Determinants of exposure to veterinary pharmaceuticals in avian scavengers to improve environmental risk assessment

• Autores: Marta Herrero González
• Directores de la Tesis: Rafael Mateo (dir. tes.), Mark Taggart (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María del Pilar Gómez Ramírez (secret.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Digital CSIC
• Resumen
  • español

    Actualmente los fármacos están considerados como contaminantes emergentes. El uso de estos compuestos está aumentando a nivel global y su presencia en el medio ambiente ya es ubicua. Los impactos negativos de estos compuestos en la biota se han visto incrementados en los últimos años y suponen una preocupación global. El ejemplo más claro de ello fue la dramática disminución de las poblaciones de buitres asiáticos en las últimas décadas, provocada por el antinflamatorio no esteroideo (AINE) diclofenaco. Este AINE causa una intoxicación aguda en buitres del género Gyps al consumir las carroñas de ganado previamente tratado. Este AINE fue autorizado para su uso en medicina veterinaria en España en 2013, lo cual fue una decisión controvertida debido a que España alberga la mayor población de buitres europeos. En este contexto, esta tesis se centra en describir y analizar diferentes escenarios en España en relación con los fármacos de uso veterinario y sus potenciales efectos adversos en fauna con hábitos carroñeros (especialmente en buitres). Esta tesis describe la prevalencia de compuestos altamente tóxicos (como AINEs y barbitúricos) para aves carroñeras en España, pero también considera otros fármacos veterinarios de uso común como los antibióticos o los antiparasitarios. Los datos que se exponen aquí incluyen muestras de aves carroñeras y de su principal fuente de exposición a fármacos; lascarroñas de ganado suministradas en muladares. Con estos datos, hemos determinado los factores de riesgo de exposición a los fármacos de uso veterinario asociados con las características de las carroñas de animales domésticos suplementados a las aves carroñeras en España. Para cumplir estos objetivos, se desarrollaron varios métodos analíticos para detectar fármacos de uso veterinario en las muestrasanalizadas aquí utilizando cromatografía de líquidos y gases acoplada a espectrometría de masas. Este proceso derivó en el desarrollo de un método multirresiduo para analizar en plasma y tejidos hasta 49 fármacos comercializados para uso veterinario en España. La prevalencia de los diferentes AINEs detectados aquí osciló entre el 0.3 y el 14.3% en aves carroñeras (en plasma y tejidos) y entre el 0.6 y el 4.4% en carroñas de animales domésticos. Se detectaron barbitúricos en el 3.4% de la fauna silvestre encontrada muerta con sospecha de intoxicación, y específicamente el 2.7% de las aves carroñeras analizadas mostraron residuos de barbitúricos. En el caso de los antibióticos, la prevalencia entre los diferentes compuestos detectados osciló entre el 0.3 y el 13.1% en aves carroñeras y entre el 0.6 y el 17.6% en carroñas de animales domésticos, mientras que no se detectaron fármacos antiparasitarios (como las avermectinas). Teniendo en cuenta los niveles detectados aquí, estimamos que, en la mayoría de los casos, los cadáveres suministrados para las aves carroñeras contenían concentraciones bajas que probablemente no causarían mortalidad en los buitres que se alimentan de ellos. Sin embargo, debemos destacar que algunas carroñas presentaban niveles potencialmente tóxicos de flunixino y dos carroñas de cerdo contenían diclofenaco, una de ellas a niveles tóxicos. Esta tesis también contiene una descripción del primer caso de mortalidad en un buitre negro por intoxicación con diclofenaco en Europa, lo que pone de manifiesto el riesgo que supone este AINE para las aves carroñeras. También se detallan intoxicaciones con otros productos farmacéuticos altamente tóxicos como los AINEs (concretamente flunixino) y pentobarbital. En el caso de estos últimos, se constata un preocupante aumento de la incidencia de intoxicaciones (principalmente en el norte de España). Junto con los fármacos descritos aquí, se observó cafeína en el plasma de aves carroñeras por primera vez en un elevado porcentaje de las aves (64.1%). Además, observamos que la cafeína puede ser un buen biomarcador del uso de vertederos por parte de los buitres. Esta tesis contribuye al conocimiento de la ecotoxicología de fármacos en aves carroñeras en España. Este es un punto de partida fundamental para establecer las necesidades de investigación y realizar evaluaciones de riesgo adecuadas para estos compuestos en la fauna silvestre. Esta tesis también incluye recomendaciones generales para los responsables que han de tomar las decisiones para mejorar el manejo de las carroñas de animales domésticos en términos de prevención de la exposición a fármacos de uso veterinario en fauna silvestre.

