Oprócz zmian, które są zauważalne na co dzień, należy także wspomnieć, że ocieplenie klimatu ma wpływ zarówno na środowisko naturalne, jak i nasze zdrowie. Już teraz naukowcy obserwują pojawianie się czy też obecność patogenów, które niegdyś w naszej strefie klimatycznej nie występowały. Warto ponadto wspomnieć, że ekstremalne zjawiska pogodowe również przyczyniają się do wzrostu liczby zgonów, a co najmniej – uszkodzenia narządów, zaostrzenia chorób czy większego ich rozprzestrzeniania. Według WHO wzrost temperatury globalnej może doprowadzić do zwiększonej liczby zgonów w latach 2030-2050.

Coraz częściej obserwuje się skażone zasoby wodne, rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych, a także zwiększone ryzyko chorób układu oddechowego, nerwowego i krwionośnego, jednak należy zdawać sobie sprawę, że w głównej mierze to procesy przemysłowe, jak np. paradoksalnie produkcja leków, mają negatywne skutki dla środowiska. W zeszłym roku w Kanadzie przeprowadzono badanie dotyczące wpływu opieki zdrowotnej i przemysłu farmaceutycznego na środowisko, z którego wywnioskowano, że to pierwsze jest odpowiedzialne za 5% wszystkich emisji gazów cieplarnianych, przy czym produkcja leków stanowi 25% z nich. Ponadto coraz częściej mówi się o skażeniu i bioakumulacji tych produktów w środowisku w wyniku nieprawidłowej utylizacji, a w jednym z przeprowadzonych badań stwierdzono obecność leków w wodzie i żywności. Należy dodać, że istnieje wiele metod, które mają na celu detekcję i oznaczanie szkodliwych substancji w środowisku, a jedną z nich są oczywiście metody elektrochemiczne wykorzystujące biosensory. Na szczęście, pomimo znacznego wpływu procesów przemysłowych na środowisko, coraz więcej firm stara się działać w myśl zasad zrównoważonego rozwoju, które w dalszej perspektywie mają przyczynić się do ograniczenia negatywnych skutków zmian klimatu i ich zmniejszenia.

Zrównoważony rozwój

Fraza „zrównoważony rozwój” jest znana już od dawna, bo od 1713 r., kiedy to Hans Carl von Carlowitz postanowił użyć jej w odniesieniu do leśnictwa. Postulował on bowiem: „Wycinaj tylko tyle drzew, ile może w to miejsce urosnąć tak, aby las nigdy nie został pusty i mógł się sam odbudować”. Stwierdzenie to dotyczyło zatem pierwotnie zasad gospodarowania lasem. Dzisiaj jednak, ze względu na postęp cywilizacyjny i technologiczny, słowa „zrównoważony rozwój” odnoszą się do idei tzw. wspólnej przyszłości, w której potrzeby obecnego pokolenia mogą zostać zaspokojone w taki sposób, by nie zmniejszać szans przyszłych pokoleń na ich zaspokojenie. Zasada ta dotyczy oczywiście wielu aspektów naszej gospodarki, takich jak: transport, handel, logistyka, farmacja, przemysł, nauka i wiele, wiele innych.

Zielona farmacja

W farmacji stosowanych jest wiele substancji czy produktów pośrednich i dodatków, które mogą w znacznym stopniu wpływać negatywnie na środowisko. Jedną z grup takich związków są API (Active Pharmaceutical Ingredient), czyli po prostu substancje czynne, które mogą przedostawać się bezpośrednio do środowiska różnymi drogami, np. przez: zakłady produkcyjne, ścieki, odpady z gospodarstw domowych czy wysypiska śmieci. Problem dotyczy także środków weterynaryjnych, które podane zwierzęciu, są przez niego wydalane właśnie w środowisku naturalnym. Badania środowiskowe wykazały obecność różnych klas substancji leczniczych w wodach gruntowych, powierzchniowych, pitnych czy też glebie. Wśród tych substancji można znaleźć: antybiotyki, substancje przeciwgrzybicze, przeciwwirusowe, przeciwzapalne i przeciwbólowe, a także beta-blokery, leki antydepresyjne i inne.

