Popularny lek przeciwcukrzycowy wywołuje anomalie płciowe u ryb.

 W świetle materiału…- na co my ludzie jesteśmy narażeni ?

 

Tekst oryginalny:

28 kwietnia 2015
autor: Brian Bieńkowski

Kontakt ze związkami metforminy* będącej lekiem pierwszego rzutu w leczeniu cukrzycy typu 2, wywołuje charakterystyczną anomalię narządów płciowych oraz upośledzenie zdolności rozrodczej u samców ryb z gatunku strzebli** zamieszkujących zbiorniki wodne, do których doprowadza się ścieki z gospodarstw
domowych.

Najnowsze badania ujawniły zmiany w narządach rozrodczych u samców ryb wspomnianego gatunku narażonych na kontakt z popularnym lekiem przeciwcukrzycowym występującym powszechnie w akwenach, do których odprowadza się nieczystości z godpodarstw domowych. Zauważono, że osobniki były ogólnie mniejsze, słabsze i gorzej się romnażały.

To pierwsze tego typu badanie mające na celu ukazanie wpływu metforminy na układ hormonalny ryb, którego wyniki sugerują, że niehormonalne leki wszechobecne w akwenach, do których odprowadza się ścieki mogą być przyczyną problemów reprodukcyjnych i rozwojowych u zamieszkujących je ryb.

Metformina jest powszechnie stosowana w leczeniu insulinooporności charakterystycznej dla chorych z cukrzycą typu 2, co stanowi około 90 procent wszystkich zdiagnozowanych przypadków cukrzycy u dorosłych Amerykanów.

Naukowcy z Uniwersytetu w Wisconsin-Milwaukee obserwowali 31 młodych samców strzebli grubogłowej poddanych eksperymentowi hodowlanemu w wodzie zawierającej związki metforminy w stężeniu powszechnie spotykanym w zbiornikach, do których doprowadzane są ścieki z gospodarstw domowych.

84% wszystkich osobników (tj. 26 z 31 ryb poddanych badaniu) przejawiało anomalie w budowie narządów płciowych.

„Zazwyczaj u osobników płci żeńskiej widoczne są skupiska jajeczek, z których rozwnie się ikra, natomiast u osobników męskich dostrzegalna jest inna struktura wytwarzająca maleńkie plemniki – inaczej niż u samic” wyjaśnia prof. Rebecca Klaper adjunkt na Uniwersytecie Wisconsin w Milwaukee i główna autorka badania.

„U samców z doświadczalnej hodowli udało się zaobserwować rozwój dużych struktu żeńskich jajeczek w jądrach (ikra).” Kilka męskich osobników strzebli nie mających kontaktu z metforminą także wykazywało niewielkie nieprawidłowości w budowie narządów rozrodczych, ale skala tego zjawiska u ryb podanych eksperymentowi hodowlanemu w skażonej wodzie była, zdaniem autorki badań, nieporównanie większa. Dodatkowo zauważono, że samce oprócz zaawansowanej feminizacji były ogólnie mniejsze, a w okresie rozrodczym posiadały znacząco mniej potomstwa, co może sugerować wpływ stwierdzonej anomalii na zdolność do prawidłowego rozrodu.

Związki chemiczne z lekarstw są powszechnie obecne w ściekach odprowadzanych do rzek i jezior.

Naukowcy szacują, że w ogólnej masie ścieków metformina jest związkiem, który występuje najczęściej.

W Stanach Zjednoczonych przeszło 9% populacji choruje na cukrzycę. W latach pomiędzy 1980 a 2011 przypadki zdiagnozowanej cukrzycy zwiększyły się trzykrotnie. Zwiększona zachorowalność, to większe zużycie leków.

Najczęściej leki i ich metabolity dostają się do ścieków wraz z ekskrementmi, ale także dlatego, że niespożyte, przeterminowane leki są spuszczane w toaletach. Metformina, w przeciwieństwie do innych leków, nie podlega metabolizmowi w ludzkim organizmie i jest wydalana w niezmienionej postaci. Ostatnio ta substancja wzbudza coraz większe zainteresowanie, twierdzi Dana Kolpin hydrolog pracująca w Amerykańskim Instytucie Geologicznym w Iowa kierująca projektem badawczym dotyczącym nowopojawiających się zanieczyszczeń w środowisku naturalnym.

Odkąd metody badań czystości wody stały się bardziej zaawansowane technolgicznie metformina jest coraz częściej wykrywana. To stały trend i rozprzestrzeniający się. Naukowcy od dawna mieli obawy, że środki antykoncepcyjne i inne leki hormonalne, którymi zanieczyszczona jest woda w rzekach i jeziorach mogą mieć poważny wpływ na populację ryb i powodować rozwój cech żeńskich u samców.

W zeszłym roku, badacze z Amerykańskiego Instytutu Geologicznego poinformowali o przypadkach *** ryb posiadający wtórne cechy płciowe pośrednie pomiędzy samcem a samicą w rzece Susquehanna w Pensylwanii oraz w dorzeczach rzek stanów Delaware i Ohio, wskazując na obecne w wodzie związki estrogenów jako możliwą przyczynę problemu.

Metformina jednak nie jest lekiem hormonalnym i nie zawiera estrogenów. Została opracowana w celu zwiększenia wrażliwości insulinowej w cukrzycy typu 2.

