Více času na podstatné

Zkouškový stres se propsal do chemického složení odpadních vod. Vědci zachytili biologické stopy psychické zátěže

15.11.2026 07:56

Odpadní vody mohou prozradit mnohem více než jen to, jaké látky lidé spotřebovávají a jaké léčivé přípravky užívají. Výzkumníci z Austrálie v nich zachytili také biologické ukazatele spojené s oxidačním stresem, tedy stavem, při kterém reaktivní formy kyslíku narušují přirozenou rovnováhu v organismu a mohou poškozovat buňky, jejich bílkoviny i genetickou informaci. Během univerzitních zkoušek se množství těchto ukazatelů změnilo. Analýza současně přinesla údaje o výskytu antidepresiv, léčiv používaných při poruše pozornosti, kofeinu, nikotinu i alkoholu.

Výzkum publikovaný 4. listopadu 2026 v časopise Nature Water pod názvem Wastewater surveillance captures multi-marker responses to short-term examination stress in a university population připravil mezinárodní tým vedený vědci z University of Queensland v Austrálii. Jeho cílem bylo ověřit, zda lze prostřednictvím analýzy odpadních vod sledovat krátkodobé změny biologických reakcí a chování větší skupiny lidí vystavených psychické zátěži.

Vědci odebírali vzorky odpadních vod v roce 2022 z univerzitního kampusu, jehož infrastrukturu využívá přibližně 30 tisíc lidí. Porovnávali období běžné výuky se zkouškovým obdobím a současně analyzovali odpadní vody z okolní městské oblasti s přibližně 120 tisíci obyvateli. Kontrolní lokalita umožnila odlišit změny zaznamenané na univerzitě od vývoje ve větší populaci ve stejném období.

Výzkumný tým sledoval několik skupin chemických ukazatelů. Vedle biomarkerů oxidačního stresu analyzoval antidepresiva, látky související s léčbou poruchy pozornosti s hyperaktivitou, nikotin, alkohol, kofein a umělé sladidlo acesulfam.

Biologické stopy oxidačního stresu

Nejdůležitější část výzkumu se týkala oxidačního stresu. Jde o stav, při kterém se v organismu narušuje rovnováha mezi tvorbou reaktivních forem kyslíku a schopností antioxidačních mechanismů tyto látky neutralizovat. Reaktivní formy kyslíku vznikají mimo jiné při běžných metabolických procesech. Pokud jejich množství převýší ochrannou kapacitu buněk, mohou reagovat s bílkovinami, lipidy i nukleovými kyselinami, tedy látkami, které nesou a zprostředkovávají genetickou informaci.

Oxidační stres může souviset s řadou faktorů včetně zánětlivých procesů, kouření, nemocí i psychické zátěže. Jeho přítomnost proto sama o sobě neprokazuje konkrétní příčinu. Pro výzkumníky však představuje měřitelnou biologickou odezvu organismu. Právě proto se zaměřili na dvě konkrétní látky, 8-hydroxyguanin označovaný zkratkou 8-OHG a 8-hydroxy-2'-deoxyguanosin neboli 8-OHdG.

První z nich je oxidovanou formou guaninu, jedné ze základních dusíkatých bází tvořících nukleové kyseliny DNA a RNA. Vzniká působením oxidačních procesů na tuto molekulární strukturu. Druhá látka, 8-OHdG, je modifikovaným nukleosidem, který vzniká při oxidačním poškození DNA. Může se uvolňovat při opravách poškozené genetické informace a následně být vylučován z organismu. Obě látky proto slouží jako biomarkery oxidačního poškození, přičemž každá poskytuje informaci o jiné molekulární podobě tohoto procesu.

Výsledky měření ukázaly, že během zkouškového období vzrostlo množství 8-OHG v odpadních vodách univerzitního kampusu výrazněji než v kontrolní městské lokalitě. Rozdíl byl statisticky významný. U 8-OHdG vědci rovněž zaznamenali nárůst, důkazy však nebyly statisticky průkazné.

Výzkumníci tak získali první důležitý výsledek. V odpadních vodách se během zkoušek projevila změna biomarkeru spojeného s oxidačním poškozením buněčných struktur. Autoři však upozorňují, že tyto ukazatele představují nepřímé měřítko stresové zátěže a nelze je považovat za přímé měření psychického stavu jednotlivců.

Populační trendy ve spotřebě antidepresiv

Další část výzkumu se zaměřila na antidepresiva. Vědci sledovali čtyři léčivé látky, amitriptylin, citalopram, fluoxetin a venlafaxin. Jejich chemické stopy v odpadních vodách umožňují odhadovat změny ve spotřebě těchto přípravků v celé sledované populaci.

