Globalne ocieplenie i inne zmiany środowiskowe powodują oporność na antybiotyki

Oprócz nadmiernego i niewłaściwego użycia antybiotyki U zwierząt i ludzi zmiany środowiskowe mogą przyczynić się do szerzenia się oporności na te leki. Należą do nich ocieplenie klimatu, emisja pestycydów i metali ciężkich, zanieczyszczenia mikroplastikami i zmiany w różnorodności mikrobiologicznej – podają w czasopiśmie polscy naukowcy. Zanieczyszczenie środowiska (DOI: 10.1016/j.envpol.2024.123649).

„Po pierwsze, w warunkach rosnących temperatur, możemy spodziewać się większej liczby przypadków infekcji bakteryjnych i zatruć pokarmowych, co będzie skutkować wzrostem spożycia antybiotyków. Po drugie, rosnące temperatury ułatwiają poziomy transfer genów, który wiąże się z transferem informacji genetycznej przechowywanej w plazmidach. Może wystąpić pomiędzy bakteriami tego samego lub różnych gatunków. Jest to jeden z najważniejszych sposobów rozprzestrzeniania się genów oporności na antybiotyki. Po trzecie, ekstremalne zjawiska pogodowe wynikające ze zmiany klimatu mogą uszkodzić infrastrukturę kanalizacyjną, uwalniając nieoczyszczone ścieki. Są one ważnym źródłem antybiotyków i opornych bakterii. W rezultacie pula genów odporności w środowisku zostaje wzbogacona. Po czwarte, cieplejszy klimat oznacza rosnący problem z dostępem do czystej wody, zwłaszcza w regionach o niższym poziomie rozwoju gospodarczego. Może to skutkować wzmożonym stosowaniem antybiotyków i narażeniem ludzi na kontakt z wodą pitną zanieczyszczoną zarówno antybiotykami, jak i opornymi bakteriami” – mówi pierwszy autor artykułu, profesor Piotr Rzymski z Katedry Medycyny Środowiskowej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu.

Autorzy analiz zwracają uwagę, że przyczyną oporności na antybiotyki może być również zanieczyszczenie mikroplastikiem. Hydrofobowa powierzchnia mikroplastików sprzyja rozwojowi bakterii i prawdopodobnie dlatego w ich obecności horyzontalny transfer genów między bakteriami następuje szybciej. Mikroplastiki mogą również wchłaniać antybiotyki i przenosić je wraz z opornymi bakteriami na większe odległości, szczególnie w środowiskach wodnych. „Wykryto obecność genów oporności na powierzchni mikroplastików występujących w ekosystemach słodkowodnych i słonowodnych, wymywanych ze składowisk śmieci, a także w glebach rolniczych” – mówi profesor Rzymski.

Narażenie bakterii na działanie pestycydów i metali ciężkich znajdujących się w środowisku może z kolei doprowadzić do pojawienia się i rozpowszechnienia mechanizmów zmniejszających toksyczność tych chemikaliów. «Okazuje się, że mechanizmy te, oparte na przykład na enzymach biorących udział w degradacji organicznych pestycydów czy na pompach efluksowych, pozwalają na usunięcie szkodliwych związków z komórki bakteryjnej, ale mogą też odgrywać rolę w zmniejszaniu wrażliwości bakterii bakterii na wybrane klasy antybiotyków. Efektu tego nie można zignorować, biorąc pod uwagę, że działalność człowieka co roku przyczynia się do emisji metali takich jak rtęć, kadm i ołów, które mogą długo zalegać w glebie i wodzie i kumulować się w organizmach żywych. Tylko w 2020 roku światowe zużycie pestycydów w rolnictwie sięgnęło 2,7 mln ton składników aktywnych – mówi Rzymski.

Naukowcy wskazują także na ważną rolę dużej różnorodności drobnoustrojów w ograniczaniu rozprzestrzeniania się antybiotykooporności w środowisku. Tworzy barierę biotyczną opierającą się na relacjach zachodzących pomiędzy organizmami tworzącymi zbiorowisko, efektywnym wykorzystaniu zestawu składników odżywczych oraz obecności organizmów, które mogą skutecznie kontrolować rozwój bakterii opornych na antybiotyki. Jeśli różnorodność jest niska, inwazje bakterii opornych na antybiotyki i rozprzestrzenianie się genów oporności wśród rodzimych mikroorganizmów może nastąpić szybciej. Degradację różnorodności mikrobiologicznej ułatwiają zmiany klimatyczne, chemia środowiska i przemiany fizyczne.

„Cele zdrowia publicznego i ochrony środowiska są zbieżne, muszą się uzupełniać i wzmacniać. Antybiotykooporność i zmiany środowiskowe to jedne z największych wyzwań stojących przed ludzkością XXI wieku i musimy je rozwiązywać wspólnie, a nie osobno” – mówi współautor publikacji, profesor Andrzej Fal, prezes Polskiego Towarzystwa Zdrowia Publicznego.

Coraz większym wyzwaniem są bakterie oporne na więcej niż jeden konkretny antybiotyk oraz tzw. antybiotyki ostatniej szansy. Do szczególnych zagrożeń należą: wielolekooporne prątki gruźlicy, szczepy gruźlicy Staphylococcus aureusEnterokoki oporne na wankomycynę i Clostridioides difficile, enterobakterie oporne na karbapenemy i bakterie Gram-ujemne oporne na kolistynę. (PAPKA)

PAP – Nauka w Polsce

zan/ agt/ kap/

tr. RL