Selen og giftvirkninger av kvikksølv

A plate of salmon. — Å spise fisk gir gravide kvinner og barn selen og andre næringsstoffer, som fremmer barns vekst og utvikling. Å spise fisk kan gi fordel til voksnes hjertehelse. Noen havfisker inneholder dog mer kvikksølv enn selen og bør derfor unngås. Selvfølgelig fraråder helsemyndighetene i USA folk å spise rovhvaler, haier, sverdfisk, kongemakrell, seilfisk, dyphavsabbor, teglfisk og storøyet tunfisk. De fleste andre havfisk vil ha mer selen enn kvikksølv i vevet og burde være sikre, til og med tilrådelige, å spise.

Selenet i cellene våres er det molekylære “målet” for det giftige kvikksølvet. Hemming av seleno-ensymers normale biologiske aktivitet er den mekanismen, hvor kvikksølv skader cellene våre, spesielt hjerne og nervecellene våre [Ralston & Raymond 2018].

Å oppfatte selen som ”målet” for kvikksølv fører til en bedre forståelse av kvikksølvs giftighet enn den gamle teorien om selen som det ”tonikum”, som binder det giftige kvikksølvet i en form som ikke lenger er skadelig [Ralston & Raymond 2018].

Professor Nicholas Ralston og konsulent Lisa Raymond har foretatt en gjennomgang av forskningslitteraturen om egenskapene til kvikksølvstoksisitet for å identifisere de selenavhengige aspektene av kvikksølvets biokjemiske mekanismer og virkninger. De konkluderer med at [Ralston & Raymond 2018]:

Methylkvikksølv hemmer irreversibelt aktiviteten av selenoenzymer, som normalt ville forhindre oksidativ skade i hjernen. (Oksidativ skade er skade, som forårsakes av frie radikaler på celler og vev, som ikke har tilstrekkelig antioksidantbeskyttelse).
Selentilskudd er nødvendig, når man er utsatt for methylkvikksølv, og spesielt når inntaket av methylkvikksølv nærmer seg eller overstiger cellenes lager av selenozymer.
For høy utsettelse for methylkvikksølv kan forårsake en “kondisjonert selenmangel”.
Kvikksølv utøver sine toksiske skader ved å avbryte og forstyrre det normale selenstoffskiftet.
De karakteristiske giftvirkningene av kvikksølv skyldes bindingen av selen til kvikksølvet, hvilket gjør selen utilgjengelig for dets normale biologiske funksjon og der av den følgende irreversible hemmingen av selenoenzymene.

Eksponering for kvikksølv og behovet for nok selendepoter

Ralston og Raymond peker på følgende kilder, hvor man er eksponert for giftig kvikksølv:

Luftbåret elementært kvikksølv som innåndes, absorberes med en hastighet på ca. 75%.
Methylkvikksølv, et nevrotoksisk stoff som akkumuleres og økes biologisk i hav- og ferskvannsfisk (dominerende kilder til methylkvikksølv i maten).

Ralston og Raymond nevner ikke i deres artikkel fra 2018, frykten for at eksponering for kvikksølv fra tennenes amalgamfylninger kan ha toksiske virkninger både for pasientene og tannlegene [Rathore 2012].

Nesten alle er utsatt for elementært kvikksølv og methylkvikksølv i et lavt omfang, som normalt er uten alvorlige bivirkninger. Imidlertid er høye eksponeringer nevrotoksiske, fordi kvikksølvet krysser blod-hjerne-barrieren.

Kvikksølv bindes fortrinnsvis til svovel og selen; kvikksølvets affinitet for selen er dog cirka en million ganger større enn dens affinitet for svovel, hvilket gjør selen til det største målet for kvikksølv med dens giftvirkning [Ralston & Raymond 2018].

Høy eksponering for methylkvikksølv som følge av tilfelle med forgiftning har gitt et veldefinert bilde av de motoriske og sensoriske lidelser som følger av omfattende oksidativ skade på hjernen. Et fosters hjerne er spesielt sårbart overfor skader fra kvikksølv; kvikksølvet passerer lett over i morskaken [Ralston & Raymond 2018]. Avhengig av offerets alder og eksponeringsnivå vil symptomene på kvikksølvs toksisitet omfatte følgende motoriske og sensoriske lidelser:

metallisk smak i munn
kvalme og oppkast
tap av motoriske ferdigheter og koordinasjon
tap av muskelstyrke
tap av følelse i hender og ansikt
tap av skarphet i syn, hørsel og tale
åndedrettsbesvær
problemer med å stå rett og gå

Biomedisinske mekanismer bak kvikksølvs giftvirkning

Ralston og Raymond lister opp følgende punkter om hvordan kvikksølv utøver sin giftvirkning. Deres forklaringer er vesentlig mer detaljert enn hva som kan gjengis her. Interesserte lesere bør skaffe seg hele artikkelen [Ralston & Raymond 2018].