Jednotlivé léky přitom patří do různých farmakologických skupin. Amitriptylin je tricyklické antidepresivum, které ovlivňuje zpětné vychytávání neurotransmiterů serotoninu a noradrenalinu. Citalopram a fluoxetin patří mezi selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu, označované zkratkou SSRI. Venlafaxin náleží do skupiny inhibitorů zpětného vychytávání serotoninu a noradrenalinu, tedy SNRI.

Tyto léky ovlivňují přenos nervových signálů prostřednictvím neurotransmiterů, chemických látek zajišťujících komunikaci mezi nervovými buňkami. Jejich přítomnost v odpadních vodách umožňuje sledovat populační trendy ve spotřebě léčiv, nikoliv však určovat diagnózy lidí, kteří je užívají.

Během zkouškového období se u všech čtyř sledovaných antidepresiv projevil vzestupný trend. Statisticky významný byl ovšem pouze nárůst amitriptylinu. U ostatních přípravků zůstaly výsledky neprůkazné. Autoři proto hovoří o možném zvýšení spotřeby antidepresiv, nikoliv o jednoznačně prokázaném nárůstu.

Léčiva na poruchu pozornosti, nikotin a alkohol

Výzkum zahrnoval také léčiva používaná při terapii ADHD, tedy poruchy pozornosti s hyperaktivitou. Vědci sledovali kyselinu ritalinovou a amfetamin. Kyselina ritalinová je hlavním metabolitem methylfenidátu, léčivé látky využívané při léčbě ADHD. V lidském organismu vzniká jeho přeměnou a následně se vylučuje močí. Její přítomnost v odpadních vodách proto slouží jako ukazatel spotřeby methylfenidátu.

Amfetamin je psychostimulační látka působící na centrální nervovou soustavu. V medicíně se některé jeho formy používají při léčbě ADHD. Jeho výskyt ve vzorcích odpadních vod však sám o sobě neumožňuje rozlišit konkrétní důvod užívání. U kyseliny ritalinové ani amfetaminu výzkumníci během zkouškového období nezaznamenali statisticky významný nárůst.

Pozornost věnovali také nikotinu a alkoholu. Sledovali celkové množství nikotinu a jeho podíl pocházející z tabákových výrobků. Oba ukazatele zůstávaly během sledovaného období relativně stabilní. Také výsledky týkající se alkoholu neukázaly výraznou změnu.

Nečekaný pokles u kofeinu a umělých sladidel

Zajímavé výsledky přinesly látky spojené se spotřebou kofeinu a umělých sladidel. Jako ukazatel příjmu kofeinu vědci použili paraxanthin. Jde o hlavní metabolit kofeinu, který vzniká při jeho odbourávání v lidském organismu. Přibližně 70 až 80 % metabolizovaného kofeinu se přeměňuje právě na paraxanthin. Jeho množství v odpadních vodách proto poskytuje informaci o populační spotřebě kofeinu.

Druhým sledovaným ukazatelem byl acesulfam, konkrétně acesulfam draselný. Jde o intenzivní nekalorické sladidlo používané v potravinářství a nápojovém průmyslu. Jeho význam pro tento výzkum spočívá v tom, že se po konzumaci z velké části vylučuje v nezměněné podobě, a může proto sloužit jako ukazatel spotřeby výrobků, které jej obsahují.

U paraxanthinu a acesulfamu studie zaznamenala statisticky významný pokles ve srovnání s vývojem v kontrolní populaci. Výsledek tedy ukázal, že během zkouškového období se relativní množství těchto látek v univerzitních odpadních vodách snížilo.

Potenciál epidemiologie odpadních vod

Studie současně ukazuje možnosti takzvané epidemiologie odpadních vod. Tento vědní přístup využívá chemickou analýzu odpadních vod k odhadování populační spotřeby léčiv, návykových látek a dalších chemických sloučenin. V posledních letech se uplatňuje také při monitorování infekčních onemocnění a sledování změn ve zdravotním stavu obyvatelstva.

Jeho podstatou je analýza látek vylučovaných lidským organismem, které se následně dostávají do kanalizačního systému. Výzkumníci mohou pomocí laboratorních metod stanovit jejich koncentrace a po zohlednění průtoku odpadní vody a velikosti sledované populace vypočítat takzvané hmotnostní zatížení připadající na jednoho obyvatele.

 

 

Zdroje a odkazy:

 

 

Štítky:

Zpět