Tymczasem, jak dowodzą badnia naukowe, okazuje się, że może wywoływać zaburzenia endokrynne, jak tradycyjne leki hormonalne. Mechanizm zaburzania równowagi hormonalnej u ryb przez metforminę nie został jeszcze do końca wyjaśniony, ale badania pokazały, że substancja modyfikuje działanie wybranych enzymów na ścieżkach hormonalnych. Wiadomo, z badań nad kręgowcami, że insulina i jej metabolizm w organizmie są powiązane z reprodukcją.

„Nie wiadomo jednak, w jaki sposób metformina może powodować zaburzenia w rozwoju komórek rozrodczych, ale bardzo nas to ciekawi i próbujemy to wyjaśnić”, powiedziała prof. Klaper.

Badaczka już wcześniej zauważyła, że metformina wywołuje pewne objawy zaburzeń hormonalnych, kiedy badała dorosłe samce ryb narażone na oddziaływanie substancji przez okres 28 dni. Jednak nie stwierdziła w tkankach badanych ryb znamion pośrednich cech płciowych. Może to oznaczać,
że opisane zmiany w narządach rozrodczych samców (feminizacja) zachodzą podczas kontaktu z metforminą w okresie rozwojowym.

Nie wiadomo, czy inne gatunki ryb zareagowałyby na kontakt z metforminą podobnie jak strzebla grubogłowa. Rozwój osobników męskich i żeńskich u ryb nie przebiega dokładnie w taki sam sposób w obrębie różnych gatunków. Prof. Klaper zamierza kontynuować badania nad strzeblą grubogłową. Chce przyjrzeć się również gatunkowi ryby Danio pręgowany****, w poszukiwaniu podobnych jak u strzebli anomalii płciowych.

W niektórych zbiornikach wodnych stwierdza się obecność innego związku chemicznego o nazwie guanidyna, pochodzącego z rozpadu metforminy, za którego powstanie odpowiedzialne są bakterie beztlenowe występujące w ściekach. Warto zbadać, czy te związki również wykazują podobne właściwości
bioaktywne jak metformina.

W lutym br Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska opublikowała listę nowych potencjalnie szkodliwych związków chemicznych obecnych w wodzie pitnej, nie objętych na razie żadnymi regulacjami, ale mogących zagrażać bezpieczeństwu wody pitnej.

Na liście znajduje się kilka substancji hormonalnych. Ale metforminy nie uwzględniono. Prof. Klaper i jej wspołpracownik Nicholas Niemuth uważają, że jest mało prawdopodobne, aby metformina znalazła się na liście jako związek powodujący zaburzenia endokrynne przy aktualnie stosowanych przez EPA***** metodach weryfikacyjnych, które opierają się na właściwości danego związku do łączenia się z receprtorami hormonów. Pod względem budowy cząsteczkowej metformina nie przypomina bowiem hormonu.

Dlatego Agencja Ochrony Środowiska powinna poszerzyć metody badawcze, sugerują naukowcy. Biorąc pod uwagę przetrwałą obecność w naturze
oraz globalny zasięg, metformina wymaga dalszych badań nad jej potencjalnie szkodliwym wpływem na środowisko oraz rozwój zwierząt i powinna znaleźć się na liście substancji o potencjalnych własciwościach zaburzających układ hormonalny.

*metformina – organiczny związek chemiczny, dimetylowa pochodna biguanidu, stosowana jakodoustny lek przeciwcukrzycowy. Jest wykorzystywany w leczeniu cukrzycy typu 2, szczególnie jeśli towarzyszy jej nadwaga lub otyłość. Metformina jest stosowana w lecznictwie od 1957 roku

**strzebla  ( [Phoxinus], rodzaj ryb z rodziny karpiowatych. Występują w rzekach i wodach stojących Europy oraz północnej i środkowej Azji i Ameryki Północnej.

*** interseks – osobnik gatunku rozdzielnopłciowego posiadający wtórne cechy płciowe pośrednie pomiędzy samcem a samicą. Nieprawidłowości różnicowania płciowego mogą wynikać z nieprawidłowości chromosomowych, rozwoju gonad, produkcji lub aktywności hormonów. Na proces rozwoju mogą mieć również wpływ czynniki środowiskowe.

****Danio pręgowany (Danio rerio) – słodkowodna ryba z rodziny karpiowatych. Danio pręgowany służy jako organizm modelowy w badaniach nad rozwojem kręgowców dzięki łatwemu rozmnażaniu i szybkiemu cyklowi życiowemu (stadium od jaja do larwy osiąga w okresie poniżej trzech dni), a dojrzałość płciową w
ciągu trzech miesięcy. Dodatkowo ciało na wczesnych etapach rozwoju jest przejrzyste, co pozwala na  obserwację narządów wewnętrznych u żywych osobników.

***** EPA – Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (Environmental Protection Agency)

Licencja: (CC BY-SA 4.0 )

Zdjęcie:Haplochromis (CC BY-SA 3.0)

Tłumaczenie, za które serdecznie dziękujemy: Agnieszka ( Lublin )

Warto przeczytać:

Jak mężczyźni pijąc wodę wodociągową ulegają zniewieścieniu?