Nebenwirkungen für die Umwelt

Arzneimittel sind (lebens)wichtig. Ein hoher und teilweise unkritischer Verbrauch führt allerdings dazu, dass schädliche und oft schwer abbaubare Rückstände in die Umwelt gelangen. Das Problem wird sich angesichts eines steigenden Arzneimittelverbrauchs in Zukunft vermutlich verschärfen. So wendeten Menschen allein in Deutschland nach Schätzungen des Umweltbundesamtes (UBA) 2002 noch 6200 Tonnen Humanarzneimittelwirkstoffe an. 2012 waren es bereits 8120 Tonnen, was eine Steigerung von 30 Prozent innerhalb von zehn Jahren bedeutet.

Anders als man vermuten könnte, sind es weniger falsch entsorgte Arzneimittel, die zur Umweltbelastung werden. Ein Problem ist vielmehr, dass Arzneistoffe nur zu einem geringen Teil im menschlichen oder tierischen Organismus verbleiben. Ein Großteil wird unverändert oder in Form von Stoffwechselprodukten wieder ausgeschieden. Das ist sogar zum Teil gewollt. Arzneimittel mit guter »Persistenz«, die also lange auch bei widrigen Umständen überdauern, erscheinen aus therapeutischer Sicht erstrebenswert. Das Ziel sind möglichst stabile Wirkstoffe, die im Körper nicht frühzeitig abgebaut werden und in wirksamer Form den Ort erreichen, an dem ihr Effekt gewünscht ist. Tabletten mit einem magensaftresistenten Aufbau ermöglichen es zum Beispiel, dass Wirkstoffe, die durch den Magensaft zerstört oder inaktiviert würden, unbeschadet in den Dünndarm gelangen. Dort wird oft nur ein kleiner Teil in den Blutkreislauf aufgenommen, der Rest unverändert ausgeschieden.

Zweischneidig ist auch, dass gerade neuere Arzneimittel oft so entwickelt werden, dass der Patient sie möglichst selten einnehmen muss. Das verbessert zwar die Adhärenz, die erhöhte chemische Stabilität kann aber auch eine längere Verweildauer in der Umwelt bedeuten.

Bei Tierarzneimitteln ist vor allem der Einsatz in der Massentierhaltung kritisch. Dort werden Tierarzneimittel in oft großen Mengen verabreicht und gelangen über die Gülle direkt auf die Felder. Dort reichern sich Arzneimittelrückstände mit einer hohen Sorptionsaffinität wie Tetracycline hauptsächlich im Boden an oder werden durch Erosionsprozesse in Oberflächengewässer ausgetragen. Stoffe mit einer niedrigen Sorptionsaffinität wie Sulfonamide gelangen hingegen vermehrt ins Grundwasser. Einmal in die Umwelt und den Wasserkreislauf eingebracht, kommen die Rückstände irgendwann über Nahrungsmittel oder direkt über das Trinkwasser zurück zum Menschen.

Kläranlagen können Medikamente nur eingeschränkt aus dem Wasser herausfiltern. Viele Wirkstoffe sind wasserlöslich oder werden durch die Verstoffwechselung in wasserlöslicher Form ausgeschieden. Sie entgehen der üblichen dreistufigen, nämlich mechanischen, biologischen und chemischen Reinigung. Die Anlagen sind bislang nicht darauf ausgelegt, komplexe Arzneistoffmoleküle zu zerlegen beziehungsweise zu entfernen. Entsprechend sind die Wirkstoffrückstände im Ablauf von Kläranlagen besonders hoch. Über Klärschlämme gelangen die Verunreinigungen auch direkt auf landwirtschaftliche Böden und damit potenziell auch in den Nahrungsmittelkreislauf.

Eine flächendeckende Aufrüstung der Kläranlagen ist vermutlich auch nicht unbedingt erforderlich. Ein erster Schritt wäre schon, dort anzusetzen, wo größere Mengen Arzneistoffe ins Abwasser gelangen, etwa in der Nähe von Krankenhäusern oder Altenheimen.

