Τα βαρέα μέταλλα, όπως ο υδράργυρος (Hg), σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (World Health Organization), συγκαταλέγονται στις δέκα πρώτες ομάδες χημικών ουσιών με τη μεγαλύτερη επικινδυνότητα για τη δημόσια υγεία. Και αυτό εξαιτίας της νευροτοξικής τους δράσης. Η περιβαλλοντική απελευθέρωση τέτοιων μετάλλων, έχει επιταχυνθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια, με το πρόβλημα να λαμβάνει ανησυχητικές διαστάσεις.
Το χημικό στοιχείο υδράργυρος (Hg)
Ο υδράργυρος (Hg), ανήκει στα στοιχεία μετάπτωσης στον περιοδικό πίνακα. Είναι το μοναδικό μέταλλο, που απαντάται σε υγρή κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου και κανονικές συνθήκες πίεσης και εξατμίζεται ή εξατμίζεται σχετικά εύκολα. Απαντάται σε διάφορες μορφές:
- σε στοιχειακή μορφή (ή διαφορετικά μεταλλικός υδράργυρος),
- σε ανόργανη μορφή, όπου εμφανίζει την τυπική τοξικότητα των ενώσεων των βαρέων μετάλλων, δηλαδή είναι ισχυρότατα νεφροτοξικός
- και σε οργανική μορφή (οργανοϋδραργυρικές ενώσεις), όπως είναι ο μεθυλ-υδράργυρος (MeHg).
Αυτές οι μορφές υδραργύρου διαφέρουν ως προς τον βαθμό τοξικότητάς τους και τις επιδράσεις τους στο νευρικό, το πεπτικό και το ανοσοποιητικό σύστημα, στους πνεύμονες, τα νεφρά, το δέρμα και τα μάτια.
Βιογεωχημικός κύκλος υδραργύρου
Η διαλυτότητα του μεταλλικού υδραργύρου στο νερό είναι ελάχιστη. Έχει αποδειχθεί όμως, ότι τόσο ο ίδιος, όσο και πολλές ανόργανες ενώσεις του μετατρέπονται στο περιβάλλον σε εξαιρετικά τοξικές οργανικές (οργανομεταλλικές) ενώσεις και κυρίως σε ενώσεις του μεθυλ-υδραργύρου. Η μετατροπή αυτή πραγματοποιείται με την επίδραση μικροοργανισμών (βακτηριακή μεθυλίωση), που βρίσκονται στο νερό και στο έδαφος.
Οι οργανικές αυτές ενώσεις υδραργύρου χαρακτηρίζονται από τη δυνατότητα βιοσυσσώρευσης και βιομεγένθυσης, ιδιαίτερα στην υδατική τροφική αλυσίδα (ψάρια και θαλάσσια θηλαστικά). Ως εκ τούτου, ο μεθυλ-υδράργυρος αποτελεί μια από τις πλέον επικίνδυνες μορφές υδραργύρου. Ως λιποδιαλυτή ένωση διαπερνά εύκολα τον πλακούντα και τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό με αποτέλεσμα την προσβολή του νευρικού συστήματος, του εγκεφάλου αλλά και των εμβρυϊκών κυττάρων.
Δηλητηρίαση από υδράργυρο
Για αρκετό καιρό, γνωρίζουμε ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις υδραργύρου μπορεί να είναι τοξικές για τον άνθρωπο. Το πρώτο καταγεγραμμένο περιστατικό δηλητηρίασης χρονολογείτε ήδη από το 50 π.Χ., ενώ το 1956 προκλήθηκαν «επιδημικές» δηλητηριάσεις οξύτατης μορφής με δεκάδες θανάτους και εκατοντάδες αλλοιώσεις του νευρικού συστήματος των κατοίκων της πόλης Minamata (1956) και της επαρχίας Niigata (1965) στην Ιαπωνία. Η νευρολογική ασθένεια ονομάσθηκε από τότε ασθένεια Minamata-Niigata. Μέχρι το 2001 παρουσιάσθηκαν 2.265 άτομα στην περιοχή Minamata και 690 άτομα στην περιοχή του ποταμού Agano, με την νευρολογική ασθένεια. Σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμα και νεαρά παιδιά που γεννήθηκαν με νευρολογικές διαταραχές .
Πηγές Υδραργύρου
Ο υδράργυρος εκλύεται από φυσικές πηγές, όπως τα ηφαίστεια. Ωστόσο, οι επιπλέον απελευθερώσεις του από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, όπως η καύση του άνθρακα, του πετρελαίου, των στερεών αποβλήτων και η χρήση σε προϊόντα οδήγησαν σε ουσιαστική αύξηση της περιβαλλοντικής έκθεσης και εναπόθεσης. Τη δεκαετία 1950-1960, ένα αυξανόμενο σύνολο επιστημονικών στοιχείων έδειξε ότι οι εκπομπές υδραργύρου από ανθρώπινες δραστηριότητες, έχουν ευρείες επιπτώσεις τόσο για το περιβάλλον όσο και για την ανθρώπινη υγεία.
