Zanieczyszczenia farmaceutyczne

Postęp technologiczny pozwolił na wykrycie wielu nowych substancji chemicznych w środowisku. W pobranych próbkach odnaleziono dużą liczbę farmaceutyków, ich pochodnych oraz substancji wchodzących w skład kosmetyków.

Przy próbie określenia stopnia rozprzestrzenienia środków farmaceutycznych w środowisku, należy wziąć pod uwagę szereg czynników, w tym rodzaj źródła emisji zanieczyszczeń, ich dystrybucję w środowisku oraz stabilność. Farmaceutyki różnią się w tych kwestiach od tradycyjnych zanieczyszczeń chemicznych. Największe ich ilości przedostają się do środowiska poprzez ludzi przewlekle przyjmujących leki. Źródła miejscowe, takie jak szpitale, mają mniejsze znaczenie globalne, jednak mogą przyczyniać się do lokalnego zanieczyszczenia środowiska.

Właściwości zanieczyszczeń farmaceutycznych
To, co dzieje się z lekiem po przedostaniu się do środowiska, zależy od jego właściwości chemicznych i fizycznych. Farmaceutyki stanowią bardzo dużą i zróżnicowaną grupę substancji chemicznych o różnorakich właściwościach. Ogólnie jednak można stwierdzić, że leki dużo łatwiej rozpuszczają się w wodzie niż tradycyjne zanieczyszczenia chemiczne. Ponadto są nielotne, co sprawia, że nie mogą przemierzać dużych dystansów wraz z powietrzem. Ich rozprzestrzenianie się w środowisku odbywa się drogą wodną, co oznacza, że kluczowym ogniwem w walce z tymi zanieczyszczeniami są oczyszczalnie ścieków.

Losy leków w środowisku wodnym znacznie się różnią zarówno pomiędzy grupami, jak i w obrębie tej samej klasy leków. Leki oraz ich metabolity można podzielić ogólnie na trzy grupy: łatwo się rozkładające (leki te są wykrywane w pobliżu źródła emisji i jedynie wówczas, jeśli zostaną uwolnione w dużych ilościach; przykładem jest kwas acetylosalicylowy), rozpuszczalne w wodzie i stabilne (leki te będą przechodzić w mniej lub bardziej zmienionej formie przez oczyszczalnię ścieków i będą się rozprzestrzeniały w okolicznych źródłach wodnych; przykładem jest bezafibrat – lek regulujący przemianę tłuszczów w organizmie), rozpuszczalne w tłuszczach i stabilne (leki te będą w dużym stopniu ulegały adsorpcji na cząsteczkach mułu lub osadu ściekowego w oczyszczalniach; przykładem są antybiotyki z grupy fluorochinolonów).

Stężenia farmaceutyków
Różnią się one znacznie w zależności od regionu oraz odległości od źródła zanieczyszczenia. Oznaczane zazwyczaj stężenia wahają się między 1 ng a 1 mg na litr i są one wykrywane w próbkach pochodzących ze ścieków komunalnych. Konieczność oznaczania bardzo niskich stężeń stwarza pewne problemy analityczne i wymaga nowoczesnej aparatury. Postęp technologiczny obserwowany w minionych latach umożliwia wykrycie coraz niższych stężeń związków oraz oznaczanie nowych substancji. Mimo to, wciąż jeszcze daleko do wykrycia wszystkich substancji potencjalnie zagrażających środowisku.

Zanieczyszczenie wód
Dotychczas opublikowane raporty wskazują na obecność zanieczyszczeń farmaceutycznych w wodach gruntowych, jednak w większości pochodzą one ze źródeł miejscowych, takich jak wysypiska śmieci i są przez to ograniczone geograficznie. Wyjątkiem są między innymi diklofenak oraz kwas klofibrowy, które zostały wykryte bez możliwości wskazania źródła zanieczyszczenia. Kwas klofibrowy jest jedną z najbardziej trwałych pochodnych spośród znanych substancji leczniczych i pomimo wycofywania z rynku nadal jest wykrywany w różnych próbkach pochodzących ze środowiska.

