Antybiotyki istniały w naszym otoczeniu od zawsze, tylko my nie widzieliśmy o tym oraz nie znaliśmy sposobu na ich wyizolowanie i produkcję. Warto sobie przypomnieć fakt, że od wieków rany opatrywało się przy pomocy chleba z pleśnią lub z pajęczyną. Dziś mamy na to naukowe wytłumaczenie, ale wtedy były to nauki przekazywane z pokolenia na pokolenie. Obecnie szacuje się, że w naturze występuję około 70 000 związków będących naturalnymi antybiotykami: czosnek, cebula, imbir, miód, olejek z oregano, chrzan, żurawina, tymianek.

„To natura wyprodukowała penicylinę, ja ją tylko odkryłem” – Aleksander Fleming

Współczesna era antybiotyków rozpoczęła się w 1928 roku wraz z przypadkowym odkryciem Aleksandra Fleminga. Zauważył on podczas porządkowania laboratorium, że grzyb pleśniowy spowodował zahamowanie wzrostu kolonii bakterii Staphylococcus aureus na jednej z szalek Petriego. Tym grzybem pleśniowym był Penicilium notatum, a odkryty w ten sposób antybiotyk to penicylina. Pierwsze antybiotyki były naturalnie występującymi w środowisku substancjami. Ich odkrycie wymagało szczęśliwego przypadku, a potem długiej i ciężkiej pracy prowadzącej do wyizolowania czynnej substancji i jej scharakteryzowania.

Inne grupy badaczy, również zainteresowały się tym odkryciem. Howard Florey oraz Ernest Chain prowadzili badania nad wyizolowanym związkiem. W 1940 roku przeprowadzili eksperyment, który polegał na wstrzyknięciu 8 myszom określonej dawki bakterii. Potem 4 myszom podano zastrzyk z penicyliny. Po 24 godzinach okazało się, że zmarły tylko te myszy, które nie otrzymały zastrzyku. W 1942 po raz pierwszy podano lek pacjentowi, natomiast w 1945 roku cała trójka naukowców otrzymała Nagrodę Nobla.

Samo określenie antybiotyk zostało wprowadzone przez Selmana Waksmana w 1942 roku i pochodzi z języka greckiego, gdzie oznacza „przeciwko życiu”. Naukowiec ten odkrył szereg antybiotyków, z których najbardziej innowacyjna była streptomycyna. Związek ten został wyizolowany w 1944 roku przez Selmana Waksmana i jego studenta Alberta Schatza. Był to pierwszy antybiotyk działający na prątki gruźlicy. Kolejnym wyizolowanym antybiotykiem była neomycyna odkryta przez Selmana Waksmana oraz Huberta Lechevaliera.

Pod koniec lat 40 XX wieku odkryto kolejne antybiotyki: chloramfenikol i tetracyklinę.

W 1964 roku Nagrodę Nobla otrzymała Dorothy Crowfoot Hodgkin za odkrycie szeregu substancji czynnych i kolejny ważny antybiotyk – cefalosporynę. Dzięki jej badaniom możliwe były kolejne odkrycia i badania, co doprowadziło do syntezy związków aktywnych i masowej produkcji antybiotyków. W Polsce produkcja penicyliny rozpoczęła się w 1950 roku w zakładach Polfy Tarchomin. 

Rodzaje antybiotyków

Ze względu na mechanizm działania i typ działania antybiotyki dzielimy na:

• Antybiotyki bakteriostatyczne – zapobiegają i hamują wzrost i rozmnażanie bakterii.
• Antybiotyki bakteriobójcze – ostatecznie zabijają bakterie niszcząc ich otoczkę lub blokując niektóre ich funkcje życiowe.

Ze względu na spektrum działania:

• Antybiotyki o wąskim spektrum działania – działają tylko na jedną grupę bakterii Gram (+) lub bakterii Gram (-).
• Antybiotyki o szerokim spektrum działania – działają jednocześnie na obie grupy bakterii.

Grupy antybiotyków:

• Antybiotyki beta-laktamowe: penicyliny, cefalosporyny, karbapenemy, monobaktamy.
• Antybiotyki aminoglikozydowe: amikacyna, gentamycyna, neomycyna.
• Tetracykliny: tetracyklina, doksycyklina.
• Makrolidy: azytromycyna, erytromycyna.
• Linkozamidy: klindamycycna, linkomycyna.
• Amfenikole: chloramfenikol.
• Ryfamycyny: ryfampicyna.
• Pleuromutyliny – retapemulina.
• Antybiotyki glikopeptydowe – wankomycycna.

Każdy antybiotyk ma ściśle określone wskazania do stosowania, a głównym wskazaniem do antybiotykoterapii jest infekcja bakteryjna.

