Negatywny wpływ antybiotyków i chemioterapeutyków na środowisko, czyli biomonitoring w czystej postaci

Antybiotyki oraz chemioterapeutyki, stosowane w medycynie i weterynarii, stanowią potencjalne źródło zanieczyszczenia środowiska. Leki te wykazują toksyczne działanie nawet w niskich stężeniach, a ich długotrwały wpływ na mikroorganizmy może powodować powstanie opornych szczepów bakterii. Do zanieczyszczenia środowiska głównie dochodzi przez zrzucanie do rzek wcześniej nieoczyszczonych ścieków komunalnych i szpitalnych.Tak wprowadzane substancje lecznicze działają niekorzystnie na wiele organizmów, a ich regularne wprowadzanie do wód powierzchniowych skutkuje długotrwałym utrzymaniem w środowisku.Prócz antybiotyków często wykrywane są leki przeciwzapalne, przeciwbólowe oraz hormony. Niektóre leki, stosowane zarówno w leczeniu ludzi jak i zwierząt, wydalane są wraz z kałem lub moczem w formie niezmienionej. Zdecydowana większość substancji leczniczych podlega procesom rozpadu i syntezy w organizmie, w wyniku których powstają ich metabolity. Bez względu na formę, w której trafiają do ścieków, antybiotyki i chemioterapeutyki nigdy nie zostaną całkowicie z nich usunięte. Szacuje się, że oczyszczenie nieczystości szpitalnych i komunalnych waha się od 60 do 90%.

Stosowanie leków weterynaryjnych w leczeniu infekcji trzody chlewnej oraz w profilaktyce powoduje przedostanie się tych substancji wraz z odchodami na pola uprawne. Wykorzystanie tak zanieczyszczonego kału, jako naturalnego nawozu (gnojówka), skutkuje przejściem antybiotyków nie tylko do gleby i wód gruntowych, są one również aktywnie przyswajane przez rośliny.

Badania, w których uczestniczę, mają na celu określenie w jaki sposób oraz w jakim stopniu leki stosowane w weterynarii wpływają na rośliny. Jak widać na ryc.1 stosowanie nawet niskich stężeń oxytetracykliny ogranicza wzrost siewek grochu. W tym miejscu nasuwa się pytanie: w jakim stopniu przyswojone leki przedostają się do naszego organizmu? W przypadku warzyw i owoców nie ma obowiązku przeprowadzania badań, które wykryłyby w nich substancje lecznicze, przed wprowadzeniem ich do obrotu.

Od lat 90. XX wieku prowadzone są intensywne badania nad obecnością leków i ich metabolitów w wodach powierzchniowych. Działania te określane są mianem biomonitoringu, który w szerokim ujęciu polega na badaniu, analizie i ocenie stanu środowiska. Stosując metody biochemiczne określany jest rodzaj występującego zanieczyszczenia w badanych próbach. Kontrolując wprowadzane na pola nawozy naturalne, glebę po nawożeniu oraz otrzymane z niej plony możliwe jest określenie stopnia przyswojenia leków przez rośliny. Przeprowadzenie takich badań na szeroką skale staje się wręcz niemożliwe. Odpowiednim rozwiązaniem mogą stać się testy paskowe, które umożliwią szybkie i precyzyjne wykrycie antybiotyków np. w soku z ogórka w warunkach domowych, przez każdego zainteresowanego konsumenta.

Roślinność wodna (glony, rośliny wodne) jest wykorzystywana w ocenie toksyczności ścieków, badaniach jakości wody oraz wykrywaniu związków biogennych. Badania fitotoksyczności, w porównaniu z testami toksyczności ostrej (prowadzonymi na zwierzętach), nie cieszą się dużym zainteresowaniem. Ich wykorzystanie ograniczone jest głównie do rejestracji pestycydów.W testach tych najczęściej stosowane są glony słodkowodne, których wybór uzależniony jest między innymi od dostępności danego gatunku i jego wymagań życiowych. W badaniach określany jest przyrost biomasy fitoindykatorów, po wcześniejszej ekspozycji na działanie różnych stężeń antybiotyków lub chemioterapeutyków. Następnie przeprowadzając badania biochemiczne określa się mechanizm działania konkretnego leku.

Monitoring środowiska, prowadzony pod kątem wykrycia w nim substancji leczniczych (w tym antybiotyków i chemioterapeutyków), służy nie tylko do określenia stopnia jego zanieczyszczenia, jest również wykorzystywany do zbadania negatywnego wpływu substancji leczniczych na naturalnie występującą roślinność. Prowadzone badania mogą okazać się pomocne w ustaleniu programu kontroli wprowadzanych do sprzedaży warzyw i owoców oraz w skutecznym usuwaniu antybiotyków ze ścieków, wód i gruntów.

Aleksandra Ziółkowska
(studentka I roku studiów doktoranckich, Wydział Biologii i Biotechnologii)