无意中用药物治疗野生动物的焦虑和抑郁会有什么后果?Ida Emilie Steinmark报道

精神医学已经成为世界各地治疗精神崩溃和神经受损的首选疗法。尽管它在低浓度下会引起生理影响,并被设计成显著改变消费者的情绪和行为,但长期以来它一直在生态毒理学的雷达下飞行。然而,在过去的五年里,越来越多的证据表明药物,特别是抗抑郁药和抗焦虑药的污染效应。事实证明,我们无意中把它们强加给了野生动物。

安定/安定化学结构

安定(安定)是最著名的苯二氮平类抗焦虑药物

在关于污染的广泛讨论中,它并没有太大的作用,因为它不像我们周期性地目睹百忧解(prozzac)引发的野生动物灾难,几十只动物的尸体像石油泄漏一样被冲上海岸。虽然避孕药物对鱼和青蛙的内分泌干扰作用是众所周知的,但一般来说,药物污染不是你能拍出来的。但是,想象一下,当这种类型的精神药物进入野外时会发生什么,正如广泛显示的那样。对于瑞典Umeå大学的生态学家Jonatan Klaminder来说,这很简单。他说:“认为会有治疗效果的想法不是科幻小说。”他没有说错:它能安抚我们周围野生动物的神经,改善它们的情绪。这是一种让动物感觉更好的污染。

一种新的精神状态

造成治疗污染的最大原因之一是苯二氮卓类药物,其中最著名的是安定,也就是人们常说的安定。它由一个苯和一个经过各种修饰的重氮苯环组成,是一种抗焦虑的重量级药物,用于治疗各种精神疾病。苯并类药物通过增强神经递质氨基丁酸的作用而起作用,氨基丁酸会导致神经元减少彼此之间的交流;换句话说,大脑会安静下来。从进化的角度来看,这种机制是古老的,所以苯并机制的目标在许多物种中都是保守的。因此,无论是在人类身上,还是在鱼类和鸟类身上,体验到的效果——压力和焦虑感的减少——大致相同。

接受实验室调查的鲈鱼

来源:©Annelie Lagesson

Jonatan Klaminder在瑞典Umeå的实验室发现,服用抗抑郁药后,实验室里的鱼会更冷静

Klaminder和他的同事已经证明,在瑞典的河流中发现了苯类化合物,特别是一种叫做oxazepam的药物。河里满是鱼。因此,他们决定在实验室研究中捕获一些鲈鱼(一种常见的淡水鱼),并将它们暴露在oxazepam中。1重要的是,接触浓度与环境有关,与实地观察到的浓度相当。所发生的是一个深刻的变化。鱼变得不那么害怕,更活跃,更努力地进食。事实上,它们比完全干净的同类活得更好、更久。他们的死亡率下降了简而言之,这种特殊的污染似乎改善了以前焦虑的鱼的生活。Klaminder也有充分的理由相信,在野生鲈鱼身上也能看到类似的效果。首先是因为当捕获的鱼在它们的系统中有相似的浓度,其次,当你在野外将鱼暴露在恶西泮中时,它们表现出类似的行为变化。2

这是一个令人震惊的发现,但不仅仅是苯二氮平类药物让鱼放松和放松,抗抑郁药也可以。它们通常通过调节单胺类神经递质(如血清素和多巴胺)起作用,这些神经递质在进化过程中也很古老,因此在物种中广泛存在。在几种鱼类中,抗抑郁药似乎可以抑制领地侵犯,促进社交和大胆。有一种鱼可以清楚地观察到这种变化,那就是黑头鲦鱼。美国德克萨斯州贝勒大学的环境科学家布莱恩·布鲁克斯发现了抗抑郁药如何减轻患者最基本的焦虑。2他说:“这些鱼会在白天躲起来。”“这基本上是焦虑行为。”The fathead minnows usually forage during night time instead. When exposed to setraline, a selective serotonin reuptake inhibitor-type antidepressant marketed in the US as Zoloft, however, this pattern flips. ‘[Being exposed to the drug] induced anti-anxiety behaviour,’ Brooks says. The fish started feeding during daytime, leaving their worries at the door. ‘We might have expected this based on how this antidepressant works in humans,’ he adds.

治疗的缺点

对大多数人来说,能改善野生动物的福利和健康,让它们活得更久、更健康、甚至更快乐的污染根本算不上污染。不幸的是,治疗性污染并不总是像听起来那样具有治疗作用。实验结果是在实验室水族馆的安全环境中观察到的,这与现实世界有很大的不同。

克拉明德说:“重要的是要记住,尽管在实验室环境下的药物可以提高鱼的存活率,但在自然环境下,它可以被食用。”在野外,恐惧和风险意识对动物的生存起着巨大的作用,主要是让它们远离捕食者。如果一条鱼变得太放松或太勇敢,它很可能成为猎物。这正是傻头傻脑的鲦鱼所面临的情况:非常真实的可能被吃掉的前景,或者窝里的蛋被吃掉,导致了它们寻找庇护所的行为。改变这种行为可能会对野生种群造成毁灭性的影响。布鲁克斯说:“从生态学角度来看,行为反应可能非常重要。”“如果你不能吸引配偶,不能避开捕食者,不能接近猎物——你就死定了!””

