Производство и применение фармацевтических продуктов и средств личной гигиены.

Высокая потребность в промышленных продуктах этой группы обусловила быстрое развитие химической отрасли, поставляющей их на прилавки. В области фармацевтики в очень большой степени задействованы международные связи, так как 80 % активных ингредиентов и 40 % готовых лекарств, потребляемых в США, производятся за пределами страны. Главные поставщики, удовлетворяющие сегодня потребности американского фармацевтического рынка, – Индия и Китай, на которых эта задача взвалила серьезное бремя проблем с загрязнением водной среды.

Наверное, самый поразительный пример чрезмерного сброса фармацевтических продуктов в окружающую среду – ситуация в индийском городе Патанчеру, неподалеку от Хайдарабада. Этот регион стал центром индийской фармацевтической промышленности; здесь сосредоточено более 90 заводов. Как это бывает со многими химическими процессами, увеличение производства может вести к соответствующему увеличению потерь продукта через стоки. Поэтому стоки фармацевтических предприятий вокруг Патанчеру обрабатывались перед сбросом в окружающую среду. К несчастью, очистные сооружения Patancheru Environ Tech Ltd., которые должны были удалять из воды эти химические вещества, не соответствовали задаче, и стоки фармацевтических предприятий содержали фармацевтические продукты в очень высоких концентрациях. Одиннадцать веществ, в том числе шесть антибиотиков, регулятор артериального давления, четыре блокатора рецепторов и ингибитор обратного всасывания серотонина были обнаружены в стоках в концентрации свыше микрограммов на литр. Это достаточно серьезные количества, превосходящие допустимый уровень токсичности для водных организмов. Больше всего, до 31 мг/л, в воде обнаружилось антибиотика ципрофлоксацина: эта концентрация превышала терапевтическую дозировку данного препарата! Аналогичная ситуация сложилась в Китае, где в стоках, сбрасываемых в реку, и в самой речной воде были выявлены количества антибиотика окситетрациклина до нескольких миллиграммов на литр.

Путь от производства химических составляющих до конечного продукта в домашней аптечке может быть для разных средств очень разным. Некоторые из них в своем коммерческом виде поступают в США от зарубежных производителей, а другие изготавливаются из произведенных в других странах ингредиентов. Но какими бы ни были промежуточные шаги между производителем химических веществ и потребителем, практически любой гражданин США пользуется фармацевтическими продуктами и средствами личной гигиены.

Безопасность средств личной гигиены, как и лекарств, регулируется Управлением по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами, хотя законы, относящиеся к средствам личной гигиены, менее строги, чем относящиеся к лекарствам. Закон запрещает продажу поддельных и неверно маркированных косметических товаров, но не дает Управлению полномочий требовать предпродажного одобрения ингредиентов этих средств. Единственное исключение – красители, которые должны проходить процедуру одобрения. Так что за безопасность этой продукции несет ответственность не Управление, а сами производители.

Один из печальных примеров непреднамеренной токсикации связан с некоторыми продуктами для ухода за волосами, в том числе распрямителями. Эти продукты содержат экстракты плаценты животных, которые, в свою очередь, содержат прогестерон, эстрогены и гормоны роста – биоактивные вещества. Кроме того, эти продукты обычно применяются достаточно долго. Было установлено, что гормоны роста усиливают рост волосяных фолликулов и уменьшают выпадение волос, скорее всего, благодаря стимулированию формирования новых кровеносных капилляров и последующему увеличению притока крови к волосяным луковицам. Однако эти продукты также могут негативно влиять на здоровье: ускоряют наступление менархе (первого менструального цикла) у девочек и стимулируют формирование миомы матки (доброкачественной опухоли, формирующейся из гладкой мышечной ткани, которая только в редких случаях становится злокачественной) у взрослых женщин. Наверное, самые неприятные эффекты эти средства вызывают при использовании маленькими девочками. Было установлено, что средства для ухода за волосами могут вызывать преждевременное развитие вторичных половых признаков (рост груди и появление лобковых волос) у детей уже в возрасте 14 месяцев! К счастью, при прекращении применения продукта дети возвращаются к нормальной, соответствующей возрасту, стадии развития.

Возможно, это крайний случай, но многие лекарственные и косметические средства специально разрабатываются для того, чтобы использовать биологическую активность, то есть вызывать клеточные изменения. Стероиды, антибиотики и все прочие лекарства биологически активны; они взаимодействуют со специфическими путями метаболизма и процессами, которые происходят в организме реципиента – человека или животного. Именно в этих клеточных и молекулярных изменениях и кроются проблемы: вне зависимости от того, какова цель использования средства, не все изменения оказываются благоприятными, а, кроме того, их влияние не ограничивается непосредственным потребителем продукта.

Фармацевтические продукты и средства личной гигиены в окружающей среде: непредвиденные последствия.

