«Φαντάζεσαι τι θα γίνει αν κάποια στιγμή δεν θα μπορούμε να κάνουμε χειρουργικές επεμβάσεις;», μου είπε πάνω σε μια συζήτηση ο Επίκουρος Καθηγητής Μοριακής Μικροβιακής Οικολογίας και Γονιδιωματικής Σωτήρης Βασιλειάδης, ερευνητής στο Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στη Λάρισα, αναφερόμενος στη χρήση αντιβιοτικών κατά τα χειρουργεία και στη μικροβιακή αντοχή.
Και αυτό δεν είναι ένα ουτοπικό σενάριο, γιατί δυστυχώς, όλοι γνωρίζουν πως τα αντιβιοτικά στην πλειονότητα των περιπτώσεων δεν “λειτουργούν” πλέον και αυτό στοιχίζει ανθρώπινες ζωές. Οι εκτιμήσεις λένε ότι τα θύματα της μικροβιακής αντοχής αναμένεται να φτάσουν τα 10.000.000 έως το 2050 αν δε ληφθούν μέτρα. Όσο για την αιτία; Τι άλλο μπορεί να είναι εκτός από το ανθρώπινο χέρι που δε λέει να σταματήσει την αλόγιστη χρήση τους;
«Η ακατάσχετη ανθρωπογενής διασπορά αντιβιοτικών οδηγεί με μαθηματική ακρίβεια στην αύξηση της μικροβιακής αντοχής σε αυτά, με ορατή την αναποτελεσματικότητά τους εναντίον ασθενειών που τα προηγούμενα χρόνια δεν θεωρούνταν ως σημαντική απειλή για την ανθρώπινη υγεία. Επιστήμονες παγκοσμίως κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου, ενώ κυβερνήσεις καλούνται να λάβουν μέτρα που θα μειώσουν ή θα βελτιώσουν τη χρήση τους», σχολιάζει ο καθηγητής, ο οποίος επικεντρώνει ένα τμήμα της ερευνητικής του δραστηριότητας στις επιπτώσεις της χρήσης κτηνιατρικών αντιβιοτικών.
O Επίκουρος Καθηγητής Μοριακής Μικροβιακής Οικολογίας και Γονιδιωματικής Σωτήρης Βασιλειάδης
Σύμφωνα με τον ίδιο, πολλά από τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στη ζωική παραγωγή και που είναι πανομοιότυπα με τα ιατρικά, δυστυχώς καταλήγουν στο περιβάλλον και, με τον έναν ή τον άλλο τρόπο, ίσως και στο πιάτο μας επηρεάζοντας την υγεία μας.
«Τα κτηνιατρικά αντιβιοτικά (Veterinary Antibiotics) που καταλήγουν με την κοπριά των ζώων στα χωράφια δεν είναι “αθώα”. Ένα από τα πιο σημαντικά που προκαλούν είναι η διασπορά μεταξύ των μελών της μικροβιακής κοινότητας του εδάφους γονιδίων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά που μπορούν περαιτέρω να μεταδοθούν στον αγροτικό και τον αστικό πληθυσμό. Αν φτάσουν σε φυτά που τρώμε εμείς ή άλλα ζώα της διατροφικής μας αλυσίδας, τότε γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά διασπείρονται και σε ανθρώπινα παθογόνα που ζουν σε φυτά και ζώα, με ανεπιθύμητες επιπτώσεις στη δημόσια υγεία», προειδοποιεί ο Έλληνας ερευνητής.
Τα κτηνιατρικά αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται θεραπευτικά σε βοοειδή, χοίρους, κοτόπουλα και άλλα ζώα ή προληπτικά εναντίον λοιμώξεων, ενώ μέχρι πριν λίγα χρόνια επιτρεπόταν η χρήση τους για την αύξηση του σωματικού βάρους ή για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της σίτισης. «Παρά τους πρόσφατους νομικούς περιορισμούς στη χρήση τους, η έλλειψη κανονιστικών πλαισίων σε κάποιες χώρες, η εφαρμογή μη ορθών πρακτικών, αλλά και τα αργά αντανακλαστικά των ελεγκτικών μηχανισμών, των παραγωγικών φορέων και της κοινωνίας, οδηγούν σε διατήρηση υψηλών επιπέδων χρήσης και διασποράς των αντιβιοτικών στο περιβάλλον» επισημαίνει ο κ. Βασιλειάδης, προσθέτοντας πως η ΕΕ από τον Ιανουάριο του 2022 έχει απαγορεύσει τη μαζική προστατευτική χρήση κτηνιατρικών αντιβιοτικών, στο πλαίσιο του Σχεδίου Δράσης της Ενιαίας Υγείας (COM/2017/0339).
