VEDA/LVTI

Jak ukazují celosvětové výzkumy, v komunálních odpadních vodách, které byly v minulosti považovány za poměrně snadno čistitelné, se ve stále větší míře objevují látky, které boří tyto zavedené mýty. Významnou skupinu těchto látek představují progestiny (či progestageny), které jsou obsaženy například v hormonální antikoncepci, ale i v jiných hormonálních preparátech, a to je předurčuje k velmi širokému terapeutickému využití. S tím potom souvisí i jejich zvyšující se výskyt v komunálních odpadních vodách. Jedná se o látky, které čistírnami odpadních vod mnohdy procházejí bez výraznějších změn a díky tomu dále přecházejí do povrchových vod. V povrchových vodách již také byly na mnoha místech v různých částech světa prokázány. V některých případech byl jejich výskyt zaznamenán v koncentracích, které v laboratorních podmínkách narušovaly reprodukci vodních živočichů. Přestože se zatím jedná o prvotní informace, nelze tato rizika v žádném případě podceňovat. Už jen proto, že se jedná o látky, které svou povahou napodobují přírodní hormony a jejich nekontrolovaný vstup do organismu může vážným způsobem narušit stávající hormonální rovnováhu v organismu, o dalších vedlejších účincích těchto preparátů nemluvě.

Z toho důvodu se vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod JU ve Vodňanech zaměřují na mapování výskytu syntetických progestinů ve vodním prostředí a s tím souvisejících hormonálních (progestagenních) aktivit na vybraných lokalitách v České republice. Ve svém výzkumu se zaměřují na „rizikové“ lokality, ke kterým patří odtoky z čistíren komunálních odpadních vod a dále místa pod zaústěním vyčištěných odpadních vod, kde dochází k jejich naředění říční vodou. Souběžně s monitoringem výskytu těchto látek byly prováděny laboratorní pokusy, při kterých byla sledována i jejich hormonální aktivita. Díky tomuto výzkumu již dnes víme, že koncentrace sledovaných hormonů na odtoku z českých čistíren odpadních vod zatím nedosahují tak vysokých hodnot, jaké byly zaznamenány v jiných evropských či asijských státech. Ale vzhledem k neustále narůstající spotřebě hormonálních preparátů a k jejich rozšiřujícímu se spektru je třeba i nadále věnovat této problematice náležitou pozornost. Výsledky dosavadního bádání rovněž naznačily, které látky z široké skupiny progestinů lze v našich podmínkách označit jako nejvíce rizikové, a tudíž by jim bylo vhodné dát nejvyšší prioritu v dalším výzkumu. Jedná se o medroxyprogesteron acetát, megestrol acetát a progesteron, které byly na odtocích z čistíren odpadních vod detekovány nejčastěji a zároveň vykazují relativně velkou hormonální (progestagenní) aktivitu.

Tento výzkum probíhá již třetím rokem a je finančně podporován Grantovou agenturou ČR (16-09709Y). Vzorky odpadních vod byly poskytnuty společnostmi ČEVAK, a.s.; TSST Strakonice s.r.o., BVK, a.s. a STU Bratislava.

Výsledky, které byly v průběhu provedeného výzkumu získány, byly shrnuty v této publikaci: Šauer, P., Stará, A., Golovko, O., Valentová, O., Bořík, A., Grabic, R., Kocour Kroupová, H., 2018. Two synthetic progestins and natural progesterone are responsible for most of the progestagenic activities in municipal wastewater treatment plant effluents in the Czech and Slovak republics. Water Research 137: 64-71.

Neonikotinoidy jsou pesticidní přípravky, které byly uvedeny na trh v 90. letech 20. století. Velmi rychle si získaly oblibu a široké využití v zemědělství a veterinářství proti škodlivému hmyzu. Především díky nízké toxicitě pro obratlovce, pro které jsou považované za téměř „neškodné“, ve srovnání s organofosfátovými a karbamátovými insekticidy. Již v roce 2013 však Evropská komise zakázala používání některých neonikotinoidů pro jejich nepříznivé účinky na včely a žádoucí opylovače. Neonokotinoidy, jako většina látek ze zemědělství, se dostávají do podzemních a povrchových vod, kde ohrožují další necílové organismy a způsobují další problémy v životním prostředí.

