Når forskere studerer næringsstoffer og uønskede stoffer i fisk, har de ofte sett på hva hvert enkelt stoff gjør med fisken. Det gir imidlertid ikke nødvendigvis et korrekt bilde, viser nyere forskning.
Samspillet mellom dem kan nemlig forsterke eller svekke effekten til stoffene i fisken, og dette samspillet kalles cocktail-effekter.
Kvikksølvets fiende
Ett eksempel gjelder det giftige tungmetallet kvikksølv. Menneskelig aktivitet, som gruvedrift og industri, kan føre til utslipp av stoffet, men det gjør også naturen. Både vulkanutbrudd og skogbranner er naturlige årsaker til at kvikksølv kan slippe fri og komme inn i næringskjeden.
En ny studie viser imidlertid at tungmetallet har en fiende i fisken.
– Næringsstoffet selen reduserer giftigheten av kvikksølvet, sier forsker Ståle Ellingsen, ved Nifes.
I næringskjeden er det høyere konsentrasjoner av tungmetallet i større og eldre dyr enn i mindre og yngre dyr – på grunn av såkalt bioakkumulering. Når større fisk spiser mindre fisk, øker kvikksølvmengden for hvert ledd i næringskjeden.
– Dermed vil fiskene på toppen av næringskjeden ha mest kvikksølv i seg. Enkelte kvikksølvforbindelser kan ha en negativ effekt på nervesystemet til fisken. Derfor utgjør de en utfordring for fiskehelsa, forklarer Ellingsen.
Fra en generasjon til en annen
Forskerne studerte flere hundre sebrafisk og så at giftigheten til kvikksølvet påvirket senere generasjoner. Forskerne tilsatte kvikksølv i fôret til morfisken og så en atferdsendring på avkommet. Larvene ble mindre aktive.
– Det er et tegn på nevrotoksisitet – det vil si at stoffet har en negativ påvirkning på utviklingen av nervesystemet, sier Ellingsen.
– Men da vi tilsatte tilsvarende mengde selen, ble atferdsendringen betydelig mindre, legger han til.
Slike virkninger etter overføring mellom mor og avkom er nytt, ifølge forskeren.
Nifes-forskerne har også studert gener i sebrafisk for å finne ut hvor slaget mellom tungmetallet og næringsstoffet finner sted.
– Kampen mellom selenet og kvikksølvet gir effekt på gener som er involvert i antioksidantfunksjoner, sier Ellingsen.
Kvikksølv forårsaker oksidativt stress i fisken, men selen opphever mye av den negative påvirkningen til kvikksølvet.
Undersøker videre
Også en annen studie ved Nifes har sett på samspillet mellom kvikksølv og selen. Forskerne ga forskjellige grupper med sebrafisk ulikt fôr. Noen fikk fôr med metylkvikksølv, mens andre fikk fôr tilsatt metylkvikksølv og selen. Fiskene spiste dette fôret i åtte uker og etterpå ble de undersøkt.
– Fiskene som hadde spist kvikksølv sammen med selen, hadde mindre akkumulering av kvikksølv i fileten, sier forsker Heidi Amlund.
– Vi vet ikke hvorfor det er slik, men selen påvirker opptaket og lagringen av kvikksølv, og dette er noe vi vil undersøke nærmere, legger hun til.
Fiskene i studien skulle ikke ut i butikkhyllene.
De allierte plantevernmidlene
Det er imidlertid ikke bare samspillet mellom kvikksølv og selen forskere har sett på. De har også studert effekten av fire forbindelser – hver for seg og sammen. Bruken av planteingredienser i laksefôr har ført til nye uønskede stoffer i laksen.
To typer polyaromatiske hydrokarboner (PAH) og plantevernmidlene endosulfan og klorpyrifos kommer fra planteråvarer og er stoffer som tradisjonelt ikke har vært forbundet med lakseoppdrett, men som nå kan finnes i fiskefôret.
For å forstå hvordan disse stoffene virker sammen på fiskens helse, har forskere studert hvordan stoffene virker i samspill med hverandre.
– Vi har sett på tre ulike samspillmekanismer, forteller forsker Liv Søfteland.
