Arzneimittelrückstände

a)

• Rückstände von therapeutisch eingesetzten Wirkstoffen in Umwelt/Produkten (APIs / PhACs)

• können als Wirkstoff, Metabolit oder Transformationsprodukt auftreten

b)

• Abgrenzung zu:

  • Körperpflegeprodukten

  • Naturstoffen

  • Genussmitteln & Drogen

• wirken schon bei sehr niedrigen Konzentrationen

• treffen teils auf konservierte Zielstrukturen (auch bei Nicht-Zielorganismen)

• zeigen teils Persistenz durch chemische Stabilität

• verursachen teils chronische Toxizität, teilweise Bioakkumulation

• erzeugen Cocktail-Effekte (Stoffgemische)

• meint „neue/aufkommende“ Schadstoffe im Fokus von Forschung/Monitoring

• geht oft mit unzureichender Datenlage zu Umweltverhalten & Wirkungen einher

• zeigt weltweit steigenden Arzneimittelverbrauch

• umfasst ca. 3.500–10.000 Wirkstoffe weltweit

• wächst im Markt ca. 5,8 % pro Jahr

• betrifft besonders Antibiotika, Analgetika/NSAIDs, Antiretrovirale, Onkologika

• betrifft hohen Einsatz in Tierhaltung

• liegt Antibiotikaverbrauch (2020) bei ca. 99.500 t

• prognostiziert Anstieg bis 2030

• umfasst Aquakultur mit >10.000 t

• erfolgt teils prophylaktisch und zur Wachstumsförderung

• nimmt Forschung stark zu seit ca. 20 Jahren

• fokussiert häufig aquatische Systeme

• enthält UBA-Datenbank ca. 277.000 Messwerte aus 89 Ländern

• nennt globale Studie (2022) mit 53 Wirkstoffen in Oberflächengewässern

• ist Umwelttoxizität vieler Stoffe unklar

• fehlen Daten besonders zu Böden & Pflanzen

• sind Cocktail-Effekte und Langzeitwirkungen schlecht untersucht

a)

• führt Anwendung zu Ausscheidung/Abwasser

• gelangt über Kanalisation → Kläranlage → Oberflächengewässer

b)

• entsteht Eintrag über Gülle/Mist aus Tierhaltung

• wirkt Boden als Zwischenmedium

• erfolgt Weitertransport zu Oberflächengewässer/Grundwasser

c)

• verursacht Einträge aus Herstellung/Industrie

• erfolgt Einleitung direkt oder indirekt in Oberflächengewässer

d)

• passiert durch Entsorgung in Toilette/Abfluss oder falsch im Müll

• erhöht dadurch Belastung von Abwasser und Umwelt

• erfolgt über Rückstände in Nutzpflanzen

• erfolgt über Rückstände in tierischen Produkten (Fleisch, Eier, Fisch)

• erfolgt über Rückstände im Trinkwasser

• liegen Rückstände in der Bodenlösung vor

• werden über Wurzeln aufgenommen

• werden im Pflanzengewebe translokiert

• passieren direkt durch Verabreichung von Tierarzneimitteln

• passieren indirekt über Fütterung belasteter Nutzpflanzen

• erfolgt Aufkonzentrierung der Probe (z. B. Festphasenextraktion, SPE)

• erfolgt Trennung über Chromatographie (LC/GC)

• erfolgt Identifikation über Massenspektrometrie (Masse/Ladung)

• liefert Tandem-MS (MS/MS) zusätzliches Fragment-/„Fingerabdruck“-Signal

• ermöglicht HRMS auch Nachweis unbekannter Metabolite

• bedeutet Limit of Detection (LOD)

• ist Stoff erkennbar, aber nicht quantifizierbar

• bedeutet Limit of Quantification (LOQ)

• erlaubt verlässliche Mengenangabe

• heißt: unterhalb der Geräteleistung

• sinken Nachweisgrenzen, wenn Analytik besser wird

• können biologische Wirkungen unterhalb der Messgrenze auftreten

• ist „nicht nachweisbar“ technisch, nicht automatisch ökologisch harmlos

• werden viele Arzneistoffe als Metabolite ausgeschieden

• entstehen Umwandlungen durch Oxidation, Photolyse, mikrobiellen Abbau

• können Transformationen auch in Nutzpflanzen stattfinden

• liegen Metabolite teils in höheren Konzentrationen vor als Ausgangsstoffe

• bleiben viele Abbauprodukte biologisch aktiv

• sind einzelne Transformationsprodukte global verbreitet nachgewiesen

• existieren tausende Wirkstoffe, aber nur wenige werden routinemäßig untersucht

• fokussiert Monitoring oft prioritäre Einzelstoffe statt realer Gemische

• treten Arzneimittel in der Umwelt als komplexe Mischungen auf

• bilden Studien reale Bedingungen nur unvollständig ab

• ist Umwelttoxizität vieler Wirkstoffe unbekannt (in den Folien: ~88 %)

• umfassen endokrine Effekte

• umfassen Verhaltensänderungen (z. B. durch Psychopharmaka)

• umfassen subletale Effekte (z. B. Wachstum Pflanzen/Algen)

• umfassen (indirekte) Bioakkumulation

• umfassen immunologische Effekte

• verändern mikrobielle Gemeinschaften

a)

• verursacht synthetisches Estrogen (EE2) Verweiblichung von Fischen

b)

• verändert Fress- und Fluchtverhalten

• reduziert Territorialverhalten

• erhöht Prädationsanfälligkeit

• liegen Konzentrationen sehr niedrig, aber chronisch vor

• wirken Gemische statt Einzelstoffe

• sind Langzeitwirkungen kaum untersucht → Bewertung schwierig

• fördert niedrige chronische Belastung Selektion resistenter Bakterien

• wird Umwelt zum Speicher resistenter Gene

• entfernen konventionelle Kläranlagen (CAS) APIs häufig unzureichend

• braucht es daher erweiterte Abwasserreinigung

• nutzt Aktivkohle zur Adsorption an poröser Oberfläche

• nutzt Ozonierung zur oxidativen Zerstörung von Wirkstoffen

• nutzt Membranverfahren als physikalische Barriere (z. B. MBR, NF, RO, EMR)

• nutzt Mycoremediation über Pilze/Enzyme

• reicht Abwasserreinigung allein nicht aus

• senkt eco-directed prescribing und weniger Überverschreibung den Eintrag

• helfen Rücknahmesysteme (z. B. Apotheken) + Förderung

• reduzieren Tierhaltung-Maßnahmen Antibiotikaeinsatz und verbessern Güllebehandlung

• braucht es Zusammenarbeit aller Sektoren

• nennt AMG und TAMG

• beschreibt ERA (Environmental Risk Assessment):

  • gilt Veterinär: seit 1998

  • gilt Human: seit 2001

• verschärft seit 2004 EU-Verordnung Anforderungen an Umweltsicherheit

kann ein Medikament nicht zugelassen werden, wenn keine Risikominderung möglich ist

• sind Rückstände in mehreren Umweltmedien nachweisbar

• bestehen viele Forschungslücken/Unsicherheiten (Cocktail, chronische Exposition, Langzeit)

• zeigen sich Auswirkungen auf Ökosysteme und potenziell Menschen

• erfordert es einen One-Health-Ansatz

• braucht Schutz Maßnahmen an der Quelle, bessere Zulassung/Überwachung und Weiterentwicklung der Abwasserbehandlung