Biologie ryb - Vliv chemického znečištění

19.2.2018 - Tomáš Lotocki

V minulém článku našeho seriálu jsme se věnovali činnosti endokrinního systému a také tématu znečištění volných vod hormonálními látkami, na němž se v nejvyšší míře podílí užívání steroidních léčiv, zejména hormonální antikoncepce. Řekli jsme si, že některé metabolity přítomné v antikoncepčních pilulkách patří do skupiny tzv. endokrinních disruptorů (tj. hormonálních rozvracečů), což jsou syntetické nebo přirozeně se vyskytující chemikálie, které již v minimálním množství ovlivňují rovnováhu normálních hormonálních funkcí u živých organizmů. Na několika odstrašujících příkladech jsme si ukázali, jak tyto chemické látky mohou zcela rozvrátit činnost endokrinní soustavy, což může vést k neplodnosti, změnám pohlaví a postupnému kolapsu celých populací ryb.

Antikoncepční pilulky ale nejsou rozhodně jedinými farmaky, která mohou ovlivňovat zdraví a chování ryb. Než si však představíme další farmaceutické výrobky, které mohou pro vodní ekosystém představovat potenciální riziko, zaměřme se obecně na téma chemického znečištění vodního ekosystému a jeho vlivu na zdraví ryb a řekněme si, jak významně se proměnil charakter znečištění za uplynulých několik desítek let.

Chemické znečištění vod

Znečištění vodního prostředí různými cizorodými látkami je významným faktorem ovlivňujícím zdravotní stav ryb, jejich reprodukci, způsob života a pochopitelně i kvalitu jejich masa. V důsledku rozvoje průmyslové činnosti v 19. a zejména pak ve 20. století došlo k dramatickému zvýšení množství chemických látek kontaminujících životní prostředí. V současné době se běžně používá téměř 100 000 chemických sloučenin. Tyto látky se různými cestami dostávají do prostředí a ovlivňují život organizmů, včetně člověka. Jejich negativní vliv je však velmi složité a často i nemožné jednoznačně prokázat – na organizmy totiž nepůsobí jednotlivé kontaminanty samostatně, ale v různorodých směsích, v nichž se v přírodě vyskytují.

V minulosti se na znečišťování vod v nejvyšší míře podílela intenzivní průmyslová a zemědělská výroba. Mezi nejvýznamnější látky průmyslového původu patřily toxické kovy (např. rtuť, kadmium či olovo) a organochlorované sloučeniny (např. polychlorované bifenyly – PCB, hexachlorbenzen – HCB či dioxiny). Tyto látky dělaly z některých toků doslova mrtvé vody a i tam, kde ryby přežívaly, byly většinou pro člověka nepoživatelné. Situace se naštěstí po zavedení dokonalejších čistírenských technologií a zákazu výroby i používání řady nebezpečných látek výrazně zlepšila a průmyslová výroba už naše životní prostředí tolik nezatěžuje.

Zemědělství se na znečišťování vodního prostředí podílelo nadměrným využíváním průmyslových hnojiv a perzistentních pesticidů, které dlouho zůstávají v prostředí (např. hexachlorcyklohexan – HCH, dichlordifenyltrichloretan – DDT). V souvislosti se změnami technologií zemědělské výroby a používáním rychleji odbouratelných pesticidů došlo i v této oblasti za poslední čtvrtstoletí ke zlepšení situace a přísun škodlivin do volných vod už není tak významný.

V dnešní době se tak stávají hlavním zdrojem znečištění odpadní komunální vody. Díky výstavbě čistíren se sice výrazně zlepšila kvalita vody na většině našich toků, a to především z hlediska zatížení organickými látkami a nutrienty – např. fekáliemi a odpady z potravinářského průmyslu a živočišné výroby, méně pozitivních změn však proběhlo v oblasti přísunu cizorodých chemických sloučenin do volných vod. Člověk se ve svém běžném životě obklopuje stále novými chemikáliemi, které mohou negativně ovlivňovat nejen jeho zdraví, ale i celé ekosystémy, do nichž se tyto látky následně dostávají. Za nejvýznamnější se v tomto ohledu dnes považují především farmaka a chemické látky pro osobní potřebu člověka.

