В сточных водах университета во время экзаменов обнаружили биомаркеры стресса

Австралийские исследователи проанализировали содержание метаболитов в сточных водах университетского кампуса и городского района в обычное время и в экзаменационный период. Оказалось, что во время экзаменов в стоках университета повышался уровень биомаркеров окислительного стресса, и это не было связано с увеличением потребления алкоголя и никотина. Статья опубликована в журнале Nature Water.

Академические нагрузки, особенно высокоуровневые экзамены, служат источником сильного стресса и связаны с повышенными уровнями тревожности и депрессивных расстройств и долгосрочными последствиями для здоровья. Периоды экзаменов вызывают поведенческие и фармакологические реакции, включая употребление алкоголя, никотина, кофеина, антидепрессантов, психостимуляторов и других веществ, что необходимо учитывать при разработке стратегий помощи и профилактики. Информацию о них обычно получают путем опросов, анализа медицинских карт и отпуска прописываемых препаратов, которые имеют значительные ограничения при оценке краткосрочной популяционной динамики.

Цюда Чжэн (Qiuda Zheng) из Квинслендского университета и его коллеги воспользовались химическим анализом метаболитов в сточных водах как объективным источником данных о краткосрочной поведенческой и физиологической динамике. Перед экзаменационным периодом 2022 года и во время него они регулярно забирали пробы сточных вод из общего стока университетского кампуса с примерно 30 тысячами жителей (около 80 процентов — студенты) и из входящего потока городских очистных сооружений, обслуживающих примерно 100 тысяч жителей.

В них методом масс-спектрометрии анализировали 8-гидроксигуанин (8-OHG) и 8-гидрокси-2’-дезоксигуанозин (8-OHdG) — типичные маркеры окислительного стресса, которые образуются при атаке активных форм кислорода на нуклеиновые кислоты и служат интегральным биомаркером общего физиологического стресса. Также определяли уровни антидепрессантов, психостимуляторов, кофеина, никотина, алкоголя, искусственного подсластителя ацесульфама и их метаболитов.

Уровни метаболитов рассчитали, исходя из объема проб, скорости тока сточных вод и числа жителей. Расчеты показали, что в стоках из кампуса в обычное время уровни 8-OHG и 8-OHdG составляли 9,9 и 7,1 миллиграмма на тысячу человек в день, а в экзаменационном периоде возрастали до 30 и 13 миллиграмм на тысячу человек в день. В городских стоках подобного тренда не отмечалось: концентрации в обычное время составляли 1,7 и 3,7, а в экзаменационный период — 0,4 и 4,7 миллиграмма на тысячу человек в день. Анализ различий в экзаменационном периоде между кампусом и городом методом разности разностей выявил существенное повышение 8-OHG в кампусе на 943 процента по сравнению с городом (p < 0,01) и незначимое повышение 8-OHdG на 25 процентов (p = 0,48).

Потребление антидепрессантов амитриптилина, циталопрама, флуоксетина и венлафаксина в кампусе во время экзаменов повышалось с 9 ± 29, 224 ± 46, 102 ± 92 и 313 ± 81 до 286 ± 354, 516 ± 426, 556 ± 607 и 628 ± 482 миллиграмм на тысячу человек в день, или на 640, 130, 445 и 101 процент, в то время как в городе колебания не превышали примерно 20 процентов. Схожие закономерности прослеживались в отношении метаболитов этих препаратов. При анализе методом разности разностей статистически значимое различие сохранялось только для амитриптилина (на 177 процентов по сравнению с городом; p < 0,05), хотя остальные антидепрессанты также демонстрировали тренды к повышению.

Уровень риталиновой кислоты (метаболита психостимулятора метилфенидата, применяемого при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью) и амфетамина (в том числе как метаболита дексамфетамина, применяемого по тому же показанию) в кампусе во время экзаменов оставались стабильными, в то время как в городе имели выраженную тенденцию к росту. Выраженных изменений потребления алкоголя и никотина не было, а уровни метаболитов кофеина и ацесульфама несколько снижались.

Результаты химического анализа сточных вод выявили признаки существенного физиологического стресса у студентов кампуса во время экзаменов, который выразился в существенном повышении уровня 8-OHG незначительном — 8-OHdG. Это не было связано с повышением потребления алкоголя и никотина и не сопровождалось значимым ростом приема психоактивных препаратов, не считая небольшого увеличения приема антидепрессантов.

Проведенные ранее масс-спектрометрические анализы сточных вод в 16 странах мира позволили обнаружить 18 новых психоактивных веществ и сделать вывод, что амфетамин в них представляет опасность для окружающей среды. В свою очередь, анализ парижских сточных вод методом ПЦР выявил 27 генотипов вирусов папилломы человека.