Έκθεση στον Υδράργυρο
Όλοι οι άνθρωποι εκτίθενται σε κάποιο επίπεδο σε υδράργυρο. Οι περισσότεροι εκτίθενται σε χαμηλά επίπεδα, συχνά μέσω χρόνιας έκθεσης (συνεχής ή διακεκομμένη μακροχρόνια επαφή). Ωστόσο μερικά άτομα εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα υδραργύρου, φτάνοντας ακόμα και σε οξεία έκθεση. Οι παράγοντες που καθορίζουν τις επιπτώσεις στην υγεία και τη σοβαρότητά της έκθεσης είναι:
-
Η μορφή του υδραργύρου
- Η δόση
- Η ηλικία ή το αναπτυξιακό στάδιο (τα έμβρυα είναι περισσότερο ευαίσθητα)
- Η διάρκεια της έκθεσης
-
Η οδός έκθεσης (εισπνοή, κατάποση ή επαφή με το δέρμα)
Οι άνθρωποι ενδέχεται να εκτεθούν σε οποιαδήποτε μορφή υδραργύρου υπό διαφορετικές συνθήκες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η έκθεση οφείλεται κυρίως στην κατανάλωση ψαριών και οστρακοειδών μολυσμένων με μεθυλ-υδράργυρο και στην εισπνοή αναθυμιάσεων στοιχειακού υδραργύρου από τους εργαζόμενους κατά τη διάρκεια βιομηχανικών διεργασιών. Γενικά, δύο πληθυσμιακές ομάδες είναι πιο ευαίσθητες στις επιδράσεις του υδραργύρου. Τα έμβρυα και άτομα που εκτίθενται τακτικά (χρόνια έκθεση) σε υψηλά επίπεδα, όπως πληθυσμοί των οποίων η οικονομία βασίζεται στην αλιεία. Σ’ αυτούς περιλαμβάνονται η Βραζιλία, ο Καναδάς, η Κίνα, η Κολομβία και η Γροιλανδία.
Επιπτώσεις στην υγεία από την έκθεση στον υδράργυρο
Σήμερα, ξέρουμε ότι ο υδράργυρος είναι νευροτοξικός. Τα υψηλά επίπεδα έκθεσης μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρές ασθένειες και σε ακραίες περιπτώσεις, μέχρι και στο θάνατο. Τόσο ο στοιχειακός όσο και ο μεθυλ-υδράργυρος, είναι τοξικοί για το κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα. Οι νευρολογικές και συμπεριφορικές διαταραχές εκδηλώνονται μετά από εισπνοή, κατάποση ή δερματική έκθεση σε διάφορες ενώσεις υδραργύρου. Οι ανεπιθύμητες επιδράσεις αφορούν και τα νεφρά, με αποτέλεσμα σε ορισμένες περιπτώσεις να παρατηρείται νεφρική ανεπάρκεια. Ήπια υποκλινικά συμπτώματα τοξικότητας κεντρικού νευρικού συστήματος έχουν παρουσιασθεί ακόμα και σε εργαζόμενους, μετά από έκθεση σε ένα επίπεδο στοιχειακού υδραργύρου στον αέρα, περίπου 20 μg/m3, για αρκετά χρόνια.
Η τοξική επίδραση του υδραργύρου μπορεί να επιμείνει για πολλές γενιές
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Wisconsin-Milwaukee and Washington State University, είναι οι πρώτοι που απέδειξαν πως προβλήματα υγείας που συνδέονται με έκθεση στον υδράργυρο, μπορούν να επιμείνουν για πολλές γενιές.
Επιστημονικά έχει ήδη αποδειχθεί πως ο μεθυλ-υδράργυρος είναι νευροτοξικός τόσο για τους ενήλικες όσο και για τα παιδιά. Ωστόσο όλα τα μέχρι τώρα στοιχεία, προέρχονται από μελέτες στις οποίες έχει γίνει μια, άμεση έκθεση σε υψηλή δόση. Αντίθετα, σε μια πρόσφατη έρευνα, που ως πειραματικό μοντέλο χρησιμοποιήθηκε το ψάρι-ζέβρα, η έκθεση έγινε σε χαμηλά επίπεδα μεθυλ-υδραργύρου (MeHg). Στόχος ήταν να διερευνηθούν οι επιδράσεις του, στις μεταγενέστερες γενιές και οι νευροσυµπεριφορικοί φαινότυποι.
