Weitreichende Folgen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt

Ein Arzneimittel kann innerhalb seines Lebenszyklus auf verschiedene Wege in die Umwelt gelangen. Welche negativen Folgen daraus für Organismen resultieren können, war Teil eines Vortrags auf dem ADKA-Kongress in Nürnberg.

Von der Apotheke in die Umwelt

Das Thema Nachhaltigkeit ist präsenter denn je und spielte auch auf dem 49. Wissenschaftlichen ADKA Jahreskongress in Nürnberg eine zentrale Rolle. In Deutschland lag der Gesamtverbrauch von Humanarzneimitteln, die nach EMA-Kriterien eine Umweltrelevanz besitzen, 2022 bei rund 10.000 Tonnen, betonte Dr. Gerd Maack vom Umweltbundesamt in Dessau. Nicht eingeschlossen in diese Daten waren Antibiotika, die nochmals einige Hundert Tonnen ausmachten. Spitzenreiter der Humanarzneimittel mit Umweltrelevanz in Deutschland war Metformin, gefolgt von Ibuprofen und Metamizol. Hinzukommen Arzneimittel der Veterinärmedizin.

Neben ihrem Zielort im menschlichen und tierischen Körper gelangen Arzneimittel durch verschiedene Eintragswege in die Umwelt. Als Haupteintragsweg gilt laut Maack die Ausscheidung nach bestimmungsgemäßem Gebrauch, die schätzungsweise 60% ausmacht. Hinzu kommt die unsachgemäße Entsorgung von Arzneimitteln im eigenen Haushalt oder im klinischen Setting. Basierend auf Auswertungen des Umweltbundesamts wurden bisher knapp 1000 Arzneimittelwirkstoffe bzw. deren Transformationsprodukte in 89 Ländern weltweit nachgewiesen – mit steigender Tendenz.

Drastische Effekte durch Umweltrückstände

Die Folgen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt sind weitreichend, denn die beim Menschen erwünschten Effekte finden sich auch bei Nicht-Zielorganismen wieder. Mögliche Effekte ordnete Maack nach Wirkstoffklassen ein:

1. Antibiotika

Nicht nur pathogene Bakterien im menschlichen Körper werden durch Antibiotika bekämpft, sondern auch nützliche Bakterien in Boden, Wasser oder Kläranlagen. Darüber hinaus werden antimikrobielle Resistenzen begünstigt.

2. Endokrin wirksame Substanzen

Verhütungsmittel und Hormonersatztherapien können auch in das Hormonsystem von Wirbeltieren eingreifen und wirken zusätzlich als Häutungshemmer bei Invertebraten. Wie weitreichend die Folgen sein können, beschrieb Maack anhand von Ethinylestradiol.

In einem Laborexperiment wurden Zebrabärblinge 3 ng/l Ethinylestradiol ausgesetzt. Im Gegensatz zur Kontrollgruppe blieb der Laichvorgang in dieser Gruppe komplett aus. Grund dafür war eine komplette Verweiblichung der Fische aufgrund des Ethinylestradiols. Der gemessene Mittelwert von Ethinylestradiol beträgt in der EU 0,3 ng/l. Im Experiment betrug der Grenzwert für messbare Effekte jedoch bereits 0,0032 ng/l. Die Exposition von 0,3 ng/l Ethinylestradiol führte zudem in einem Experiment zu veränderten Balzrufen beim Krallenfrosch. Bei einem Langzeit-Feldversuch über drei Jahre in einem 34 Hektar großen See in Kanada hatte eine Belastung von 5 bis 6 ng/l Ethinylestradiol weitreichende Folgen für das gesamte Ökosystem.

3. Antiparasitika

Als Beispiel für Umwelteffekte durch Antiparasitika nannte Maack Mittel gegen Läuse, die jedoch auch gegen Würmer, Protozoen und Insekten wirken können.

4. Analgetika

Die gewünschte Schmerzlinderung von Analgetika tritt auch bei Umweltorganismen ein, allerdings treten auch Nebenwirkungen auf. Mögliche Auswirkungen beschrieb Maack eindrücklich anhand von Diclofenac.

Der gemessene Mittelwert von Diclofenac in in der EU beträgt 0,4 µg/L. Effekte auf die Umwelt konnten allerdings schon bei einer Konzentration von 0,004 µg/L festgestellt werden. In Indien, Pakistan und Bangladesch führte Diclofenac zu einem Rückgang der einheimischen Geierarten um bis zu 97%. Die Ursache liegt in einer Sekundärvergiftung der Geier durch Tierkadavar (meist Kühe), die mit Diclofenac behandelt wurden. Den einheimischen Geiern fehlt das Diclofenac-abbauende Enzym, weshalb sie qualvoll verenden. Diclofenac wird besonders innerhalb Hindu-Gemeinschaften in der Palliativmedizin von Kühen eingesetzt. Der Rückgang der Geier hat auch Auswirkungen auf die Populationsdichte anderer Tierarten, beispielsweise Hunde und Ratten, deren Ausbreitung sich durch Infektionskrankheiten wie Tollwut letztendlich auch negativ auf die menschliche Gesundheit auswirkt.

5. Psychopharmaka

Die durch Anxiolytika bedingten Verhaltensveränderungen können auch bei Umweltorganismen hervorgerufen werden. Ein Beispiel dafür ist die Auswirkung von Oxazepam auf Flussbarsche.

In einem Experiment führte die Oxazepam-Exposition von Flussbarschen zu einer deutlichen Verhaltensveränderung gegenüber der Kontrollgruppe: Die Fische waren mutiger neue Gegenden zu erkunden und verbrachten außerdem weniger Zeit im Schwarm.

Verantwortungsbewusster Konsum

Neben Lösungsansätzen wie Ersatzprodukte für besonders umweltrelevante Arzneimittel oder verbesserte Kläranlagen hob Maack vor allem die Gewissenhaftigkeit bei Verordnung und Konsum von Pharmaka hervor. Gefährlich wird es dann, wenn Arzneimittel als Lifestyleprodukt angesehen werden, beispielsweise im Freizeitsport. Ein Zitat zum Schluss lautete daher:

The most environmentally friendly medicine is
the one that is not required and not prescribed.

– Royal Pharmaceutical Society’s Sustainability Policy 2021

Quelle

Dr. Gerd Maack. Keynote Lecture „Green Pharmacy“. Wissenschaftlicher ADKA Jahreskongress 2024 am 15. Mai 2024.

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