W związku z tym ostatnimi czasy skupiono się na takiej inicjatywie jak „zielona apteka”, która obejmuje projektowanie produktów farmaceutycznych i procesów w sposób, który eliminuje lub znacznie ogranicza ich użycie, a więc działa bez szkodliwego wpływu na środowisko. Jako jeden z wielu przykładów prowadzenia bardziej „zielonych” procesów można podać syntezę pochodnych tiazolu, czyli substancji o potencjale przeciwnowotworowym, w której to opracowano nadający się do recyklingu zielony katalizator oraz rozpuszczalnik wielokrotnego użytku. Samą syntezę prowadzi się natomiast za pomocą ultradźwięków lub promieniowania mikrofalowego, a nawet zastosowano technikę niewymagającą rozpuszczalników organicznych, które bardzo często stanowią zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzi. Zsyntetyzowane pochodne tiazolu wykazały godny pochwały potencjał przeciwnowotworowy, a badania nad ich działaniem w organizmie mogą pomóc w przyjęciu takich łagodnych dla środowiska metod w celu opracowania silnych środków terapeutycznych. Kolejnym przykładem może być zastosowanie kwasu glukonowego, który jest nietoksyczną, nielotną, niekorozyjną i łatwo biodegradowalną substancją chemiczną, którą można wytwarzać np. z biomasy. Kwas ten, dobrze rozpuszczalny w wodzie, może tworzyć stężone roztwory wodne, a jego 50% wodny roztwór znalazł zastosowanie jako medium katalityczne w syntezie organicznej. W przypadku niektórych reakcji jego wodne roztwory są skuteczniejsze niż konwencjonalne czy inne „zielone” rozpuszczalniki stosowane jako media do syntezy organicznej. Co ciekawe, sam kwas glukonowy jest wykorzystywany przy leczeniu alergii i niedoborów niektórych pierwiastków w organizmie.

Oczywiście środki farmaceutyczne są niezbędne w leczeniu wielu chorób, w tym chorób ciężkich i przewlekłych, jednak coraz ważniejszą kwestią powinna stawać się ich bardziej „zielona” synteza. Istotnym wydaje się zatem np. włączenie „zielonych” praktyk do programu nauczania farmacji. Zapewni to przyszłym farmaceutom umiejętności i kompetencje wymagane w miejscu pracy w celu zmniejszenia wpływu procesów i leków na środowisko, a obecność personelu farmaceutycznego, który jest bardziej świadomy ochrony środowiska, prowadzi do znacznego ograniczenia negatywnego wpływu leków na środowisko, a pośrednio – zmiany klimatyczne. I właśnie przez ostatnią dekadę przemysł farmaceutyczny skupił się na tworzeniu bardziej „zielonych” rozwiązań i syntezy. Cel ten musi być jednak dalej podtrzymywany, a do najważniejszych działań, według literatury, powinny należeć m.in.:

* rozwój procesów wykorzystujących wodę, ciecze jonowe lub bezrozpuszczalnikowych,

* stosowanie katalizatorów ekologicznych,

* rozwój procesów ciągłych,

* kontrola i zwiększenie wydajności procesów farmaceutycznych.

Używane mogą także być tłuszcze pochodzenia naturalnego, a także techniki z zastosowaniem promieniowania UV czy fotochemii, która zastępuje użycie toksycznych metali i innych reagentów w procesach syntezy. Badania nad nowymi procesami wymagają też współpracy multidyscyplinarnych zespołów i oczywiście inwestycji w badania i rozwój, zwłaszcza pod kątem wpływu zmiany warunków syntezy np. na samo działanie produktu. Jedną z najbardziej istotnych kwestii jest przemyślana droga leku – od syntezy, po wejście na rynek. Szczególną rolę w projektowaniu tego typu rozwiązań należy przypisać chemii obliczeniowej czy programom z użyciem AI.

Zielona chemia

Termin „zielona chemia” został wprowadzony przez Paula Anastasa, który zdefiniował popularnych 12 zasad stosowania tej filozofii. Jest ona szczególnie ważna ze względu na fakt, że wiąże się z takim projektowaniem procesów, aby ograniczyć negatywny ich wpływ na środowisko poprzez np. zapobieganie powstawaniu szkodliwych substancji i odpadów, minimalizację zużycia substancji toksycznych i niebezpiecznych, wykorzystanie surowców ze źródeł odnawialnych czy też stosowanie „zielonych”, czyli bardziej ekologicznych, rozpuszczalników oraz selektywnych katalizatorów. Systemy oparte na zielonej chemii zapewniają ochronę środowiska, a także łagodne, łatwe i energooszczędne procesy wykorzystujące ekologiczne rozpuszczalniki i „zielone” katalizatory organiczne do syntezy wielu związków chemicznych.

Podsumowując powyższy artykuł, można stwierdzić, że przyłączanie się kolejnych firm do tworzenia procesów zgodnych z zasadami zrównoważonego rozwoju czy zielonej chemii może znacznie wpłynąć na poprawę stanu naszej planety. Nawet te z pozoru mniej ważne czynności, jak segregacja odpadów, mogą okazać się niezwykle ważne w zapobieganiu zmianom klimatycznym. Pocieszający jest fakt, że pojawia się coraz więcej inicjatyw, przepisów i paneli edukacyjnych, w których mówi się o istocie wprowadzania innych dróg syntezy czy bardziej „zielonych” metodach produkcji. Nie należy jednak zapominać, że wciąż jest bardzo dużo do zrobienia, a plany na najbliższe lata są niezwykle ambitne. Niech to nie zniechęca wszystkich nas do budowania bardziej zrównoważonej przyszłości.