  • English

    Pharmaceuticals are considered emerging contaminants. These compounds are increasing worldwide and their presence in the environment is now ubiquitous. Their negative impacts on biota are an increasing concern globally. The clearest example of this has been the dramatic decline in Asian vulture populations in recent decades, driven primarily by the non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) diclofenac. This caused acute intoxication in Gyps vultures when they consumed carcasses of previously treated livestock. This well-known NSAID was then subsequently authorized for veterinary use in Spain in 2013, which was highly controversial given Spain is an important stronghold for European vulture conservation. In this context, this thesis focused on the description and analyses of parallel scenarios in Spain regarding veterinary pharmaceuticals and their potential negative effects in wildlife with scavenging habits (mainly vultures). This thesis describes the prevalence of highly toxic compounds (like NSAIDs and barbiturates) to avian scavengers in Spain, but also considers other commonly used veterinary pharmaceuticals like antibiotics or antiparasitic drugs. Data are reported here for avian scavenger samples and for their main source of exposure, livestock carcasses supplied at feeding stations. Using these data, we determined risk factors for exposure to pharmaceuticals that are associated with livestock carcasses supplied for avian scavengers in Spain. To accomplish these objectives, various analytical methods were developed to detect veterinary pharmaceuticals in samples using liquid and gas chromatography coupled to mass spectrometry. This included a ‘final’ multiresidue method to analyse up to 49 pharmaceuticals commercialized for veterinary use in Spain. The prevalence of different NSAIDs detected here ranged between 0.3-14.3% in avian scavengers (in plasma and tissues) and between 0.6-4.4% in domestic animal carcasses. Barbiturates were found in 3.4% of wildlife tissues analysed, with avian scavengers showing barbiturate residues in 2.7% of samples collected. For antibiotics, prevalence among the different compounds detected ranged between 0.3-13.1% in avian scavengers and between 0.6-17.6% in livestock carcasses, while antiparasitic drugs (like avermectins) were not detected. Considering the levels found here, we estimated that in most cases the carcasses supplied for avian scavengers contained low concentrations that would probably not cause mortality in vultures feeding on them. However, we must highlight that some carcasses had potentially toxic levels of flunixin and two pig carcasses contained diclofenac, one at toxic levels. This thesis also contains a description of the first case of a cinereous vulture dying due to diclofenac poisoning in Europe, which highlights the risk of this for avian scavengers. We also report on intoxications with other highly toxic pharmaceuticals like NSAIDs (i.e., flunixin) and pentobarbital. In the case of the latter, we note a worrying increase in the incidence of poisoning events (mainly in the north of Spain). Together with the pharmaceuticals described here, caffeine was observed in plasma from a big proportion of avian scavengers (64.1%) for the first time. We noted caffeine may be a good biomarker for landfill use by vultures. This thesis contributes to knowledge regarding the ecotoxicology of pharmaceuticals in avian scavengers in Spain. This is a fundamental starting point to establish research needs and to perform adequate risk assessments for these compounds in wildlife. This thesis also includes general recommendations for decision makers to improve the management of domestic animal carcasses in terms of preventing exposure to pharmaceuticals in wildlife.