Umweltwirkungen von Tierarzneimitteln

Das Bild zeigt einen Dungkäfer der Art Aphodius (Agrilinus) constans aus einem Zuchtansatz. Diese Käfer sind Standardtestorganismen (nach OECD Guidance Document 122) in der Umweltrisikobewertung von Antiparasitika zur Behandlungen auf der Weide.zum Vergrößern anklicken
Dungkäfer

Eine unmittelbar erkennbare Folge von Tierarzneimittelrückständen in der Umwelt ist die Schädigung von Dungkäfern und -fliegen durch Antiparasitikarückstände im Dung. Hierdurch wird der Dungabbau verlangsamt.
Das Bild zeigt einen Dungkäfer der Art Aphodius (Agrilinus) constans aus einem Zuchtansatz. Diese Käfer sind Standardtestorganismen (nach OECD Guidance Document 122) in der Umweltrisikobewertung von Antiparasitika zur Behandlungen auf der Weide.

Quelle: ECT GmbH Flörsheim

In der Umwelt können Tierarzneimittel oder deren Abbauprodukte Auswirkungen auf pflanzliche oder tierische Organismen hervorrufen. Ebenso wie das Wirkspektrum der Arzneimittel ist auch die Bandbreite möglicher Umweltwirkungen groß. Die Risiken sind bei derzeitig lückenhafter Kenntnislage schwer abschätzbar.

Inhaltsverzeichnis

 

Umweltrelevanz von Tierarzneimitteln

Tierarzneimittel und deren Metaboliten können in unterschiedliche Umweltkompartimente wie Böden oder Oberflächenwasser eingetragen werden (siehe: Eintrag und Vorkommen von Tierarzneimitteln in der Umwelt). Ebenso wie die Liste der zugelassenen Tierarzneimittel und deren Wirkspektrum sehr vielfältig ist, zeigt sich auch die Umweltrelevanz von Tierarzneimitteln in unterschiedlichen Bereichen. Tierarzneimittel in der Umwelt können direkt toxisch auf Nichtziel-Organismen wirken oder zu Langzeiteffekten wie Verschiebung der Artenzusammensetzung oder Wachstumshemmung führen, da sie häufig schlecht abgebaut werden. Hinzu kommen Kombinationswirkungen durch mehrere Wirkstoffe und Mehrfachbelastungen durch verschiedene Quellen.

Unter den Tierarzneimitteln sind Antibiotika, Antiparasitika und hormonell wirkende Stoffe besonders umweltrelevant. Die Risiken sind bei derzeitig lückenhafter Kenntnislage schwer abschätzbar, auch wenn seit 1998 Umweltverträglichkeitsprüfungen harmonisiert nach Leitfäden durchgeführt werden (siehe: Zulassung von Tierarzneimitteln). Aufgrund der zahlreichen zugelassenen Arzneimittel sowohl im Human- als auch Tierbereich, kann nicht immer geklärt werden, aus welcher dieser beiden Quellen der Wirkstoff in die Umwelt gelangte.

Die Infografik „Effekte von Tierarzneimitteln auf Nichtzielorganismen“ führt Wirkstoffe auf, die für die Behandlung von lebensmittelliefernden Tieren zugelassen sind. Einige dieser Wirkstoffe sind auch für die Behandlung von nicht-lebensmittelliefernden Tieren oder von Menschen zugelassen.

Download Effekte von Tierarzneimitteln auf Nichtzielorganismen (PDF)

 

Beispiele für Effekte von Tierarzneimitteln auf Nichtzielorganismen

Studien belegen die negativen Effekte von Arzneimittelwirkstoffen auf Umweltorganismen. Dazu zählen z. B. toxische Wirkungen, Wachstumshemmungen oder Verschiebungen der Artenzusammensetzung. Da es sich dabei überwiegend um Laborstudien handelt, beziehen sich die Reaktionen auf einzelne Wirkstoffe und ausgewählte Organismen. Wie bei allen experimentellen Laboruntersuchungen können die Ergebnisse nur Hinweise auf Wirkungen in der realen Umwelt liefern. Ob und ab welcher Konzentration sich verschiedene Wirkstoffe beispielsweise in ihrer toxischen Wirkung verstärken, lässt sich aufgrund der Vielzahl möglicher Kombinationen nur begrenzt beurteilen.