Arzneimittelrückstände in der aquatischen Umwelt im Konzentrationsbereich Mikrogramm pro Liter (µg/l) zählen wie Spuren von Bioziden, Pflanzenschutzmitteln, Industriechemikalien oder Körperpflege- und Waschmitteln zur Gruppe der Spuren(schad-)stoffe oder Mikroverunreinigungen. Eine flächendecke Überwachung der Arzneimittelrückstände ist in Deutschland bislang nicht etabliert.

Es liegen allenfalls Ergebnisse aus Stichproben vor. Wissenschaftler konnten nach Informationen des UBA dabei in Deutschland mindestens 269 verschiedene Arzneistoffe, deren Metabolite oder Transformationsprodukte in der Umwelt nachweisen. Am häufigsten beziehungsweise in den höchsten Konzentrationen fanden sie Antiepileptika, Analgetika, Antibiotika, Diuretika, Antidiabetika sowie Betablocker und iodierte Röntgenkontrastmittel. Die Konzentrationen lagen meist im Bereich von 0,1 bis 1 µg/l.

Für den Menschen entstehen aus Arzneimittelrückständen in Umwelt und (Trink-)wasser bislang vermutlich keine ernsthaften Gesundheitsgefahren. Die Konzentrationen sind so niedrig, dass sie unterhalb der arzneilich wirksamen Schwelle liegen. Unklar ist aber, wie sich eine lebenslange Belastung mit diesen winzigen Rückstandsmengen auswirkt und welche Auswirkungen sie auf Risikogruppen wie Säuglinge, Kleinkinder oder ältere Menschen haben. Zudem ist der Effekt von möglichen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Wirkstoffen ungewiss.

Auch über die Konsequenzen für die Umwelt ist noch zu wenig bekannt. Wie wirkt es sich auf Pflanzen und Tiere aus, wenn sie über das Wasser dauerhaft Spuren von Medikamenten aufnehmen? Welche Folgen haben wirksame Metabolite und akkumulierte Wirkstoffe sowie deren Mischungen (Cocktaileffekt)? Auch eine mögliche Weitergabe in der Nahrungskette ist zu beachten.

Diclofenac gelangt aber nicht nur über Tierarzneimittel in die Umwelt. Der Mensch scheidet über die Hälfte des Wirkstoffes unverändert aus. Aus ökologischer Sicht besonders ungünstig sind die bei vielen Patienten beliebten Diclofenac-Gele. Nur ein geringer Prozentsatz wird über die Haut aufgenommen, der Rest wird abgewaschen und gelangt ins Abwasser.

Auch bei anderen Wirkstoffen gibt es Hinweise auf ökologische Folgen. Das synthetische Ethinylestradiol aus der Antibabypille kann in Gewässern männliche Fische verweiblichen lassen. Bei Antibiotika wird befürchtet, dass Bakterien schneller Resistenzen bilden, wenn sie in der Umwelt den Stoffen ausgesetzt sind. Die Wirkstoffe können zudem bei Pflanzen, Plankton, Grünalgen und Cyanobakterien das Wachstum hemmen. Psychopharmaka können in Versuchen Verhaltensänderungen bei Amphibien auslösen. Das orale Antidiabetikum Metformin zählt zu den weltweit am häufigsten verschriebenen Arzneimitteln und wird zunehmend in bedeutenden Konzentrationen in Gewässern nachgewiesen. Es greift bei Fischen und Säugetieren nicht nur in den Zuckerstoffwechsel ein. Auch Einflüsse auf die endokrine Regulation und den Steroidmetabolismus wurden beobachtet.

