Világunk napról napra nagyobb mértékben fejlődik, ez hatványozottan igaz a gyógyszeriparra. Kutatók akár ebben a pillanatban is felfedezhetnek olyan molekulákat, amelyek segítséget nyújthatnak valamilyen eddig gyógyíthatatlannak hitt betegség leküzdésében. A rengeteg előállított gyógyszerrel kapcsolatban többekben felvetődhetnek a következő kérdések: Vajon milyen hatásuk van a környezetünkre? Hogyan fejtik ki hatásukat szervezetünkre? Miként próbálnak harcolni a gyárak a szennyező anyagok felhalmozódása ellen? Cikkünkben ezekre a kérdésekre keresünk választ.
Hogyan gyógyítanak minket a gyógyszerek?
A gyógyszereket hatásuk alapján három csoportba sorolhatjuk: léteznek fizikai-, fizikokémiai-, illetve tisztán kémiai reakciók révén ható készítmények. Fizikai módon hatnak például a paraffinolajok, ezek hashajtóként a bélfal súrlódását képesek csökkenteni. A hashajtók egy másik csoportjába tartoznak bizonyos sók, amelyek fizikokémiai úton képesek kifejteni hatásukat. Ilyen lehet a magnézium-szulfát, közismertebb nevén keserűsó, amely szulfátion-tartalma révén képes felgyorsítani a bél perisztaltikáját, ezáltal elősegítve a béltartalom mielőbbi távozását szervezetünkből. Léteznek továbbá olyan szerves vegyületek is, amelyek jó vízmegkötő képességük révén növelik a béltartalmat, amely szintén beindíthatja a hevesebb perisztaltikát, ezáltal pedig a gyorsabb ürülést. Remek példa erre az élelmiszeriparban is előszeretettel alkalmazott guargumi, amelyet E412-es kóddal tüntetnek fel. A hashajtókon kívül egyes gázok (például a dinitrogén-monoxid, ismertebb nevén nevetőgáz) is fizikokémiai módon fejthetik ki hatásukat [1].
A harmadik, legnépesebb csoportba tartoznak azok a gyógyszerek, amelyek kémiai reakciók segítségével hatnak. Itt jóval bonyolultabb mechanizmusok, lépések során alakul ki a kívánt hatás, így ezt a gyógyszercsoportot csak röviden tárgyaljuk. Egyszerűbb esetben a gyógyszer a problémát egy kémiai reakcióval képes semlegesíteni. Ha például túl sok gyomorsavat termel a szervezetünk, egyszerűen csak beszedünk rá valamilyen savmegkötőt, például kalcium-karbonátot, ezáltal visszaszoríthatjuk a sósavtúltermelés okozta tüneteket. Ennél jóval bonyolultabbak azok a gyógyszerek, amelyek hatóanyaga a szervezetünk egy-egy receptorához kapcsolódva fejti ki hatását.
Receptoroknak nevezzük a szervezet azon molekuláit, amelyek képesek szelektíven megkötni egy másik kis méretű molekulát, ezáltal kiváltva valamilyen válaszreakciót a szervezetből [1]. Ezeket a receptorokat úgy kell elképzelni, mint egy kulcslyukat, amelyet nyilvánvalóan nem tud minden kulcs kinyitni, csak meghatározott alakú kulcsok illeszkednek a zárba. Ezért szükséges a különféle hatóanyagok alkalmazása, mivel azok más és más receptorokhoz képesek kötődni. Ezeket a kapcsolódásokat rendkívül sok tényező befolyásolhatja, így a hatás is ezek fényében változhat.
Az egyik ilyen tényező a vegyületek térbelisége. A legtöbb vegyületet térben kell elképzelni. Egy-egy azonos atomokból álló molekulának több térbeli változata is létezhet. Ennek akkor van jelentősége, ha a különböző térbeli elrendeződésű vegyületek (például tükörképi párok) különböző hatásúak. Tehát egy hatóanyag engedélyeztetése előtt arra is figyelni kell, hogy pontosan melyik térbeli vegyülettel van dolguk a kutatóknak. Ezeket pedig a legtöbb esetben tehát meg kell különböztetni egymástól.
