Vysoké hladiny rtuti v mozcích savců: Jde o velmi špatné znamení

Rtuť (Hg) je toxický chemický prvek. Vystavení rtuti může poškodit nervový systém, ledviny, játra a imunitní systém. Mnoho studií zjišťovalo koncentraci rtuti v mořských a živočišných organismech, ale málo se ví o tom, zda se může hromadit v mozcích suchozemských živočichů, píše BROOK Haven.

Vystavení rtuti (Hg) je ve většině chemických forem extrémně neurotoxické. Dokonce i vědci, kteří studují sloučeniny rtuti, jsou kvůli možnému vystavení Hg ohroženi. Slavný fyzik Michael Faraday trpěl otravou Hg v důsledku dlouhodobého vystavení parám Hg, což vedlo k tomu, že ve věku 49 let kvůli zhoršujícímu se zdravotnímu stavu přerušil svůj výzkum. Dalším příkladem je laboratorní chemička Karen Wetterhahnová, kterou otrava dimethylrtuťí zabila poté, co jí několik kapek uniklo z pipety a dopadlo na jednu z rukou v latexových rukavicích.

Četné studie se zaměřují na expozici a účinky Hg, zejména u mořských živočichů. Je známo, že lidé by měli omezit konzumaci některých ryb, jako je tuňák, kvůli přítomnosti rtuti. Vyvstává však otázka: mohou se ionty rtuti dostat do mozku suchozemských živočichů? Dr. Yulia Pushkar, profesorka fyziky a astronomie na Purdue University’s College of Science, byla zpočátku skeptická. Od roku 2008 vede na Purdue University program zobrazování mozku. Její skupina s odbornými znalostmi v oblasti přípravy vzorků, měření a analýzy dat je vyhledávána výzkumníky v USA i ve světě, včetně těch z Japonska a nedávno i z Austrálie.

Výzkumná skupina Pushkarové dostala za úkol zkontrolovat přítomnost Hg v mozcích mangust sebraných na ostrově Okinawa. Skenování mozků překvapivě odhalilo rtuť i u těchto invazivních zvířat. Výzkumná skupina skeny zpřesnila a dosáhla rozlišení několika desítek nanometrů, aby mohla pozorovat postižené mozkové buňky. Výsledky jejich spolupráce byly nedávno publikovány v časopise Environmental Chemistry Letters.

Záhada, jak se rtuť dostává do mozku mangusty, zůstává nevyřešena. Mezi možné zdroje patří voda, kterou pijí, ptačí vejce, která konzumují, působení minerálů nebo dokonce vzduch, který dýchají. Jedno je však zcela jasné, je to velmi špatné znamení.

„Hg je i v nízkých koncentracích velmi toxický, protože se může vázat na základní biomolekuly a ovlivňovat jejich funkci,“ vysvětluje Pushkar. „Účinnost detoxikace bude záviset na absorpci a vazebné konstantě uvnitř zjištěných akumulací a jejich případném úniku, pokud mozkové buňky odumřou. Zatím není znám žádný způsob, jak tyto agregáty bezpečně rozpustit z tkáně, a neexistují žádné zprávy o zvrácení otravy nervového systému Hg. Hlavním přístupem, který bychom měli všichni zaujmout, je vyhýbat se jakýmkoli expozicím, zejména chronickým, jako tomu bylo ve Faradayově případě.“

„Byl jsem skeptický k tomu, jestli se dá nějaký Hg zjistit. Obvykle jsou neurotoxické prvky, i když se dostanou do mozku, přítomny v ultra nízkých koncentracích,“ vysvětluje Pushkar. „Vzali jsme tyto vzorky do Advanced Photon Source v Argonne National Laboratory, kde byly mozky vystaveny intenzivnímu rentgenovému záření. Navzdory mé skepsi byl signál Hg přítomen.“

Skenováním napříč vzorky mozku začali vědci sledovat oblasti mozku, které se zdály mít vyšší obsah Hg. Po třech letech studia a pěti cestách do dvou národních synchrotronových zařízení (Advanced Photon Source v Argonne National Laboratory a NSLS-II v Brookhavenské národní laboratoři) mohou nyní vědci oznámit, že konkrétní mozkové buňky: buňky choroidálního plexu (tvořící krevní bariéru mozkomíšního moku) a astrocyty subventrikulární zóny obsahují puncta bohatá na Hg (o velikosti ~0,5-2 mikronů). Pushkarův tým vědců se domnívá, že tyto buňky pomáhají filtrovat Hg z krve a mozkové tkáně a ukládat ho pomocí dalšího prvku, selenu (Se). Které konkrétní biologické molekuly obsahující Se vážou Hg, je třeba ještě zjistit.

Pushkarův tým pro tuto publikaci tvoří Pavani Devabathini a Gabriel Bury (oba postgraduální studenti) a tehdejší postgraduální student Darrell Fischer (v současnosti působí na Harvardově postgraduální škole). Data sbíral celý tým a analyzovali je Devabathini a Fischer. Po analýze dat se celý tým podílel na sepsání publikace.

Tento objev má význam pro monitorování životního prostředí u suchozemských živočichů a poskytuje nové nástroje pro sledování Hg v mozkových buňkách, což může mít dopad na lidské zdraví a bezpečnost.

„Lidská činnost má za následek emise 2000 tun sloučenin rtuti ročně a my plně nerozumíme tomu, kde všechna tato neurotoxická Hg končí,“ říká Pushkar. „Většina dosavadních studií se zaměřovala na mořskou faunu a flóru (ryby a velryby), ale zřejmě jsou ovlivněny i suchozemské druhy. Předpokládáme, že lidský mozek reaguje na Hg podobným způsobem prostřednictvím interakcí s buňkami cévnatky a astrocyty. Nevíme však, zda má lidský mozek dostatek biomolekul obsahujících Se, aby se na něj Hg vázal.