Výskyt beta-blokátorů a blokátorů kalciových kanálů ve vodním prostředí a jejich vliv na ryby

Petra BERANOVÁ

Bachelor's thesis

Occurence of beta-blockers and calcium channel blockers in aquatic environment and their influence on fish

Abstract:

Cílem práce bylo poskytnout přehled o distribuci beta-blokátorů a blokátorů kalciových kanálů, jejich výskytu ve vodním prostředí a vlivu na ryby. Analýzou dat získaných z webových stránek Státního ústavu pro kontrolu léčiv, provedenou v programu Excel bylo zjištěno, že v roce 2011 bylo v České republice distribuováno 53 643 kg beta-blokátorů a 24 472 kg blokátorů kalciových kanálů. Z beta-blokátorů dosahovaly největšího objemu distribuce účinné látky metoprolol, acebutolol a atenolol, z blokátorů kalciových kanálů to byl verapamil, amlodipin a diltiazem. Tato léčiva patří i ve světě k nejvíce prodávaným a lze je najít v povrchových vodách v České republice i po celém světě v koncentracích dosahujících desítek až stovek ng.l-1 Důvodem je nízká úroveň odstraňování beta-blokátorů a blokátorů kalciových kanálů na čistírnách odpadních vod, která se pohybuje od 11 do 76 %. Testy toxicity s metoprololem, propranololem, atenololem verapamilem a diltiazemem provedené na rybách prokázaly vliv těchto látek např. na snížení plodnosti, líhnivosti nebo srdečního tepu. Pozorovány byly také různé histopatologické změny na játrech a srdci, nebo malformace u raných vývojových stádií ryb. Nejnižší koncentrace testovaných látek, při kterých byly tyto účinky pozorovány, se pohybovaly převážně řádově v g.l-1 nebo mg.l-1, tzn. v koncentracích, které se běžně v povrchových vodách nevyskytují. Některé efekty byly ale pozorovány i při environmentálních koncentracích. Z důvodu dlouhodobého působení na organismus mohou beta-blokátory a blokátory kalciových kanálů představovat hrozbu pro vodní ekosystémy. Řešením může být zlepšení mechanismu odstraňování farmak na čistírnách odpadních vod.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis was to make an overview of distribution of beta-blockers and calcium channel blockers, their occurrence in aquatic environment and their impact on fish. Analysis of data obtained from the website of the State Instiute for Drug Control, which was carried out in Excel revealed, that 53 643 kilograms of beta-blockers and 24 472 kilograms of calcium channel blockers was distributed in the Czech Republic in 2011. Metoprolol, acebutlol and atenolol reached the largem volume of distribution among aktive ingredients in the group of beta-blockers. Verapamil, amlodipin and diltiazem were TOP 3 calcium channel blockers. These drugs are generally the most sold in the world and they can be found in surface waters in the Czech Republic and worldwide at concentrations rating from tens to hundreds ng.l-1 . The reason for this is the low removal rate of beta-blockers and calcium channel blockers in wastewater treatment plants, which ranges from 11 to 76%. Toxicity tests on fish with metoprolol, propranolol, atenolol, verapamil and diltiazem have shown the effect of this pharmaceuticals on e.g., reduction of fecundity, hatchability or heart rate. Various histopatological changes on the liver and heart or malformations of early developmental stages of fis have been also reported. The lowest concentrations of the tested substances at which these effects were observed, ranged mostly from values g.l-1 to mg.l-1, i.e. these concentrations were higher than those commonly found in surface waters. However, some effects were observed also at environmentally relevant concentrations. Due to prolong-term exposure on the organisms beta-blockers and calcium channel blockers may represent a threat to aquatic ecosystems. A solution could be to improve the mechanism for removal of pharmaceuticals in the sewage treatment plants.

Keywords

ČOV, distribuce, farmaka, kardiovaskulární léčiva, LOEC

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2015

Accessible from:: 6. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Hana Kocour Kroupová, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Bachelor programme / field:
Ecology and Environmental Protection / Protection of Waters