普通的欧椋鸟栖息在水中

来源:©Markus Varesvuo/naturepl.com

服用百忧解的欧椋鸟对异性不那么感兴趣

此外,就像人类一样,它也有药物副作用需要担心。凯瑟琳·阿诺德(Kathryn Arnold)是英国约克大学(University of York)的行为生态学家,她在自己的研究对象身上看到了副作用。她解释说:“服用百忧解(氟西汀)的人会改变饮食和体重,皮质醇和性欲也会发生变化。”事实证明,鸟类也没有那么不同。在她的研究中,他们捕捉了野生欧椋鸟,并以与环境相关的浓度喂给实验组含有百忧解的蜡虫。4她说:“一只正常的鸟会吃一顿丰盛的早餐,然后一整天都吃点零食。”然后他们就吃晚饭。然而,服用百忧解的鸟类没有吃早餐或丰盛的晚餐。他们只吃零食。”

不以正确的方式进食对鸟类来说是非常危险的,而且还不止于此。阿诺德说:“今年我们将发表雌性欧椋鸟对异性不那么感兴趣,性欲也会下降。”这证实了人类的其他副作用也会影响鸟类的行为。“我们没有看到大规模的死亡。相反,我们看到动物做某件事做得不好,这应该是自然而然的。”On top of all this, there is the risk to the overall ecosystem – if one organism benefits or suffers disproportionally, it can cause a serious imbalance.

一直不为人知

环境中的精神药物是一把双刃剑,这引发了人们的疑问,为什么它们的污染效应没有在生态毒理学测试中得到强调,并被推上头版。主要的问题是,一般认为药物很快就会分解,因此不被认为是持久性的。然而,如果你仔细观察,这个理由似乎站不住脚。克拉明德说:“最近的研究表明,抗焦虑药物在环境中确实是持久的。”“特别是70年代早期的[恶西泮]仍然可以在河底找到,几乎没有退化。”“恶西泮于1965年首次上市,1972年就在沉积物中出现了。”它会从医院和私人家庭的废水中进入河流和湖泊,因为水处理厂目前还没有将其清除。克拉明德说:“由于城市化,这种集中度正在不断提高。”尽管自上世纪90年代以来,该研究地区的毒品消费量已经下降,但持续不断的人口流入仍保持着较高的水平。

布鲁克斯对此表示赞同:药物的持续释放意味着它们可能是持久的。他解释说:“这些化学物质中的许多在环境中不会被认为是持久性的,但因为它们一直在使用,所以它们是持久性的。”“即使分子不会停留很长时间,因为它们不断被释放到这些城市河流中,这些河流中的生物也不断地暴露在这些物质中。”“从这个角度来看,仅仅考虑浓度和降解时间是不够的。

如果你使用现有的工具,你就会犯6个数量级的错误

另一个问题是缺乏足够的生物工具。生物工具是一种小生物体,生态学家可以根据生物体对水的反应来评估水质,特别是它是否能够生存和繁殖。但是对于制药业来说,正确的工具还没有被发现。布鲁克斯解释说:“我们在历史上开发了环境评估工具,通常是为了解决一些最大的问题:重金属、农药。”“(但是)如果你要使用这些毒理学工具来确定这些(药物)化合物中的一种是否存在于可能对泰晤士河中的鱼造成问题的水平,你可能会犯六个数量级的错误。”“这意味着即使是对这类污染最基本的问题进行调查都存在障碍。

布鲁克斯解释说,这里的诀窍是识别哪些生物可能对药物化合物敏感。布鲁克斯说:“我们必须接受这样一个观点,即鱼类和其他类型的水生脊椎动物——青蛙、蝾螈——与我们更相似。”“我们设计的药物本质上是为了引起人类或动物的生物反应,[所以]如果我们能够理解药物靶标的进化关系和进化守恒,那么我们就可以确定哪些生物对这些分子更敏感或更不敏感。”

最后是行为测试。目前在标准的生态毒理学测试中无法检测到动物的“积极”结果,正如我们所看到的,精神污染在动物身上所看到的变化并不一定是所有动物都死亡或病重。克拉明德认为,细微的变化可能同样有害,只有行为测试才能识别它们。阿诺德对此表示赞同,她说:“关键是要把行为作为风险评估的一部分。”“尤其是冒险行为,因为胆子越大,被捕食的风险就越大。””Being systematically blind to the beneficial impacts of drug exposure could well translate into completely overlooking impending threats to certain animal populations, or worse, entire ecosystems.

化学挑战

一旦我们把所有问题都安排好了,我们最终可能如何处理这个问题,仍然有些模糊。现有的水处理技术可以将药物废物降低到非常低的水平,尽管这些技术非常耗能。另一种方法是药物回收计划,患者将未使用的药物归还,而不是将其冲入下水道——但这既不能控制从医院释放的药物,也不能阻止使用过的药物的代谢物进入下水道。

布鲁克斯相信短期的绿色工程和长期的绿色化学相结合。人工湿地可以作为一个“生物过滤器”,通过土壤、植被和微生物自然地处理废水流,并且可以在各种地方实施,尽管它们确实占用了大量的空间。在未来,布鲁克斯希望化学家能够帮助彻底解决这个问题。“我们能设计出具有内在降低环境危害的化学物质吗?”他问道。这是目前他参与的一个跨学科合作的重点,但正如他们在2015年所写的那样科学在社论中,他们承认这是“一个巨大的挑战”。5许多化学家可能会认为这是一种保守的说法。

然而,阿诺德强调了核心问题,以及令人满意的解决方案的最大障碍。“问题是:谁有责任?谁是污染者?是制药公司,是水公司,还是消费者?她问道。答案还远不明确。

艾达·艾米丽·斯坦马克,英国伦敦科普作家