Tengiliður
Rebecca Sim
Ph.D. nemi
rebecca@matis.is
Distribution of arsenic species within the macroalgae
– an emphasis on arsenolipids
Þörungar eru ríkir af steinefnum og eftirsóknarverðum lífvirkum efnum, en þeir geta einnig tekið upp mikið magn snefilefna, s.s. eitraðra þungmálma og þar á meðal frumefnið arsen. Arsen finnst sem ólífrænt arsen í sjónum og er tekið upp á því efnaformi af þörungunum. Í þörungunum greinist hins vegar arsen ekki einungis sem ólífrænt arsen heldur sem fjölbreytt úrval arsen-sambanda, svokölluð lífræn efnasambönd arsens t.d. arsenósykrur og arsenólípíð. Enn leikur ýmislegt á huldu um uppruna þessara efnasambanda. Almennt hafa lífrænar arsentegundir verið taldar nokkuð hættulausar ólíkt ólífrænu arseni sem er þekktur krabbameinsvaldur. Hins vegar hafa nýlegar rannsóknir á arsenólípíðum sýnt að þau geta verið jafn frumudrepandi og ólífræna arsenið. Einnig er talið að arsenósykur geti mögulega haft langvarandi neikvæð áhrif við reglubundna neyslu. Magn arsenólípíða er að jafnaði ekki hátt í þörungum, en talið er að upphafspunktur framleiðslu þeirra eigi sér stað í þörungum. Þörungar eru hluti reglulegrar neyslu matvæla í austurhluta heimsins og nýtur stöðugt meiri vinsælda á Vesturlöndum, því er brýn þörf á frekari upplýsingum um þessi efnasambönd til að meta til hlítar áhættuna sem fylgir neyslu þeirra sem og að tryggja að settar séu viðeigandi reglur um hámarksmagn þeirra í matvælum. Til að skilja eiturefnafræðileg áhrif neyslu þörunga er afar mikilvægt að fleiri gögnum sé safnað um öll mismunandi efnaform arsens, sér í lagi um arsenólípíð en takmarkað af upplýsingum er til staðar í dag um þau. Sýnum af rauð-, græn- og brúnþörungum var safnað nálægt Grindavík og Kjalarnesi, á tveimur mismunandi tímapunktum. Sýnin voru ítarlega rannsökuð m.t.t. þungmálma og framkvæmd var tegundagreining arsens til að skilja betur á hvaða efnaformi arsenið var til staðar á. Valin sýni brún-, rauð- og grænþörunga voru mæld m.t.t. tegundargreiningar arsenólípíða með því að nota massagreinana HPLC-ICP-M/ESI-MS/MS og HPLC-qToF-MS. Aukinheldur var brúnum stórþörungum skipt í líffræðilega hluta til að ákvarða hvort dreifing arsentegunda sé jöfn um þangið. Takmarkaðar upplýsingar eru til á heimsvísu um arsenólípíð í þangi, svo þessi umfangsmikla prófílgreining þeirra í mismunandi tegundum þörunga mun styðja við að skýra hvernig þessi dularfullu lífrænu efnasambönd myndast og hvar þau eru geymd. Gögnin geta einnig nýst við áhættumat á arsentegundum í þangi til manneldis og geta því haft áhrif á framtíðarlöggjöf um matvælaöryggi.
_____
In recent years seaweed has gained popularity as a health food due to its high content of minerals and vitamins. However, seaweeds may also accumulate high levels of potentially toxic elements – in particular arsenic, which may become incorporated into larger biological molecules such as sugars and lipids. It is unclear how these organic arsenic compounds are formed/stored and if they may serve a biological purpose (i.e., detoxification or energy storage). However, toxicological studies into arsenic-containing lipids have demonstrated cytotoxicity comparable to that of arsenite, a known carcinogen, and arsenic-containing sugars are suspected to display toxicity with chronic exposure. This project aims to investigate variations in the distribution of arsenic compounds throughout several classes and species of seaweed. Samples of brown, red and green macroalgae were collected from two locations in Iceland across two different months and analysed for several potentially toxic elements as well as hydrophilic arsenic speciation using HPLC-ICP-MS. Brown macroalgae were additionally sectioned into anatomical parts to determine if the distribution of arsenic species differs throughout the thallus. Select samples were chosen for state-of-the-art lipophilic arsenic speciation using HPLC-ICP-MS/ESI-MS/MS and HPLC-qToF-MS. Limited information is available on arsenic speciation in seaweed thus it is hoped that this extensive profiling of several different species will help elucidate how these unusual compounds are formed and stored. The data from this project will also contribute to the necessary information needed for the risk assessment of arsenic species in seaweed for human consumption and may have an impact on future food safety legislations.