Antybiotyki przez wiele lat były uważane za cudowny środek, który zlikwiduje problem zakażeń bakteryjnych. Przez wiele lat rzeczywiście tak było. Były one skuteczne i dało się zauważyć spadek śmiertelności wywołany zakażeniami bakteryjnymi. Jednak ich coraz większe spożycie i niewłaściwe stosowanie zwłaszcza w leczeniu poza szpitalnym, rolnictwie i weterynarii spowodowało lawinowy wzrost oporności bakterii.

Antybiotyki w leczeniu zwierząt hodowlanych

Jak podaje Główny Inspektorat Weterynarii – Antybiotyki są produktami leczniczymi weterynaryjnymi, które mogą być stosowane tylko z przepisu i pod nadzorem lekarza weterynarii. Wymusza to prowadzenie dokumentacji zawierającej opis przeprowadzonych badań i stosowanych leków u wszystkich leczonych zwierząt gospodarskich. Hodowca zobowiązany jest do przestrzegania zasad dotyczących podania leku oraz czasu karencji. Oznacza to, że będzie przestrzegał zakazu sprzedaży mleka, jaj i mięsa w czasie karencji liczonego od ostatniego dnia podania antybiotyku zwierzętom.

Od 2022 roku wszystkie państwa Unii Europejskiej zobowiązane są przestrzegać wytycznych umieszczonych w Rozporządzeniu Komisji (UE) 2019/6 z 11.12.2018 roku – w sprawie weterynaryjnych produktów leczniczych. W dokumencie tym zawarta jest informacja, że produkty lecznicze nie powinny być stosowane rutynowo ani wykorzystywane w celu zrekompensowania niedostatecznej higieny, niewłaściwej hodowli zwierząt, braku opieki lub nieodpowiedniego zarządzania gospodarstwem rolnym. Niektóre antybiotyki mogą być zarezerwowane wyłącznie do stosowania u ludzi. System monitorowania stosowania antybiotyków stopniowe obejmuje wszystkie gatunki zwierząt. Do 2024 roku będzie obowiązkowy dla świń, drobiu i cieląt, natomiast do 2027 roku dla wszystkich zwierząt gospodarskich.

Rozporządzenie Komisji (UE) nr 37/2010 z 22.12.2009 roku klasyfikuje substancje farmakologicznie czynne, podaje gatunki zwierząt, których one dotyczą, tkanki docelowe i poziom MLP / MRL (maksymalny limit pozostałości / Maximal residua limit).

Skuteczna i bezpieczna antybiotykoterapia uzależniona jest od wzajemnych zależności zachodzących pomiędzy drobnoustrojami wywołującymi zakażenie, chorymi zwierzętami oraz zastosowanym lekiem przeciwbakteryjnym. Z punktu widzenia efektywności działania, istotne jest, aby antybiotyk jak najdłużej i w jak największych stężeniach pozostawał w organizmie zwierzęcym. O ilościach leku, które przechodzą do organizmu zwierzęcego oraz o czasie jego utrzymania się na poziomie efektywnego stężenia decydują właściwości fizykochemiczne, postać i droga podania, ale również gatunek zwierząt. Należy pamiętać, że antybiotyki pozostając w tkankach i narządach zwierząt oraz w ich produktach: jaja i mleko, stają się potencjalnym źródłem niekorzystnych oddziaływań na zdrowie ludzi. Nawet małe dawki leków przyjmowane z pożywieniem przez dłuższy czas mogą prowadzić do reakcji alergicznych lub też zaburzeń w prawidłowym funkcjonowaniu tkanek lub narządów.

Najczęściej stwierdzaną przyczyną występowania niezgodnych z przepisami stężeń antybiotyków w żywności jest nieprzestrzeganie czasów karencji, niezgodne ze wskazaniem dawkowanie weterynaryjne produktów leczniczych oraz stosowanie leków u tych gatunków zwierząt, dla których nie są one przeznaczone.

„Mogą nadejść czasy, gdy penicylina będzie mogła być kupiona przez każdego w sklepie. Istnieje więc niebezpieczeństwo, że nieświadomy człowiek będzie ją przyjmował w zbyt niskiej dawce i drobnoustroje poddawane nieodpowiednim dawkom leku staną się oporne” – Aleksander Fleming.

Aleksander Fleming w trakcie pracy nad penicyliną zauważył, że kolejne pokolenia Staphylococcus aureus poddawane działaniu tego związku, wytwarzają ściany komórkowe coraz bardziej nieprzepuszczalne dla tego leku. Tym samym odkrył jeden ze sposobów bakterii na wytworzenie oporności na antybiotyki.