Effekte von Antiparasitika

Manche Umweltwirkungen sind sehr direkt spürbar. So kann der Dungabbau durch die Gabe von Antiparasitika so vermindert sein, dass die Weide von Weidetieren nicht mehr angenommen wird (siehe: Beeinträchtigung der Bodenbeschaffenheit durch Tierarzneimittelrückstände). Bienen und andere Nützlinge können ebenfalls durch Antiparasitika geschädigt werden. Labor- und Felduntersuchungen haben gezeigt, dass Pyrethroide wie Deltamethrin hoch toxisch auf Bienen wirken. Die Schädigung der Insekten wirkt sich negativ auf die Nahrungsversorgung insektenfressender Tiere, wie Vögel, Igel, Spitzmäuse und Dachse aus.

Effekte von Antibiotika

Antibiotika haben oft negative Effekte auf Pflanzen, das heißt sie hemmen z. B. das Wachstum oder die Keimung von Ackerpflanzen oder können diese abtöten. In aquatischen Ökosystemen wie Gräben, Bächen und Teichen hemmen Antibiotika das Wachstum von Pflanzen und aquatischen Primärproduzenten wie Plankton, Grünalgen und Cyanobakterien.

Effekte hormoneller Wirkstoffe

Rückstände von hormonell wirksamen Arzneimitteln stören selbst in sehr geringer Konzentration die Entwicklung und Fortpflanzungsfähigkeit von Fischen. In der Schweinezucht wird Altrenogest zur Brunstsynchronisation eingesetzt. In einer Lebenszyklusuntersuchung an Fischen (Eltern- und Nachkommengeneration) zeigt dieses Steroidhormon starke Effekte bei der Reproduktion und eine Verschiebung der Geschlechterverteilung hin zu männlichen Fischen aufgrund des androgenen Potenzials (siehe Infografik Effekte von Arzneimitteln auf Nichtzielorganismen (lange Tabelle)). Daher gelten seit 2016 besondere Vorgaben für den Umgang mit diesem Wirkstoff, die sich in den Produktinformationen finden (siehe: Abbildung Wo finden sich Umwelthinweise in den Produktinformationen zu Tierarzneimitteln? Im Abschnitt: Umweltkriterien bei der Verordnung von Tierarzneimitteln).

Antibiotika-Resistenzen im Nutztierbereich

Der Einsatz von Antibiotika erhöht das Risiko der Ausbildung und Verbreitung entsprechender Resistenzen. Insbesondere bei zu kurzem, zu niedrig dosiertem oder Langzeiteinsatz von Antibiotika, können Bakterien überleben, die Resistenzgene in sich tragen, wodurch diese die Resistenz weiterverbreiten. Wie stark diese Selektion ausfällt, hängt von zahlreichen Faktoren ab, die noch nicht abschließend geklärt sind. Es zeigt sich tendenziell, dass bei den Tierarten häufiger Antibiotikaresistenzen festgestellt werden, bei denen auch häufig Antibiotika eingesetzt werden. Die Selektion kann sowohl im Tierkörper als auch im Stall oder in der Umwelt stattfinden. So konnten auch Resistenzen bei Feldversuchen in landwirtschaftlichen Betrieben nachgewiesen werden. In einer Studie wurden beispielsweise in 33 von 43 untersuchten Rinder- und Schweinebetrieben die als Indikatorkeime für Resistenzen geltenden Extended Spectrum Beta Laktamase (ESBL) bildende Keime und Methicilin resistente Staphylococcus aureus (MRSA) nachgewiesen. In einer europäischen Studie wurde gezeigt, dass Resistenzen gegenüber bestimmten Antibiotika (z. B. Fluorquinolone, Makroklide), die beim Menschen gefunden wurden, mit dem Einsatz dieser Antibiotika in der Tierhaltung assoziiert werden können. Besonders besorgniserregend ist die Plasmid-vermittelte Colistin-Resistenz, die vor allem in der Geflügelmast ein Problem darstellt. Die Colistin-Resistenzgene können, unter anderem bei Nutzgeflügel, von harmlosen Darmbakterien auf Krankheitserreger übertragen werden. Colistin ist ein Antibiotikum von besonderer Bedeutung für die Humanmedizin. Es wird eingesetzt, wenn andere Antibiotika nicht mehr wirken. Colistin-resistente Erreger können somit ernsthafte Erkrankungen hervorrufen, die nicht mehr behandelbar sind. Denn derzeit wird Colistin als Reserveantibiotikum z. B. gegen Klebsiella pneumoniae (u. a. Auslöser von Lungenentzündungen)oder gegen Acinetobacter baumanii (u. a. Auslöser von Wund- oder Harnwegsinfektionen, Sepsis und Lungenentzündungen) eingesetzt, wenn andere Antibiotika nicht mehr wirken.