Η ζωική κοπριά ως σημαντική δεξαμενή αντιβιοτικών
«Η πλειονότητα των κτηνιατρικών αντιβιοτικών χορηγείται στα ζώα συχνότερα από το στόμα (> 50%) και λιγότερο συχνά με ένεση (περίπου 10%). Ανεξάρτητα από τη μέθοδο χορήγησης, το μεγαλύτερο μέρος τους (40-90%) δεν μεταβολίζεται στο σώμα των ζώων και απεκκρίνεται μέσω των ούρων και των περιττωμάτων είτε αυτούσιο (ως μητρική ένωση) είτε με τη μορφή προϊόντων μετασχηματισμού, τα οποία είναι συχνά εξίσου βιοδραστικά», εξηγεί ο Έλληνας επιστήμονας.
Σύμφωνα με τον ίδιο, η ζωική κοπριά αποτελεί μια σημαντική δεξαμενή κτηνιατρικών αντιβιοτικών και με την εφαρμογή της στα αγροτικά οικοσυστήματα τα υπολείμματα αυτών των ουσιών διασκορπίζονται επηρεάζοντας την ποιότητα του περιβάλλοντος και κατ’ επέκταση την ανθρώπινη υγεία.
Στην Ευρώπη, τα ζωικά περιττώματα αποθηκεύονται προσωρινά σε σωρούς πριν χρησιμοποιηθούν σε γεωργικά εδάφη. Εναλλακτικά, χρησιμοποιούνται ως υποστρώματα στην αναερόβια χώνευση για την παραγωγή βιοαερίου. Ωστόσο, το χρονικό διάστημα που τα κτηνιατρικά αντιβιοτικά παραμένουν στη κοπριά με τον έναν ή τον άλλο τρόπο είναι αυτό που καθορίζει και το επίπεδο έκθεσης των γεωργικών εδαφών σε αυτά κατά την λίπανση. ΄
UNSPLASH
Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η κοπριά που είναι έτοιμη για να πέσει στο χωράφι μπορεί να περιέχει κτηνιατρικά αντιβιοτικά σε επίπεδα που ποικίλουν από μικρογραμμάρια (μg) έως μιλιγραμμάρια (mg) ανά κιλό. Μόλις αυτά τα αντιβιοτικά εισέλθουν στο έδαφος υπόκεινται σε μια σειρά βιοτικών και αβιοτικών διεργασιών, όπως για παράδειγμα, αποικοδομούνται από τους μικροοργανισμούς του εδάφους, προσλαμβάνονται από τα φυτά ή μεταφέρονται σε συστήματα επιφανειακών και υπόγειων υδάτων.
Πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι η παρουσία υπολειμμάτων των κτηνιατρικών αντιβιοτικών στα αγροτικά οικοσυστήματα έχει αρνητικές επιδράσεις στην αφθονία των γαιοσκωλήκων, στη μικροβιακή ποικιλότητα αλλά και στην λειτουργία βασικών βιογεωχημικών κύκλων που καθορίζουν τη γονιμότητα των εδαφών όπως ο κύκλος του αζώτου.
Η ερευνητική ομάδα του Εργαστηρίου Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος του Τμήματος Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου INVERT (INteractions of Veterinary antibiotics with soil microorganisms: exploiting microbial degradation to avert Environmental contamination and ResisTance dispersal) που χρηματοδοτείται από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΕΛΙΔΕΚ) διερευνά την περιβαλλοντική πίεση των κτηνιατρικών αντιβιοτικών στη μικροβιακή κοινότητα του εδάφους με στόχο να βρει τρόπους να αποτρέψει τις αρνητικές επιδράσεις της (ανθεκτικότητα, τοξικότητα) και να αναδείξει τις ωφέλιμες (βιοαποικοδόμηση με ενεργειακό κέρδος).
Αποτυπώνοντας βήμα-βήμα τη χρήση αντιβιοτικών
Οι ερευνητές του Εργαστηρίου στη Λάρισα ελέγχουν τη διασπορά της μικροβιακής αντοχής σε συγκεκριμένα αντιβιοτικά και μελετούν πιθανούς ωφέλιμους μηχανισμούς βιοαποδόμησης αυτών των ενώσεων.
Ο καθηγητής Βασιλειάδης μαζί με συναδέλφους του, στο πλαίσιο του έργου INVERT μελέτησαν δυο κοινά κτηνιατρικά αντιβιοτικά, την τιαμουλίνη (TIA) και την τιλμικοσίνη (TLM) από τη στιγμή που χορηγήθηκαν σε χοίρους μέχρι την απέκκρισή τους στα χωράφια με τα περιττώματα των ζώων.
