Ekologické problémy reziduí antibiotik v životním prostředí

V posledních desetiletích se objevují informace o nálezech léčiv a jejich metabolitů různých terapeutických skupin, které se používány v humánní a veterinární medicíně, v povrchových a podzemních vodách v Evropě i USA. Stále častěji se objevují také zprávy o výskytu léčiv v pitných vodách.

Zdroje léčiv v pitné vodě

V Evropské unii se denně spotřebují miliony balení desetitisíců různých léčivých přípravků, které obsahují okolo 3000 různých účinných látek. Jedná se o antibiotika, antidepresiva, léčiva pro diabetiky, beta-blokátory, cytostatiky, hormonální antikoncepci, léky tlumící bolest, antipyretika apod. Tyto látky jsou po podání v těle z části metabolizovány a metabolity i léčiva ve stále aktivní formě jsou vylučovány z organismu. Vedle toho léčiva s prošlou dobou použitelnosti jsou v rozporu s doporučením často likvidována spláchnutím do toalety. Používané procesy čištění odpadních vod jsou schopny zachytit tyto látky pouze částečně nebo vůbec ne, a tak s léčiva dostávají do povrchových a někdy i podzemních vod, z nichž některé jsou zdrojem vod pitných. Dalším zdrojem mohou být průsaky ze špatně zabezpečených skládek. Kromě humánních léčiv přispívají ke znečištění životního prostředí i veterinární přípravky. Odpad a úniky při výrobě léčiv jsou v současné době již méně významné a výhradně lokálními zdroji znečištění.

Dopady na životní prostředí

Studie vlivu farmaceutického znečištění na volně žijící živočichy jsou vzácné, ale nová práce nedávno publikovaná ukazuje několik dramatických příkladů druhů volně žijících živočichů poškozených kontaminací drog: rybí samci jsou feminizovaní syntetickými hormony používanými v antikoncepčních pilulkách, supi v Indii byli prakticky vyhlazeni protizánětlivým lékem podávaným dobytku, jehož jatečně upravenými těly se živí. Dvoupohlavní žáby byly také nedávno nalezeny v městských rybnících kontaminovaných odpadními vodami. Nové studie ukazují, že například antidepresiva způsobují, že se špačci méně krmí, a antikoncepční léky snižují populace ryb v jezerech. Syntetický estrogen používaný v antikoncepčních pilulkách vyhladil populaci malých rybiček střevlí v jezerech používaných pro pokusy v Ontariu, a vážně narušil celý ekosystém.

Tisíce léčiv používaných po celém světě mají potenciál mít silné dopady na volně žijící zvířata a ekosystémy. Vzhledem k tomu, že léčiva mají mnoho výhod, je třeba, aby věda provedla lepší odhady jejich rizik pro životní prostředí, která představují.

Nedávný výzkum WWF (Světový fond na ochranu přírody) odhalil, že až polovina divokých zvířat planety byla zničena v posledních 40 letech. Ve sladkovodních stanovištích, kde se se zbytky léků nejčastěji setkáváme, výzkum zjistil, že až 75 procent ryb a obojživelníků bylo ztraceno. Vzhledem k tomu, že populace mnoha druhů žijících živočichl v lidsky nezměněné krajině klesá z důvodů, které nemohou být plně vysvětleny, jsou vědci přesvědčeni, že je čas na prozkoumání nových výzev, jako je farmaceutického znečištění.

Čtěte také: České supermarkety a bio

Rostoucí spotřeba a expozice

Používání léčiv se zvyšuje s růstem lidské populace a populace hospodářských zvířat. Expozice životního prostředí roste také, protože odpadní voda je stále více využívána k zavlažování nebo hnojení zemědělské půdy. Celosvětová farmaceutická spotřeba se zvyšuje s rostoucí a stárnoucí lidskou populací a intenzivnější produkcí potravin. Nedávné studie ukázaly farmaceutické zbytky v široké škále ekosystémů a organismů. Koncentrace v životním prostředí jsou časté nízké, ale léčiva jsou obvykle navržena tak, aby měla biologické účinky při nízkých dávkách, a tak působí na fyziologické systémy, které mohou být evolučně konzervované napříč taxony.

