Metylkvikksølv

Temaet Metylkvikksølv er et som har skapt debatt og interesse i lang tid. Fra opprinnelsen til dens relevans i dag har Metylkvikksølv vært gjenstand for studier, analyse og diskusjon innen ulike kunnskapsfelt. Med samfunnsutviklingen og teknologiske fremskritt har rollen til Metylkvikksølv fått nye dimensjoner og fått ulike betydninger. I denne artikkelen vil vi utforske de mange fasettene til Metylkvikksølv og dens innvirkning på ulike aspekter av hverdagen. Fra dens innflytelse på populærkulturen til dens relevans i det vitenskapelige feltet, er Metylkvikksølv fortsatt et spennende tema som fortjener å bli utforsket i dybden.

Metylkvikksølv (forkortet MeHg) er en organisk form av kvikksølv med den kjemiske formelen + [1]

Kilder

Metylkvikksølv dannes når mikroorganismer i sedimenter i vann metylerer (tilfører en metylgruppe, CH3, til) uorganisk kvikksølv.[2]

Uorganisk kvikksølv stammer fra ulike naturlige og menneskeskapte kilder. I naturen finnes det i mineralet sinober (α-HgS) og kvikksølvsalter, som dominerer kvikksølvsyklusen i miljøet.[3] Vulkanutbrudd, skogbranner og biomasseforbrenning frigjør betydelige mengder uorganisk kvikksølv til atmosfæren, som deretter kan avsettes i vannmiljøer.[4][5]

Menneskelig aktivitet bidrar også vesentlig til utslipp av kvikksølv, blant annet gjennom metallproduksjon, gruvedrift, forbrenning av fossilt brensel og bruk av kvikksølvholdige soppmidler i jordbruket.[1][3] Småskala gullgruvedrift er en særlig viktig kilde til kvikksølvutslipp i mange deler av verden.[6]

Metylkvikksølv, den metylerte formen for kvikksølv, kan bioakkumuleres i akvatiske organismer og videre oppkonsentreres i næringskjeden gjennom biomagnifisering. Dette fører til at de høyeste konsentrasjonene av metylkvikksølv finnes i store rovfisk og marine rovpattedyr.[7] Geografiske forhold kan også påvirke nivåene av metylkvikksølv i fisk. Eksempelvis er det målt høyere nivåer i fisk fra norske fjorder og kystområder sammenlignet med fisk som lever i åpent hav.[8]

Den vanligste eksponeringsmåten for metylkvikksølv hos mennesker er gjennom konsum av fisk og sjømat.[9] I noen områder kan ris også være en kilde til metylkvikksølv, spesielt i rismarker med høyt kvikksølvinnhold fra nærliggende utslippskilder.[10]

Toksikokinetikk

Metylkvikksølv har høy biotilgjengelighet, det vil si at store mengder tas opp via tarmen (90-95 %).[11] ca. 90 % av det absorberte metylkvikksølvet samles i de røde blodcellene for videre å bli fraktet rundt i kroppen.[9] Metylkvikksølv binder seg sterkt til tiol- og selenolenheter (-SH og -SeH) som blant annet finnes i viktige biologiske komponenter som aminosyrer og proteiner.[1] Metylkvikksølv kan tas opp i kroppen ved å være bundet til en tiolgruppe (-SH) på L-cystein. Metylkvikksølv-cystein-kompleksest ligner strukturelt på aminosyren L-metionin og kan dermed transporteres rundt kroppen ved hjelp av et L-nøytralt aminosyre transport (LAT) system og på den måten krysse cellemembraner.[12] Ved hjelp av denne type mekanisme kan metylkvikksølv krysse blod-hjerne-barrieren og morkaken og nå henholdsvis hjerne og foster.[11][13]

Toksikodynamikk

Metylkvikksølv påvirker ulike cellulære prosesser og mekanismer i kroppen. For eksempel kan metylkvikksølv påvirke kalsiumhomeostasen ved å øke mengden kalsium som finnes i cellene, noe som videre kan øke forekomst av celledød.[14] Metylkvikksølv kan binde seg til proteinet tubulin, som er en viktig byggestein i mikrotubuli i cellene, og forstyrre produksjon og degradering av mikrotubuli og føre til ødeleggelse av cytoskjelettet og dermed strukturen i cellene.[15] Metylkvikksølv kan også virke som en pro-oksidant ved å binde seg til tioler og selenoler [16] i viktige antioksidanter og på denne måten binde opp og hemme deres funksjoner. Antioksidanter som glutation (GSH), glutation peroksidase (Gpx), tioredoksin og tioredoksin reduktase (TrxR) forstyrres av metylkvikksølv.[17][18][19][20][21] Ved å hemme antioksidantenes funksjon i kroppen kan metylkvikksølv føre til en overproduksjon av reaktive oksygenarter (ROS) i mitokondriene og føre til ubalanse i det oksidative systemet.[22]

