Uptake and bioaccumulation of ionizable pharmaceuticals in aquatic organisms

Populärvetenskaplig sammanfattning
Främsta källan till läkemedel i miljön är att vi människor inte bryter ner det vi stoppar i oss och att avloppsreningsverk inte heller helt eliminerar resterna i reningsprocessen. Koncentrationerna i naturen är dock ofta låga men vattenlevande organismer kan ackumulera vissa läkemedel så koncentrationen i deras kroppar blir högre än i omgivningen, så kallad bioackumulation. Bioackumulation kan leda till att den invärtes koncentrationen blir så hög att det ger effekter liknande de hos människan eller andra helt oväntade effekter. Miljöriskanalyser, där bioackumulationstester inkluderas, genomförs innan läkemedel släpps ut på marknaden men ramverket är uppbyggt runt kemiska ämnen som till viss del, men inte helt, är lika de flesta läkemedlen. I denna avhandling har bioackumulering av värktabletter (verksamma substanser: diklofenak, ibuprofen, naproxen och ketoprofen) och antidepressiv medicin (verksamma substanser: sertralin och fluoxetin) hos vattenlevande organismer studerats för att utvärdera om användandet av nuvarande ramverk leder till att man riskerar att under- eller övervärdera risk.
Gemensamt för läkemedlen i avhandlingen är att de är joniserbara, det vill säga, de har en oladdad och en laddad form (positiv eller negativ). Hur mycket som finns av varje form varierar med pH i miljön. Oladdade ämnen tas lättare upp av vattenlevande organismer, så vid pH-värden i vattnet där denna form dominerar ökar upptaget och därmed risken att läkemedlet ger effekt. Naturligt varierar pH i vattenmiljöer med till exempel årstid, tid på dygnet och markförhållanden. Man använder oftast bara ett pH när man genomför tester som ligger till grund för riskbedömningar. Resultaten i denna avhandling visar att om riskbedömningstesterna endast utförs vid neutralt pH 7 så riskerar man att i vattendrag i Europa undervärdera risken för de basiska antidepressiva medicinerna och övervärdera risken för de sura värktabletterna.
Organismer kan anpassa sig att leva i förorenade miljöer genom att minska bioackumuleringen av de ämnen som finns där, och därmed risken att invärtes koncentrationer når nivåer som ger effekt. Vattenlevande organismer som lever nedströms avloppsreningsverk skulle alltså potentiellt kunna anpassa sig genom att minska bioackumulering av läkemedelsrester. I avhandlingen visas att en mörtpopulation nedströms ett avloppsreningsverk bioackumulerar fluoxetin till en lägre grad än en som lever uppströms. Om mörten som lever nedströms genomgick en avgiftning, det vill säga de hölls i rent vatten i en vecka, innan de blev exponerade så var bioackumulationen fortfarande lägre. Det senare skulle kunna tyda på att anpassningen inte är individuell och tillfällig utan kan ligga på gennivå, vilket betyder att den är ärftlig.
De kemiska substanser som ramverket kring riskanalyser byggts upp runt når högre koncentrationer i djur högre upp i näringskedjan då exponerad föda adderar till bioackumulationen. Om detta också är sant för läkemedel är oklart. Någon slutsats kan inte dras från publicerade studier men resultaten i denna avhandling visar att när hela näringskedjor exponeras så sker ingen ökning uppåt till nästa födonivå. Snarare är koncentrationerna högre längre ner i näringskedjan.
Slutsatsen från denna avhandling är att riskbedömningar för joniserbara läkemedel kan bli missvisande om: 1) pH i miljön skiljer sig från det i laboratorietester, 2) organismer har minskat bioackumuleringen för att anpassa sig till ett liv i vatten där läkemedel kontinuerligt tillförs, 3) man bara gör bioackumulationstester på djur högt upp i näringskedjan. Det är av högsta vikt att detta tas i beaktning av beslutsfattare när de ska ta vattenförvaltningsbeslut.