Počet obyvatel a hustota lidí a zvířat, které vyžadují zdravotní péči, se stupňuje. Tento problém se dále zhoršuje, a to zejména v zemích s vysokými příjmy, rozšířením kohorty obézních a straších lidí s chronickými zdravotními problémy. S tím přichází i zvýšení množství a rozmanitost léčiv spotřebovaných a následně vyloučených do životního prostředí.

Perzistence léčiv v prostředí

Významné množství léčiv může být vypouštěno do životního prostředí z výrobních míst (zejména, ale ne výhradně, v zemích s nižšími příjmy, kromě těch, které se vypouští prostřednictvím nedostatečně zpracovaných odpadních vod. S využitím moderních analytických technik byla nedávno zjištěna celá řada léčiv, včetně syntetických hormonů, protizánětlivé léky a antidepresiva v půdě, povrchových vodách, sedimentech, podzemních vodách a mořských ekosystémech. U řady léčiv bylo prokázáno, že jsou perzistentní v životním prostředí. Antikonvulzivní lék karbamazepin, například, může přetrvávat v půdě beze změny po dobu nejméně 40 dnů a převede se do kulturních rostlin, kde se usazuje zejména v listech. Podobně, antidepresivum fluoxetin (účinná látka v přípravku Prozac), vylučována lidmi je jen částečně metabolizováno, neúplně odstraněno (ČOV) procesy současných čistíren odpadních vod, a vykazuje minimální degradaci nebo transformaci v odpadních vodách nebo v půdě po mnoho měsíců.

Léky v životním prostředí neovlivňují pouze volně žijící organismy (např. ryby a bezobratlé ve vodách či bezobratlé v půdě), ale zpětně také člověka, protože rezidua některých léků jsou nacházena i v upravené pitné vodě. Regulační orgány (v Evropě EMA v Londýně) si tato rizika uvědomují. Jedním z aktivních kroků je, že u nově registrovaných humánních i veterinárních přípravků se vyžaduje, aby součástí registrace bylo hodnocení vlivu na životní prostředí. Doposud se však nestalo, že by některé léčivo nebylo povoleno, a to ani v případech, kdy jsou jeho rizika pro prostředí extrémní. V praxi tedy zatím vždy zvítězil bendit léčiva nad environmentálním rizikem.

Cesty léčiv do vody

Kromě nevyužitých léků z domácího odpadu, které mohou končit na skládkách a odcházet do povrchových i podpovrchových vod, vstupují v Evropě léky do vody především z těla pacienta, a to močí a výkaly. U humánních léků se v horším případě dostávají přímo do nečištěné odpadní vody (třeba v menších vesnicích), v lepším případě pak přes čistírny odpadních vod. Ty sice určité procento těchto mikropopulantů zachytí, ale jde jen o část a čističky jsou tak paradoxně dosti významným zdrojem znečištění. Kromě (částečně) vyčištěné vody z nich totiž každý měsíc odchází velký objem zbytkového čistírenského kalu, který také obsahuje zbytky léčiv a je často využíván jako hnojivo polí.

Čtěte také: Jak podporovat projekty

Za nejproblematičtější se považují léčiva, kterých se používá nejvíce, například nesteroidní protizánětlivé léky (paracetamol, ibuprofen). Ibuprofen je pravidelně detekován nejen v odpadních vodách, ale i přímo v řekách, a existují dokonce studie, které lék prokázaly ve „dvakrát čištěné“ pitné vodě.

V půdě i vodě vědci často nacházejí také léky, které jsou v prostředí perzistentní a nelze je účinně odstranit v čističkách nebo činností mikroorganismů v půdě. Patří sem například sulfonamidová antibiotika či karbamazepin.

Negativní působení v prostředí

Dalším úhlem pohledu je prokázané negativní (toxické) působení v prostředí. Za prvé jde o látky, které účinkují ve velmi nízkých dávkách/koncentracích. Zde jsou bezkonkurenčně největším problémem různé steroidy. Většina působí jako hormonální regulátory, a jsou tedy efektivní i v extrémně nízkých koncentracích, tedy stačí málo, a přitom škodí. Syntetický estrogen ethinylestradiol je tady jednoznačně číslem jedna. Je prokázáno, že jeho přítomnost ve vodách devastuje populace ryb, které se jeho účinkem nerozmnožují. V Evropě se pro tuto látku ve vodě uvažuje o nastavení limitů, které by ji de facto zakázaly.