Placenta- og blodhjernebarrieren kan ikke stoppe passasje av kvikksølv. Fosterets opphopning av kvikksølv vil nå en konsentrasjon, som er høyere enn konsentrasjonen av kvikksølv i morens blod.
Når kvikksølvet har krysset plasenta- og blodhjernebarrierne, danner det “selvmordsubstrater”, som transporterer det bundne kvikksølvet til de stedene, hvor selenoenzymene er aktive.
De stedene hvor selenoenzymene er aktive danner kvikksølvet en ekstrem stabil permanent binding til selenoenzymets selenocystein. Som et resultat kan selenozymene ikke utføre deres vesentlige funksjoner. Deres selenocystein-del blokkeres av kvikksølvet. På denne måten fungerer kvikksølvet som en “irreversibel hemmer av selenoenzymenes aktivitet”. F.eks. hemmes seleno-enzymene glutathionperoxidase og thioredoxinreduktase i deres roller som antioksidanter.
Skaden som følger av tapet av selenoenzymenes aktioksidantaktivitet forsterkes av kvikksølvets evne til å redusere innholdet av selen i hjernen til under minimumsterskelen på ca. 60% av hjernens normale seleninnhold. “Sekvestrering av selenet” sammen med kvikksølvet finner ikke kun sted i hjernen, men også i nyrene og leveren. I tilfelle av en katastrofal høy eksponering for kvikksølv vil det være et vedvarende tap av selen i kropps og hjernevev. (Merk: Ralston og Raymond påpeker, at høye kvikksølvopphopninger i størrelsesordenen 10–100 μM i hjernen og det endokrine vevet ikke ser ut til å ha toksiske konsekvenser så lenge det minst er ca. 1 μM “fritt selen” tilbake til rådighet for dannelse av selenenzymer, hvilket sikrer, at antioksidantaktiviteten kan fortsette).
Det blir ennå verre. Sekvestrering av det cellulære selenet med kvikksølv vil ikke alene berøve cellene de selenoenzymene de har bruk for, til å forhindre den oksidative skaden. Det kan også omdanne thioredoxinreduktaser til å lede til apoptose. Det vil si, at de selenberøvede cellene vil begå selvmord.
Selenozymet selenofosfatsyntase (SEPHS2) er nødvendig for å danne selenocystein. Hvis aktiviteten av SEPHS2 hemmes, vil cellene, hypotetisk, ikke ha mulighet for å produsere selenocystein. (Merk: selenocystein er en nødvendig del av de 25 kjente selenoproteiner; selenocysteins katalytiske aktivitet er nødvendig for at selenzymene kan utføre deres funksjoner).

Tap av selen og implikasjonene for hjerneceller

Igjen fester jeg mye lit til Ralston og Raymonds tekst [Ralston & Raymond 2018]:

Hjernen har en økt risiko for oksidativ stress, fordi 1) oksygenforbruket er cirka 10 ganger større i hjernen enn i andre vev, og 2) hjernen har kun få antioksidantenzymveier. Selvfølgelig er hjernen veldig avhengig av selenoenzymer til å forhindre og vende oksidativ skade i hjernen.
Laboratorieundersøkelser har vist, at i perioder med mangel på selen i kosten, omdistribueres det tilgjengelige selenet fortrinnsvis fra annet kroppsvev til hjernen og endokrint vev. Det er også et preferensielt uttryk av visse selenoproteiner i hjernen, hvilket antyder et hierarkisk behov til fordel for hjerneaktiviteter.
Høy eksponering for kvikksølv er den eneste miljømessige belastningen, som vites at forverre hjernens seleno-enzymaktiviteter alvorlig. Kvikksølvforgiftning reduserer tilgjengeligheten av fritt selen i hjernen og forminsker hjernens selenoenzymaktivitet, hvilket resulterer i omfattende skader på de mest aktive nevronene.
Obduksjoner av hjerner fra ofre for kvikksølvforgiftning avslører tap av nerveceller, spesielt i sensoriske regioner i cortex, granulære celler i cerebellum, primære motoriske cortex og perifere nerver. Dette mønsteret ses også i laboratorie dyreundersøkelser.