Pierwszą substancją farmaceutyczną wykrytą w wodzie pitnej był kwas klofibrowy – znaleziono go w Berlinie w 1994 roku. Od tamtej pory wykryto również inne substancje w wodzie pitnej na terenie Niemiec, wśród nich bezafibrat, fenazon oraz karbamazepinę. Przypadki te zrodziły dyskusję nad potencjalnym ryzykiem zdrowotnym dla ludzi związanym z obecnością substancji farmaceutycznych w wodzie. Przeprowadzone analizy wskazały, iż woda, w której wykryto niepożądane substancje, jest zdatna do spożycia, ponieważ oznaczone stężenia tych substancji były przynajmniej tysiąckrotnie niższe od stężeń terapeutycznych, a w 90 proc. przypadków nawet 150 tys. razy niższe. Przypadki wykrycia substancji leczniczych w wodzie pitnej odnotowano również w innych krajach, m.in. w Hiszpanii (estriol, estradiol) oraz Stanach Zjednoczonych (antybiotyki). Mimo że wykryte substancje znajdowały się w próbkach w bardzo niskich stężeniach, pojawiło się pytanie, jaki skutek może mieć przewlekłe przyjmowanie przez ludzi wraz z wodą leków nawet w tak niskich stężeniach.

Analizy wód powierzchniowych na terenie Europy wykazały obecność różnych zanieczyszczeń farmaceutycznych w ilościach około dziesięciokrotnie niższych niż w ściekach komunalnych. Większość badań dotyczyła leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych, antybiotyków, hormonów oraz leków hipotensyjnych (obniżających ciśnienie tętnicze). Z grupy leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych wykryto: kwas acetylosalicylowy, ibuprofen, diklofenak, indometacynę, ketoprofen, naproksen oraz fenazon. Wykryte antybiotyki to: chloramfenikol, erytromycyna, linkomycyna, ciprofloksacyna, norfloksacyna, tetracykliny, sulfonamidy i trimetoprim. Z grupy hormonów znaleziono estradiol-17, estradiol-17ß, etinylestradiol, mestranol, 19-noretisteron, progesteron, testosteron oraz estriol, zaś spośród leków hipotensyjnych – atenolol, betaksolol, bisoprolol, karazolol, metoprolol, propranolol oraz timolol.

Gleba i osady ściekowe
Najbardziej powszechne w glebie zanieczyszczenia pochodzą z hodowli zwierząt i są to antybiotyki oraz hormony stosowane jako leki weterynaryjne. Innym źródłem zanieczyszczeń są osady ściekowe, stosowane w rolnictwie jako substancja glebotwórcza. Praktyka ta stwarza ryzyko zanieczyszczenia gleby środkami farmaceutycznymi zaadsorbowanymi na cząsteczkach osadu w procesie oczyszczania ścieków.

Podsumowanie
Leki, w przeciwieństwie do większości substancji chemicznych wytwarzanych przemysłowo, projektowane są z myślą o wywoływaniu przez nie efektu biologicznego na organizm człowieka. Nie powinno więc dziwić, że środki te mogą również wykazywać efekt na inne żywe organizmy, jednak to, w jakim kierunku zadziała dany lek u innych gatunków, w większości przypadków pozostaje pod znakiem zapytania.

Podjęcie realnych działań, których celem będzie zmniejszenie ryzyka środowiskowego, związanego z zanieczyszczeniami farmaceutycznymi, wymaga odpowiedzi na następujące pytania: w jaki sposób oraz gdzie dana substancja jest uwalniana, w jaki sposób następuje jej dystrybucja w środowisku, które organizmy są najbardziej narażone na szkodliwe działanie danej substancji i które w szczególności chcemy chronić.

Bibliografia u autorki.