Toxic metals - bioindicators of pollution in the marine environment - Part I: cadmium and lead

Ljudske aktivnosti znatno narusavaju biogeokemijske cikluse elemenata na globalnoj razini. Teski metali u morski okolis dospijevaju iz prirodnih izvora, npr. trosenjem stijena te antropogenim utjecajem. Hranidbeni lanac je glavni put bioakumulacije selena, arsena, kadmija i žive u u morskim organizmima. Hranidbene navike i brzina resorpcije važni su cimbenici u procjeni koncentracija metala u tim organizmima. Ekotoksikoloske studije koriste biomarkere u svrhu utvrđivanja rizika od oneciscenja ekosustava. Pri tome su morski sisavci su važna indikatorska vrsta zbog dugog životnog vijeka, obalni su stanovnici određenog podrucja, na vrhu su hranidbenog lanca, i imaju jedinstvene masne naslage koje mogu poslužiti kao spremista za antropogene toksine. Analiza tkiva razlicitih vrsta kitova i dupina koristi se kao sredstvo prilikom procjene oneciscenja morskog okolisa elementima u tragovima. Kadmij nema poznatih korisnih svojstava za život, poznati je kancerogen sa negativnim utjecjem na covjeka i životinje i karakterizira ga dugacak bioloski poluvijek. Veliki dio toksicnog ucinka kadmija u organizmu potjece od njegovog negativnog utjecaja na stanicne enzimske sustave gdje se veže za mjesta dvovalentnih iona cinka, bakra i kalcija u metaloenzimima ili za tiolne skupine proteina, enzima i nukleinskih kiselina. Koncentracije kadmija su gotovo uvijek najvise u bubrezima i jetri, a najniže u masnom tkivu i misicima. Morski sisavci mogu ublažiti toksicne ucinke kadmija vezanjem za metalotionein-MT tako da je vecina kadmija u tijelu vezana za taj mali, cisteinom bogati protein. Mehanizam detoksikacije organizma selenom je njegovo pojacano vezanje kadmija u kompleks s proteinima velike molekularne mase cime se mijenja njegov metabolicki put u organizmu. Olovo je za vecinu živih organizama toksican pri vecoj izloženost, te ne postoji bioloska potreba za njime. Vecina istraživanja o prisutnosti olova u morskim sisavcima pokazala je da od mekih tkiva, jetra i bubreg nakupljaju najvise koncentracije, nakon cega slijedi koža, mozak i misici. Zbog jakog afiniteta olova za kalcificiranim tkivima, kosti i zubi su pogodniji organi od mekog tkiva za istraživanje bioakumulacije olova. Toksicni ucinci olova povezani su s njegovim interakcijama s enzimima, cija aktivnost je ovisna o slobodnim sulfhidrilnim skupina s kojima olovo stvara merkaptide. Posljedica je da te skupine organizam vise ne može koristiti za stvaranje hemoglobina i citokroma. Buduci da mnoge vrste morskih sisavaca dijele obalno okruženje s ljudima i konzumiraju istu hranu, oni mogu poslužiti kao ucinkoviti indikatori za javnozdravstvene probleme.