Metalak eta bizidunak, harreman korapilatsua

Metalak bizidunen parte dira, parte txikia beste osagai batzuekin alderatuta, baina garrantzitsua, askotariko funtzioak betetzen baitituzte. Giza gorputzean, kaltzioa da metal ugariena (gorputza osatzen duten atomo guztien % 0,23 kaltzio-atomoak dira); hezurren, ehun konjuntiboaren eta muskuluen osagaietako bat da, eta bestelako funtzioak ere baditu.

Beste metal batzuk, organismoan askoz ere proportzio txikiagoan egonagatik, kaltzioa bezain ezinbestekoak dira. Kobaltoa, kobrea, burdina, manganesoa eta zinka, esaterako, mikroelementuak dira, hau da, giza gorputzak mineral horietatik behar duen kantitatea miligramoetan neurtzen da, eta organismoak ez badu gutxieneko kantitatea hartzen, osasun-arazoak azaltzen dira.

Burdina, adibidez, ezaguna da, anemia sortzen delako nahikoa hartu ezean. Hemoglobinaren osagaia da, eta baita energia-metabolismoan parte hartzen duten entzimena ere. Ez da, hala ere, hemoglobinarekin edo globulu gorriekin lotutako metal bakarra. Kobaltoa

B ₁₂ bitaminaren osagaia da, eta globulu gorrien sorrerarekin lotuta dago. Kobrea, berriz, beharrezkoa da hemoglobinaren burdina eraldatzeko eta janariek duten burdina asimilatzeko. C bitamina xurgatzean ere parte hartzen du.

Bestalde, manganesoak gantzen sintesian parte hartzen duten entzimak aktibatzen ditu, eta zerikusia du C eta B ₁ bitaminen asimilazioarekin. Zinka digestio-entzimen osagaia da, eta metabolismoan parte hartzen du.

Mikroelementu diren metal horiez gain, badaude oligoelementuetan sailkatzen diren beste hainbat. Nikela, kromoa eta molibdenoa dira, eta aurrekoak baino are kantitate txikiagoetan behar dira (mikrogramoak). Arearen funtzionamenduan, proteinen garraioan eta glukosaren metabolismoan, eta entzimen osaketan parte hartzen dute, hurrenez hurren.

Aipatutako mikro eta oligoelementu horiek guztiak metal astunak dira. Metal astunek, baina, ospe txarra dute, ingurumenari eta bizidunei kalte egiten dietelako. Noski, beste elementu edo konposatu askorekin gertatzen den bezala, gakoa dosian dago, neurri handi batean. Hala eta guztiz ere, beste metal astun batzuk ez dute inolako funtziorik organismoan, eta dosi txikienean ere toxikoak dira. Merkurioa, beruna eta kadmioa dira horiek.

Alabaina, merkurioa, beruna eta kadmioa ere pertsonen eguneroko bizimoduan daude, beste metal astunak bezalaxe. Bateriek eta pilek beruna, merkurioa, kadmioa eta nikela dute; altzairua burdinez egina dago, eta horri esker altxatzen dira eraikinak; kobrea argi-indarra eroateko erabiltzen da; autoak egiteko altzairua, aluminioa eta kobrea erabiltzen dira; etxetresna elektrikoak eta laborategietan nola medikuntzan erabiltzen diren tresna asko metalezkoak dira... Argi dago metal astunak ia ezinbestekoak direla.

Hainbeste erabiltzen direnez, ez da harritzekoa ingurumenera iristea, sortzen dituzten kalteak saihesteko edo gutxitzeko teknologiak eta metodoak dauden arren. Asko metatu egiten dira, gorputzak ez baititu kanporatzen, eta, gainera, kate trofikoan igo ahala, kontzentrazioa handituz joaten da. Hau da, kate trofikoaren oinarrian dauden bizidunek metala metatzen dute, haiek jaten dituztenek ere bai, eta, beraz, kontzentrazioa handitu egiten da... horrela, kate trofikoaren goiko mailara iritsi arte. Eta hor dago gizakia, hain juxtu.