Nebezpečí farmak

Není žádným tajemstvím, že farmaceutický průmysl dnes zažívá, aspoň v našem civilizačním okruhu, doslova zlatý věk. Souvisí to s demografickými změnami ve společnosti, zvyšující se průměrnou délkou dožití i celkovou změnou našeho životního stylu. Farmaka jsou přitom biologicky vysoce účinné látky, které působí na organizmy již ve velmi nízkých koncentracích. A podobně jako steroidní léčiva si i ostatní farmaka po průchodu naším organizmem a vyloučení močí do odpadních vod zachovávají do určité míry svoje účinky, kterými mohou ovlivňovat vodní faunu.

Velmi zajímavou studii uveřejnila v nedávné minulosti skupina švédských vědců. Prováděli výzkum na populaci okounů z řeky Fyris protékající švédským městem Uppsala. Cílem výzkumu bylo zjistit, do jaké míry ovlivňuje přítomnost reziduí farmak ve vodě život a chování těchto dravých ryb. Výzkum se přitom zaměřil na běžně používané léčivo, u nás známé pod názvem oxazepam.

Okouni na oxazepamu

Oxazepam je lék patřící do skupiny benzodiazepinů. Je široce používaný od 60. let 20. století na léčení různých potíží – především se užívá pro zmírnění nervozity, napětí, úzkosti a neklidu, u duševních depresí se zvýšenou dráždivostí, u nespavosti provázené úzkostí a ke zmírňování příznaků při odvykací kúře pro alkoholiky. K jeho oblibě přispěly i relativně slabé nežádoucí účinky. Výzkum účinků oxazepamu na chování okounů byl prováděn, jak už bylo řečeno, na malé říčce Fyris (Fyrisån) protékající městečkem Uppsala. Uppsala má velmi bohatou historii – jedná se o starověké sídlo Vikingů, v němž bojechtiví Skandinávci žili své neklidné životy a spřádali plány na další dobyvačné výpravy.

Dnes se však jedná o poklidné švédské univerzitní město se zhruba 150 tisíci obyvateli, bez průmyslu a chemických továren, které je navíc vybaveno nejmodernějšími čisticími technologiemi. Za veškerými koncentracemi látek oxazepamu ve vodě lze vidět pouze užívání tohoto léku místními obyvateli. Nedá se předpokládat, že by Švédové byli oproti jiným národům nějakými přehnanými farmakofily (odmyslíme-li ovšem jistou náchylnost studující mládeže ke konzumaci různých „oblbováků“, zejména ve zkouškovém období…), a tak lze usuzovat, že znečištění říčky Fyris farmaky bude zhruba odpovídat hodnotám, které budou pravděpodobně naměřeny i v jiných řekách protékajících středně velkými městy. Výsledek výzkumu je velmi zajímavý.

Prokázalo se, že u ryb vystavených reálným koncentracím těchto látek ve vodě dochází k viditelným změnám v jejich chování. Okouni ztráceli přirozenou plachost a ostražitost, zvyšovala se jejich dravost a agresivita a z hejnových ryb se stávali individualisté lovící na vlastní pěst, pohrdající nebezpečím a postrádající přirozený pud sebezáchovného jednání. Důvodem je nejspíše skutečnost, že droga působí v rybím mozku na stejné receptory jako v mozku lidském a ovlivňuje tak limbický systém. I proto si v příbalovém letáku můžeme přečíst, že oxazepam nepříznivě ovlivňuje činnost vyžadující zvýšenou pozornost, motorickou koordinaci a rychlé rozhodování, např. řízení motorových vozidel. U okounů byla kromě výše zmíněného „asociálního“ chování pozorována i zvýšená žravost.

Na první pohled jsou tyto skutečnosti varující. Ochrana před nebezpečím je jednou ze základních biologických potřeb každého organizmu a jedinec, u nějž je sebezáchovné jednání potlačeno, si zcela jistě zadělává na problémy. U tvorů žijících nebo i lovících pospolitě, jako jsou hejnové ryby, se jakýkoli nepřirozený projev individualizmu může jevit jako velmi riskantní.

