Arsen v rýži: co nám klimatická krize servíruje na talíř?
Eliška Hřebenářová Rýže je základní potravinou pro více než polovinu světové populace a představuje klíčový zdroj energie, zejména v rozvojových regionech Asie, Afriky a Latinské Ameriky. Denně ji konzumuje více lidí než pšenici nebo kukuřici. Právě proto vyvolávají nejnovější vědecká zjištění značné obavy: probíhající změna klimatu může zvýšit obsah toxického anorganického arsenu v rýži, a tím i zdravotní rizika pro miliardy lidí.
Přítomnost arsenu v rýži je dlouhodobě známým problémem. Tento prvek se přirozeně vyskytuje v horninách a půdách a může kontaminovat podzemní vody. Největší riziko představuje jeho anorganická forma, která se snadno váže na biomolekuly a je pro člověka toxická i při dlouhodobé expozici v nízkých dávkách.
Asi 75 % světové produkce rýže se pěstuje na zaplavovaných polích. Tento způsob pěstování zajišťuje rostlinám konkurenční výhodu vůči plevelům, které ve vodě nerostou, avšak vytváří prostředí bez přístupu kyslíku. V anaerobní půdě dochází k rozvoji mikroorganismů, které využívají arsen jako alternativní akceptor elektronů při dýchání. Tento biologický proces zvyšuje rozpustnost arsenu a jeho vstřebávání kořeny rýže.
Přestože bílá rýže obsahuje v průměru méně anorganického arsenu než hnědá, protože část se odstraní při loupání, zůstává hlavním globálním zdrojem dietární expozice arsenu. Například právě v Evropě, kde jsou podzemní vody obecně méně kontaminovány, pochází většina anorganického arsenu v potravě právě z rýže.
Arsen se přirozeně vyskytuje téměř ve všech potravinách a nápojích, většinou však jen ve velmi malém množství. Vyšší hladiny, zejména toxičtějšího anorganického arsenu, se objevují především ve třech typech zdrojů.
Prvním je kontaminovaná pitná voda, která ohrožuje miliony lidí, zejména v některých oblastech Asie a Jižní Ameriky.
Druhým zdrojem jsou mořské plody obsahující převážně méně škodlivý organický arsen, přičemž slávky a některé mořské řasy mohou obsahovat i formu anorganickou.
Třetím významným zdrojem je rýže a výrobky z ní, protože tato plodina dokáže z půdy akumulovat více arsenu než ostatní obilniny. Vyšší obsah se nachází zejména v rýžovém mléku, otrubách, cereáliích, rýžových krekrech či v hnědém rýžovém sirupu, který se používá i v některých tyčinkách.
Vliv změny klimatu
Nové výzkumy ukazují, že akumulace anorganického arsenu v rýži může být urychlena klimatickými změnami. Experimentální studie, prováděná po dobu deseti let na 28 odrůdách rýže pěstovaných v různých oblastech Číny, prokázala, že s rostoucí koncentrací oxidu uhličitého a vyššími teplotami roste i obsah arsenu ve zrnech, protože:
- zvýšené koncentrace CO₂ podporují růst mikroorganismů v půdě, které uvolňují arsen do biologicky dostupné formy,
- vyšší teploty zrychlují mikrobiální aktivitu a mění složení půdního mikrobiomu ve prospěch bakterií využívajících arsen.
Modely naznačují, že pokud by se tyto trendy potvrdily a spotřeba rýže zůstala na současné úrovni, mohlo by v Číně dojít k milionům nových případů onemocnění spojených s expozicí arsenu, včetně rakoviny a kardiometabolických chorob. Podobná rizika hrozí i v dalších regionech závislých na rýži, včetně částí USA, Evropy a jihovýchodní Asie.
Možnosti mitigace a adaptace
Úplné vyloučení rýže z lidské stravy není reálné, zejména v rozvojových zemích, kde poskytuje značnou část denního příjmu kalorií. Odborníci proto hledají cesty, jak snížit obsah anorganického arsenu v rýži a tím omezit zdravotní dopady.