Pojawienie się opornych szczepów bakterii to proces ewolucji. Bakterie musiały znaleźć sposoby, aby uodpornić się na antybiotyki i nie zginąć całkowicie. Wśród bakterii wyróżnić możemy oporność naturalną lub nabytą. Oporność naturalna jest cechą samoistną, w wyniku czego poszczególne szczepy, a nawet gatunki są odporne na działanie antybiotyków. Oporność nabyta może powstawać w wyniku: selekcji szczepów opornych, mutacji genomowych, w wyniku transferu informacji genetycznej z innych lekoopornych bakterii.

Przyczyny narastania odporności na antybiotyki u zwierząt i ludzi:

• Niewłaściwe stosowanie antybiotyków w praktyce weterynaryjnej, czyli nieodpowiednie dawkowanie, profilaktyczne podawanie dawek podprogowych, podawanie antybiotyków innym gatunkom zwierząt niż zalecane.
• Niewłaściwe praktyki produkcyjne – niestaranne czyszczenie urządzeń i pojemników do mieszania i przechowywania pasz, niewłaściwe wymieszanie preparatów i pasz leczniczych.
• Brak zachowania okresu karencji, czyli ubój zwierząt w trakcie prowadzonej antybiotykoterapii.
• Stosowanie nawozów naturalnych zawierających w swoim składzie pozostałości antybiotyków, które następnie przenikają do wód gruntowych i powierzchniowych.
• Powszechność występowania antybiotyków w środowisku naturalnym.
• Stale wzrastające ich zużycie, co stwarza bardzo duże zagrożenie dla skuteczności tych leków w terapii chorób zakaźnych.

Bezpieczeństwo żywności i ochrona zdrowia konsumenta jest niezwykle istotne we współczesnym świecie. Należy wziąć pod uwagę, że negatywne skutki dla zdrowia nie muszą wiązać się tylko z efektem występującym bezpośrednio po spożyciu skażonej żywności. Coraz więcej uwagi poświęca się następstwom związanym z obecnością substancji przeciwdrobnoustrojowych pochodzenia zwierzęcego. Z takimi konsekwencjami mamy do czynienia przy nieprawidłowym stosowaniu antybiotyków. Rozwój technologii w przemyśle rolniczym tworzy idealne warunki do intensywnej hodowli zwierząt gospodarskich. Niestety duże zagęszczenie w obiektach hodowlanych, niski poziom higieny i słaby układ odpornościowy zwierząt nie pozwala na wyeliminowanie bakterii chorobotwórczych ze środowiska. Sposób w jaki należy monitorować żywność pod kątem pozostałości antybiotyków określony został w Rozporządzeniu Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21.06.20217 Poz. 1246 w sprawie monitorowania substancji niedozwolonych, pozostałości chemicznych, biologicznych, produktów leczniczych i skażeń promieniotwórczych. Dodatkowo został również opracowany program monitorowania niedozwolonych substancji przez Głównego Lekarza Weterynarii, który zakłada monitorowanie przede wszystkim antybiotyków, które mogą bezpośrednio negatywnie wpływać na zdrowie człowieka poprzez wywoływanie reakcji alergicznych lub toksycznych. Odległym skutkiem obecności pozostałości substancji przeciwdrobnoustrojowych jest rozwój oraz rozprzestrzenianie się antybiotykooporności. Problem ten stanowi coraz większe zagrożenie dla ludzi. Obserwuje się spadek wrażliwości na substancje przeciwbakteryjne z bakterii wyizolowanych od zwierząt, głównie Salmonella spp, Escherichia coli oraz Campylobacter. Geny odpowiedzialne za antybiotykooporność patogenów związanych z żywnością pochodzenia zwierzęcego mogą przenosić się na organizm człowieka za pośrednictwem spożywanych produktów i wody lub bezpośrednio przez kontakt człowieka ze zwierzęciem.

Przeciwdziałanie antybiotykoodporności:

• Rozpowszechnienie i zwiększenie wiedzy na temat antybiotykooporności poprzez efektywne ścieżki wymiany informacji, działania edukacyjne i szkolenia.
• Gromadzenie wiedzy oraz danych poprzez systemy monitorowania i badań.
• Promowanie praktyk poprawiających zdrowie i dobrostan zwierząt.
• Ograniczenie liczby i zapobieganie zakażeniom poprzez odpowiednie procedury sanitarne, higieniczne i profilaktyczne.
• Racjonalizacja stosowania antybiotyków w medycynie i weterynarii.
• Ograniczenie stosowania antybiotyków w produkcji zwierzęcej lub przynajmniej zmniejszenie użycia antybiotyków.
• Racjonalne stosowanie antybiotyków prowadzące do jak najszybszego wyleczenia chorych zwierząt, w określonych dawkach, przez odpowiedni okres czasu oraz pod kontrolą weterynarza.
• Działania profilaktyczne poprzez przestrzeganie zasad higieny oraz stosowanie szczepień ochronnych.