Samspill med næringsstoffer

Metylkvikksølv i mat kan påvirkes av næringsstoffer og sammensetning av maten. Næringsstoff kan påvirke absorpsjon av metylkvikksølv i tarmen,  transport og utskillelse.[23] Selen er et sporstoff som finnes i enkelte råvarer og dersom forholdet mellom metylkvikksølv og selen er i favør av selen anses dette som beskyttende for opptak og toksisitet av metylkvikksølv.[24][25][26] På grunn av denne fordelen ved seleninnhold i matvarer har det vært foreslått at en selen:kvikksølv ratio bør benyttes når sjømat skal risikovurderes.[27] Til tross for innhold av metylkvikksølv og andre fremmedstoff i fisk, har studier vist positiv effekt av næringsstoff som selen og fettsyrene docosahexaensyre (DHA) og icosapentaensyre (EPA) på IQ og forekomst av hjerteinfarkt ved inntak av en rekke fiskearter.[28][29][30] Inntak av enkelte fiskearter som inneholder spesielt høye nivå av metylkvikksølv og lave nivå av de nevnte næringsstoffene, som tunfisk og blåhai har ikke vist den samme positive effekten.[29]

Historiske begivenheter

Et alvorlige tilfelle av metylkvikksølvutslipp og -forgiftning skjedde i byen Minamata, Japan på 1950-tallet. Årsaken var at industrielt avfall fra et lokalt kjemisk anlegg ble sluppet rett ut i bukten ved byen, noe som førte til forgiftet fisk og sjømat. Inntaket av fisken og sjømaten hos dyr og den lokale befolkningen resulterte i metylkvikksølvforgiftning.[31] Symptomer på forgiftning var nummenhet i føtter og hender, ukoordinerte bevegelser (ataksi), utydelig tale (dysartri), mental forvirring og i de mest alvorlige tilfeller død.[32] Symptomer på metylkvikksølvforgiftning har etter denne hendelsen fått tilnavnet «Minamata-sykdom».[33] Et lignende tilfelle ble observert i den japanske byen Niigata i tidsrommet 1964-1965, hvor flere innbyggere ble forgiftet etter å ha spist fisk fra elven Agano. Forurensingen kom av spillvann som ble sluppet ut i elven fra en acetaldehydfabrikk hvor kvikksølv ble brukt som katalysator og metylkvikksølv ble dannet som biprodukt.[34]

En annen større hendelse metylkvikksølvforurensning og påfølgende forgiftning hendte i Irak (1971-1972) hvor korn behandlet med et metylkvikksølvholdig soppmiddel ble brukt direkte i matlaging. Mer enn 400 personer døde på sykehus på grunn av forgiftning, mens 6530 tilfeller ble registrert på sykehusene.[35] De samme symptomene som i Minamata ble beskrevet i pasienttilfellene i Irak.

Helseeffekter

Alvorlig metylkvikksølvforgiftning kan gi symptomer som brenning/stikking/kløe/nummenhet i huden (parastesi), ukoordinerte bevegelser (ataksi), utydelig tale (dysartri), innsnevrede synsfelt og nedsatt hørsel.[36][37] Metylkvikksølv er neurotoksisk, det vil si at det påvirker nervesystemet, og spesielt nervesystemet under utvikling, hos foster og barn.[13] Symptomer og toksiske effekter av metylkvikksølv kan variere om det er voksne som blir eksponert eller om det er foster som blir eksponert i løpet av svangerskapet. Barn født av mødre som har hatt høye inntak av metylkvikksølv under svangerskapet har blitt født med alvorlig hjerneskade til tross for at mødrene ikke har vist tegn på forgiftning.[36]

Politikk

På grunn av de alvorlige konsekvensene av eksponering for kvikksølv og metylkvikksølv hos mennesker, dyr og miljø ble den internasjonale traktaten Minamatakonvensjonen vedtatt den 19. januar 2013 i Genève i Sveits.[38] Traktaten har som mål å beskytte mennesker og miljø fra menneskeskapte kvikksølvutslipp. Målet skal blant annet nås ved å kontrollere handel og produksjon av kvikksølv, ha kontroll på kvikksølvholdige produkter samt prosesser hvor kvikksølv blir brukt, inkludert i småskala gullgruver. Traktaten tar også for seg hvordan kvikksølv og kvikksølvholdig avfall skal lagres på best mulig måte. Traktaten er oppkalt etter byen Minamata i Japan, hvor en av de mest alvorlige hendelsene av metylkvikksølvforgiftning fant sted.[39]