«Μέχρι στιγμής, λίγα είναι γνωστά για την περιβαλλοντική μοίρα αυτών των δυο αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται ευρέως στην κτηνοτροφία στην Ευρώπη. Το πρώτο χρησιμοποιείται για τη θεραπεία εντερικών και αναπνευστικών λοιμώξεων σε πουλερικά και σε χοίρους, όπου το 35% και το 65% περίπου της δόσης της απεκκρίνεται με τα ούρα και τα περιττώματα αντίστοιχα, ενώ το δεύτερο χρησιμοποιείται κυρίως για τη θεραπεία λοιμώξεων του αναπνευστικού σε μόσχους και χοίρους», εξηγεί ο ίδιος.
Κατά τη μελέτη, το επίπεδο της τιλμικοσίνης που ανιχνεύθηκε στην κοπριά ήταν διπλάσιο από της τιαμουλίνης, ενώ όταν οι ουσίες χορηγήθηκαν σε διαφορετικά σχήματα (τροφή και νερό) έδειξαν διαφορές και στα επίπεδα απέκκρισής τους. Όταν η κοπριά αποθηκεύτηκε σε συνθήκες περιβάλλοντος και τα δυο αντιβιοτικά αποικοδομήθηκαν σταδιακά κατά το ήμισυ μέσα σε 6-50 ημέρες, ενώ εμφάνισαν υψηλή εμμονή κατά τη διάρκεια της αναερόβιας χώνευσης.
«Αρχικά θέλαμε να δούμε πώς οι διαφορετικοί τρόποι χορήγησης των δυο αντιβιοτικών στους χοίρους επηρεάζουν την κινητικότητα απέκκρισης. Αποθηκεύσαμε τα περιττώματα σε συνθήκες περιβάλλοντος, αλλά και τα επεξεργαστήκαμε αναερόβια για να δούμε πως θα επηρεαστεί η ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά, αλλά και πως αυτά θα επιδράσουν στην ίδια τη διαδικασία αναερόβιας χώνευσης, μετρώντας την παραγωγή μεθανίου και πτητικών λιπαρών οξέων. Τέλος, προσδιορίσαμε τη δημιουργία ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, καθώς και τη διάχυσή τους ρίχνοντας κοπριά σε μια σειρά γεωργικών εδαφών και διερευνήσαμε το ρόλο των μικροοργανισμών του εδάφους», περιγράφει ο επικεφαλής της έρευνας.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα δύο κτηνιατρικά αντιβιοτικά παρέμειναν στους κοπροσωρούς κατά την αποθήκευση για σημαντικά χρονικά διαστήματα (παρά τη μερική αποδόμησή τους), ενώ διατηρήθηκαν σε υψηλά ποσοστά κατά την αναερόβια χώνευση, όπου εκεί μείωσαν την παραγωγή βιοαερίου, γεγονός που καταδεικνύει ότι οι παραπάνω πρακτικές δεν λειτουργούν για την απομάκρυνση των αντιβιοτικών από τις κοπριές και κατ’ επέκταση την αποφυγή διάχυσή τους στα γεωργικά εδάφη.
Και όπου οι ανθρώπινες πρακτικές αποτυγχάνουν αναλαμβάνει δράση η φύση και συγκεκριμένα εδώ οι μικροοργανισμοί του εδάφους οι οποίοι με την βιοκτόνο δράση τους λογικά μπορούν να απομακρύνουν τα αντιβιοτικά αποτελεσματικά. «Παρατηρήσαμε ότι σε εδάφη που εκτέθηκαν συστηματικά σε κάποια από τα αντιβιοτικά, όπως η τιαμουλίνη, επιταχύνθηκε η αποδόμηση αυτών των ουσιών από μικροοργανισμούς του εδάφους (βακτήρια)που είχαν την ικανότητα να χρησιμοποιούν τα αντιβιοτικά ως «φαγητό» ή καλύτερα, ως το ενεργειακό τους ρόφημα, για την αύξηση τους. Εμείς απομονώσαμε τέτοια βακτήρια, τα δοκιμάσαμε σε κοπροσωρούς και διαπιστώσαμε ότι μπορούν να δράσουν ως βιολογικοί φορείς για την «θεραπεία» της κοπριάς από τα αντιβιοτικά περιορίζοντας έτσι την διασπορά τους στα γεωργικά εδάφη», περιγράφει ο κ. Βασιλειάδης εκτιμώντας πως η εξυγίανση της κοπριάς με βιολογικό τρόπο πριν πέσει στα χωράφια ίσως αποτελεί το «κλειδί» για να σπάσει η αλυσίδα διασποράς αντιβιοτικών στο περιβάλλον, που οδηγεί στην εμφάνιση νέων υπερ-βακτηρίων με αντοχή σε πλήθος αντιβιοτικών