Erre egy súlyos eset, az úgynevezett Contergan-botrány hívta fel a figyelmet az 1950-es évek végén. Ezt a nyugtatót 1957-ben Nyugat-Németországban hozták forgalomba kismamák részére. Az évek során azonban egyre több kisbaba született végtagfejlődési rendellenességgel azon anyáktól, akik a szert szedték, míg végül 1961-ben be is tiltották. Később felfedezték, hogy az egyik vegyület a megfelelő nyugtató hatást váltotta ki, viszont egy másik, ugyanolyan összetételű, de más térbeli elrendeződésű vegyület magzatkárosító hatású volt. Részben az ilyen tragédiák is vezettek a modern gyógyszerek előállításának rendkívül szigorú szabályozásához és ellenőrzéséhez [1].
A gyógyszer és hulladéka
Ahogy erre cikkünk előző részében is fény derült, egy gyógyszer felfedezését követően rengeteg munka árán kerülhet a szer a patikák polcaira. A gyártás és a tesztelések során próbálják minimalizálni a keletkező melléktermékeket és hulladékokat, azonban így is tetemes mennyiség halmozódhat fel az előállítás során. A gyógyszeriparban hulladékon a csak költségek árán elszállítható vagy megsemmisíthető oldószert vagy melléktermékeket értjük, amelyek egyéb célra már nem használhatók fel.
A hulladékkibocsátást egy úgynevezett környezeti faktorral (Environmental Factor) jellemzik, amely az egy kilogramm termék előállításakor keletkező hulladék mennyiségét jelzi. Ez ebben az esetben rendkívül magas, mivel sok oldószert kell használni a különféle tisztítási folyamatokhoz, hogy a hatóanyag megfelelő tisztaságú legyen (legalább 99%-os tisztaság szükséges). Összehasonlításképp a kőolajiparban – amely sok tekintetben szennyezőbb a gyógyszeriparnál – a környezeti faktor értéke meglehetősen alacsony, mivel kevés adalékanyagot alkalmaznak a kőolaj finomításához [2].
Hogyan jutnak ki a hatóanyagok a környezetbe?
Napjainkban egyre intenzívebben vizsgálják a különféle gyógykészítmények környezetre gyakorolt hatását. Sok gyógyszer hatóanyaga ugyanis a hatás kifejtése után valamennyire lebomlik, szervezetünk kiüríti, majd a csatornákon keresztül az élővilágba kerül. Ezenfelül olyan is előfordulhat, hogy a gyógyszert – miután lejárt – egyszerűen a kukába dobják vagy a vécébe ürítik. Németországban például egy 2005-ös kutatás szerint a háztartásokban fellelhető lejárt gyógyszerek közel harmada landolt a szemetesben [3]. Szerencsére ez az arány napjainkra jelentősen javult, azonban még így is világszerte sok helyen az emberek a lehető legegyszerűbben válnak meg lejárt gyógyszereiktől. Magyarországon 2005-ben indították el a szervezett gyógyszerhulladék-visszagyűjtési programot. Ennek keretében arra buzdítják a lakosságot, hogy ha egy gyógyszer szavatossága lejárt, akkor azonnal vigyék vissza a kihelyezett gyűjtőpontokra, amelyek a legtöbb gyógyszertárban megtalálhatók. Sajnos könnyedén előfordulhat, hogy valamilyen bomlást szenvedett hatóanyag vagy valamely segédanyag káros lehet az egészségünkre. Egy 2021-es kimutatás szerint a szóban forgó évben közel 341 tonna gyógyszerhulladékot adtak le a gyűjtőpontokon.
