当鱼类在被抗抑郁药物污染的水中游泳时,它们会变得焦虑、反社会,有时甚至会变得具有杀戮倾向。
新的研究发现,这些经常出现在美国溪流中的药物会改变负责构建鱼脑和控制其行为的基因。
抗抑郁药是美国最常用的处方药;每年大约开出2.5亿张处方。它们也是记录在案的污染水道的最多的药物,这让专家们担心鱼类。当人们排泄这些药物时,这些药物的痕迹通常会进入溪流,然后污水处理厂会排放污水。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
根据威斯康星大学密尔沃基分校科学家新的、未发表的研究,接触到氟西汀(商品名百忧解)对雄性鲦鱼产生了奇怪的影响。
淡水科学教授丽贝卡·克拉珀在去年秋季举行的环境毒理学和化学学会会议上谈到了她的研究结果,她说,在实验室中接触到少量药物的雄性鲦鱼会忽略雌性。它们花更多的时间在瓷砖下面,因此它们的繁殖能力下降,而且捕食的时间也更长。克拉珀说,添加到鱼类水中的百忧解剂量是“非常低的浓度”,即十亿分之一,这在一些排放到溪流中的废水中可以找到。
克拉珀在会议上说,当剂量增加,但仍然处于一些废水中发现的水平时,雌性产生的卵子减少,雄性变得具有攻击性,在某些情况下会杀死雌性。
这些药物似乎通过扰乱鱼脑中基因的表达方式(即开启和关闭)来引起这些行为问题。当这些鲦鱼只有几个月大且仍在发育时,它们就暴露在了这些药物中。
克拉珀在毒理学会议上说,这些幼年鲦鱼的大脑似乎出现了结构性变化。将信息传递到身体的长神经纤维轴突的生长受到了干扰。
新的研究结果建立在克拉珀的先前研究的基础上,该研究测试了基因发生变化的鲦鱼,以了解它们如何躲避捕食者。它们游的距离更长,方向变化也更多,这表明这些药物诱发了焦虑。
该研究中使用的药物是污水中最常见的药物:百忧解、文拉法辛和卡马西平。研究人员单独和组合测试了每种药物。
克拉珀说:“在高剂量下,我们预计大脑会发生变化。但我们看到在环境相关的剂量下,基因表达发生了变化,然后行为也发生了变化。”
然而,贝勒大学的环境科学教授布莱恩·布鲁克斯说,目前还没有足够的证据来了解药物是否对野生鱼类种群产生任何影响,他曾广泛研究溪流和鱼类中的药物。
克拉珀说,繁殖、进食和躲避捕食的任何变化都可能对鱼类种群产生毁灭性的影响。
最脆弱的鱼类种群是污水处理厂下游的鱼类,这些地方的处方药含量始终高于其他水道。洛杉矶县卫生区化学研究组主管史蒂夫·卡尔说,直到过去十年,技术才允许工厂测试其废水中和下游水域中的化学物质,尽管大多数工厂仍然没有这样做。
洛杉矶县卫生区高级化学家埃里克·尼尔森说,在鱼类中测试的一种抗抑郁药——卡马西平——进入处理厂后,以接近恒定的水平流出。
这意味着该县的处理技术似乎对这种药物没有任何影响。它以非常小的范围进入和离开,大约在万亿分之150到400之间,尼尔森说。
尼尔森说,在鱼类中测试的另外两种药物——百忧解和文拉法辛——的排放量甚至更低:大约在万亿分之20到30之间。相比之下,改变实验室鱼类行为的水平高出50倍。
美国地质调查局在监测爱荷华州和科罗拉多州的溪流时发现,大多数药物的含量与洛杉矶县的相似。然而,根据他们的2010年研究,这些低水平仍然可能进入鱼类的大脑。
研究人员发现,污水处理厂下游两到六英里的溪流水域中药物含量升高。但水中含量最高的化学物质并不是鱼脑中最常见的化学物质。
美国地质调查局位于科罗拉多州博尔德的研究化学家爱德华·弗隆说:“废水处理厂下游的鱼类体内两种抗抑郁药的浓度升高……左洛复和百忧解。而且,与其他的相比,这些药物在水中的含量相对较低。”
布鲁克斯说,即使释放到溪流中的水平看起来很低,但它们是持续的,这是一个问题。
布鲁克斯说:“这些药物可能不像多氯联苯那样具有经典的持久性。但它们具有伪持久性。溪流中生物体持续暴露的程度等同于一种具有持久性的化学物质。”
根据布鲁克斯的研究,一些药物会在虹鳟鱼体内发生生物蓄积。此外,根据瑞典的研究,暴露于污水中的虹鳟鱼血液中的药物含量高达影响人脑的水平。
布鲁克斯说,药物发生生物蓄积的可能性很高。“人们必须服用这些药物数周后才会开始产生影响。它们会在你的体内缓慢生物蓄积,”这表明药物在鱼类体内也具有生物蓄积的潜力,布鲁克斯说。
克拉珀说,大脑的变化会影响鱼类中的各种事物。由于人类具有相似的大脑基因结构,这些发现引发了人们的疑问,即饮用水中这些药物的痕迹是否会对人类健康造成危害。
美国环境保护署认为药物是一种“新兴的担忧”,并得出结论,这些化学物质可能会对野生动物和人类构成风险。目前,美国联邦政府对废水或饮用水中的这些化合物没有法规。然而,目前有12种药物在美国环保署的污染物候选清单上,这些化学物质可能需要根据《安全饮用水法案》进行监管。
研究一致发现,饮用水中的处方药含量为万亿分之一级。美国地质调查局的科学家在2008年对25个州用于饮用水的74条水道进行了采样,发现其中53条水道含有一种或多种他们正在测试的三打药物。40%的药物在一个或多个地点被发现。
根据2010年美国环保署的审查,在美国处理过的饮用水中检测到54种活性药物成分和10种代谢物。
对子宫内接触母亲服用抗抑郁药的儿童的研究表明,这些药物会影响他们的运动发育,并增加了一些出生缺陷的风险。
但卫生官员表示,在一些饮用水中发现的含量太低,不会造成危害。
根据2012年世界卫生组织的一份报告,“饮用水中痕量的药物不太可能对人类健康构成风险。”该报告说,饮用水中的含量通常比预计会对人产生影响的剂量低1000倍。
但克拉珀说,鉴于鱼脑中发生的基因变化,官员们可能需要重新考虑什么是被认为是安全的。
克拉珀说:“鱼类不会像我们一样代谢药物。即使环境剂量被认为对人类来说不大,鱼类仍然可能发生显著的蓄积,而且,似乎它们大脑的基因表达也会发生变化。”
本文最初刊登在环境健康新闻上,后者是一家非营利性媒体公司环境健康科学出版社的新闻来源。