Gewässerökologie: Wirkstoffe von 31 000 Tonnen Altmedikamenten landen in den Gewässern

Was macht die Antibabypille im Meer?

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Den Pharmacocktail und die Risiken für die Wasserbewohner wollen Biologen des Berliner Leibniz-Instituts bewerten.

Fische leiden plötzlich an bislang unbekannten Nierenschäden; männliche Regenbogenforellen verweiblichen; Muscheln geben ihren Samen ab, bevor die Weibchen überhaupt Eizellen produziert haben, oder die Larven der Weichtiere werden viel zu früh freigesetzt. Es sind die Rückstände des Schmerzmittels Diclofenac, der Antibabypille, des Grippemittels Tamiflu und von Antidepressiva, die diese Wasserbewohner krank machen.

Jahr für Jahr landen die Wirkstoffe von 31 000 Tonnen Altmedikamenten - Asthma-Medikamente, Schmerzmittel, Lipidsenker, Beta-Blocker, Psychopharmaka, Antibiotika oder Antibabypillen - allein aus Privathaushalten trotz Kläranlagen in den Gewässern, so das Bundesumweltministerium. "Für Menschen sind die Konzentrationen wohl zu gering, um eine direkte gesundheitliche Gefahr darzustellen. Aber sie haben Folgen für die Wasserbewohner", erläutert Prof. Werner Kloas. Der Biologe vom Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) will mit seinen Kollegen in den kommenden drei Jahren "Pharmaka im aquatischen Ökosystem" (PAKT) erforschen. Das ist angesichts der Pharmacocktails, die in unseren Flüssen schwimmen, auch dringend geboten. 750 000 Euro erhalten die Wissenschaftler für dieses Mammutprojekt von der Leibniz-Gemeinschaft.

Wo immer Forscher Gewässer unter die Lupe nehmen, treffen sie auf Spuren von Arzneimitteln: ob im Po (Italien), Mississippi (USA), Ontariosee (Kanada),Tsurumi (Japan) oder im Main (Deutschland). Und auch das Trinkwasser ist nicht arzneimittelfrei. So entdeckten Wissenschaftler 2007 im Trinkwasser des Berliner Reichstages Rückstände eines Anti-Epileptikums. Den Berliner Endokrinologen überrascht das nicht. "Die Umweltforschung hat viel Geld für die Ermittlung von Stoffen ausgegeben, Tausende Messungen wurden in den vergangenen zehn Jahren durchgeführt, weit mehr als 1000 Wirkstoffe wurden inzwischen nachgewiesen, und man könnte wohl 3000 Substanzen entdecken, wenn man noch feinere Analysemethoden nutzt", sagt Werner Kloas. "Aber kein Mensch kann eine Risikobewertung durchführen." Der entscheidende Grund dafür ist, dass die bislang zugelassenen humanen Pharmazeutika gar nicht auf Umweltrisiken getestet sind und bei den Arzneimitteln, die Tieren verabreicht werden, wird nur die akute Toxizität untersucht. "Da aber alle Substanzen in den Stoffwechsel eingreifen und kranken Menschen und Tieren helfen sollen, kann es nicht verwundern, dass sie gesunden Lebewesen auch dann schaden können, wenn sie nicht akut toxisch wirken. Die möglicherweise ganz anderen biologischen Wirkungen auf Tiere und Pflanzen werden nicht überprüft. Daher weiß man nicht einmal, wie das Ökosystem beeinflusst wird, welche Lücken in der Risikobewertung bestehen", so Kloas.

Diese Wissenslücke wollen die Berliner schließen helfen. "Wir werden die Wirkung von Substanzen untersuchen, die im Mikrogramm-Bereich aus den Kläranlagen herauskommen", erläutert der Professor für Endokrinologie. Die Liste der zu untersuchenden Wirkstoffe, die die Wissenschaftler aufgestellt haben, erinnert dabei nicht unbedingt an eine durchschnittliche Hausapotheke. Denn sie umfasst das Schmerzmittel Ibuprofen, das Anti-Epileptikum Carbamazeptin, den Blutfettsenker Bezafibrat, den Betablocker Metoprolol sowie das Hormon Levonorgestrel, das in der Mini-Pille steckt. Wie diese Substanzen auf unterschiedliche Organismen wirken, wollen die Forscher an Zebrafischen und Krallenfröschen, Wasserflöhen, Zebramuscheln, Hornkraut sowie Grün- und Blaualgen testen. "Wir werden einen Test entwickeln, mit dem wir schnell erkennen können, ob die Organismen überhaupt auf die Substanzen reagieren. Wenn eine Reaktion stattfindet, werden etwa 20 bis 30 Gene aktiv. Diese für jeden Organismus charakteristischen Gene müssen wir zunächst einmal herausfiltern", sagt Kloas. "Die Gen-Expressionsanalyse wird uns dabei nicht nur eine schnelle Einschätzung erlauben, sie wird vor allem eine Menge Tierversuche sparen. Wir werden die Tiere und Pflanzen den Wirkstoffen nur dann längerfristig aussetzen, wenn wir eine Genreaktion beobachten."

Zudem werden Ökohydrologen am Tegeler See im Norden von Berlin beispielhaft erforschen, wie sich die Wirkstoffe in einem natürlichen Gewässer verteilen und Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie werden untersuchen, wie viele Wirkstoffverbindungen mit potenziell gefährlichen Folgen überhaupt entstehen könnten und wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass sich diese in der Natur anreichern. "Wenn wir unser Forschungsprojekt in drei Jahren erfolgreich abgeschlossen haben", so Kloas, "werden wir eine wichtige Lücke in der Risikoanalyse schließen und konkrete Hinweise geben können, welche Wirkstoffe aus wissenschaftlicher Sicht durch Klärverfahren aus dem Wasser entfernt werden sollten."

Ein neues Risiko für die Krallenfrösche, die bis vor 50 Jahren als Schwangerschaftstest dienten, hat Kloas bereits entdeckt. Er beobachtete, dass der Schilddrüsenhemmstoff Ethylenthiouracil (ETU) die Entwicklung bremst, sodass sich Kaulquappen nicht mehr zum Frosch entwickeln können. Dieser Stoff sollte somit bestimmt nicht in den Laich-Gewässern der Frösche verbleiben.