Fettløselige miljøgifter akkumuleres også i fisk som samler fett i muskelvevet slik som laksefisk, sild (Clupea harengus), makrell (Scomber scombrus), makrellstørje (Thunnus thynnus) og kveite (Hippoglossus hippoglossus). Torsk har lite fett i muskelvevet, men desto mer i lever. Torskelever blir brukt i produksjon av medisinsk tran og denne må renses for fettløselige miljøgifter før den selges. Tilsvarende kjeder for bioakkumulering av miljøgifter finner man i organismer som lever jord, sedimenter og ferskvann.
Bioakkumuleringen skjer over tid og innholdet øker i større og eldre individer. Ved mangel på mat og fettreservene blir omsatt kan dyr og mennesker, bl.a. ved slanking, oppleve effekten av forgiftning når giftstoffene bringes inn i metabolismen med tilhørende kroppslig ubehag. Ubehaget skyldes ikke bare sultfølelsen, men også forgiftning fra aktivering av miljøgifter lagret i kroppsfettet.
Selv om produksjonen av mange av miljøgiftene er stoppet, gjør den resistente egenskapen mot nedbrytning at de i årevis finnes i næringskjedene lagret i kroppsfettet.
I havet, menneskets store søppelfylling, starter næringskjeden med planteplankton (fytoplankton) videre til herbivore dyreplankton (zooplankton), krepsdyr, videre til herbivore og karnivore fisk, spekkhogger (Orcinus orca), sel, isbjørn (Ursus maritimus) og fiskespisende sjøfugl Hos sjøpattedyr blir miljøgiftene overført til avkommet via morsmelk, gjelder også mennesker. I tillegg til persistente organiske miljøgifter («Persistent organic pollutans», POP) og andre industrikjemikalier, bioakkumuleres organiske bundete tungmetaller (kvikksølv, bly, tinn), plantevernmidler og organiske klorpesticider (DDT DDE, lindan, aldrin, dieldrin, meptaklor, mirex), radioaktive stoffer (strontium-90 som følger kalsium, cesium-137 som følger kalium). Alle er biprodukter av «velstandsutviklingen» og «økt vekst» som vi alle er så glade i. Algegifter kan bli oppkonsentrert i skjell og muslinger.
DDT (diklordifenyltriklormetan) ble utviklet som et sprøytemiddel mot insekter.
Den sveitsiske kjemikeren Paul Hermann Müller (1899 –1965) fikk i 1948 nobelprisen i fysiologi eller medisin «for hans oppdagelse av den høye effektiviteten av DDT som kontaktgift mot flere artropoder». DDT viste seg å være svært effektiv i kampen mot sykdommer spredd av insekter og ble anvendt i landbruk og skogbruk, men hadde en lang rekke miljøskadelige effekter. Diklordifenyldikloretylen (DDE) og Diklordifenyldikloretan (DDD) inngikk som en forurensende bestanddel av DDT og DDE er også et metabolismeprodukt fra omsetning av DDT. DDT blir lett absorbert i jord og sedimenter, fester seg til leirpartikler og blir med avrenning fraktet til akvatiske økosystemer. DDT, DDE og DDD er fettløselige, kjemisk stabile og blir tatt opp av organismene i vann og jord og transportert og bioakkumulert i næringskjedene. En av effektene av DDT var at eggeskall hos rovfugl ble så tynne at de sprakk under rugingen og bidro til «den tause våren». DDT er giftig, hemmer, kalsium ATPase som deltar i transport av kalsium fra blodet til eggeskallet og virker som en østrogenreseptor antagonist. Ved Stockholmkonvensjonen om persistente organiske forurensende stoffer ble det i 2004 et generelt forbud mot produksjon og bruk av DDT.
Sprøytemidlene lindan og dieldrin viste seg å være meget stabile og ble bioakkumulert.
Giftige tungmetaller (kvikksølv, kadmium, bly, arsen, tinn, kobber) blir akkumulert i næringskjeder.
Langkjedete marine ω-3 fettsyrer (EPA, DHA) er utgangsmateriale for en lang rekke nødvendige stoffer i metabolismen som eikosanoidhormoner (prostaglandiner, tromoboksaner, leukotriener). Fettrik fisk inneholder også fettvitaminer (D og E) Dilemmaet blir om de helsemessige gunstige egenskapen ved å spise fettrik fisk er større enn ulempene ved bioakkumulering av miljøgifter.
Avgiftningsenzymer
Organismen forsøker å skille ut miljøgifter (xenobiotika) ved å gjøre dem mer vannløselige ved å hekte på hydroksylgrupper (hydroksylering) og andre polare sidekjeder. Enzymer som deltar i avgiftning av miljøgifter er cytokrom P450 oksidaser, glutation-S-transferaser, sulfotransferaser, aldose reduktase, N-acetyltransferase og UDP-glukuronosyltrasferaser. Genene som koder for disse avgiftningsenzymene finnes som alleler noe som gir genetisk polymorfi. Det vil si at individer får forskjellig kapasitet til å foreta avgiftninger, har forskjellig metabolsk kjemisk resistens. Slike enzymsystemer deltar også i nedbrytning av medisiner og sekundærmetabolitter fra planteriket. Hos mennesker kan man fjerne tungmetaller ved å binde dem til chelater e.g. EDTA som deretter kan skilles ut.
Glutation S-transferase (GST) som finnes som mange isoenzymer gir konjugering med tripeptidetglutation
glutation (GSH) + xenobiotika X → X-SG
Glutation-konjugatene kan deretter fjernes i transportsystemet for avgiftning.
Cytorkom P450 mikset funksjon oksidase finnes i mange utgaver og katalyserer reaksjoner av type:
XH + NADPH + O2 + H+ → X-OH + NADP+ + H2O
Hydoksylerte forbindelser (X-OH) er mer vannløselig som gjør dem lettere å skille ut via ekskresjonssystemet.
Sulfotransferaser overfører sulfogrupper fra et molekyl til et annet e.g. sulfogruppe fra PAPS (3’-fosfoadenosin-5’-fosfosulfat) hektes på en hydroksylgruppe (X-OH) og danner et sulfitt (X-OSO3-), eller på en amingruppe (X-NH2) gir et sulfamat (X-NH-SO3-)
N-acetyltransferaser overfører en acetylgruppe fra acetyl-koenzym A til et mottakermolekyl
X-NH2 + acetyl-CoA → X-acetyl + CoA
Aldose reductase ere n NADPH-avhengig oksidoreduktase.
UDP-glukuronosyltrasferaser overfører glukuronsyre fra UDP-glukuronsyre til et hydrofobt molekyl.
Litteratur
Wikipedia