Ha mégis szemétként kerülnek ki otthonunkból a gyógyszerek, akkor legtöbbször a szeméttelepeken végzik, ahonnan könnyedén be tudnak szivárogni a helyi vizekbe. Itt pedig a vizet megfertőzve súlyosabb esetben katasztrófát is okozhatnak.
Mi történik a gyógyszerekkel a természetben?
Amennyiben egy hatóanyag vagy bármiféle gyógyszerből visszamaradó vegyszerkoktél kikerül a környezetbe, ott többféle hatást generálhat. Nehéz azonban konkrét hatásukról írni. Az élővilágból vett mintákról még alapos vizsgálat után sem jelenthető ki biztosan, hogy mely gyógyszerekhez van közük [4]. A felhasznált gyógyszerek a legfőbb problémát az élővizekben okozzák. Egy 2014-es kutatás során 71 országban végeztek vizsgálatokat, ekkor 713 vizsgált gyógyszer közül 631 jelenlétét sikerült kimutatni különböző élővizekben. Legtöbbször ezek mennyisége nem éri el azt a határértéket, amely képes befolyásolni az ökoszisztémát. Ebben azonban fontos szerepet játszik a szennyvíztisztítás is, amelynek megfelelő kivitelezése elengedhetetlen modern világunkban. Ezt már korábbi cikkünkben is taglaltuk.
Sajnos, a múltban is előfordult olyan eset, és akár még napjainkban is bekövetkezhet, amikor a gyógyszerek a természetbe kerülve veszélybe sodorják az élővilágot. Ez történt Indiában is, ahol 1996 és 2007 között több millió keselyű halálát okozta egy nálunk is népszerű gyógyszerhatóanyag, a diklofenák. Ekkoriban a szert szarvasmarhákon alkalmazták fájdalomcsillapítás céljából. Azonban Indiában a vallás és a kultúra miatt nem vágják le a szarvasmarhákat, így sok elpusztult állat végezte keselyűk martalékaként. Az ott élő dögevők szervezete azonban érzékeny volt a hatóanyagra, így több mint tíz millió példány pusztult el, a kihalás szélére sodorva helyi populációjukat. Az ehhez hasonló tömeges pusztulás viszont szerencsére rendkívül ritkán fordul elő az élővilágban.
Más gyógyszerekről is sikerült kideríteni az évek során, hogy hogyan képesek befolyásolni a természetet, ezek azonban jóval kisebb mértékben hatnak környezetünkre. Egy népszerű féregűző szer, az ivermectin például csökkentheti a rovarok jelenlétét a tehéntrágyában, ami késlelteti a lebomlását, ez pedig potenciálisan csökkentheti egyes madarak és denevérek táplálékát. Habár a természetben még nem, de laboratóriumi körülmények között sikerült megfigyelni egyes antidepresszánsok hatását, amelyek negatív irányban befolyásolták a kagylók, a csigák és egyes rákok viselkedését. A gyulladáscsökkentő hatású ibuprofén pedig akár még a halak szaporodását is késleltetheti, potenciálisan csökkentve ezzel populációjukat.
Nyilvánvaló tehát, hogy ahol csak lehet, csökkenteni kell a keletkező gyógyszerhulladék mennyiségét, a helyi vizeket pedig óvni kell a gyógyszergyártásból adódó szennyezéstől, hogy az ökoszisztémát a lehető legteljesebben meg tudjuk őrizni. Ez megoldandó feladat elé állítja a gyógyszergyárakat és a szennyvíztisztító telepeket. Nagyrészt rajtuk múlik, hogy miként lehet csökkenteni a szennyezés mértékét.
