ANTIBIOTICKÁ RESISTENCE
V AKVATICKÝCH EKOSYSTÉMECH
Jana Petruželová
EKOTOXIKOLOGIE VODNÍCH EKOSYSTÉMŮ 2017
CO JSOU ANTIBIOTIKA?
 látky, které mají antibakteriální účinek (resp. antimikrobiální) – 2 typy:
1. baktericidní – ireverzibilně usmrcují bakteriální buňky
2. bakteriostatické – reverzibilně zastavují růst a množení bakterií
 přírodní látky mikrobiálního původu – mohou být chemicky modifikovány či synteticky vyráběny
 užší definice: léčiva pro léčbu bakteriálních infekcí – ne všechny látky s antibiotickým účinkem mohou
takto být použity – musí být selektivně toxické pro mikroorganismy (neohrozí hostitele)
Penicilin – Alexander
Fleming, 1929
MECHANISMY ÚČINKU ANTIBIOTIK
1.
2.
3.
4.
5.
 přirozená rezistence – způsobená fyziologicky či biochemicky
 problémem získaná rezistence – kmeny mikrobiálních druhů původně citlivé k dané látce se stávají odolné
 změna místa působení antibiotika, zabránění průniku do buňky, aktivní vyčerpávání antibiotika z buňky, inaktivace
pomocí enzymů
 princip vzniku a šíření resistence:
 mutace – získání genů pro rezistenci
 přežití rezistentních buněk
 namnožení rezistentních buněk
 horizontální transfer genů
ANTIBIOTICKÁ REZISTENCE: PROBLÉM SOUČASNÉ MEDICÍNY
 důvod šíření rezistence – špatné či nadměrné užívání antibiotik:
 předčasné ukončení či zbytečné prodlužování terapie
 poddávkování antibiotika
 užívání v nevhodných případech (virózy)
 časté užívání v chovech zvířat
 užívání širokospektrálních antibiotik
 přehnané či nesprávné užívání antibiotik v nemocnicích
 „globalizace“ – šíření na velkou vzdálenost
 množství rezistentních bakterií se zvyšuje – není kompenzováno stejně rychlým vývojem nových antibiotik
 multi-rezistentní bakterie v roce 2007 v Evropě způsobily zhruba 400 000 infekcí a 25 000 úmrtí
ANTIBIOTICKÁ REZISTENCE: PROBLÉM SOUČASNÉ MEDICÍNY
 nové typy polutantů (emerging pollutants, EPs):
 antibiotika
 bakterie rezistentní k antibiotikům
 geny pro antibiotickou rezistenci
 antibiotika – ovlivnění vodních organismů – zpětně pak terestrických, včetně lidí
 přímo (akutní či chronická toxicita)
 nepřímo (změny v druhovém složení společenstev, v koloběhu látek, potravní dostupnosti apod.)
 rezistentní bakterie se ve vodách vyskytují z důvodu:
 vstupu antibiotik (vznik rezistence až ve vodě)
 vstupu rezistentních bakterií a genů (vzniklých už při léčbě) – významnější zdroj
 vodní prostředí = reservoár genů pro antibiotickou rezistenci (přenos z patogenních na volně žijící)
 biofilmy
 sedimenty
 vodní organismy
ANTIBIOTIKA A ANTIBIOTICKÁ REZISTENCE VE VODNÍM PROSTŘEDÍ
Množství rezistentních bakterií a
daného antibiotika ve vodním
prostředí nemusí korelovat
 výroba – nevýznamné
 používání:
1. zemědělství
 chov zvířat (léčba, prevence, zkvalitňování produktů)
 odtoky z chovů, z hnojišť a z polí hnojených mrvou,
z továren na zpracování masa (antibiotika i rezist. bakterie)
 akvakultury (hl. intenzivní chovy ryb)
 přímá aplikace antibiotik do vody, často nadměrná
 pěstování rostlin (proti bakteriálním infekcím ovoce)
ZDROJE: ODKUD SE DO VODY DOSTÁVAJÍ?
2. humánní medicína
 domácnosti
 s močí do odpadních vod (antibiotika i rezist. bakterie)
 nevhodný způsob nakládání s nepoužitými léky
ZDROJE: ODKUD SE DO VODY DOSTÁVAJÍ?
 nemocnice
 s močí do odpadních vod
(často multi-rezistentní bakterie)
OSUD A EFEKT: CO SE S NIMI STANE A CO MOHOU ZPŮSOBIT?
 částečná eliminace – nebiotickými procesy (sorpce, hydrolýza, termolýza, fotolýza),
biotickými procesy (biodegradace)
 efekt zbylých antibiotik a rezistentních bakterií v prostředí:
 odpadní vody a ČOV
 antibiotika: inhibice bakterií v aktivovaném kalu (ovlivnění procesů čištění vody)
 vhodné prostředí pro šíření genů podmiňujících antibiotickou rezistenci
 odbourání části látek a bakterií
 povrchové vody
 antibiotika: inhibice bakterií (a rozkladných procesů)
 inhibice procesů u řas, sinic a vyšších rostlin (problém – základ potravního řetězce)
 toxické vlivy na živočichy – snížená míra přežívání larev Daphnia magna, Artemia
salina, změna chování u Daphnia magna, u ryb nepotvrzen přímý vliv (ale možné snížení
dostupnosti potravy)
 možnost přenosu genů pro antibiotickou rezistenci na patogeny
– vliv na člověka – rybolov, odběr pitné vody, kontakt s vodou při rekreaci
OSUD A EFEKT: CO SE S NIMI STANE A CO MOHOU ZPŮSOBIT?
 podzemní vody
 spíše lokální znečištění (prosakování
ze septiků, hnojených polí, potrubí)
 pitná voda
 antibiotika spíše ojediněle (např. USA)
 rezistentní bakterie např. v USA, Číně,
Německu (v biofilmech v rozvodech pitné vody)
 moře
 ústí velkých řek, přímořská města –
nacházení rezistentních bakterií
(např. Rio de Janeiro)
ZÁVĚR: CO MŮŽEME DĚLAT PRO ZLEPŠENÍ SITUACE
 uvědomělé používání antibiotik:
 pouze v nutném případě
 vhodně dávkovat
 omezit užívání v zemědělství
 poučovat veřejnost o správném užívání
 vracení nespotřebovaných léčiv do lékárny
 výroba:
 zaměřovat se na účinná a zároveň co
nejlépe odbouratelná antibiotika
 výzkum:
 zlepšovat technologie k detekci v prostředí
 vyvíjet metody k odstraňování