 Metody wykrywania pozostałości antybiotyków w żywności

• Metody przesiewowe – skriningowe, pozwalając wykrywać lub niekiedy i oznaczać jedną lub więcej grup substancji.
• Metody – postskriningowe, ilościowe lub półilościowe.
• Metody potwierdzające, oparte z reguły na chromatografii gazowej lub cieczowej ze spektometrią mas.

Wybór metody analitycznej zależy przede wszystkim od kierunku badania, a także od zamierzonego celu. W przypadku regularnych badań kontrolnych możliwe jest zastosowanie od razu specyficznej metody dla poszukiwanego związku lub grupy związków, a czas badania nie odgrywa zasadniczej roli. Inaczej jest w przypadku konieczności szybkiej oceny partii surowca lub produktu. W takim wypadku używa się skriningowych metod jakościowych, które dają odpowiedź na pytanie, czy badana próbka zwiera jakiekolwiek substancje przeciwbakteryjne. W przypadku uzyskania wyniku pozytywnego, należy zastosować metodę potwierdzającą. Spośród metod przesiewowych istotną rolę odgrywają metody mikrobiologiczne, które wykorzystują zasadę hamowania wzrostu wyselekcjonowanych drobnoustrojów (szczepy testowe) w określonym podłożu agarowym przez substancje przeciwbakteryjne zawarte w badanym materiale.

Podsumowanie

Każde odkrycie naukowe wiąże się z ogromną ilością plusów, ale jednocześnie z taką samą ilością minusów. Podobnie jest w przypadku antybiotyków. Z jednej strony zmniejszyła się śmiertelność wśród ludzi, znaleziono sposób, aby leczyć choroby, które uważano za niemożliwe do wyleczenia. Jednak z drugiej strony poprzez nierozważne zachowanie ludzi, pojawiły się szczepy bakterii cechujące się wysoką antybiotykoopornością. Szczepy te stanowią ogromne zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi. Dodatkowo człowiek chcąc osiągnąć jak najszybciej, jak największy zysk, zaczął stosować antybiotyki profilaktycznie w hodowli zwierząt. Spowodowało to kolejne problemy. Substancje przeciwbakteryjne znajdujące się w produktach spożywczych jak mięso, mleko czy jaja mają negatywny wpływ na zdrowie ludzi. Efekty tego nie są widoczne od razu, jak w przypadku zatruć pokarmowych wywołanych przez bakterie lub produkowane toksyny, ale związki te kumulują się w organizmie człowieka. Jaka jest więc odpowiedź na pytanie: Czy powinniśmy obawiać się antybiotyków? Nie powinniśmy się ich obawiać, powinniśmy obawiać się ludzi, którzy w nieumiejętny sposób je wykorzystują, tworząc realne zagrożenie dla wszystkich ludzi.

Literatura

• https://www.pratia.pl/blog/historia-i-rozwoj-antybiotykow/
• https://kosmos.ptpk.org/index.php/Kosmos/article/view/1666/1644
• https://kosmos.ptpk.org/index.php/Kosmos/article/view/1664/1642
• https://agrodoradca24.pl/drob/antybiotyki-w-leczeniu-zwierzat-nowe-zasady-stare-problemy-6537.html
• Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/6 z dnia 11 grudnia 2018r w sprawie weterynaryjnych produktów leczniczych i uchylające dyrektywę 2001/82/WE
• Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2022/1255 z dnia 19 lipca 2022 określające środku przeciwdrobnoustrojowe lub grupy środków przeciwdrobnoustrojowych zarezerwowane do leczenia niektórych zakażeń u ludzi zgodnie z rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/6
• Rozporządzenie Komisji (UE) nr 37/2010 z dnia 22 grudnia 2009 w sprawie substancji farmakologicznie czynnych i ich klasyfikacji w odniesieniu do maksymalnych limitów pozostałości w środkach spożywczych pochodzenia zwierzęcego.
• Występowanie antybiotyków w żywności – aspekty prawne i analityczne kontroli pozostałości – Andrzej Posyniak – Zakład Farmakologii i Toksykologii Państwowego Instytutu Weterynaryjnego w Puławach.
• Antybiotykooporność czynników zoonotycznych związanych z bezpieczeństwem żywności pochodzenia zwierzęcego – Michał Majewski oraz Krzysztof Anusz
• Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21.06.20217 Poz. 1246 w sprawie monitorowania substancji niedozwolonych, pozostałości chemicznych, biologicznych, produktów leczniczych i skażeń promieniotwórczych.
• Antybiotykooporność u zwierząt – Warmińsko – Mazurski Ośrodek doradztwa Rolniczego z siedzibą w Olsztynie
• Przeciwdziałanie antybiotykooporności u ludzi i zwierząt – Małopolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego z s. w Karniowicach
• Metody przesiewowe wykrywania pozostałości antybiotyków w żywności.