TY - UNPB

T1 - Identifizierung und Bewertung ausgewählter Arzneimittel und ihrer Metaboliten (Ab- und Umbauprodukte) im Wasserkreislauf

AU - Kümmerer, Klaus

AU - Schuster, Armin

AU - Längin, Andreas

AU - Happel, Oliver

AU - Thoma, Astrid

AU - Schneider, Klaus

AU - Hassauer, Martin

AU - Gartiser, Stefan

AU - Hafner, Christoph

PY - 2011/8/1

Y1 - 2011/8/1

N2 - Bis heute konnten zahlreiche Untersuchungen Arzneimittel in der aquatischen Umwelt nachweisen, wobei unter "Arzneimitteln" sowohl die unveränderten Wirkstoffe als auch die davon abgeleiteten Substanzen verstanden werden können. In diesem Projekt folgen wir der Nomenklatur, die alle im Arzneimittel enthaltenen Substanzen als Wirkstoffe bzw. Muttersubstanzen (MS) bezeichnet, alle innerhalb des menschli-chen Körpers gebildeten Substanzen als Metabolite (ME) und alle nachfolgend entstehenden als Transformationsprodukte (TP), wobei bakterielle TP, abiotisch entstehende TP und beispielsweise durch die Trinkwasseraufbereitung erzeugte, technische TP möglich sind.Wir haben die Frage untersucht, inwieweit aus persistierenden MS und ME bei der Trinkwasseraufbereitung durch Ozonung mutagene/gentoxische TP entstehen können.Zunächst entwickelten wir ein Verfahren zur Auswahl von potenziell problematischen MS und ME. In einem zweiten Schritt untersuchten wir ausgewählte Substanzen auf ihren biologischen Abbau, auf das Verhalten bei der Trinkwasser-Ozonung sowie nachfolgend die ozonten Ansätze nach einem zwischengeschalteten Anreicherungs-schritt (Festphasenextraktion – SPE) im Ames-Test auf mutagene Wirkungen. Nicht ozonte Abbaulösungen haben wir auch direkt im Ames-Test untersucht.Unser Auswahlverfahren nutzt im ersten Schritt die jährlich publizierte Bilanzierung auf Grundlage des in Deutschland vollständig dokumentierten Verbrauches der GKV-finanzierten und von niedergelassenen Ärzten verschriebenen Fertigarzneien. Diese Auswertung ist an den MS orientiert und deckt für die meisten Substanzen auch deren tatsächlichen Verbrauchsschwerpunkt ab. In einem Stufenprozess wählten wir aus anfänglich 706 bilanzierten MS letztlich 19 intensiv metabolisierte Substanzen aus, von denen insgesamt 36 Strukturisomere und 84 ME identifiziert wurden. Diese 120 Stoffe bewerteten wir toxikologisch und umwelthygienisch ausführlich. Grundlage waren Literaturdaten sowie QSAR-Berechnungen zur biologischen Abbaubarkeit, zur Mobilität und zur Mutagenität/Gentoxizität. Praktisch untersucht haben wir die ME 4-Acetamidoantipyrin, 4-Formylaminoantipyrin und Sulfapyridin sowie die unverändert ausgeschiedenen MS Metformin und Piracetam. Guanylharnstoff, ein kürzlich identifi-ziertes, stabiles Transformationsprodukt von Metformin haben wir ebenfalls ozont.Außer Piracetam waren alle Substanzen nur unvollständig biologisch abbaubar, was auf die Bildung abbaustabiler, bakterieller TP hinweist. Als Reinsubstanzen einge-setzt, konnten wir Metformin, Piracetam und Guanylharnstoff auch nach der Ozonung noch teilweise nachweisen. Bei Metformin und Piracetam haben wir Hinweise auf die Bildung technischer TP durch Ozonung erhalten. Die drei untersuchten ME wurden nach unseren Untersuchungen durch die Ozonung vollständig abgebaut. Mit keinem der durchgeführten Ansätze konnten wir mit unserer Methodik im Ames-Test ein eindeutig positives Ergebnis erzielen. Eignung und Leistungsfähigkeit der Methodik müssen noch weiter untersucht werden.