Protože jde o poměrně nové látky a většina studií pojednává především o škodlivých účincích na hmyz, vědci z Fakulty rybářství a ochrany vod JU ve Vodňanech ve spolupráci s kolegy z univerzit v Messině a v Padově se během společného projektu zaměřili na výzkum stále široce používaného neonikotinoidního přípravku Calypso 480 SC (účinná látka-thiacloprid) a jeho účinky na mlže, konkrétně slávku středomořskou (Mytilus galloprovincialis). Mušle jsou velmi důležité filtrační organismy, které jsou schopné akumulovat velké množství znečišťujících látek. Často se využívají jako vhodné bioindikátory znečištění a zároveň ve středomoří představují jeden z důležitých zdrojů lidské obživy.

V průběhu 20denního laboratorního testu byl zjištěný negativní vliv Calypsa na chování slávek, vitalitu a schopnost buněk hepatopankreatu regulovat svůj objem, biochemické složení hemolymfy, aktivitu enzymů a histopatologické poškození žaber a hepatopankreatu. Z dosavadního výzkumu vyplývá, že Calypso má negativní dopad na slávky, tedy i životní prostředí, a lze předpokládat další negativní účinky i na další necílové bezobratlé. Na tuto studii navazují další experimenty, které budou řešit toxicitu přípravku Calypsa i samotné účinné látky thiaclopridu na necílové vodní organismy.

Podrobné informace lze nalézt v původním článku: Stara, A., Pagano, M., Capillo, G., Fabrello, J., Sandova, M., Vazzana, I., Zuskova, E., Velisek, J., Matozzo, V., Faggio, C., 2020. Assessing the effects of neonicotinoid insecticide on the bivalve mollusc Mytilus galloprovincialis. Science of the Total Environment 700, 134914.

Tento výzkum byl podpořen projektem Development of USB: International Mobility MSCA IF (No. CZ.02.2.69/0.0/0.0/17_050/0008486).

Dne 25. 5. 2023 byla na Výstavišti v Lysé nad Labem zahájena tradiční výstava myslivců, rybářů, včelařů a zahrádkářů Natura Viva.

V rámci slavnostního zahájení zde bylo předáno ocenění paní profesorce MVDr. Zdeňce Svobodové, DrSc. za celoživotní přínos českému rybářství. Za Výzkumný ústav rybářský a hydrobiologický ve Vodňanech, jehož byla dlouholetou klíčovou pracovnicí, předával cenu ředitel ústavu prof. Ing. Tomáš Randák, Ph.D.

Gratulujeme.

Fakulta rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích (konkrétně Laboratoř vodní toxikologie a ichtyopatologie, Laboratoř environmentální chemie a biochemie a Laboratoř řízené reprodukce a intenzivního chovu ryb), je jednou z řešitelských institucí projektu CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000869 Udržitelná produkce zdravých ryb v různých akvakulturních systémech – PROFISH, financovaného z Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání (OP VVV). Projekt je zaměřen na studium vzájemných vztahů mezi patogeny, hostiteli a prostředím, v různých kombinacích a z různých úhlů pohledu. Na začátku druhé poloviny projektu bylo natočeno propagační PROFISH-video.

V posledních desetiletích byly shromážděny nové poznatky a důkazy o negativním působení některých látek antropogenního původu, které vstupují do životního prostředí. Jedná se zejména o hormonálně aktivní látky, které mohou narušovat endokrinní systém (neboli soustavu žláz s vnitřní sekrecí) volně žijících živočichů i lidí. Tyto látky začaly být souhrnně označovány jako endokrinní disruptory.

