medica, Geomedical Srl

[3] Brochure Compositum Zeolite®, Geomedical Srl. 

[4] M. Montanaro et Al., “Dietary zeolite supplementation reduces oxidative damage and plaque generation in the brain of an Alzheimer's disease mouse model”, Life Sciences 92 (2013) 903–910.

[5] P. Superchi et Al., “Natural zeolite (chabazite/phillipsite) dietary supplementation influences faecal microbiota and oxidant status of working dogs”, 2016, Italian Journal of Animal Science, 16:1, 115-121.

[6] Dakovic Aleksandra et Al., “Adsorption of mycotoxins by organozeolites”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 46 (2005) 20–25

[7] Spotti M., et Al., “Aflatoxin B1 binding to sorbents in bovine ruminal fluid”, Veterinary Research Communications (2005), 29, 507-515.

[8] Colella C., “A critical reconsideration of biomedical and veterinary applications of natural zeolites”, Clay Minerals (2011), 46, 295-309.

[9] Ortatatli M., et Al., “Evaluation of pathological changes in broilers during chronic aflatoxin (50 and 100 p.p.b.) and clinoptilolite exposure”, Research in Veterinary Science (2005), 78, 61-68.

[10] Harvey, R., Kubena, L., Elissalde, M., & Phillips, T. (1993). “Efficacy of Zeolitic Ore Compounds on the Toxicity of Aflatoxin to Growing Broiler Chickens”. Avian Diseases, 37(1), 67-73. 

[11] Mayura K., Abdel-Wahhab M.A., McKenzie K.S., Sarr A.B., Edwards J.F., Naguib K. & Phillips T.D. (1998) “Prevention of maternal and developmental toxicity in rats via dietary inclusion of common aflatoxin sorbents: potential for hidden risks”, Toxicological Sciences, 41, 175-182.

[12] Directive 70/524/EEC, Commission Regulation No. 1245/1999/16 June 1999.

[13] Code of Federal Regulations 582-2727.

[14] EFSA, “Scientific Opinion on the safety and efficacy of clinoptilolite of sedimentary origin for all animal species”, EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP), EFSA Journal 2013;11(1):3039.

[15] Kirov, G.N. & Terziiski G. (1997) “Comparative study of clinoptilolite and zeolite A as microbial agents”. Pp. 133-141 in: Natural Zeolites Sofia ’95 (G. Kirov, L. Filizova & O. Petrov, editors). Pensoft Publishers, Sofia, Bulgaria.

[16] M Rivera-Garza, M.T Olguı́n, I Garcı́a-Sosa, D Alcántara, G Rodrı́guez-Fuentes, “Silver supported on natural Mexican zeolite as an antibacterial material”, Microporous and Mesoporous Materials, Volume 39, Issue 3,2000, Pages 431-444.

[17] Top A. & U¨ lku¨ S., “Silver, zinc, and copper exchange in a Na-clinoptilolite and resulting effect on antibacterial activity”, Applied Clay Science (2004), 27, 13-19

[18] De La Rosa-Gómez I., Olguin M.T. & Alcantara D.,“Bactericides of coliform microorganisms from wastewater using silver-clinoptilolite rich tuffs”, Applied Clay Science (2008), 40, 45-53.

[19] Payra, P., and Dutta, P. K. (2003). “A Primer” in Handbook of Zeolites Science and Technology, eds S. M.  Auerbach, A. Kathleen, A. Carrado, and P. K. Dutta (New York, NY: CRC Press), 1–19.

[20] Danina Krajišnik, Radica Stepanović-Petrović, Maja Tomić, Ana Micov, Svetlana Ibrić, Jela Milić, “Application of Artificial Neural Networks in Prediction of Diclofenac Sodium Release from Drug-Modified Zeolites Physical Mixtures and Antiedematous Activity Assessment”, Journal of Pharmaceutical Sciences, Volume 103, Issue 4, 2014, Pages 1085-1094.