Az ELKH Balatoni Limnológiai Kutatóintézet (BLKI) kutatói folyamatosan vizsgálják a felszíni vizekben – elsősorban a Balatonban és annak vízgyűjtőjében – található emberi gyógyszermaradványok vízi ökoszisztémára gyakorolt hatását. Legújabb kutatásukban azt vizsgálták, hogy a Balatonban mérhető hormonkoncentrációk hogyan hatnak a gerinctelen modellszervezetekre. A kutatás során igazolták, hogy az emberi eredetű szennyezések szintje a Balatonban és annak vízgyűjtőjében világviszonylatban mérve átlagos mértékűnek tekinthető. Bár az emberre nem jelentenek veszélyt, a környezetben mérhető hormonkoncentrációk már változásokat okoznak a gerinctelen modellszervezetekben. A vizsgálat eredményeiről szóló tanulmányokat a Pannon Egyetem és a Pécsi Tudományegyetem munkatársaival közösen az Environmental Science and Pollution Research és a Science of the Total Environment rangos nemzetközi szaklapokban publikálták.
A kutatók rávilágítanak arra, hogy már az alacsony koncentrációban (10 ng/L), de tartósan jelen lévő progesztogén hormonok is valós biológiai kockázatot jelenteknek a gerinctelen modellállatokra, és ezáltal a vízi ökoszisztémára. Ezért a felszíni vizek – kiemelten a Balaton – védelme érdekében fontosnak tartják, hogy a magasabb koncentrációjú akut szennyezések mellett a hosszú távon alacsony koncentrációban jelen lévő szennyezések vizsgálatára is figyelmet fordítsanak.
Az elmúlt évtizedekben – az orvostudomány és a biotechnológia jelentős fejlődésének köszönhetően – nagymértékben javult az emberek életminősége, és ezzel együtt növekedett az átlagos élettartam is. Mindez a gyógyszerfelhasználás mértékére is hatással van: évről évre jelentős emelkedés tapasztalható. Ezzel párhuzamosan a különböző nagyműszeres analitikai technikák érzékenysége is folyamatosan növekedett, aminek köszönhetően egyre alacsonyabb szennyezési szintek is kimutathatóvá váltak. Ez lehetővé teszi a különböző fogamzásgátlókból származó szintetikus nemi hormonok kimutatását a be- és kifolyó szennyvízből, a felszíni vizekből és akár az ivóvízből is, a néhány ng/L-es koncentrációtól gyakran a több száz ng/L-es koncentrációtartományig.
Az elmúlt években a témában publikált kutatások többsége az ösztrogén típusú (pl. 17α-etinilösztradiol, 17β-ösztradiol, ösztron) szennyezések hatásait vizsgálta. Ezzel szemben eddig viszonylag kevés adat állt rendelkezésre a progesztogének (progeszteron és szintetikus analógjai) nem célszervezeteken – pl. vízi gerinctelen és gerinces fajokon – kifejtett élettani hatásairól. Nemzetközi szakirodalmi adatok és saját kutatásaik alapján az ELKH BLKI Ökofiziológiai és Környezettoxikológiai Kutatócsoportja összefoglalta a különböző felszíni vizekben kimutatott progesztogének koncentrációértékeit (Svigruha és mtsai., 2020, lásd 1. táblázat). A kutatók megállapították többek között, hogy a progesztogénszennyezések szintje a Balatonban és annak vízgyűjtőjén világviszonylatban mérve átlagos mértékűnek tekinthető (1-50 ng/L). A koncentrációk ismeretében elvégzett ökológiai kockázatbecslések után (Molnár és mtsai., 2020) a kutatók indokoltnak tartották populáció, egyed, és molekuláris szintű vizsgálatok elvégzését is, amelyek a lehetséges hosszú távú hatásokat prognosztizálják a balatoni ökoszisztémát is jellemző gerinctelen modelleken (nagy mocsári csiga, nagy vízibolha).
A vizsgálatokban a kutatók a nagy mocsári csiga (Lymnaea stagnalis) embrióit és felnőtt egyedeit, valamint a nagy vízibolha (Daphnia magna) frissen kikelt egyedeit környezeti szempontból releváns 1 és 10 ng/L, valamint ennél magasabb (100 és 500 ng/L) koncentrációjú progesztogénhatóanyag-keverékekkel (progeszteron, levonorgesztrel, drospirenon, gestoden) kezelték 6, illetve 21 napig. A kezelések során arra keresték a választ, hogy milyen változások figyelhetők meg az állatok szaporodásában és az egyedfejlődésében, valamint milyen egyéb sejtes, molekuláris és viselkedési változások jellemzik a modellállatokat.
Az eredmények azt mutatták, hogy a hormonkezelések hatására az L. stagnalis esetében szignifikáns változások figyelhetők meg az embriók fejlődési idejében, pulzusszámában, a kapszulán belüli reszelőnyelv-öltögetések (radula) számában, a csúszó mozgások aktivitásában, továbbá a felnőtt egyedek táplálkozási és mozgási aktivitásában. A D. magna vizsgálatai során is jelentős molekuláris és sejtszintű változások mutatkoztak. A molekuláris vizsgálatok alapján a kutatók megállapították továbbá, hogy a progesztogénkeverékek valamennyi kezelési koncentrációban fokozzák a glutation S-transzferáz (GST) detoxifikáló enzim génexpresszióját, valamint a funkcióképes GST aktivitását is. A 21 napos krónikus kezelések során a 10 ng/L-es csoportban az egyedek fejlődése felgyorsult, és az első peterakás is hamarabb valósult meg, mint a kontrollcsoportban. Emellett az egy egyedre jutó maximális peteszám is nőtt az 1, illetve 10 ng/L-es kezelt csoportoknál a kontrollcsoporthoz viszonyítva.
A kutatók rávilágítanak arra, hogy mivel a földi vízkészlet nagysága állandó, a folyamatos és növekvő szennyezés következtében a nem vagy csak nehezen lebomló perzisztens mikroszennyezők koncentrációja növekedni fog a jövőben. Ma még nem ismert, hogy a sokféle gyógyszermaradvány, illetve más toxikus szerves és szervetlen vegyület egyidejű jelenléte hogyan hat egymásra, továbbá az sem, hogy ez miként érinti a természeti környezetünket, az élővilágot. Az azonban a megfigyelések alapján látható, hogy a szennyezések már környezeti koncentrációban is befolyásolhatják a vízi ökoszisztémák hosszú távú stabilitását.
Kapcsolódó publikációk:
Svigruha R, Fodor I, Győri J, Schmidt J, Padisák J, Pirger Z (2021): Effects of chronic sublethal progestogen exposure on development, reproduction, and detoxification system of water flea, Daphnia magna. Science of the Total Environment 784:147113
Svigruha, R., Fodor, I., Padisák, J., Pirger Z. (2020): Progestogen-induced alterations and their ecological relevance in different embryonic and adult behaviours of an invertebrate model species, the great pond snail (Lymnaea stagnalis). Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-020-12094-z