Psychoaktivní sloučeniny ve vodním prostředí a jejich účinky na ryby
Abstrakt
Psychoaktivní látky patří do skupiny nových kontaminantů životního prostředí a díky jejich všudypřítomnosti a možným účinkům jsou stále častějším předmětem zájmu ekotoxikologických studií. Tyto látky byly detekovány ve vnitrozemských vodách v koncentracích od nanogramů po mikrogramy na litr. Řada z nich není efektivně odstraňována v procesech čištění odpadních vod. Pro experimenty realizované v rámci této disertační práce byly z široké skupiny psychoaktivních látekvybrány metamfetamin a tramadol, a to zejména z důvodu minimálního množství dosud realizovaných ekotoxikologických studií týkajících se působení těchto látek na organismy v životním prostředí a také z důvodu poměrně významných koncentrací těchto látek nalézaných v povrchových vodách.
Metamfetamin, užívaný hlavně jako nelegální droga, je návykovým psychostimulantem, který je zejména ve střední Evropě nejčastěji užívanou tzv. "tvrdou" drogou. V rámci práce testované environmentálně relevantní a vyšší koncentrace metamfetaminu ve vodě vedly u pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) k histopatologickým změnám v srdci a v játrech. Hlavní změnami pozorovanými v srdci byly mikrovaskulární poranění, infiltrace a fibróza, v játrech pak cytoplazmatická vakuolizace hepatocytů. Kromě toho byly v játrech pozorovány apoptotické změny. Nálezy byly velmi podobné nálezům popisovaným u lidí a laboratorních zvířat. Původní sloučenina a její hlavní metabolit amfetamin byly detekovány ve tkáních pstruhů v pořadí ledviny> játra> mozek> sval> plazma. Koncentrace amfetaminu byly evidentně vyšší ve srovnání s metamfetaminem. Proto lze předpokládat, že histologické nálezy částečně vznikají také působením amfetaminu. U pstruhů vystavených působení metamfetaminu byly v poexpoziční době pozorovány rozdíly v chování mezi exponovanou a kontrolní skupinou. Jednalo se o preference aktivity a místa výskytu a o změny metabolomu mozku, které byly dávány do souvislosti se zbytkovým obsahem metabolitu testované látky v mozku exponovaných jedinců.
Tramadol je hojně užívané analgetikum, jehož singulární způsob účinku poskytuje přidané antidepresivní a anxiolytické účinky. Bylo zjištěno, že reálně se vyskytující koncentrace tramadolu ve vodě mění základní způsoby chování jelce tlouště (Squalius cephalus), který je ve střední Evropě původním rybím druhem. Úroveň změn chování korelovala u testovaných jedinců s koncentrací tramadolu v jejich mozku. U exponovaných ryb byly pozorovány anxiolytické účinky, např. menší odvaha a odlišné sociální chování ve srovnání s kontrolními jedinci. V testu smělosti exponované ryby setrvávaly déle v úkrytech a pohybovaly se na kratší vzdálenost, proto prozkoumávaly nové prostředí méně než kontrolní ryby. Experiment zaměřený na schopnost rozpoznávání nových objektů naznačil, že ačkoliv exponovaní jedinci odlišili novou položku, jejich aktivita byla snížena a nový objekt prozkoumávali méně. Zvýšená vzdálenost mezi jedinci naznačovala, že je narušena soudržnost hejna. S expozicí byly spojeny i změny chování, což naznačuje vliv znečišťující látky na osobnost ryb.
Biokoncentrační faktory pro tramadol a metamfetamin byly ve všech případech nízké, takže pravděpodobnost biokoncentrace je v případě těchto látek velmi nízká. Tyto sloučeniny se však kontinuálně dostávají do vody, což vede k jejich pseudo-perzistenci a následné přítomnosti ve tkáních. Výskyt u ryb a paralelismus v cílové signalizaci vedou k podobným reakcím v těchto organismech jako jsou pozorovány u lidských a dalších živočišných modelů. V našich experimentech jsme prokázali, že znečištění vody testovanými neuroaktivními látkami může vést k neočekávaným účinkům na faunu a následným změnám v celém vodním ekosystému.