ophoping van musken in mens en dier: bioaccumulatie

NB In de literatuur worden de termen biomagnificatie (ophoping via de voedselketen) en bioconcentratie (directe opname vanuit het milieu) gebruikt. Bij musken is van beide processen sprake. Dit wordt aangeduid met de term bioaccumulatie.

Musken zijn sterk vetminnende (lipofiele) moleculen die zich snel 1) binden aan organisch materiaal, zoals ontlasting, huisstof, rioolslib, zwevend stof in water, sediment, vetweefsel, organische moleculen, zoals hemoglobine. In deze media liggen de concentraties van de metabolieten hoger dan de oorspronkelijke moleculen 2).

mens

In alle mensen worden musken aangetroffen; ze passeren de placenta en hopen zich op in vetweefsel en moedermelk. Wij nemen musken voortdurend direct op via de huid, longen en maag uit cosmetica, met name eau de toilette, gezichtscrème en body lotion 3), uit kleding waarin restanten zitten van geparfumeerde wasmiddelen en wasverzachters, uit de lucht (met name huisstof bezit hoge concentraties geurstoffen) en uit met geurstoffen vervuilde voeding, met name zoetwatervis. De gemiddelde dagelijkse opname van musk keton werd in 1995 geschat op 11 microgram(µg) per pesoon 4). De dagelijkse menselijke blootstelling aan polycyclische musken wordt berekend op maximaal 45,8 mg Galaxolide en 18,4 mg Tonalide 5)  Bij een (experimenteel vastgestelde) opname van 15% betekent dit een dagelijkse opname van maximaal 6,9 mg Galaxolide per kilo lichaamsgewicht en 2,9 mg Tonalide/kg 6) .
 
Begin negentiger jaren zijn in melkvet van Duitse vrouwen concentraties tot 0,24 mg/kg musk keton en 1,22 mg/kg musk xyleen in melkvet aangetroffen 7). De concentraties polycyclische musken in melkvet liggen tussen 16 en 1316 µg/kg (= 1,316 mg/kg) Galaxolide en 16 à 148 µg/kg Tonalide 8). Sindsdien zijn de gehalten nitromusken lager geworden wegens een vervanging van nitromusken door polycyclische musken. In moedermelk uit Praag worden rond het jaar 2000 gemiddeld enkele tientallen microgrammen/L nitromusken en enkele honderden microgrammen/L polycyclische musken (maximaal 720 µg/L = 0,720 mg/kg Galaxolide) aangetroffen 9).
 
Het duurt lang voordat musken uit het lichaam worden afgevoerd; pas na 70 à 100 dagen is de helft van musk xyleen via de urine afgevoerd 10).

dier 

(Consumptie)vis, mosselen en kreeftachtigen uit zoet- en zoutwater bevatten allen musken, met de hoogste concentraties in forel en tonijn. Ze worden ook gevonden in eieren van kustvogels en in otters 11). Bij diverse vissoorten uit noord-Duitse rivieren worden tot enkele honderden microgrammen musk xyleen per kilo spiervet gevonden. En in zoetwatermosselen tot 30 microgram musk xyleen en musk keton per kilo spiervet 12). De gemiddelde concentraties van musk xyleen en de metaboliet 4-amino-MX in vet- en leverweefsel van paling, rietvoorn, zeelt, kroeskarper en zoetwatermossel, in een door effluent gevoed meer, worden in onderstaande tabel gegeven. De 4-amino-MX gehalten liggen doorgaans twee tot twintig keer hoger dan het moedermolecuul. Behalve in paling, waarin het musk xyleen gehalte ongeveer vier keer hoger is dan de metaboliet. De concentraties in vet- en leverweefsel verschillen nauwelijks. De ophoping (bioaccumulatiefactor, BAF) van musk xyleen is heel hoog, veel hoger dan die van musk keton. BAF-waarden van de MX-metaboliet zijn niet bekend.

Tabel 1. Gemiddelde musk xyleen (MX) en 4-amino-MX-gehalten in vet- en leverweefsel van zoetwaterorganismen in een door effluent gevoed meer in Duitsland, berekend naar Rimkus et al 1999. De Bioaccumulatie-factoren in vetweeefsel (BAF-v) zijn van Gatermann et al 2002 en gebaseerd op metingen uit hetzelfde jaar op dezelfde locatie.

De Galaxolide-concentraties in vet- en leverweefsel van vissen gevangen in een door effluent gevoed Duits meer worden gegeven in tabel 2. In deze tabel is te zien dat de opname van de lactonmetaboliet van Galaxolide (HHCB-l) twee tot vijf keer lager ligt dan de moedermolecuul. De bioaccumulatiefactor van lacton-metaboliet (Galaxolidon) ligt daarentegen vele malen hoger dan het moedermelokuul.

