Antibiootikumid veekeskkonnas

Antibiootikumid veekeskkonnas võivad põhjustada kahjustusi ökosüsteemile või lõppeda resistentsuse tekkega antibiootikumide suhtes. Antibiootikumid ja ka antibiootikumide suhtes resistentsed organismid satuvad keskkonda peamiselt heitvee kaudu. Eri bakterite geenivahetuse tõttu võivad tekkida antibiootikumiresistentsed bakteritüved. Keskkonna saastumise põhiallikateks on haiglad, vanadekodud, suured sigalad, aga ka antibiootikumide tootmise käigus tekkinud jäätmed.

Antibiootikumid keskkonnas

Antibiootikume kasutatakse selleks, et surmata või pärssida haigustekitajate levikut. Kuna keha kasutab antibiootikumidest vaid väga väikest osa, siis ülejäänud eritatakse väljaheidetega kanalisatsiooni. Edasi juhitakse vesi reoveepuhastusjaama ja sealt keskkonda. Enamik antibiootikumijääkidest satubki loodusse just reoveepuhastusjaamade kaudu, mis näitab, et puhastussüsteeme tuleb veel efektiivsemaks muuta.

Pinnas-vesi keskkonnas

Keskkonnas on antibiootikumid enamasti seotud selles leiduvate ainetega. Vette sattudes seotus kaob, kuna antibiootikumid lahustuvad kergesti. Kui antibiootikumid on seotud mullaosakestega, lagunevad nad aeglasemalt, mis seletab nende pikka püsivust keskkonnas. Kuna antibiootikumid akumuleeruvad veekeskkonnas mullast taimedesse, võivad antibiootikumid sattuda inimese või loomade toidulauale. Antibiootikumide liikuvus suureneb kui keskkonnas leidub huumusaineid, kas siis mineraalsel või lahustunud olekus. Keskkonna muutuste tõttu (pH muutus, ioontugevus) võivad antibiootikumid pinnaseosakestelt vabaneda.

Vesi-aktiivmuda keskkonnas

Antimikroobseid aineid nagu sulfoonamiidid, makroliidid, trimetoprime, tsefalosporiinid või fluorokinoloonid võib leida mudast aktiivses olekus küllaltki suurtes kogustes. Lisaks sellele korreleerub antibiootikumide hulk reoveepuhasti aktiivmudas aastaste tarbimismääradega, olles kõrgeim talvel. Heitvee antimikroobne kontsentratsioon sõltub mudaheitvee jaotuskoefitsendist. Üleliigne antibiootikumide kasutamine humaanmeditsiinis, loomakasvatuses ja põllumajanduses suurendab väetisena kasutatavas sõnnikus olevat antibiootikumide kontsentratsiooni.

Vees olevate antibiootikumide kahjulikkus keskkonnale

Ravimijääke võib looduses leida sama palju kui pestitsiide. Antibiootikumiresistentsuse teke ja levik ei ole ainsad kahjulikud mõjud antibiootikumide vesikeskkondadesse juhtimisel. Ökotoksikoloogiliste testide tulemused on negatiivsed. Antibiootikumid võivad mõjutada elusorganismide hormonaalset tasakaalu juba väga madala kontsentratsiooniga. Taimedel on tuvastatud mitmeid erinevaid kahjustusi DNA replikatsiooni, transkriptsiooni ja translatsiooni toimumisel ning foolhappe, rasvhappe ja steroolide sünteesis. 
Murekoht on antibiootikumide ja desinfitseerivate vahendite mõju tsüanobakteritele, mis on väga tundlikud antimikroobsete ainete suhtes. Tsüanobakterid on loodusele eriti olulised, sest nad moodustavad 70% fütoplanktoni massist ja vastutavad kolmandiku kogu maailma hapniku tootmise eest ning seovad kolmandiku vabanevast süsihappegaasist. Tsüanobakterite hapnikutoodang on võrreldav Amazonase vihmametsade produktsiooniga. 

Muid kahjulikke mõjusid:
Resistentsuse teke ja bakterite levik inimesele või loomadele, mis teeb ravimise antibiootikumidega keerulisemaks.
Sagenenud resistentsete patogeenide nagu Eschericia coli ja salmonella levik keskkonnas.

