Fot. Dr Anna Dzionek, źródło: Uniwersytet Śląski w Katowicach

– Z jednej strony beta-blokery to nasze osiągnięcie cywilizacyjne, dzięki któremu możemy poprawić nasze zdrowie i jakość życia, z drugiej – środowisko nie jest przystosowane do radzenia sobie z nowymi substancjami i nie potrafi degradować tego, co my, ludzie, tam wprowadzamy. Dlatego wiele związków się kumuluje w glebie czy wodzie i w dłuższym czasie może mieć działanie toksyczne – tłumaczy w rozmowie z Nauką w Polsce dr Anna Dzionek. Do najpopularniejszych beta-blokerów zalicza się metoprolol i propranolol. Jest to grupa leków na choroby serca (m.in. nadciśnienie), ale stosowanych także w leczeniu migren oraz stanów lękowych. 

Fot. Barwienie Grama wyizolowanej z osadu czynnego bakterii BB2 obserwowanej w mikroskopie świetlnym (powiększenie x100). Arch. Anny Dzionek

Jak podaje badaczka, badanie z 2013 r. wykazało, że beta-blokery znajdowały się na liście 20 najczęściej spotykanych farmaceutyków w wodach Europy. Ponadto – w stężeniu nanogramów albo mikrogramów na litr – znajdują się również w wodzie pitnej. – Nie ma jeszcze badań dotyczących wpływu chronicznego oddziaływania takich niewielkich stężeń beta-blokerów na ludzi. Zbadano jednak taki wpływ na pstrąga tęczowego i wykazano, że już po 28 dniach oddziaływania metoprololu w stężeniu jednego mikrograma na litr, czyli takiego, które obecnie znajdujemy w środowisku, powodowało znaczące problemy z wątrobą, skrzelami i innymi narządami” – wskazuje.

Fot. Mikrografia SEM osadu czynnego pochodzącego z Oczyszczalni Ścieków Klimzowiec w Chorzowie. Arch. Anny Dzionek

Oczyszczalnie ścieków nie są (jeszcze) przystosowane do degradacji albo wychwytywania beta-blokerów. – Problemem jest brak mikroorganizmów, które są zdolne do rozkładu tego typu leków w osadzie czynnym, czyli biologicznej części oczyszczania ścieków. Sytuacja z beta-blokerami jest analogiczna do przypadku niesteroidowych leków przeciwzapalnych, którymi wcześniej się zajmowałam, jednak tam są już wdrażane pewne rozwiązania, a i nowe przepisy nakładają na oczyszczalnie ścieków obowiązek monitorowania i usuwania różnych farmaceutyków, również z tej grupy. W przypadku beta-blokerów jeszcze nie znamy mechanizmów działania mikroorganizmów zdolnych do rozkładu tych leków, a sposobów ich usuwania nie ma uwzględnionych w przepisach – zdradza Anna Dzionek.

W ocenie badaczki lepiej poszukiwać biologicznych metod degradacji beta-blokerów. – Metody fizykochemiczne, które dzisiaj są powszechnie używane i uważane za najlepsze w kwestii usuwania farmaceutyków w oczyszczalniach ścieków, są mniej bezpieczne dla środowiska, ponieważ charakteryzują się małą specyficznością i mogą być przyczyną niekontrolowanych reakcji w środowisku. Innymi słowy, związek po rozkładzie może się okazać bardziej toksyczny niż pierwotna substancja – opisuje. Biolożka poszukuje więc bakterii, które byłyby zdolne do biodegradacji metoprololu i propranololu. Takich bakterii szuka się w środowisku, gdzie występują dane leki, np. w pobliżu szpitali albo oczyszczalni ścieków, skąd badaczka pobrała materiał do swoich analiz. Znalazła w nim pięć różnych szczepów bakterii, które wykazują zdolność do transformacji lub degradacji beta-blokerów. – To są jeszcze niepoznane bakterie, a jedna z nich najprawdopodobniej w ogóle jest na tyle unikalna, że może być zakwalifikowana jako nowy gatunek. Obecnie je charakteryzuję, czyli sprawdzam, jak sobie radzą z lekami w różnych warunkach, np. czy zmiana temperatury albo suplementacja mają znaczenie – wyjaśnia.

Kolejnym krokiem będzie ustalenie szlaku rozkładu, czyli dokładnej „ścieżki” procesów, jakie zachodzą w trakcie degradacji czy rozkładu.  – Poszukiwanie mikroorganizmów do degradacji beta-blokerów to nowy temat w nauce, a stan wiedzy w tym zakresie raczkuje. Liczę jednak, że i beta-blokery dołączą do farmaceutyków, które jesteśmy w stanie rozłożyć, aby nie kumulowały się w środowisku i których stężenie będzie monitorowane przez oczyszczalnie ścieków – podsumowuje dr Anna Dzionek.

Autorka: Agnieszka Kliks-Pudlik, Nauka w Polsce