Einmal in die Umwelt eingebrachte Wirkstoffe und ihre potenziell wirksamen Abbauprodukte wieder vollständig zu entfernen, ist vermutlich kaum möglich. Vielmehr ist es anzustreben, dass der Eintrag aus unterschiedlichen Quellen von vorneherein reduziert wird. Hierzu kann auch die pharmazeutische Industrie beitragen. Bestenfalls spielt der ökologische Fußabdruck von Wirkstoffen schon bei der Entwicklung eine Rolle. Bereits seit 2006 müssen Antragsteller bei der Zulassung eines neuen Arzneimittels eine Umweltrisikobewertung (Environmental Risk Assessment (ERA)) durchführen.

»Ausschlaggebend dafür, ob eine Zulassung erteilt wird, sind aber nach wie vor Wirksamkeit, Verträglichkeit und Qualität des Arzneimittels«, erklärt Kroth vom BAH. »Der vordergründige Zweck eines Arzneimittels ist es ja auch nicht, möglichst umweltverträglich zu sein, sondern die Gesundheit zu erhalten beziehungsweise zu verbessern und Leiden zu verringern.«

Auch eine ausreichende Stabilität sowie eine gute Handhabbarkeit sind essenziell für die Zweckerfüllung eines Arzneimittels, da nur dann ausreichend Wirkstoff im Körper überhaupt ankommt und nur ein gut handhabbares Arzneimittel von der Mehrheit der Patienten auch richtig angewendet wird. Eine zu komplexe Anwendung gefährdet die Adhärenz und den Therapierfolg.

Zu einer Lösung des Zielkonflikts »wirksam, verträglich und ökologisch unbedenklich« könnte in bestimmten Fällen das Konzept »Benign by Design«, also das gezielte Design chemischer Stoffe mit günstigen Eigenschaften, beitragen. Wissenschaftler könnten dabei von einer Leitstruktur ausgehen und diese so lange modifizieren, bis bei gleichbleibender oder verbesserter Wirksamkeit die Abbaubarkeit und Umweltverträglichkeit optimiert werden.

Eine an sich bereits meist umweltverträgliche Alternative sind die biologisch gut abbaubaren und zugleich hochwirksamen Biopharmazeutika auf Proteinbasis. Auch die zunehmende Anzahl an Biosimilars, also Nachbildungen biopharmazeutischer Originalmedikamente, ist aus ökologischer Sicht zu begrüßen. Ob jedoch im Einzelfall auch die gesamte Liefer- und Herstellungskette mit allen beteiligten Akteuren nachhaltig ist, lässt sich pauschal nicht beurteilen.

Zu mehr Schutz von Umwelt und Trinkwasser kann letzten Endes auch jeder einzelne Patient und Verbraucher beitragen. Bei vielen Erkrankungen gibt es effektive Präventionsmethoden wie Impfungen oder die Teilnahme an Vorsorgeuntersuchungen. Wenn Krankheiten gar nicht erst entstehen oder früh erkannt werden, sinkt der Bedarf an mitunter lebenslang einzunehmenden Arzneimitteln.

Eine ausgewogene Ernährung, ein gesundes Körpergewicht, ausreichend Bewegung, ein gutes Stressmanagement und Hygienemaßnahmen helfen weiterhin, gesund zu bleiben. Wer Arzneimittel einnehmen muss, macht das am besten genau nach Angaben des Arztes oder Apothekenteams, da dann der Behandlungserfolg am größten ist. In einigen Fällen ist auch nicht unbedingt eine Pharmakotherapie erforderlich. Nicht medikamentöse Methoden können gerade bei leichten akuten Beschwerden sowie bei einigen chronischen Erkrankungen ebenfalls einen Therapieerfolg beziehungsweise eine Besserung herbeiführen und dazu beitragen, umweltbelastende Arzneimittel zu sparen. Apotheker und PTA beraten gerne, bei welchen Beschwerden bestimmte Arzneimittel jedoch notwendig und manchmal auch unverzichtbar sind. Bei OTC-Medikamenten ist es nicht nur aus ökologischer Sicht sinnvoll, Patienten darauf hinzuweisen, immer die richtige Dosis einzusetzen und die Mittel nicht länger und häufiger als notwendig anzuwenden.