Környezetünk védelmében, avagy mivel javíthatnak a gyárak a szennyezésen
Földünkön a fejlettebb országokban már jó pár éve igyekeznek harcolni a kemikáliák okozta környezetszennyezés ellen. Európában, Észak-Amerikában és Japánban szigorú előírásokkal próbálják korlátozni a vegyi üzemek károsanyag-kibocsátását, így a gyógyszergyárak által felhasznált anyagokat, oldószereket is. Sajnos, ez sok fejlődő országban még egyáltalán nem bevett szokás, a profit érdekében szemet hunynak a környezet pusztítása felett [2]. Magyarországon szerencsére a gyógyszergyárak igyekeznek megfelelni a környezetbarát kémia által támasztott előírásoknak. Ezek egyik fontos eleme az, hogy a kiindulási anyagokat úgy kell megválasztani, hogy ne jelentsenek veszélyt az élővilágra, továbbá a keletkező melléktermékek se legyenek károsak. Egy másik fontos pontja a környezetbarát kémiának, hogy a keletkező termékeknek használatuk végeztével úgy kell lebomlaniuk, hogy a bomlástermékek ne jelentsenek veszélyt az élővilágra [2]. Éppen ezért a gyárak törekszenek a hatóanyagok teljes bomlási sorát végigelemezni, ezzel megelőzve esetleges káros hatásukat az emberi szervezetre és a környezetre egyaránt.
Fontos pontja még a környezetet kevésbé terhelő gyógyszergyártásra történő átállásnak a hatóanyagok szintézisének minél zöldebbé tétele. Régebben ugyanis a legtöbb gyógyszerhatóanyagot csak rendkívül bonyolult lépéseken keresztül tudták előállítani sok, akár egészségre is ártalmas vegyi anyag felhasználásával. Az ipar fejlődésével azonban folyamatosan újabb, kevesebb lépésből álló, környezetbarátabb oldószerek, adalékanyagok igénybevételével készülő szintézisutakat fedeznek fel a kutatók, mellyel természetesen a károsanyag-kibocsátást is képesek nagy mértékben csökkenteni.
Mára felfedezték, hogy sok lépés tekintetében a mérgező anyagok használata helyett a nyomás és a hőmérséklet megfelelő beállításával is el lehet érni ugyanazt az eredményt. Például az adrenalin vagy az amfetamin szintézise során is alkalmaznak katalitikus hidrogénezést, amely sokkal inkább környezetbarátnak bizonyult a vegyszeres hidrogénezéssel összehasonlítva [5]. A szennyezés csökkentéséhez hozzájárulhat a biotechnológia összefonódása is a gyógyszeriparral. Egyre több természetben is megtalálható anyagokból kinyert és a környezetre teljesen ártalmatlan alapanyagot használnak fel a gyógyszerek gyártásában. Ez a tendencia remélhetőleg tovább folytatódik egészen addig, amikor már szinte teljes mértékben ki tudják iktatni a káros anyagokat a gyógyszerek előállításából.
Összegzés
Az előállított és a felhasznált anyagokra vonatkozó egyre szigorúbb szabályok révén a gyógyszergyárak jó úton haladnak a környezetszennyezés likvidálásához, azonban még így is akad bőven tennivaló, főként a fejlődő országokban. A változás rajtunk is múlik: vásároljunk észszerűen gyógyszereket, ne „spájzoljunk”, a lejárt szavatosságú szereket pedig gyűjtsük a gyűjtőpontokon!
[1] Faigl Ferenc, Szeghy Lajos, Kovács Ervin, Mátravölgyi Béla: Gyógyszerek. (Egyetemi jegyzet)
[2] B. Péter, F. Elemér, K. György: Szerves vegyipari technológiák. Typotex, 2011.
[3] I. Rönnefahrt: “Verbrauchsmengen in der Bewertung des Umweltrisikos von Humanarzneimitteln.” Arzneimittel in der Umwelt – Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie das Umweltbundesamt. Dessau, UBA-Texte, vol. 29, no. 05, 2005.
[4] M. I. Vasquez, A. Lambrianides, M. Schneider, K. Kümmerer, D. Fatta-Kassinos: “Environmental side effects of pharmaceutical cocktails: what we know and what we should know.” J Hazard Mater, vol. 279, pp. 169–189, 2014.
[5] G. Keglevich, P. Sallay: Szerves vegyipari alapfolyamatok. 2012.
