Toxikologische Untersuchungen zur Biokonzentration von Humanpharmaka und ihren Effekten auf das Immunsystem in Bachforellen (Salmo trutta f. fario)

As a consequence of its extensive use in human medicine, diclofenac may be found ubiquitously in surface waters. The continuous contamination of surface waters with diclofenac via sewage treatment plant effluents leads to chronic diclofenac exposure of aquatic organisms with concentrations ranging in the low μg/L level. As pharmaceuticals are tailored to specifically influence regulatory mechanisms, subtle effects on physiological functions can be expected even at low-levels of exposure. The present study demonstrated, that exposure of brown trout (Salmo trutta f. fario) to diclofenac concentrations that may be observed in our surface waters leads to a decrease in haematocrit levels and histopathological alterations in gills, trunk kidney and liver. Distribution kinetics with a single i.p.-injection of 14C-diclofenac demonstrated that diclofenac undergoes enterohepatic cycling in brown trout and is thus not readily excreted but may remain in the organism for an extended period of time. These findings suggest that, despite its low bioconcentration factor, diclofenac could accumulate in brown trout under a chronic exposure scenario, such as in surface waters. In vitro studies with head kidney macrophages demonstrated that diclofenac inhibits the induction of prostaglandin E2 synthesis and thus follows a similar mechanism of action as has been described for mammalian species.

Diclofenac gehört zu den am häufigsten in der aquatischen Umwelt gefundenen Pharmaka. Der konstante Eintrag von Diclofenac in Oberflächengewässer über Kläranlagen führt zu einer chronischen Exposition aquatischer Lebewesen mit Konzentrationen im niedrigen μg/L Bereich. Da Pharmaka die Eigenschaft besitzen spezifisch in bestimmte Regulationsmechanismen einzugreifen, können schon niedrige Konzentrationen zu leichten Veränderungen physiologischer Vorgänge führen. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass die Exposition von Bachforellen (Salmo trutta f. fario) mit Diclofenac-Konzentrationen im Bereich der in Oberflächengewässern vorliegenden Werte, zu verminderten Hämatokrit-Werten und histopathologischen Veränderungen in Kieme, Niere und Leber führen kann. Verteilungskinetiken mit einer einmaligen Dosis i.p.-injiziertem 14C-Diclofenac zeigten, dass Diclofenac in Fischen einen enterohepatischen Zyklus eingeht und somit nicht vollständig ausgeschieden wird. Entsprechend liegt die Vermutung nahe, dass Diclofenac unter chronischen Expositionsbedingungen in den Bachforellen akkumulieren kann. Versuche zur Hemmung der Prostaglandin E2-Synthese in Kopfniere-Makrophagen deuten darauf hin, dass Diclofenac in Bachforellen denselben Wirkmechanismus verfolgt, wie bereits für Säugetiere beschrieben.