Ve vodním prostředí byla dosud největší pozornost věnována látkám s estrogenními účinky, u kterých bylo prokázáno, že se podílejí na zvýšeném výskytu hermafroditních jedinců ryb, nebo mohou dokonce způsobovat feminizaci samců. Relativně nedávno bylo prokázáno, že některé látky interagují s progesteronovými receptory, a mohou tak vykazovat progestagenní nebo anti-progestagenní aktivitu. Progesteronové receptory zprostředkovávají v tělech všech obratlovců působení přirozených gestagenů (progestinů). Přírodní gestageny, jako například progesteron, hrají zásadní roli zejména v reprodukci, ale mají i další fyziologické funkce. Pokud se látky s progestagenní či anti-progestagenní aktivitou dostanou do vodního prostředí, lze předpokládat, že budou negativně ovlivňovat vývoj či plodnost ryb, které žijí v zasažených lokalitách. Progestagenní a anti-progestagenní aktivity již byly prokázány v odpadních i povrchových vodách v Evropě včetně České republiky, v Austrálii, Číně či Indii. Tyto aktivity byly detekovány především pomocí in vitro biotestů s lidským progesteronovým receptorem. Mezi strukturou receptoru lidského a rybích progesteronových receptorů jsou však poměrně velké rozdíly. Proto jsme se snažili zjistit, do jaké míry jsou údaje o progestagenních a anti-progestagenních aktivitách, získané pomocí in vitro biotestů s lidským progesteronovým receptorem, relevantní pro ryby.

Pro tyto účely jsme odebírali vzorky odpadních a povrchových vod, kam jsou zaústěny vyčištěné odpadní vody. V těchto vzorcích jsme pak paralelně měřili (anti-)progestagenní aktivitu s využitím in vitro biotestu s lidským progesteronovým receptorem a biotestu s progesteronovým receptorem dania pruhovaného (což je modelový druh ryby). Analýzy ukázaly, že progesteronové receptory lidí a danií jsou environmentálními vzorky aktivovány či blokovány rozdílně. A je otázkou, zda blokaci, či naopak aktivaci rybího progesteronového receptoru vyvolávají jiné látky přítomné ve vodách než ty, na které reaguje lidský progesteronový receptor. V každém případě ale naše testy prokázaly, že výsledky získané pomocí in vitrobiotestů s lidským progesteronovým receptorem nemohou být použity pro odhad potenciálního rizika výskytu (anti-)progestagenní aktivity ve vodním prostředí pro ryby.

Kocour Kroupová, H., Grimaldi, M., Šauer, P., Bořík, A., Zálohová, K., Balaguer, P., 2023. Environmental water extracts differentially activate zebrafish and human nuclear progesterone receptors. Science of the Total Environment 859: 160232. doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160232

Napsala: Hana Kocour Kroupová

Na Fakultě rybářství a ochrany vod JU, Výzkumném ústavu rybářském a hydrobiologickém, v Laboratoři vodní toxikologie a ichtyopatologie, byl v únoru až březnu 2025 realizován projekt TNA v rámci programu Aquaexcel 3.0.

Hlavní řešitelkou projektu byla doktorandka Alessia Caferro z Univerzity v Kalábrii v Itálii.

Alessia Caferro uspěla s projektem nazvaným „Chronic Toxicity of Biopesticide NeemAzal®-T/S on embryo-larval crayfish Procambarus virginalis“. Odpovědnou řešitelkou za FROV JU byla Ing. Nikola Mikušková, Ph.D.

Doktorandka Alessia strávila 14 dní v Laboratoři vodní toxikologie a ichtyopatologie ve Vodňanech, kde probíhal chronický test toxicity na embryo-larválních jedincích raka mramorovaného (Procambarus virginalis). V rámci tohoto testu došlo k porovnání různých metod pro stanovení oxidativního stresu a antioxidačních enzymů a optimalizaci jejich využití pro biochemickou analýzu račích tkání. Na základě svých výzkumných zkušeností a odborných znalostí bude Alessia zkoumat vliv biopesticidu s účinnou látkou Azadirachtin na raný vývoj raka mramorovaného, který se běžně používá pro ochranu plodin jak v akvaponii, tak v běžných sklenících.

TNA přístup je bezplatný. Projekt AE3.0 hradí náklady na vedení experimentu vč. cestovních a pobytových výdajů.

Více informací o projektu Aquaexcel3.0 a programu TNAzde.

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 871108 (AQUAEXCEL3.0). This output reflects only the author’s view and the European Commission cannot be held responsible for any use that may be made of the information contained therein.