Kromě humánních léků jsou velkým problémem například veterinární anthelmintika (jako ivermectin či doramectin), která nejprve ve vyloučených výkalech v půdě devastují populace hmyzu. Bylo prokázáno, že se sekundárně projevuje také ubývání netopýrů, kteří nemají potravu. U mikroorganismů v prostředí se objevují geny multirezistentní vůči různým skupinám antibiotik.

Nutnost dalšího výzkumu

Poslední studie hodnotící stávající a nové údaje o potencionální expozici a účincích farmak na volně žijící zvířata a ekosystémy, jasně prokazují, že je třeba více zaměřit výzkum (například prioritních látek, ekologicky významných cest expozice, vnímavých druhů a příslušné efekty koncových bodů) pro informace k posouzení rizik pro životní prostředí a regulaci. Za účelem dosažení tohoto cíle je zapotřebí větší integrace mezi ekology, toxikology a chemiky životního prostředí. Tak, znalost fyziologie, ekologie, historie života a chování necílových druhů, stejně jako fyzikálně- chemické „chování“ léčiv v životním prostředí, bude mít zásadní vliv na rozvoj realistické předpovědi rizika pro životní prostředí. Kombinací in situ monitorování, manipulativních studií a laboratorních experimentů, doplněn výpočetními modely bude nutné rozlišovat plně dopady stávajících a budoucích léčiv a dalších stresorů, v rychle se měnícím a stále více obydleném světě.

Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství

Rezistence vůči antibiotikům a role odpadních vod

Odolnost vůči antibiotikům, zřetelná po celém světě, působí potíže při léčení chorob. Mimoto se ukazuje, že díky vystavení antibiotikům se mění i mikrobiální populace. Antibiotika jsou vstřebána do těla pouze částečně a tisíce tun jich odchází do životního prostředí vyměšováním. Poslední výzkumy dokazují, že antibiotika lze v současnosti nalézt jak v odpadních vodách komunálních, tak v odpadech pocházejících ze zemědělství. Zbytky antibiotik, ale i dalších léků jako hormonální antikoncepce, léků proti bolesti a proti kardiovaskulárním chorobám byly zjištěny v mnoha evropských zemích. Stupeň odstranění jednotlivých lékových sloučenin procesem čištění vody je proměnlivý, některé standardní techniky však nejsou schopné je eliminovat. Důsledkem je kontaminace řek a v některých zemích i povrchových vod.

Odpadní vody jsou naprosto zřejmým kanálem, kde se antibioticky rezistentní organismy z nemocnic, živočišné výroby apod. sbíhají, dají se detekovat a analyzovat. Antibiotika se podávají celým stádům plošně, protože není možné testovat jednotlivé kusy. Je zcela jasné, že se do odpadních vod dostává naprostá většina podávaných antibiotik, protože se v těle pacientů nijak nemetabolizují, a spolu s nimi také velké množství rezistentních organismů. Čistírny odpadních vod nejsou designované na to, aby byly schopné takový materiál z vody odstraňovat.

Možná opatření

Bude jich celá řada: od regulace předepisování léčiv (v humánní i veterinární medicíně), přes správné používání antibiotik, správné zacházení s odpady z výroby léčiv, správnou likvidaci zbytků antibiotik v domácnosti (odnést do lékárny), až po správné nakládání se statkovými hnojivy (chlévská mrva, hnůj, podestýlka apod.). Opatření se musí dít na mnoha úrovních - od evropské, po jednotlivé členské státy, na půdě WHO, musí se dotknout jednotlivých zdravotnických zařízení i každého jednoho obyvatele. Jde o opatření ve veterinární a humánní medicíně, rostlinné výrobě, v oblasti čištění a využití městských odpadních vod, v životním prostředí atd. Je to velmi komplexní systém, který je potřeba řešit holisticky.

tags: #ekologicke #problemy #rezidua #antibiotik #v #životním

Oblíbené příspěvky:

• Tkaní v přírodě
• Pravidla pro likvidaci nebezpečného odpadu
• Připojení myčky k odpadu: krok za krokem
• Instalace americké lednice s přípojkami
• Ochrana ovzduší v ČR