Arsenik dolda hotet i maten

Floden Ganges sträcker sig över 2 500 kilometer från östra Himalaya till Bengaliska viken och anses vara en av de mest förorenade floderna i världen. När den svämmar över sprider sig kolera och andra epidemier i de extremt tätbefolkade områdena i nordöstra Indien och Bangladesh. Det här har västerländska biståndsorganisationer velat råda bot på.
– De startade ett stort projekt för att borra brunnar i området, berättar Markus Tamas, professor i mikrobiologi. Men de borrade inte tillräckligt djupt, och berggrunden i området är mycket rik på den giftiga metallen arsenik.

Den lukt- och smaklösa metallen spred sig i brunnarnas vatten, och ett tiotal år efter att brunnarna hade borrats började man se effekterna av arseniken. Människor i området uppvisade hudförändringar, något som är ett tecken på kronisk arsenikförgiftning.
– Katastrofen var ett faktum. Det rör sig om över 70 miljoner människor i Bangladesh som har förgiftats i världens största massförgiftning.

I 20 år har Markus Tamas forskat kring hur olika giftiga metaller tar sig in i celler, varför de är giftiga för cellerna och vad cellerna kan göra för att försvara sig mot dem. Människor har länge vetat att metaller har olika effekter på oss och på vår hälsa, men vi har inte vetat varför det är så. Att silver har en antibakteriell effekt har till exempel varit känt länge.
– Förr köpte rika personer silverfat och hade vatten i dem för att rena det. Så även om vi har känt till hälsoeffekter av metaller så har vi inte förstått dem på detaljnivå.

Framförallt har arsenik och kadmium varit i fokus i hans forskning. Båda metallerna förekommer i miljön, är giftiga och har ingen biologisk funktion. Arsenik kan orsaka cancer, påverka hud och skelett och även njurfunktionen. En person som blir exponerad för metallen tidigt kan få hjärnskador, och den kan vara orsaken till neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons.

För att processer i kroppen ska fungera krävs proteiner, och för att proteinerna ska fungera rätt krävs det att de har en tredimensionell struktur. Giftiga metaller påverkar proteinernas förmåga att anta sin struktur, vilket i sin tur påverkar cellers funktion och livslängd. Klumpar av protein bildas, och de ansamlingarna kan vara bidragande orsaker till bland annat demenssjukdomar.
– Men samtidigt som arsenik orsakar cancer så kan metallen även användas för att behandla vissa cancerformer, säger Markus Tamas. En viss sorts cancer i blodceller kännetecknas av att cellerna delar sig okontrollerat. Arsenik kan då binda till ett protein som styr celldelningen, proteinet bryts ner och därmed hindras celldelningen.

En annan anledning till att så många människor redan i dag är förgiftade av arsenik eller löper risk att bli det är ris. Grödan som är en bas i över tre miljarder människors kost är tyvärr mycket bra på att ta upp arsenik, vilket gör att den förenas med hälsofara när den odlas i områden som är rika på arsenik. Det kan även röra sig om områden där arsenik inte finns naturligt i berggrunden. I delar av USA där det tidigare odlades bomull finns på vissa ställen risodlingar idag. När det fortfarande var bomullsfält på platserna användes produkter med arsenik för att få bort löv från plantorna innan bomullen skulle skördas.
– Man sprutade med det här medlet under många år, och i dag kan man hitta arsenik i riset som växer där.

Två proteiner är särskilt viktiga när det gäller cellers olika sätt att skydda sig mot arsenik och andra giftiga metaller. Det ena släpper arsenik igenom cellens yttre skikt, membranet. Det andra proteinet kontrollerar hur mycket arsenik som släpps in i cellen. Markus Tamas jämför det med att det öppnar och stänger dörren till cellens inre.

För att motverka att arsenik i marken tas upp av ris går det att manipulera proteinerna i växter som växer i området så att de ”öppnar dörren” för arseniken. På det sättet suger de åt sig arseniken som finns i marken och renar odlingsjord från giftiga metaller. Växterna kan sedan kasseras, och jorden användas för att till exempel odla ris. Samlingsbenämningen på det sättet att rensa förorenad jord är fytoremediering, och intresset för den är stort inom bioteknikområdet.
– Det pågår även projekt med det motsatta, att man manipulerar protein i växter så att de håller dörren stängd för gifter. Det gör ingenting att arseniken finns i marken så länge den inte kan ta sig in i växten.

I sin kommande forskning har Markus Tamas två huvudspår. Det ena är att undersöka ovanliga metaller som används i nya högteknologiska produkter, men där det inte finns någon kunskap om hälsoeffekterna. Han nämner metallerna indium och gallium som används till exempel i bildskärmar och solceller. När produkterna kasseras hamnar de på ofta på soptippar i tredje världen där metallerna kan läcka ut och personer som vill utvinna metallerna exponeras för dem. Det finns också en rädsla att det här kan vara en tickande hälsobomb.

Han vill också forska mer kring hur celler via olika mekanismer utvecklar sin motståndskraft.
– Vi fokuserar på ett protein som fungerar som en sorts molekylär sensor. Det känner av när arsenik kommer in i cellerna och aktiverar delar av försvarsmekanismerna. Vad är det de här sensorerna känner av? Är det metallen i sig, eller är det något som metallen frigör? Och vad händer med de här proteinerna som gör att de triggar igång cellens försvar? Det här är frågor som vi arbetar vidare med.