- Úprava zavlažování – střídání záplavy a sušení rýžových polí může snížit biologickou dostupnost arsenu, avšak někdy vede ke zvýšení obsahu kadmia, které představuje obdobné toxikologické riziko (může způsobovat rakovinu prsu, plic, prostaty, slinivky břišní a ledvin aj.).
- Volba odrůd rýže – některé genotypy akumulují méně arsenu. Probíhají šlechtitelské projekty zaměřené na odolnější linie, zatím bez plošného využití.
- Optimalizace půdního mikrobiomu a hnojení – přidávání látek schopných soutěžit s arsenem o elektrony (např. sloučeniny síry) nebo aplikace specifických druhů organického hnoje (směs horského tymiánu a ptačího hnoje) může snížit akumulaci arsenu.
- Volba lokality pěstování – rýže zavlažovaná dešťovou vodou v oblastech s nízkým obsahem arsenu v půdě a vodě, například ve východní Africe či Indonésii, vykazuje významně nižší kontaminaci.
Kromě opatření v zemědělství zůstává důležité také monitorování a regulace obsahu arsenu v potravinách, včetně rýže a výrobků z ní. Některé státy již zavedly limity pro dětskou výživu, plošná regulace pro dospělou populaci je však stále nedostatečná.
Stručná historie arsenu
Arsen byl lidstvu znám již ve starověku, především ve formě minerálů realgaru a orpimentu, které se používaly jako barviva a jedy. Již v antickém Řecku a Římě byl ceněn pro své toxické účinky, ačkoli jeho chemická podstata nebyla známa. První izolaci kovového arsenu provedl kolem roku 1250 německý učenec a alchymista Albertus Magnus, což představovalo zásadní krok k poznání tohoto prvku.
V období renesance a raného novověku se arsen stal oblíbeným nástrojem alchymistů a lékařů – zejména Paracelsus zkoumal jeho účinky a položil základy toxikologie zavedením konceptu dávky a účinku.
Od 17. století, kdy Johann Schröder popsal postup výroby čistého arsenu z jeho oxidů, se jeho znalosti rychle rozšířily. V 18. a 19. století se arsen stal nechvalně proslulým jako oblíbený jed používaný při otravách v Evropě. Zároveň byly vyvíjeny první analytické testy pro odhalení jeho přítomnosti v těle, což zásadně ovlivnilo soudní toxikologii.
Během průmyslové revoluce našel arsen uplatnění v zemědělství jako pesticid i v průmyslu, což vedlo k řadě otrav, včetně známé epidemie v roce 1900 v Manchesteru, kdy arsenem kontaminované pivo způsobilo stovky vážných onemocnění a desítky úmrtí.
Ve 20. století se pozornost vědců zaměřila na chronické účinky nízkých dávek arsenu, které zahrnují kožní změny, poškození nervové soustavy a zvýšené riziko rakoviny plic, kůže a močového měchýře aj.
Jaká jsou rizika arsenu?
Chronická expozice anorganickému arsenu je spojena se zvýšeným rizikem vzniku rakoviny kůže, plic, močového měchýře a ledvin, stejně jako s kardiovaskulárními onemocněními, diabetem 2. typu a vývojovými poruchami u dětí. U těhotných žen zvyšuje riziko úmrtí plodu či nízké porodní hmotnosti novorozenců. I malé individuální riziko se tak při plošné konzumaci rýže stává významným populačním problémem.
Riziko pro jednotlivce je pak sporné. Například nejnovější studie EPA zjistila, že konzumace 0,13 mikrogramu anorganického arsenu na kg tělesné hmotnosti denně – neboli 7,8 mikrogramu pro osobu o hmotnosti 60 kg – by zvýšila relativní riziko vzniku rakoviny močového měchýře nebo cukrovky přibližně o 3 %. Napříč populacemi, zejména u těch, které jedí hodně rýže, se ale tato drobná rizika mohou sčítat. Pokud navíc obsah arsenu v rýži bude stoupat, bude stoupat i toto procento a nebezpečí pro člověka – zejména v komunitách, které jsou na rýži jako základní potravině závislé.