European Food Safety Authority (EFSA), EUs mattrygghetsorgan, har fastsatt en verdi for det anslåtte tolerable ukentlige inntaket av metylkvikksølv (TWI – tolerable weekly intake). Denne ble satt til 1,3 µg/kg kroppsvekt i 2012.[9]

Referanser

  1. ^ a b c Nogara, P. A. Oliveira, C. S. Schmitz, G. L. Piquini, P. C. Farina, M. Aschner, M. Rocha, J. B. T (20.01.2019). «Methylmercury's chemistry: From the environment to the mammalian brain». Biochim Biophys Acta Gen Subj. 
  2. ^ Fitzgerald, W. F. Lamborg, C. H. Hammerschmidt, C. R. (16.02.2007). «Marine biogeochemical cycling of mercury». Chem Rev: 641–662. 
  3. ^ a b Fretham, Stephanie J. B. Caito, Samuel Martinez-finley, Ebany J. Aschner, Michael (2012). «Mechanisms and modifiers of methylmercury-induced neurotoxicity». Toxicol. Res.: 32–38. 
  4. ^ Ferrara, R. Mazzolai, B. Lanzillotta, E. Nucaro, E. Pirrone, N. (14.10.2000). «Volcanoes as emission sources of atmospheric mercury in the Mediterranean basin». Sci Total Environ: 115–121. 
  5. ^ Nriagu, J. Becker, C. (29.03.2003). «Volcanic emissions of mercury to the atmosphere: global and regional inventories». Sci Total Environ: 3–12. 
  6. ^ Malm, O. (13.06.1998). «Gold mining as a source of mercury exposure in the Brazilian Amazon». Environ Res: 73–78. 
  7. ^ Chen, Celia Y Stemberger, Richard S Klaue, Bjorn Blum, Joel D Pickhardt, Paul C Folt, Carol L (2000). «Accumulation of heavy metals in food web components across a gradient of lakes». Limnology and Oceanography: 1525–1536. 
  8. ^ Azad, A. M. Frantzen, S. Bank, M. S. Nilsen, B. M. Duinker, A. Madsen, L. Maage, A. (28.12.2018). «Effects of geography and species variation on selenium and mercury molar ratios in Northeast Atlantic marine fish communities». Sci Total Environ: 1482–1496. 
  9. ^ a b c European Food Safety Authority (10.04.2018). «Scientific Opinion on the risk for public health related to the presence of mercury and methylmercury in food». 
  10. ^ Rothenberg, S. E. Windham-Myers, L. Creswell, J. E. (29.06.2014). «Rice methylmercury exposure and mitigation: a comprehensive review». Environ Res: 407–423. 
  11. ^ a b Sanfeliu, C. Sebastia, J. Cristofol, R. Rodriguez-Farre, E. (02.07.2003). «Neurotoxicity of organomercurial compounds». Neurotox Res: 283–305. 
  12. ^ Kerper, L. E. Ballatori, N. Clarkson, T. W. (01.05.1992). «Methylmercury transport across the blood-brain barrier by an amino acid carrier». Am J Physiol: 761–765. 
  13. ^ a b Antunes Dos Santos, A. Appel Hort, M. Culbreth, M. Lopez-Granero, C. Farina, M. Rocha, J. B. Aschner, M. (19.03.2016). «Methylmercury and brain development: A review of recent literature». J Trace Elem Med Biol: 99–107. 
  14. ^ Yang, L. Zhang, Y. Wang, F. Luo, Z. Guo, S. Strahle, U. (28.12.2019). «Toxicity of mercury: Molecular evidence». Chemosphere. 
  15. ^ Miura, K. Imura, N. (01.07.1989). «Mechanism of cytotoxicity of methylmercury. With special reference to microtubule disruption». Biol Trace Elem Res: 313–316. 
  16. ^ Farina, M. Aschner, M. (11.09.2017). «Methylmercury-Induced Neurotoxicity: Focus on Pro-oxidative Events and Related Consequences». Adv Neurobiol: 267–286. 
  17. ^ Ceccatelli, S. Dare, E. Moors, M. (20.04.2010). «Methylmercury-induced neurotoxicity and apoptosis». Chem Biol Interact: 301–308. 
  18. ^ Carvalho, C. M. Chew, E. H. Hashemy, S. I. Lu, J. Holmgren, A. (07.03.2008). «Inhibition of the human thioredoxin system. A molecular mechanism of mercury toxicity». J Biol Chem: 11913–11923. 
  19. ^ Franco, J. L. Posser, T. Dunkley, P. R. Dickson, P. W. Mattos, J. J. Martins, R. Bainy, A. C. Marques, M. R. Dafre, A. L. Farina, M. (20.05.2009). «Methylmercury neurotoxicity is associated with inhibition of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase». Free Radic Biol Med: 449–457. 