Dosi-kontua baino gehiago

Hala eta guztiz ere, dena ez da dosi-kontua; metalen toxikotasuna duten forma kimikoaren araberakoa ere bada. Adibidez, merkurio elementua ez da ia batere toxikoa ahotik hartuta, gutxi xurgatzen eta arin kanporatzen delako. Aitzitik, merkurio-lurruna biriketan xurgatzen da eta intoxikazio kronikoak eta akutuak sortzen dira.

Oro har, metalen konposatu organikoak ez-organikoak baino kaltegarriagoak dira; esate baterako, merkurioa eta kadmioa duten konposatu organikoak ez-organikoak baino 10-100 aldiz toxikoagoak dira. Baina beti daude salbuespenak, eta, artsenikoaren kasuan, konposatu ez-organikoak dira toxikoenak.

Horrez gain, oxidazio-egoerak ere eragiten du toxikotasunean, eta kromoa adibide garbia da: Cr ³⁺ elementu esentziala da, baina Cr ⁶⁺ oso kartzinogenoa da. Gainera, konposatuen artean elkarreraginak egon daitezke, eta, ondorioz, gorputzean sortzen duten eragina bakarka baino handiagoa edo txikiagoa izan daiteke.

Bestalde, metalen forma batzuk beste batzuk baino erabilgarriagoak dira; hau da, besteak baino errazago disolbatzen dira inguruan, eta iristen dira bizidunetara; beraz, kalte egiteko aukera handiagoa dute. Hainbat faktorek eragiten dute metalen erabilgarritasunean eta bizidunen gorputzetan errazago edo zailago sartzean (bioerabilgarritasuna): hidrofobizitateak, tenperaturak, pH-ak, elkarrekintza ionikoek... Adibidez, tenperatura igotzean handitu egiten da metalen bioerabilgarritasuna, kobalto kloruroa eta kobre kloruroa askoz errazago disolbatzen dira lurzoruan pH-a 8tik 7ra jaitsiz gero, eta kadmio kloruroa oso toxikoa da ur gazitan.

Sakoneko kalteak

Hala, kondizioen arabera forma bat edo bestea har dezakete metalek, eta era horretan barneratzen dira organismoan, adibidez, arnastuta, xurgatuta (landareak), edo irentsita (animaliak). Gero, hainbat bidetatik iristen dira zelulen barrura. Han, litekeena da ezabatzea, konposatu bat eratu eta inerte bihurtzea, edo zelularen barruko konpartimenturen batean metatzea. Kasu horietan, ez du kalterik sortzen.

Baina litekeena da zelula ez izatea horrelakorik egiteko gai, eta orduan arriskutsua izan daiteke. Hain zuzen, zeluletara iritsitakoan, burdinak eta beste zenbait metalek oxido peroxidoarekin (H ₂ O ₂ ) elkarrekintza izan dezakete, eta, orduan, oxhidrilo erradikala sortzen da (OH). Erradikal hori izugarri oxidatzailea da, eta kalteak eragiten ditu zelula-mintzaren lipidoetan, proteinetan, azido nukleikoetan, eta, oro har, pertsona heriotzara eraman dezaketen kalte metabolikoak sortzen ditu.

Bestalde, metal batzuk metal esentzialekin lehiatzen dute. Haien lekua hartuta, kate-erreakzioak abiarazten dituzte; ondorioz, biomolekulen funtzioak eragozten edo aldatzen dituzte.

Metabolismoan ez ezik, DNAn ere eragiten dute. Zelulen nukleora iristen badira, DNAren proteinetara lotzen dira. Nukleoaren barruan ere oxido peroxidoarekin elkarrekintza izaten dute metalek, eta sortzen diren oxhidrilo erradikalek baseak edo desoxirribosa oxidatzen dituzte. Gainera, baseen galerak beste ondorio batzuk ekar ditzake, hala nola helize bikoitzak hautsi eta bakunak eratzea, DNA-proteina zubiak edo bi DNA-molekulen arteko zubiak sortzea...

DNAren erreplikazioan, berriz, prozesuan parte hartzen duten hainbat entzima inhibitzen dituzte metal astunek; horren ondorioz, akatsak gertatzen dira. Nukleotidoen sintesian eta DNAren metilazio-prozesuetan ere sortzen dituzte aldaketak. Aldaketa horiek guztiek DNAren egiturari eragiten diote, eta minbizi-eragileak izan daitezke. Areago, DNAren sekuentzian inolako aldaketarik sortu gabe ere, metal astunak gai dira geneen adierazpena oztopatzeko, transkripzio prozesuan parte hartzen duten proteinetan sortzen dituzten aldaketengatik.