Švédským vědcům však tato zjištění nestačila a rozhodli se s oxazepamem nadále experimentovat. A další výzkum ukázal ještě podivuhodnější souvislosti. Vědci se tentokrát zaměřili na vliv farmak na embryonální vývoj ryb a život v nejranějších stádiích těsně po vykulení. Okouním jikrám těsně před vykulením byla do vody po tři dny „servírována“ uklidňující substance z oxazepamu. Po vykulení byly rybky krmeny stejně jako v přirozeném prostředí a zkoumalo se, zda a jaký vliv měla „oxazepamová lázeň“, jíž byly rybky vystaveny. Výsledek experimentu byl překvapující. Nejenže se neprokázal žádný negativní vliv na embryonální vývoj ryb, ale naopak byla zaznamenána nižší úmrtnost než v kontrolní skupině, která „lázeň“ neabsolvovala. Okounci z ošetřených jiker byli ihned po vykulení mnohem aktivnější a žravější, což se pochopitelně projevilo i v jejich zvýšených vyhlídkách na přežití.

Posléze byl celý experiment zopakován, tentokrát ovšem na dospělých okounech. Vědci v přirozeném prostředí odchytili dvouleté ryby, které vysadili do 600litrové nádrže a rovněž je obšťastnili koupelí v oxazepamu. Okouni byli poté dvakrát denně krmeni přirozenou potravou. I u těchto dospělých ryb ošetřených oxazepamem byla prokázána nižší úmrtnost, větší žravost a s ní spojené zvýšené přírůstky a celkově tedy větší šance na přežití.

Suma sumárum jsou výsledky této série výzkumů poněkud ambivalentní. Prokázalo se, že znečištění vod rezidui farmak má vliv na život a chování ryb. Některé změny v jejich životních projevech, které byly pozorovány, můžeme označit za riskantní. Na druhou stranu byl prokázán i příznivý vliv některých těchto látek – nedobrovolná léčba lidským „uspávadlem“ zvýšila šance na přežití u juvenilních i dospělých jedinců okouna.

V této souvislosti se jistě nabízí otázka, zda přítomnost těchto látek nemůže mít vliv i na nás – zda je tedy bezpečné pít vodu, v níž jsou přítomna rezidua farmak, či konzumovat ryby ze znečištěných vod. V tomto směru však můžeme být zcela klidní. Látky se v pitné vodě či v tělech kontaminovaných organizmů vyskytují v natolik mizivém množství, že naše zdraví nemohou nikterak ovlivnit. Můžeme si to demonstrovat na zcela konkrétním případu: při necelých dvou mikrogramech oxazepamu na litr vody (což může být reálná úroveň znečištění městské řeky) se v rybím mase kumuluje tolik účinné látky, že abychom do sebe dostali množství odpovídající jedné tabletě, museli bychom kontaminovaných ryb spořádat na čtyři tuny.

Závěrem

Je zjevné, že chemické znečištění vod představuje i nadále vážné riziko pro celý vodní ekosystém. Ukazuje se zároveň, že svým chováním a běžnými životními projevy ovlivňujeme své okolí více, než se nám na první pohled jeví. I stále se zvyšující množství léků, které zkonzumujeme, má vliv na životní prostředí a podílí se na procesech ve vodním ekosystému. Na druhou stranu se neprokázalo, že by užívání farmak, jako jsou antibiotika nebo antidepresiva, mělo fatálně negativní vliv na život ryb a vodních organizmů. Za největší riziko tohoto typu lze určitě nadále považovat hormonální znečištění vod (především steroidními léčivy), které má prokazatelně devastující vliv na činnost endokrinního systému ryb.

U jiných farmak se naopak zdá, že stejně jako mohou léčivé účinky těchto přípravků pomoct nám, mohou být zřejmě do určité míry prospěšné i rybám. Zde bychom však měli být určitě opatrní a nedělat z jednoho výzkumu (i když velmi zajímavého) žádné dalekosáhlé závěry. Proto rada na závěr zní: pokud budete mít při přívlači na své oblíbené řece pocit, že okouni nejsou příliš hladoví a smáčka neatakují dostatečně agresivně, raději zkuste vyměnit nástrahu než si nechat u svého praktického lékaře předepsat krabičku oxazepamu.

Text: Tomáš Lotocki
Foto: autor, Milan Rozsypal