  20. ^ Wagner, C. Sudati, J. H. Nogueira, C. W. Rocha, J. B. (19.08.2010). «In vivo and in vitro inhibition of mice thioredoxin reductase by methylmercury». Biometals: 1171–1177. 
  21. ^ Branco, V. Canario, J. Holmgren, A. Carvalho, C. (21.12.2010). «Inhibition of the thioredoxin system in the brain and liver of zebra-seabreams exposed to waterborne methylmercury». Toxicol Appl Pharmacol: 95–103. 
  22. ^ Farina, M. Aschner, M. Rocha, J. B. (24.05.2011). «Oxidative stress in MeHg-induced neurotoxicity». Toxicol Appl Pharmacol: 405–417. 
  23. ^ Chapman, L. Chan, H. M. (04.03.2000). «The influence of nutrition on methyl mercury intoxication». Environ Health Perspect: 29–56. 
  24. ^ Ralston, N. V. Ralston, C. R. Blackwell, J. L., 3rd Raymond, L. J. (2008). «Dietary and tissue selenium in relation to methylmercury toxicity». Neurotoxicology: 802–811. 
  25. ^ Amlund, H. Lundebye, A. K. Boyle, D. Ellingsen, S. (08.12.2014). «Dietary selenomethionine influences the accumulation and depuration of dietary methylmercury in zebrafish (Danio rerio)». Aquat Toxicol: 211–217. 
  26. ^ Rasinger, J. D. Lundebye, A. K. Penglase, S. J. Ellingsen, S. Amlund, H. (30.03.2017). «Methylmercury Induced Neurotoxicity and the Influence of Selenium in the Brains of Adult Zebrafish (Danio rerio)». Int J Mol Sci. 
  27. ^ Ralston, N. V. (15.04.2009). «Selenium health benefit values as seafood safety criteria». Ecohealth: 442–455. 
  28. ^ Wennberg, M. Stromberg, U. Bergdahl, I. A. Jansson, J. H. Kauhanen, J. Norberg, M. Salonen, J. T. Skerfving, S. Tuomainen, T. P. Vessby, B. Virtanen, J. K. (17.08.2012). «Myocardial infarction in relation to mercury and fatty acids from fish: a risk-benefit analysis based on pooled Finnish and Swedish data in men». Am J Clin Nutr: 706–713. 
  29. ^ a b Cardoso, C. Bernardo, I. Bandarra, N. M. Louro Martins, L. Afonso, C. (24.03.2018). «Portuguese preschool children: Benefit (EPA+DHA and Se) and risk (MeHg) assessment through the consumption of selected fish species». Food Chem Toxicol: 306–314. 
  30. ^ Wang, P. Chen, S. W. Chen, Z. H. Huo, W. L. Huang, R. Huang, W. X. Peng, J. W. Yang, X. F. (27.02.2019). «Benefit-risk assessment of commonly consumed fish species from South China Sea based on methyl mercury and DHA». Environ Geochem Health: 2055–2066. 
  31. ^ Harada, M. (01.01.1995). «Minamata disease: methylmercury poisoning in Japan caused by environmental pollution». Crit Rev Toxicol: 1–24. 
  32. ^ McAlpine, Douglas Araki, Shukuro (20.09.1958). «Minamata disease an unusual neurological disorder caused by contaminated fish». The Lancet: 629–631. 
  33. ^ Igata, A. (01.10.1993). «Epidemiological and clinical features of Minamata disease». Environ Res: 157–169. 
  34. ^ Tsuchiya, K. (1969). «Epidemic of mercury poisoning in the Agano River area». J The Keio journal of medicine: 213–227. 
  35. ^ Bakir, F. Damluji, S. F. Amin-Zaki, L. Murtadha, M. Khalidi, A. al-Rawi, N. Y. Tikriti, S. Dahahir, H. I. Clarkson, T. W. Smith, J. C. Doherty, R. A. (20.07.1973). «Methylmercury poisoning in Iraq». Science: 230–241. 
  36. ^ a b Clarkson, T. W. Magos, L. (16.09.2006). «The toxicology of mercury and its chemical compounds». Crit Rev Toxicol: 609–662. 
  37. ^ Jackson, A. C. (04.10.2018). «Chronic Neurological Disease Due to Methylmercury Poisoning». Can J Neurol Sci: 620–623. 
  38. ^ Minimata convention on mercury. «Minimata convention on mercury. Text and annexes». Besøkt 30.04.2020. 
  39. ^ «Minimata convention on mercury. Text and annexes» (PDF). Besøkt 30.04.2020.