Metylkvikksølv

Metylkvikksølv (forkortet MeHg) er en organisk form av kvikksølv med den kjemiske formelen [CH₃Hg]^{+ [1]}

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

Det finnes ulike kilder til uorganisk kvikksølv i naturen, som bidrar indirekte til dannelsen av metylkvikksølv ved mikroorganismer i miljøet. Mineralet sinober (α-HgS) og kvikksølvsalter inneholder mesteparten av det uorganiske kvikksølvet i naturen.^[3] De høyeste nivåene av α-HgS finnes i vulkanske aktive områder, inkludert i kalkstein og kull.^[1] Uorganisk kvikksølv kan frigis ved vulkanutbrudd,^[4][5] skogbrann og brann av biomasse.^[6]

Menneskelig aktivitet bidrar også til utslipp av uorganisk og organisk kvikksølv (inkludert metylkvikksølv) gjennom metall- og sementproduksjon, kvikksølvholdige soppmidler i jordbruket,^[1] gruvedrift, industrielle prosesser, brenning av fossilt brensel og avfallsforbrenning ^[3][7] Små skala gullgruvedrift er også en vesentlig kilde til kvikksølvutslipp.^[8]

Den metylerte formen for kvikksølv (metylkvikksølv) kan bioakkumuleres, spesielt i akvatiske organismer og videre oppkonsentreres i næringskjeden.^[9] Derfor vil store rovfisk og marine rovpattedyr inneholde de høyeste nivåene av metylkvikksølv.^[10] Geografi kan påvirke nivå av metylkvikksølv i fisk (målt som kvikksølv). For eksempel har det vært målt høyere nivå av kvikksølv i fisk som lever i fjordene og nær kysten i Norge, sammenlignet med de som lever i havet.^[11]

Den vanligste eksponeringsmåten for metylkvikksølv i mennesker er via inntak av fisk og sjømat.^[12] Inntak av ris er også en kilde til metylkvikksølv, da spesielt i områder hvor denne matvaren inntas i større mengder. Nivået av metylkvikksølv i ris er mye lavere enn i fisk og sjømat, men på grunn av høyt inntak enkelte steder kan den inntatte mengden metylkvikksølv også øke.^[13] Uorganisk kvikksølv kan metyleres av mikroorganismer på de vannfylte rismarkene og dermed øke mengden metylkvikksølv i risplantene. I tillegg vil ris ha høyere innhold av metylkvikksølv dersom det er direkte utslipp fra nærliggende kilder.^[14]

Metylkvikksølv har høy biotilgjengelighet, det vil si at store mengder tas opp via tarmen (90-95 %).^[15] ca. 90 % av det absorberte metylkvikksølvet samles i de røde blodcellene for videre å bli fraktet rundt i kroppen.^[12] 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.^[16] Ved hjelp av denne type mekanisme kan metylkvikksølv krysse blod-hjerne-barrieren og morkaken og nå henholdsvis hjerne og foster.^[15][17]

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.^[18] 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.^[19] Metylkvikksølv kan også virke som en pro-oksidant ved å binde seg til tioler og selenoler ^[20] 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.^{[21][22][23][24][25]} 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.^[26]

Metylkvikksølv i mat kan påvirkes av næringsstoffer og sammensetning av maten. Næringsstoff kan påvirke absorpsjon av metylkvikksølv i tarmen,  transport og utskillelse.^[27] 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.^[28][29][30] På grunn av denne fordelen ved seleninnhold i matvarer har det vært foreslått at en selen:kvikksølv ratio bør benyttes når sjømat skal risikovurderes.^[31] 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.^[32][33][34] 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.^[33]

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.^[35] Symptomer på forgiftning var nummenhet i føtter og hender, ukoordinerte bevegelser (ataksi), utydelig tale (dysartri), mental forvirring og i de mest alvorlige tilfeller død.^[36] Symptomer på metylkvikksølvforgiftning har etter denne hendelsen fått tilnavnet «Minamata-sykdom».^[37] 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.^[38]

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.^[39] De samme symptomene som i Minamata ble beskrevet i pasienttilfellene i Irak.

Alvorlig metylkvikksølvforgiftning kan gi symptomer som brenning/stikking/kløe/nummenhet i huden (parastesi), ukoordinerte bevegelser (ataksi), utydelig tale (dysartri), innsnevrede synsfelt og nedsatt hørsel.^[40][41] Metylkvikksølv er neurotoksisk, det vil si at det påvirker nervesystemet, og spesielt nervesystemet under utvikling, hos foster og barn.^[17] 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.^[40]

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.^[42] 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.^[43]

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.^[12]