Den ene er den additive effekten – en vanlig summering (1+1=2). Den andre er synergisme – når stoffene forsterker hverandre (1+1=4). Den siste er antagonisme – når et stoff hemmer effekten av et annet.
Forskerne har brukt leverceller fra laks og eksponert dem for de fire stoffene hver for seg og i ulike kombinasjoner.
Først så forskerne på celleoverlevelse, det vil si hvor mange av én type celler som overlevde etter at man tilsatte de fire stoffene. De fant ut at plantevernmiddelet klorpyrifos alene ikke hadde noen effekt på levercellenes overlevelse. Men sammen med endosulfan så man imidlertid at høye konsentrasjoner av klorpyrifos ga mer celledød enn bare endosulfanet alene.
Plantevernmidlene klorpyrifos og endosulfan har altså sammen en synergistisk effekt på celledød. De «dreper» flere celler når de gjør det sammen.
De to plantevernmidlene hadde også en synergistisk negativ effekt på «budbringeren» mRNA, som koder for proteinene FABP4 og CYP3A. Det sistnevnte proteinet spiller en viktig rolle blant annet når det gjelder cellers evne til å uskadeliggjøre uønskede stoffer.
Svekker responstiden
I en fjerde studie har Nifes-forskere sett på hvordan stoffet fenantren påvirker fiskens immunforsvar. Fenantren kan oppstå under produksjon av planteoljer, som er en mye brukt ingrediens i fiskefôr.
Forskerne har studert immunceller fra villfanget torsk, som de har tilsatt fenantren og et bakterie-antigen som gir en ikke-smittsom infeksjon i cellene.
Et antigen er stoff som fører til dannelse av antistoffer når det kommer inn i en organisme.
– Vi fant ut at fenantren ikke påvirker fiskens evne til å håndtere en bakterieinfeksjon, sier seniorforsker Elisabeth Holen.
Forskerne fant imidlertid ut at ved en bakterieinfeksjon svekkes fiskens evne til å kvitte seg med fenantren.
– Fisken vil altså først håndtere bakterieinfeksjonen, og så kvitte seg med uønskede stoffer som fenantren, sier Holen.
Dermed får det uønskede stoffet bedre tid til å gjøre skade på fisken.
Gir et bedre bilde
– De fire studiene bekrefter hvorfor det er viktig å forske på cocktail-effekter i fisken, mener forskningsdirektør Bente Torstensen.
– Begrepet cocktail-effekt brukes oftest om samspillet mellom de ulike uønskede stoffene. Men vi får ikke det komplette bildet ved bare å se på samspillet mellom de uønskede stoffene i fôr eller mat, forklarer hun.
– Når fisken spiser fôr, får den i seg en rekke uønskede stoffer sammen med næringsstoffer. Vi må ha kunnskap om effekten av alle stoffene sammen i fisken, sier Torstensen, før hun legger til:
– Funnene viser også at man må ta cocktail-effekter med i betraktningen når man forsker på trygt fôr til oppdrettsfisk, og at denne cocktailen inkluderer både næringsstoffene og de uønskede stoffene.
Referanser:
Amlunda mfl: Dietary selenomethionine influences the accumulation and depuration of dietary methylmercury in zebrafish (Danio rerio). Aquatic Toxicology, january 2015, Pages 211–217, doi: 10.1016/j.aquatox.2014.11.010. Sammendrag
Penglasea mfl: Selenium prevents downregulation of antioxidant selenoprotein genes by methylmercury. Free Radical Biology and Medicine, oktober 2014, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.07.019. Sammendrag
Søfteland mfl: Toxicological effect of single contaminants and contaminant mixtures associated with plant ingredients in novel salmon feeds. Food and Chemical Toxicology, november 2014, doi: 10.1016/j.fct.2014.08.008. Sammendrag
Holen og Olsvik: Aryl hydrocarbon receptor protein and Cyp1A1 gene induction by LPS and phenanthrene in Atlantic cod (Gadus morhua) head kidney cells. Fish & Shellfish Immunology, oktober 2014, doi: 10.1016/j.fsi.2014.07.022. Sammendrag