Selens rolle i fosterutvikling

Fosteret har ikke betydende selenreserver; følgelig kan tap av selen fra moren, som normalt forsyner til fosterets hjerne, resultere i nedsatt selenoenzymaktivitet og oksidativ skade. Selenoenzymene iodothyronine deiodinase, thioredoxin reductase og glutathionperoxidase spiller avgjørende roller i fosterets hjerneutvikling, fostervekst, foster skjoldbruskkjertel og kalsiumstoffskifte, fosterproteinfoldning samt i forebyggelse / reversering av oksidativ skade i fosteret.
Dokumentasjon fra forskning viser, at gravide kvinner, som reduserer inntak av fisk, sannsynligvis øker sitt barns risiko for å score lavere i intelligens, finmotorikk, kommunikasjonsevner og sosiale ferdigheter senere i livet.
Vitenskapelige studier tyder på at kvikksølveksponering fra inntak av havfisk, som inneholder mer selen enn kvikksølv (hvilket er tilfellet for nesten alle kommersielle marine fiskearter) ikke resulterer i utviklingsskader for barn. Morens nedsatte inntak av havfisk under graviditeten er derimot forbundet med betydelige risiko. Havfisk er en viktig kilde til selen og andre viktige næringsstoffer, som er nødvendige for barns helse og utvikling.

Selen og tilknytningen til kvikksølvstoksisitet

Kvikksølvstoksisitet er preget av en stille forsinkelse; det vil si en lengre forsinkelse mellom inntaket av det skadevoldende stoffet og starten på symptomene. Symptomene kan ta måneder å utvikle seg. Ingen har vært i stand til å finne årsaken til denne latenstiden [Ralston & Raymond 2018].

Ralston og Raymond mener at latensperioden for kvikksølvets giftighet er et sterkt tegn til støtte for hypotesen om at kvikksølvets giftvirkninger primært (kan være utelukkende) skyldes kvikksølvens hemning av selenstoffskiftet.

Ralston og Raymond hevder at de negative følger av kvikksølvetstoksisitet ikke vil utvikle seg, så lenge det er nok selen til rådighet til å understøtte den essensielle selenoenzymaktivitet i hjernen. Hvis man imidlertid eksponeres for kvikksølv i et omfang som overstiger kroppens selenreserver, så vil kvikksølvbelastningen til slutt overvinne hjernens og nervesystemets evne til å oppveie det systemiske selentapet på grunn av selenets binding til kvikksølvet. Forskjellen i den individuelle selenstatusen vil påvirke varigheten av latensen.

Vedvarende nedbrytning av selendepotene vil gradvis forverre hjernens evne til å opprettholde en enzymatisk funksjon i nevronene. Når aktiviteten av de antioksidante selenoenzymer faller under en kritisk terskel, vil skaden på de cellulære lipider, proteiner og andre viktige biologiske molekyler resultere i de symptomene som karakteriserer kvikksølvets giftvirkning [Ralston & Raymond 2018].

Konklusjoner: Selenbindingsmekanismen for kvikksølvets toksisitet

Ralston og Raymond [2018] konkluderer med at de karakteristiske egenskapene til kvikksølvs toksisitet er i overensstemmelse med kvikksølvets unike evne til å nedsette hjernens seleno-enzymaktivitet.

Ralston og Raymond [2018] advarer om, at barn og gravide kvinner ikke bør spise kjøtt fra rovhvaler, visse haiarter, store eksemplarer av sverdfisk, helleflynder og enhver annen type fisk, som inneholder mer kvikksølv enn selen i vevet.

De bemerker at nesten alle andre fisk og skalddyr og herunder hav og ferskvannsfisk inneholder langt mer selen enn kvikksølv og vil derfor forbedre, snarere enn forminske mødrenes og fostres selenstatus og vil være en ernæringsmessig fordel for helse og utvikling [Ralston & Raymond 2018].

Kilder

Ralston NVC & Raymond LJ. (2018). Mercury’s neurotoxicity is characterized by its disruption of selenium biochemistry. Biochim Biophys Acta Gen Subj. pii; S0304-4165(18):30141-7.

Rathore M, Singh A & Pant VA. (2012). The dental amalgam toxicity fear: a myth or actuality. Toxicology International. 19 (2): 81–88.

Informasjonen i denne artikkelen er ikke ment som legehjelp og bør ikke tolkes slik.