AB - Bis heute konnten zahlreiche Untersuchungen Arzneimittel in der aquatischen Umwelt nachweisen, wobei unter "Arzneimitteln" sowohl die unveränderten Wirkstoffe als auch die davon abgeleiteten Substanzen verstanden werden können. In diesem Projekt folgen wir der Nomenklatur, die alle im Arzneimittel enthaltenen Substanzen als Wirkstoffe bzw. Muttersubstanzen (MS) bezeichnet, alle innerhalb des menschli-chen Körpers gebildeten Substanzen als Metabolite (ME) und alle nachfolgend entstehenden als Transformationsprodukte (TP), wobei bakterielle TP, abiotisch entstehende TP und beispielsweise durch die Trinkwasseraufbereitung erzeugte, technische TP möglich sind.Wir haben die Frage untersucht, inwieweit aus persistierenden MS und ME bei der Trinkwasseraufbereitung durch Ozonung mutagene/gentoxische TP entstehen können.Zunächst entwickelten wir ein Verfahren zur Auswahl von potenziell problematischen MS und ME. In einem zweiten Schritt untersuchten wir ausgewählte Substanzen auf ihren biologischen Abbau, auf das Verhalten bei der Trinkwasser-Ozonung sowie nachfolgend die ozonten Ansätze nach einem zwischengeschalteten Anreicherungs-schritt (Festphasenextraktion – SPE) im Ames-Test auf mutagene Wirkungen. Nicht ozonte Abbaulösungen haben wir auch direkt im Ames-Test untersucht.Unser Auswahlverfahren nutzt im ersten Schritt die jährlich publizierte Bilanzierung auf Grundlage des in Deutschland vollständig dokumentierten Verbrauches der GKV-finanzierten und von niedergelassenen Ärzten verschriebenen Fertigarzneien. Diese Auswertung ist an den MS orientiert und deckt für die meisten Substanzen auch deren tatsächlichen Verbrauchsschwerpunkt ab. In einem Stufenprozess wählten wir aus anfänglich 706 bilanzierten MS letztlich 19 intensiv metabolisierte Substanzen aus, von denen insgesamt 36 Strukturisomere und 84 ME identifiziert wurden. Diese 120 Stoffe bewerteten wir toxikologisch und umwelthygienisch ausführlich. Grundlage waren Literaturdaten sowie QSAR-Berechnungen zur biologischen Abbaubarkeit, zur Mobilität und zur Mutagenität/Gentoxizität. Praktisch untersucht haben wir die ME 4-Acetamidoantipyrin, 4-Formylaminoantipyrin und Sulfapyridin sowie die unverändert ausgeschiedenen MS Metformin und Piracetam. Guanylharnstoff, ein kürzlich identifi-ziertes, stabiles Transformationsprodukt von Metformin haben wir ebenfalls ozont.Außer Piracetam waren alle Substanzen nur unvollständig biologisch abbaubar, was auf die Bildung abbaustabiler, bakterieller TP hinweist. Als Reinsubstanzen einge-setzt, konnten wir Metformin, Piracetam und Guanylharnstoff auch nach der Ozonung noch teilweise nachweisen. Bei Metformin und Piracetam haben wir Hinweise auf die Bildung technischer TP durch Ozonung erhalten. Die drei untersuchten ME wurden nach unseren Untersuchungen durch die Ozonung vollständig abgebaut. Mit keinem der durchgeführten Ansätze konnten wir mit unserer Methodik im Ames-Test ein eindeutig positives Ergebnis erzielen. Eignung und Leistungsfähigkeit der Methodik müssen noch weiter untersucht werden.

KW - Chemie

KW - Nachhaltigkeitswissenschaft

M3 - Projektberichte

T3 - Texte

BT - Identifizierung und Bewertung ausgewählter Arzneimittel und ihrer Metaboliten (Ab- und Umbauprodukte) im Wasserkreislauf

PB - Umweltbundesamt

CY - Dessau-Roßlau

ER -