In Schweden geht man noch einen Schritt weiter: Ärzte sollen Arzneimittel nicht nur nach ihrer Wirksamkeit auswählen, sondern auch nach ihrer ökologischen Toxizität (siehe auch Kasten). Dieses schwedische Modell ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn mehrere therapeutisch gleichwertige Alternativen zur Verfügung stehen und der Behandlungserfolg durch die umweltverträglichere Wahl nicht gefährdet wird.

Patienten können auch bei der Anwendung ihrer Arzneimittel dazu beitragen, mögliche ökologische Auswirkungen zu reduzieren. »Wer Schmerzsalben etwa mit Diclofenac aufträgt, säubert sich die Hände danach am besten zunächst grob mit einem Papierhandtuch anstelle sie mit fließendem Wasser zu reinigen«, sagt Kroth (siehe auch Kasten). Leere Arzneimittelflaschen werfen Patienten der Umwelt zuliebe direkt weg. »Beim Ausspülen mit Wasser gelangen sonst Arzneimittelreste ins Abwasser«, erklärt der Geschäftsführer Wissenschaft vom BAH.

Abzuraten ist davon, verschriebene Arzneimittel etwa Antibiotika an andere Menschen weiterzugeben anstatt sie zu entsorgen, wenn man sie selbst nicht mehr braucht. Abgelaufene Arzneimittel dürfen grundsätzlich nicht mehr verwendet werden. Anders als bei Lebensmitteln handelt es sich nicht um ein Mindesthaltbarkeitsdatum, sondern um eine Angabe, bis wann der Hersteller bei fachgerechter Lagerung dafür garantiert, dass Wirksamkeit, Unbedenklichkeit und Qualität des Mittels gewährleistet sind. »Wer nicht mehr benötigte oder verfallene Arzneimittel verantwortlich entsorgt, trägt damit auch ein großes Stück zum Umweltschutz bei«, sagt Dr. Dennis Stern, Referent Nachhaltigkeit & Umwelt vom BAH, gegenüber PTA-Forum. Viele Apotheken nehmen als Serviceleistung Altmedikamente entgegen und beraten, wie Patienten diese selbst entsorgen können.

Die Entsorgung von Arzneimitteln ist in Deutschland nicht bundeseinheitlich geregelt. Was in den einzelnen Städten und Gemeinden gilt, lässt sich über die Internetseite www.arzneimittelentsorgung.de oder durch Nachfrage beim lokalen Müllentsorgungsunternehmen ermitteln. In den meisten Bezirken können Patienten Altmedikamente über den Hausmüll loswerden. Tabletten und Kapseln drücken Patienten davor am besten aus den Blistern heraus und wickeln sie in Zeitungspapier ein. Bei (Matrix-)Pflastern ist es wichtig, diese vor dem Entsorgen zu zerschneiden. Flüssige Arzneimittelreste können Verbraucher mit aufsaugenden Materialien aufnehmen oder in der fest verschlossenen Flasche in den Restmüll geben. Der Abfall wird dann verbrannt, sodass keine Arzneimittel-Rückstände in die Umwelt gelangen können.

In anderen Kommunen wird der Müll mechanisch-biologisch vorbehandelt und anschließend auf Deponien abgelagert. Anders als bei der Verbrennung werden die Arzneiwirkstoffe dabei nicht vollständig zerstört oder inaktiviert. In diesen Kommunen gibt es für unverbrauchte oder abgelaufene Medikamente gesonderte Entsorgungswege etwa über das Schadstoffmobil, den Recyclinghof oder die Apotheke.

Einen Entsorgungshinweis finden Patienten auch in der Gebrauchsinformation ihres Arzneimittels. Dort weisen pharmazeutische Unternehmen noch mal darauf hin, dass Arzneimittel niemals über das Abwasser etwa über die Toilette oder das Waschbecken zu entsorgen sind.