Auch eine Belastung des Bodens mit Rückständen von Antibiotika oder resistenten Mikroorganismen über die Gülle führt zu einer Erhöhung der Häufigkeit und Übertragbarkeit von Antibiotikaresistenzen. Über die Aufnahme von resistenten Bakterien in Pflanzen können diese an der Verbreitung von Resistenzen beteiligt sein. Zudem fördert die Kombination aus einer sehr niedrigen Wirkstoffkonzentration mit vorhandenen resistenten Mikroorganismen in der Gülle die Erhöhung der Konzentration resistenter Mikroorganismen.

Landwirtinnen/-wirte sowie Tierärztinnen/-ärzte haben ein Eigeninteresse an der Reduktion des Einsatzes von Antibiotika, denn durch zunehmende Resistenzen wird die Wirksamkeit der Tierarzneimittel gegen Infektionskrankheiten gefährdet. Ebenso können in der Landwirtschaft und Tierhaltung tätige Personen selbst von entstehenden Resistenzen gesundheitlich betroffen sein.

Foto: Methicillin resistente Staphylococcus aureus aus Schweineabstrichen isoliert auf einer Blut-Agar-Platte
MRSA-Isolat vom Schwein auf einer Blut-Agar-Platte
Quelle: Mykhailo Savin / Universität Bonn
 

Beeinträchtigung der Bodenbeschaffenheit durch Tierarzneimittelrückstände

Antiparasitika beeinträchtigen die Struktur und Funktion der Weide, da sie bereits in sehr niedrigen Konzentrationen toxisch auf kleine wirbellose Tiere, wie Insekten, Würmer und Krebstiere, wirken. Wird beispielsweise Ivermectin bei Weidetieren angewandt, wirkt das Antiparasitikum auch toxisch auf Dungorganismen wie die Dungfliege oder den Dungkäfer. Durch den verminderten Abbau des Dungs werden Weideflächen teilweise nicht mehr von den Weidetieren akzeptiert und stören daher die Funktion der Weide.

Auch auf mit Wirtschaftsdünger behandelten Feldern ist ein direkter Einfluss von Antibiotikarückständen auf die Bakteriengemeinschaften feststellbar. Ihre Aktivität ist kurz nach dem Aufbringen der Gülle beeinträchtigt. Antibiotika wirken sich auf die Zusammensetzung von Mikroorganismengemeinschaften in Böden aus. Dadurch können auch nützliche Pilze, wie Mykorrhiza, geschädigt werden. Wirken Antibiotika auf Mikroorganismen, die am Stickstoffkreislauf beteiligt sind, kann die Bodenfruchtbarkeit negativ betroffen oder der Nitratabbau gehemmt sein, was zu einer zusätzlichen Belastung der Gewässer führen kann.

 

Können Tierarzneimittel über Pflanzen in die humane Nahrungskette gelangen?

Prinzipiell besteht das Risiko, dass Tierarzneimittel oder resistente Mikroorganismen über Lebensmittel tierischen Ursprungs aber auch über pflanzliche Lebensmittel in die humane Nahrungskette gelangen. Insgesamt ist die Kenntnislage zu diesem Themenkomplex jedoch noch sehr lückenhaft. Die Anreicherung von Metaboliten von Tierarzneimitteln in pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln wurde bereits nachgewiesen. Feldversuche zeigten, dass ein Transfer von Tierarzneimittelrückständen über den Pfad Gülle - Boden in die Pflanze auch bei den in der Praxis üblichen Dosierungen möglich ist. So wurden entsprechende Rückstände z. B. bei Getreide (Winterweizen) auch im Erntegut, also dem Weizenkorn, nachgewiesen.

Terrestrischer Pflanzentest nach OECD 208 (Seedling Emergence and Seedling Growth Test) mit der Gartenbohne (Phaseolus vulgaris) im Labor.
Pflanzentest mit Gartenbohne
Quelle: Ute Kühnen / Umweltbundesamt