Έχει προταθεί πως ο μεθυλ-υδράργυρος μεταβάλλει τον επιγενετικό προγραμματισμό της κυτταρικής σπερματικής σειράς (δηλαδή των σπερματικών κυττάρων). Κατ’ αυτόν τον τρόπο προάγει την διαγενεαλογική κληρονομικότητα αυτών των επιγενετικών αλλαγών και της ανώμαλης φυσιολογίας στην επόμενη γενιά. Συνεπώς οι μοριακές επιδράσεις του μεθυλ-υδραργύρου στην αρσενική γαμετική σειρά στο ψάρι ζέβρα, διερευνήθηκαν τόσο στην άμεσα εκτεθειμένη F0 γενιά, όσο και στην F2 γενιά. Γι’ αυτό το λόγο πραγματοποιήθηκε μοριακή ανάλυση του γονιδιώματος. Σκοπός ήταν η ανίχνευση περιοχών με διαφορετικό προφίλ μεθυλίωσης DNA (Differentially Methylated Regions, DMRs).
Οι τοξικές επιδράσεις του υδραργύρου σχετίζονται τόσο με επιγενετικές αλλαγές στο γονιδίωμα, όσο και με νευροσυμπεριφορικές διαταραχές
Το ψάρι ζέβρα έχει αναδειχθεί ως εναλλακτικό πειραματικό μοντέλο, έναντι των τρωκτικών, που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά στις κανονιστικές τοξικολογικές μελέτες. Μάλιστα έχει βρεθεί ότι υπάρχουν ομοιότητες στους μηχανισμούς μεθυλίωσης και απομεθυλίωσης μεταξύ των θηλαστικών και του ψαριού ζέβρα.
Η πρώτη γενιά εκτέθηκε σε ένα επίπεδο μεθυλ-υδραργύρου που θα μπορούσε να ανιχνευτεί σε ανθρώπους που τρώνε μεγάλη ποσότητα ψαριών. Μετά τον έλεγχο του γονιδιώματος για επιγενετικές επιδράσεις, βρέθηκαν αρκετές αλλαγές σε πολλά γονίδια. Παράλληλα παρατηρήθηκαν δύο μη φυσιολογικές συμπεριφορές, μειωμένη όραση και υπερδραστηριότητα. Και οι δύο παρουσιάστηκαν σε όλες τις γενιές, μετά από το αρχικό επίπεδο έκθεσης. Ωστόσο εξετάστηκαν και προσδιορίστηκε πως προκαλούνται από ανεξάρτητες κληρονομούμενες επιγενετικές τροποποιήσεις. Συνεπώς, η τοξική επίδραση του μεθυλ-υδραργύρου επηρέασε όχι μόνο τους απογόνους αλλά και την τρίτη γενιά. Τα αποτελέσματα ήταν περισσότερο έντονα για την αρχικά εκτεθειμένη γενιά, παρ’ όλα αυτά όμως ήταν εμφανή και στις επόμενες.
Εάν τα ίδια αποτελέσματα αφορούσαν ανθρώπους, τότε οι κίνδυνοι για την υγεία από την έκθεση στον υδράργυρο, υποτιμώνται δραματικά
Εάν τα εξαγόμενα συμπεράσματα της έρευνας αφορούσαν ανθρώπους, τότε οι πιο επηρεασμένοι θα ήταν σίγουρα Ασιάτες, κάτοικοι των νησιών του Ειρηνικού και Αμερικανοί. Πληθυσμοί δηλαδή που τρώνε περισσότερο ψάρι από τον καθένα. Σ’ αυτούς μάλιστα έχει βρεθεί, πως το 27% των γυναικών που βρίσκονται σε αναπαραγωγική ηλικία, έχει αρκετή τοξίνη ώστε να προκληθεί βλάβη στο νευρικό σύστημα ενός εμβρύου.
Συνεπώς, οι γυναίκες που βρίσκονται σε αναπαραγωγική ηλικία θα πρέπει να είναι ιδιαίτερα επιλεκτικές όσον αφορά την ποσότητα και το είδος των θαλασσινών που τρώνε. Αυτό αφορά και περιοχές όπου η αλιεία κυριαρχεί σε μικρές λίμνες στην ενδοχώρα, γιατί η χημική ουσία συγκεντρώνεται σε μεγαλύτερο ποσοστό. Η έκταση της έκθεσης εξαρτάται επίσης από το είδος των ψαριών που καταναλώνονται. Τα στρείδια, ο σολομός και η ιριδίζουσα πέστροφα περιέχουν πολύ λιγότερο μεθυλυδράργυρο από το γατόψαρο, τον ξιφία και τα μεγάλα ψάρια που αλιεύονται από μικρές λίμνες.
Πηγή: Mercury-induced epigenetic transgenerational inheritance of abnormal neurobehavior is correlated with sperm epimutations in zebrafish, Michael J. Carvan et al., PLoS ONE, Published: May 2, 2017
