Arzneistoffe im Abwasser

Ein Arzneistoff, der zunehmend in bedeutenden Konzentrationen in Gewässern detektiert wird, ist Metformin. Das Antidiabetikum gehört zu den weltweit am häufigsten verschriebenen Arzneimitteln. Mit zunehmendem Verbrauch steigt auch die Menge im Abwasser: zum einen der Anteil, der nach Resorption hauptsächlich renal unverändert eliminiert wird, und zum anderen der Anteil, der im Magen-Darm-Trakt nicht resorbiert und fäkal ausgeschieden wird (orale Bioverfügbarkeit 50 bis 60 Prozent).

In der Kläranlage wird Metformin teilweise von aeroben Bakterien zu ­Guanylharnstoff abgebaut. Beide Sub­stanzen, Metformin und Guanylharnstoff, können in Deutschland in vielen Oberflächengewässern und in geringen Konzentrationen auch schon im Trinkwasser nachgewiesen werden (12).

Neben der Hemmung der Glucagon-induzierten hepatischen Glucoseproduktion (13) wurden in Studien zunehmend auch Wirkungen auf hormoneller Ebene bei Fischen und Säugetieren nachgewiesen. Nach einem Jahr Inkubation mit Metformin in umweltrelevanten Konzentrationen wurden im Hoden der Amerikanischen Dickkopf­elritze (Pimephales promelas) erhöhte Transkriptionsraten für Gene zur endokrinen Regulation und zum Steroidmetabolismus gefunden. Außerdem wurden eine verstärkte Entwicklung von Intersexualität bei Männchen, eine kleinere Körpergröße der Männchen und eine verringerte Fruchtbarkeit der Fische nachgewiesen (14).

Da Metformin off-label auch beim polyzystischen Ovarsyndrom der Frau eingesetzt wird, sind weitere Unter­suchungen zum Wirkmechanismus nötig, um dessen Wirkung als endokriner Disruptor nachzuvollziehen. Erkenntnisse über den Einfluss von Metformin auf das Epigenom und damit auf die ­Genexpression könnten hierbei neue Hinweise geben (15).

Arzneistoffe, die direkte Auswirkungen auf den Menschen haben, wenn sie in die Umwelt gelangen, sind Antibiotika. In der Umwelt fördern Antibiotika die Resistenzbildung von Bakterien. Außerdem können sie das Wachstum von Pflanzen, Plankton, Grünalgen und Cyanobakterien hemmen. Infektionen mit Antibiotika-resistenten Bakterien sind heute eines der größten Gesundheitsprobleme für den Menschen. Geforscht wird beispielsweise daran, die Struktur von Fluorchinolonen so zu gestalten, dass sie im Klärwerk und in der Natur besser abgebaut werden können (16).