Tabel 2. Gemiddelde Galaxolide(HHCB)-gehalten en bioaccumulatie-factoren (BAF-v) in vet- en leverweefsel van zoetwaterorganismen, berekend op basis van Biselli 2004. De BAF-waarden zijn berekend op basis van de lokale waterconcentraties. Getallen zijn afgerond op een decimaal of honderdtallen.

Uit vergelijking van de tabellen valt direct op dat de concentraties van Galaxolide en Tonalide in zoetwaterorganismen 10 à 100 keer hoger liggen dan die van de nitromusken musk xyleen en musk keton. Dit is in overeenstemming met de verschillen in gebruikscijfers 13). Ook valt op dat de bioaccumulatie van zowel nitro- als polycyclische musken zeer hoog is. Verder bestaat een grote variatie in ophoping en omzetting (metabolisering) tussen de verschillende vissoorten. Een verschil dat mede veroorzaakt zou worden door de verschillen in dieet. Carnivoren nemen ook de in de prooi opgeslagen verontreiniging op (biomagnificatie) 14).
 
Niet alleen in (effluent)meren, maar ook in rivieren worden dergelijke hoge concentraties aangetroffen: in vetweefsel van zoetwatervis uit de Duitse Ruhr liggen de concentraties Galaxolide, Tonalide en Celestolide tussen 2,5 en 4,6 mg/Kg 15). En in oost-Europese rivieren worden voor verschillende vissoorten op enkele km afstand benedenstrooms van grotere steden dezelfde en hogere concentraties in visvetweefsel gemeten: tot 10 mg/kg musk xyleen. De hoogste polycyclische-concentraties 10,8 mg/kg Galaxolide en 12,026 mg/kg Tonalide worden in de Moldau aangetroffen in een vissoort (barbeel) die vooral op de bodem leeft 16).
 
Verder worden deze stoffen in hoge concentraties aangetroffen in zeedieren: tussen 20 en 430 µg/Kg musk keton; <40 tot 370 µg/Kg Galaxolide; en 40 tot 60 µg/Kg Tonalide 17). In vetweefsel van schelpen wordt Galaxolide in concentraties tussen 0,258 en 2,73 mg/kg aangetroffen 18).


1) Bioaccumulatie vindt snel plaats: binnen een dag wordt het maximale concentraties van 15 tot 150 mg/Kg versgewicht bereikt; en lag telkens een factor 600 hoger dan de testdosis (Schreurs et al 2004; en Butte et al 1999 in Schreurs et al 2004, .
2) bronnen in Biselli et al 2004, Biotic and Abiotic Transformation Pathways of Synthetic Musks in the Aquatic Environment, The Handbook of Environmental Chemistry 3(X): 189–211.
3) Slanina P 2004, Risk Evaluation of Dietary and Dermal Exposure to Musk Fragrances), The Handbook of Environmental Chemistry 3(X):281–310.
4) Kokot-Helbing et al 1995 in Schmeiser 2001, Evaluation of health risks caused by musk ketone - mini review, Int. J. Hyg. Environ. Health 203:293-299.
5) Ford 1998 in Ternes et al 2003 Korperpflegemittel in der aquatischen Umwelt, Zeitschr Umweltchemie Okotox 15 (3):169 - 180).
6) Ternes et al 2003, Korperpflegemittel in der aquatischen Umwelt, Zeitschr Umweltchemie Okotox 15 (3):169 - 180.
7) Liebl and Ehrenstrofer 1993 en Rimkus et al 1993b en 1994 in Schmeiser 2001.
8) meerdere bronnen in Slanina 2004.
9) Hajšlová J and L Šetková, 2004, Synthetic Musks in Bioindicators: Monitoring Data of Fish and Human Milk Samples from the Czech Republic, The Handbook of Environmental Chemistry Vol. 3, Part X (2004): 151–188.
10) Slanina 2004.
11) Leonards PEG and J de Boer 2004, Synthetisc musks in fish and other aquatic organismen, the handboek of environmental chemistry 3(X):49-84.
12) Geyer et al 1994 Synthetische Nitromoschus-Duftstoffe und Bromocyten - neue Umweltchemicalien in fischen und muscheln bzw. muttermilch und menschenfett, Z Umweltchem Okotox 6(1):9-17 [in boek].
13) Leonards and de Boer 2004.
14) Leonards and De Boer 2004.
15) Eschke et al in press in Mersch-Sundermann et al 1998, Lack of mutagenicity of polycyclic musk fragances in Salmonella typhimunium, Toxicol in Vitro 12(4): 389-393.
16) Hajšlová J and L Šetková, 2004.
17) ?
18) Nakata et al 2007, Bioaccumulation, Temporal Trend, and Geographical Distribution of Synthetic Musks in the Marine Environment, Environ. Sci. Technol. 41:2216-2222.