Resistentsuse teke

Antibiootikumiresistentsus võib kujuneda nii keskkonnas, kus leidub palju ravimijääke, mille doosid jäävad bakteritele surmavast doosist allapoole kuid ka inim- ja loomorganismis. Viimasel juhul siis, kui ravimit manustatakse valesti, kas liiga lühiajalise kasutamise või ravimi valesti tarbimise tagajärjel. Antibiootikum ei hävita patogeenipopulatsiooni täielikult ning kujuneda võib resistentsus kasutatava antibiootikumi vastu. Resistentsust põhjustava mutatsiooni tulemusel võib antibiootikumi seondumine mikroobiga muutuda võimatuks ning ravim ei suuda tungida läbi rakumembraani.

Antibiootikumiresistentsed bakterid vees

Vees olevad bakterid pärinevad veekeskkonnast või on eksogeensed – ajutiselt ja juhuslikult vette sattunud bakterid looma, taime või mulla pinnalt. Enam kui 90% mereveebakteritest on resistentsed rohkem kui ühele antibiootikumile ja 20% on resistentsed vähemalt viiele antibiootikumile. Uuringud antibiootikumi resistentsuse kohta on olulised, sest need võivad näidata, mil määral on inimtegevus muutnud veeökosüsteeme. Resistentsus ei sõltu ainult bakterite liigilisest koosseisust, vaid ka kohast, kus nad on. Bakterite suurem resistentsus võrreldes avaveekogudega esineb rannikul piki kaldajoont ja suletud lahtedes. Kogu teema kohta on tehtud üsna vähe uurimusi.

Antibiootikumide ja antibiootikumiresistentsete bakterite vähendamine heitvees

Antibiootikumiresistentsed organismid satuvad reovette inimese või looma elutegevusproduktidega (uriin, väljaheited, sõnnik ja ka laipade laguproduktid). Põhilised allikad, kust patogeenid ja antibiootikumiresistentsed organismid satuvad reovette, on haiglad, hooldekodud ja suurfarmid (kus organismid on omavahel pidevas kontaktis, tarvitavad palju ravimeid ja levib ohtralt baktereid), aga ka kodusest olmekasutusest. On äärmiselt oluline, suurendada teadlikkust, kuidas takistada antibiootikumiresistentsete organismide sattumist keskkonda. Heitvett saab puhastada mitmel moel: klooriga, osooni ja ultraviolettkiirgusega (efektiivne, aga kallis). Eri heitvete puhul võib töötlemisviis erineda, nt kui vees on ammooniumi, peab suurendama kloori kontsentratsiooni 100 mg/l, kui muidu piisaks 30 mg/l. Antibiootikumijääkide eemaldamiseks saab kasutada ka koagulatsiooni, aktiivsüsi filtratsiooni, ioonreaktsiooni või mitsell-savi süsteemi, mis on paljutõotav meetod tetratsükliini ja sulfoonamiidide eemaldamisel.

Antibiootikumiresistentsete organismide seire vees

Tänapäevane molekulaartehnoloogia võimaldab antibiootikumiresistentsete mikroobide (kolooniate) paremat jälgimist. Sama kehtib ka plasmiidide ja teiste geneetiliselt liikuvate elementide kohta, mis on seotud antibiootikumiresistentsusega.Geenitehnoloogia annab palju täpsema pildi sellest, kui keerulised ja mitmekesised on antibiootikumiresistentsed bakterid. Antibiootikumiresistentsuse ennetamine ja tuleviku prognoosimine sõltub investeeringutest ökoloogilistesse uuringutesse.

Määramine
Antibiootikumide ja antibiootikumiresistentsete bakterite määramiseks kasutatakse elektroforeesi ja kromatograafiat. Antibiootikumiresistentseid mikroobe tuvastatakse tavaliselt antibiootikumtundlikkuse testidega.

Tulevik

Meetodid, mis tuleks välja töötada antibiootikumiresistentsete kultuuride uurimiseks ja jälgimiseks peavad olema odavad ja usaldusväärsed. Tuleb jälgida bakteriaalsete kloonide teket ja neile iseloomulikke resistentseid geene. Samuti on oluline antibiootikumide avastamine vesikeskkonnas, milleks on tähtis reovee puhastamine antibiootikumidest, neile resistentsetest bakteritest. Äärmiselt oluline on teha ennetust, vältida inimeste ja loomsete bakterite segunemist pinnaveebakteritega.

Viited

Antibiootikumid