Vliv vybraných kardiovaskulárních léčiv nalézaných ve vodním prostředí na ryby
Abstrakt
Kardiovaskulární léčiva patří v České republice k nejvíce předepisovaným. V důsledku jejich vysoké spotřeby jsou jejich rezidua často detekována v odpadních a povrchových vodách. Verapamil, diltiazem a atenolol jsou významnými zástupci kardiovaskulárních léčiv, proto jsem se ve své dizertační práci zaměřil na studium jejich akutních i subchronických účinků na ryby, především na schopnost jejich kumulace v těle ryb, metabolizmus a biologický poločas. S cílem zlepšit metodiku posuzování histopatologických změn rybího srdce jsem vypracoval jednotný protokol pro kvantitativní hodnocení výsledků histologického vyšetření srdeční komory a koronárních cév, včetně výpočtu srdečního indexu. Kvalitní a systematická vyšetření histopatologických změn srdce jsou velmi důležitá, neboť srdce přestavuje jeden z cílů působení kardiovaskulárních léčiv a dalších chemických látek.
Verapamil, diltiazem a atenolol vyvolaly při expozici ryb vysokým koncentracím těchto látek změny, které jsou známy jako terapeutické a vedlejší účinky u lidí. Akutní expozice embryí a larev kapra obecného verapamilu v koncentraci, v níž se vyskytuje v krevní plazmě lidí léčených touto látkou, vyvolala u pokusných organizmů snížení tepové frekvence srdce. Akutní i chronická expozice kaprů této látce u nich navíc způsobila periferní otok a tvorbu krvácenin v trávicím traktu. U pstruhů duhových exponovaných diltiazemu bylo při histopatologickém vyšetření zjištěno rozšíření srdečních a jaterních cév. To znamená, že i tento prostředek má obdobný farmakologický účinek na ryby jako na lidi. Také subchronická expozice pstruha duhového atenololu v koncentraci, v níž se vyskytuje v krevní plazmě lidí léčených touto látkou, vyvolala histopatologické změny kardiovaskulárního systému.
Verapamil, diltiazem a atenolol můžeme klasifikovat jako látky s malou schopností biokoncentrace v rybách. Biokoncentrační faktor (BCF) verapamilu v homogenátech celého kapřího těla se pohyboval v rozmezí od 6,6 do 16,6. BCF diltiazemu v tkáních pstruha byl také relativně nízký (0,5 - 194), přičemž nejvyšší hodnota BCF byla prokázána u ledvin a v dalších tkáních klesala v následujícím pořadí: játra > svalovina > krevní plazma. BCF atenololu v tkáních pstruha duhového byl z testovaných látek nejnižší a pohyboval se v rozmezí 0,002 - 0,27. Nevyšší hodnoty BFC byly zjištěny v játrech, následovaly ledviny a nejnižší ve svalovině. V plasmě byla koncentrace atenololu pod mezí kvantifikace. Verapamil vykazoval delší biologický poločas u ryb (10,6 dne) než u lidí, což indikuje nízkou rychlost biotransformace anebo eliminace verapamilu u ryb. Odhadovaný biologický poločas diltiazemu v játrech (1,5 hodiny) a v ledvinách (6,2 hodiny) byl řádově shodný s hodnotou zjištěnou v krevní plazmě lidí. Biologický poločas atenololu u pstruha studován nebyl, neboť u této látky byla prokázána velmi nízká schopnost biokoncentrace.
U ryb exponovaných diltiazemu bylo pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí s vysokým rozlišením (LC/HRMS) identifikováno osm metabolitů této látky se 17 různými izoformami. Bylo zjištěno, že diltiazem v rybách podléhá biotransformaci zahrnující demethylaci, deacetylaci a hydroxylaci, což potvrzuje, že diltiazem byl v rybách metabolizován podobným způsobem jako v lidském těle, tedy převážně demethylací a deacetylací. Na druhou stranu, hydroxylace, která se na biotransformaci podílela v nejmenší míře, se jeví jako druhově specifická.
Při studiu vlivu verapamilu na raná vývojová stádia kapra obecného, která byla vystavena environmentálně relevantním koncentracím tohoto léčiva, po dobu jednoho měsíce, nebyly u pokusných organismů prokázány žádné negativní účinky. Ale u pstruha duhového, který byl vystaven po dobu 42 dnů atenololu a diltiazemu v koncentracích, které jsou detekovány v životním prostředí, byly zjištěny některé fyziologické změny. V případě atenololu se jednalo o změny hematologických a biochemických ukazatelů v krvi a u diltiazemu o změny v aktivitě antioxidačních enzymů v j