Bioerremediazioa

Metal astunen, beraz, eragin larriak sortzen dituzte bizidunetan. Ez denetan berdin, ordea: hainbat organismok tolerantzia handia dute metal astunekiko. Eta, hain juxtu, horretan oinarritzen da bioerremediazioa; hau da, metalak xurgatu, eta metatzeko, eraldatzeko edo deuseztatzeko ahalmena duten bizidunak (mikroorganismoak, onddoak eta landareak) edo haien entzimak erabiltzean, inguruan dauden metal astunak desagerrarazteko edo neutralizatzeko.

Hala, leku askotan erabiltzen dira landare jakin batzuk metal astunez poluitutako lurzoruak garbitzeko. Euskal Herrian, NEIKER Nekazal Ikerketa eta Garapenerako Euskal Erakundea eta EHUko Landare Biologia eta Ekologia saileko Jose Maria Becerrilen taldea, esate baterako, Thlaspi caerulescens izeneko landarearen erabilera ikertzen ari dira, Karrantzako eta Bilboko ezkerraldeko zenbait eremutako lurzoruen osasuna leheneratzeko. Izan ere, meatzeak egon ziren inguru haietan, eta, hortaz, hango lurrak metal astunez poluituta daude (burdina, zinka, kadmioa, beruna).

NEIKER-en lanean ari den Lur Epelderen esanean, lurzoruaren osasuna neurtzeko, han bizi diren mikroorganismoei begiratzen zaie. Haiek dira bioadierazleak, eta mikroorganismoen jarduera, biomasa, biodibertsitatea eta beste hainbat parametro aztertuta, jakiten dute zein den lurraren osasun-egoera. Adierazleek lurra gaixo dagoela erakusten badute, fitoerauzketa teknika bat jartzen dute martxan lurzorua bere onera ekartzeko, Thlaspi caerulescens landatzea kasu.

Landare hori berez egoten da meatzeen inguruko lurretan; areago, metal astunen kontzentrazio handia duten lurretan bakarrik hazten da. Ezaugarri nagusia da zinka, kadmioa eta beste metal astunak xurgatzen dituela, eta hostoetan metatzen dituela, kalterik jasan gabe. Zehazki, hostoetako bakuoloetan gordetzen ditu. Hala, hostoetan 10.000 ppm kadmio eta 30.000 ppm zink metatzeraino irits daiteke; alegia, hipermetatzaile bat da.

Landare txikia bada ere, metal asko ateratzen du lurretik, eta, horregatik, aproposa da poluitutako eremuak leheneratzeko. Landatu, hazten utzi, eta uzta jasotzen dute, eta berriro landatu. Denborarekin, lurzoruaren osasuna nabarmen hobetzen da, eta hori lurreko mikroorganismoetan hautematen da. Bioadierazleek garbi erakusten dute landareak mesede egiten diola lurrari, eta ez bakarrik metalez garbitzen duelako. Horrez gain, landareen sustraiak konposatu organikoen iturri dira, eta sustraiek lurzoruen egitura fisikoa hobetzen dute.

NEIKER-en beste lerro batzuk ere ari dira lantzen. Hipermetatzaileak ez ezik, hainbeste metal metatzen ez duten baina asko hazten diren landareak ere erabil daitezke lurzorutik metalak ateratzeko, hala nola kardoa eta basartoa. Landare-mota hauekin, kelatzaileak (EDTA, EDDS...) gehitzen dizkiete lurzoruari, metalen erabilgarritasuna handitzeko eta metalak errazago xurgatzeko.

Halaber, sustraien bidez landareek metalak xurgatzeko duten gaitasuna ere balia daiteke. Lur Epeldek aitortu duenez, oraindik ez dute sistema hori probatu NEIKER-en, baina egokia da hezeguneetako eta lur azpiko uretako metal astunak garbitzeko.

Zalantzarik gabe, metalen eta bizidunen arteko elkarrekintza zaila, korapilotsua eta arriskutsua da. Baina ezin da ahaztu metalik gabe ez legokeela bizitzarik, ez behintzat gaur egun dagoenaren berdina.