Izloženost živi (Hg) je izuzetno neurotoksična u većini hemijskih oblika. Čak su i naučnici koji proučavaju jedinjenja žive izloženi riziku zbog potencijalnog izlaganja Hg. Poznati fizičar Majkl Faradej patio je od trovanja Hg usled dužeg izlaganja isparenjima Hg, zbog čega je u 49. godini prekinuo istraživanje zbog pogoršanja zdravlja. Drugi primer je laboratorijska hemičarka Karen Veterhan koja je ubijena trovanjem dimetil živom nakon što je nekoliko kapi iscurilo iz pipete i palo na jednu od njenih ruku u rukavicama od lateksa.
Brojne studije su se fokusirale na izloženost i efekte Hg, posebno na morska i morska stvorenja. Poznato je da ljudi treba da ograniče konzumaciju određenih riba, poput tune, zbog prisustva žive. Međutim, postavlja se pitanje: mogu li joni žive dospeti u mozak kopnenih životinja?
Dr Julia Pushkar, profesorka fizike i astronomije na Univerzitetu Purdue College of Science u početku je bila skeptična. Ona održava program snimanja mozga od 2008. na Univerzitetu Purdue. Njenu grupu, sa stručnošću u pripremi uzoraka, merenjima i analizi podataka, traže istraživači u SAD i širom sveta, uključujući one iz Japana i nedavno Australije.
Puškarova istraživačka grupa imala je zadatak da proveri da li ima Hg u mozgu mungosa sakupljenih na ostrvu Okinava. Iznenađujuće, skeniranje mozga otkrilo je živu u ovim invazivnim životinjama. Istraživačka grupa je poboljšala skeniranje, postigavši rezoluciju od nekoliko desetina nanometara da bi posmatrala zahvaćene moždane ćelije. Njihovi zajednički nalazi su nedavno objavljeni u Environmental Chemistri Letters.
Misterija o tome kako živa ulazi u mozak mungosa ostaje nerazjašnjena. Mogući izvori uključuju vodu koju piju, ptičja jaja koja konzumiraju, izloženost mineralima, pa čak i vazduh koji udišu. Jedna stvar je ipak vrlo jasna, ovo je veoma loš znak.
„Hg je veoma toksičan pri niskim koncentracijama jer se Hg može vezati i uticati na funkciju esencijalnih biomolekula“, objašnjava Puškar. „Efikasnost detoksikacije zavisiće od konstantnog unosa i vezivanja unutar otkrivenih akumulacija i potencijalnog curenja iz njih ako moždane ćelije umru. Za sada, ne postoji poznat način da se ovi agregati bezbedno rastvore iz tkiva i nema izveštaja o poništavanju trovanja Hg. Neuralni sistem. Glavni pristup koji svi treba da preduzmemo je izbegavanje bilo kakvog izlaganja, posebno hroničnog kao u Faradejevom slučaju.“
„Bio sam skeptičan da li se može otkriti bilo kakva Hg. Obično su neurotoksični elementi čak i ako dođu u mozak prisutni u ultra niskim koncentracijama“, objašnjava Puškar. „Odneli smo ove uzorke u napredni izvor fotona u Nacionalnoj laboratoriji Argon, gde su mozgovi bili izloženi intenzivnim rendgenskim zracima. Prkoseći mom skepticizmu, Hg signal je bio prisutan.“
Skeniranjem uzoraka mozga istraživači su počeli da prate područja mozga za koja se činilo da imaju veći sadržaj Hg. Nakon tri godine studija i pet putovanja u dva nacionalna sinhrotronska objekta (Advanced Photon Source u Argonne National Laboratori i NSLS-II u Brookhaven National Laboratori) istraživači sada mogu izvesti da su određene moždane ćelije: ćelije horoidnog pleksusa (koje čine barijeru krvnog cerebrospinalne tečnosti). ) i astrociti subventrikularne zone sadrže punktu bogatu Hg (veličine ~0,5–2 mikrona).
Puškarov tim istraživača veruje da ove ćelije pomažu u filtriranju Hg iz krvi i moždanog tkiva i skladištenju uz pomoć drugog elementa, selena (Se). Koji konkretni biološki molekuli koji sadrže Se vezuju Hg ostaje da se otkrije.
Puškarov tim za ovu publikaciju čine Pavani Devabatini i Gabrijel Beri (obojica postdiplomci) i tadašnji student Darel Fišer (trenutno na Harvardu). Podatke je prikupio ceo tim i analizirali Devabatini i Fišer. Kada su podaci analizirani, ceo tim je doprineo pisanju publikacije.
Ovo otkriće ima značaj za praćenje životne sredine kod kopnenih životinja i pruža nove alate za praćenje Hg u moždanim ćelijama, potencijalno utičući na zdravlje i bezbednost ljudi.
„Ljudske aktivnosti rezultiraju emisijom 2.000 metričkih tona živinih jedinjenja godišnje i mi ne razumemo u potpunosti gde završava sva ova neurotoksična Hg“, kaže Puškar. „Većina studija do sada se fokusirala na morsku biotu (ribe i kitove), ali su očigledno pogođene i kopnene vrste. Očekujemo da će ljudski mozak reagovati na Hg na sličan način kroz interakcije sa ćelijama horoidnog pleksusa i astrocita. Međutim, ne znamo ako ljudski mozak ima dovoljno biomolekula koji sadrže Se da se vežu za Hg.“