После приема лекарства выводятся из организма чаще всего с мочой, а средства личной гигиены обычно просто смываются. В обоих случаях они могут попадать в канализационные стоки либо в изначальной форме, либо с присоединенными группами молекул, которые улучшают их водорастворимость. Важно, что, приобретая водорастворимость, эти метаболиты вовсе не обязательно лишаются своей биологической активности; кроме того, они могут преобразовываться бактериями обратно в исходные вещества, которые оказываются в окружающей среде снова в активной форме. И здесь нам снова нужно вспомнить об исследовании Колпин и ее коллег. Обнаруженное ими повсеместное присутствие в воде компонентов лекарственных и косметических средств в сложных сочетаниях из семи и более веществ делают их важным новым классом загрязнителей.

Но существуют ли данные о том, что эти вещества вредят местной биоте? Да, такие данные есть, в частности, можно упомянуть о связи, выявленной в Азии между восточным бенгальским грифом (Gyps bengalensis), домашним скотом и противовоспалительным средством диклофенаком.

Грифы – падальщики, питающиеся трупами животных. Когда-то бенгальские грифы были самыми многочисленными хищными птицами в мире, во многом благодаря их тесным отношениям с человеком и его домашним скотом. В Индии крупный рогатый скот традиционно используется для получения молока и как тягловая сила, но при этом коровы считаются священными животными и поэтому не забиваются на мясо. Когда одна из 500 млн голов индийского скота умирает, избавляться от трупа обычно предоставляют грифам, даже в городах[10]. В 1990-х гг. численность грифов заметно упала, и в конце концов осталось не более 5 % всей популяции.

Вскрытия недавно погибших птиц показали, что многие из них (до 85 %) умерли от острой почечной недостаточности. Затем были проведены дополнительные исследования тканей для обнаружения типичных агентов, вызывающих почечную недостаточность: кадмия, ртути и возбудителей инфекционных заболеваний, таких как птичий грипп, инфекционный бронхит и лихорадка Западного Нила. Однако ничто из этого не объясняло вымирание птиц. Поскольку основным источником пищи для грифов служат трупы домашнего скота, были опрошены ветеринары и продавцы ветеринарных препаратов, в результате чего был выявлен химический «подозреваемый» – нестероидное противовоспалительное средство диклофенак. Проверив ткани почек грифов на присутствие этого лекарства, ученые получили поразительные результаты. У всех грифов, умерших от почечной недостаточности (25 из 25) – и ни у одного из умерших по другим причинам (0 из 13), – в печени обнаружился диклофенак. Лабораторные исследования токсичности, в которых грифам давали диклофенак орально, а также скармливали ткани животных, которым давали этот же препарат, показали острую токсичность вещества.

Результаты исследования, подтвердившие токсичность диклофенака, имели значение, выходящее за границы Индии. Фармацевтическое средство, накапливающееся в тканях домашнего скота, вызвало массовую гибель хищных птиц, несмотря на то что ветеринары применяли лекарство в разумных дозах. В отличие от ситуации с гибелью белоголовых орланов из-за ДДТ в 1960–1970-х гг., диклофенак не биомагнифицировался в пищевых цепях, однако законное использование лекарства в ветеринарии привело к исчезновению жизненно важного вида из давно устоявшейся и функционирующей экосистемы.

Вымирание грифов иллюстрирует короткий и прямой путь нанесения вреда живой природе лекарственным средством. С другой стороны, исследование Колпин демонстрирует путь воздействия веществ, содержащихся в сточных водах, на водные организмы в более диффузной и менее концентрированной форме. Так будет ли такое воздействие вредно для водной фауны – в частности, для рыб?

Одна из причин дать положительный ответ – доказанное влияние на рыб низких концентраций антидепрессанта флуоксетина (также известного под торговым названием «Прозак»). Колпин с коллегами обнаружили присутствие флуоксетина лишь в одном из 84 исследованных водоемов. Он содержался в низкой концентрации, порядка 10 нанограммов на литр. Поздние исследования, проведенные в Великобритании, также выявили наличие в некоторых водоемах флуоксетина в концентрациях от 10 до 100 нг/л (частей на триллион). Может ли это вещество представлять проблему?

После публикации статьи Колпин было проведено более 30 исследований по оценке влияния флуоксетина на рыб. Хотя в большинстве работ негативный эффект был выявлен только при концентрациях вещества от 30 до 100 мг/л, некоторые ученые отметили воздействие при гораздо более низких концентрациях, сравнимых с обнаруженными Колпин в поверхностных водах. В идеале концентрация флуоксетина в водоемах должна быть нулевой, тогда все споры о критериях качества воды будут просто неактуальны. Но, к сожалению, как показали Колпин с коллегами, мы живем в эпоху, когда следы человеческой деятельности могут быть обнаружены в водоемах по всей стране и про всему миру.

Остается вопрос: какое влияние эти вещества могут оказывать на человека? Вещества, обнаруженные Колпин с коллегами в поверхностных водах, находятся в таких низких концентрациях и пути их возможного попадания в организм человека так запутаны, что оценить риск становится крайне сложно. Однако если рассматривать водных животных как современный аналог канареек в угольной шахте, то честно ли будет игнорировать влияние этих веществ на природу? В случае с присутствием фармацевтических продуктов и средств личной гигиены в окружающей среде – откуда они вряд ли исчезнут в ближайшем будущем – врагом точно оказываемся мы сами. Вещества этой группы неожиданно стали новым насущным вопросом современной токсикологии, и игнорировать его никак нельзя.