В новом исследовании Ханса Доне, кандидат наук, и Рольф Халден, доктор философии, исследователи из Института биодизайна Университета штата Аризона, исследуют использование антибиотиков в быстро расширяющемся мире глобальной аквакультуры.
Дон и Халден измерили наличие антибиотиков в креветках, лососе, соме, форели, тилапии и сваи из 11 стран. Данные показали следы 5 из 47 оцениваемых антибиотиков.
Результаты исследования и обсуждение их последствий опубликованы в текущем выпуске журнала «Журнал опасных материалов».
График сопротивления
Угроза микробов, обладающих сопротивляемостью нашим лучшим медицинским средствам защиты, достигает критических масштабов. Каждый год устойчивыми микробами заболевают около 2 миллионов человек в США.S. в одиночку и убить около 23000 человек, по данным Американского общества инфекционистов.
18 сентября президент Обама предложил первые шаги правительства по решению этой проблемы, учредив целевую группу под председательством министров здравоохранения и социальных служб, Министерства обороны и Министерства сельского хозяйства.
Новая инициатива по борьбе с чрезмерным использованием антибиотиков приветствуется в медицинском сообществе, хотя многие считают, что для защиты общества необходимо сделать гораздо больше. Основная жалоба заключается в том, что предлагаемые меры в значительной степени игнорируют крупнейших потребителей антибиотиков – животных, выращиваемых для потребления человеком, включая рыбу.
«Невозможно избежать угрозы жизни в постантибиотическую эпоху без пересмотра существующей практики использования антибиотиков в животноводстве, в том числе в аквакультуре», – говорит Халден.
Халден, который руководит Центром экологической безопасности Института биодизайна, является ведущим специалистом в области воздействия химических веществ на человека и окружающую среду (особенно их судьбы по окончании срока их полезного использования).
В предыдущем исследовании он изучал запутанные пути от производства до постпотребления противомикробных препаратов и связанные с ними риски.
Новое исследование исследует стойкость антибиотиков в морепродуктах, выращиваемых современной аквакультурой. Область исследований в значительной степени не исследована, поскольку основное внимание в исследованиях антибиотиков уделяется лекарствам, используемым в медицине. Настоящее исследование – первое, в котором оцениваются антибиотики, мониторинг которых ранее не проводился; это самая крупная на сегодняшний день разведка антибиотиков, присутствующих в морепродуктах.
Фермерский образ жизни
Аквакультура претерпела быстрый рост, чтобы удовлетворить растущий мировой спрос, который почти утроился за последние 20 лет и составил 83 миллиона метрических тонн в 2013 году.
Значительный рост привел к широкому использованию антибиотиков, применяемых как для профилактики, так и для лечения патогенов, которые, как известно, заражают рыбу. Широкое влияние этих практик на здоровье и окружающую среду остается спекулятивным.
Существует несколько естественных механизмов, которые помогают патогенным микробам уклоняться от иммунных ответов или со временем развивать лекарственную устойчивость. Чрезмерное использование антибиотиков, будь то для проглатывания человеком в больницах или для использования в сельском хозяйстве или аквакультуре, может серьезно усугубить эту проблему, обогащая микробы, несущие определенные генетические мутации, делая их устойчивыми к антибиотикам.
В гонке биологических вооружений антибиотики, применяемые для борьбы с болезнями, могут привести к появлению организмов с множественной лекарственной устойчивостью, уничтожить которые становится все труднее.
В новом исследовании 27 образцов морепродуктов были исследованы на наличие антибиотиков.
Образцы представляют пять из 10 самых потребляемых сортов морепродуктов в США.S.: креветки, тилапия, сом, свай и атлантический лосось. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) приобрело образцы из магазинов в Аризоне и Калифорнии.
Пять антибиотиков присутствовали в определяемых количествах: окситетрациклин в диких креветках, выращиваемой тилапии, выращиваемом лососе и выращиваемой форели; 4-эпиокситетрациклин в выращиваемом лососе, сульфадиметоксин в выращиваемых креветках, орметоприм в выращиваемом лососе и виргиниамицин в выращиваемом лососе, который продавался как не содержащий антибиотиков.
Окситетрациклин, наиболее часто используемый антибиотик в аквакультуре, был наиболее распространенным в исследуемых образцах.
Удивительно, но исследование также обнаружило этот антибиотик в выловленных в дикой природе креветках, импортированных из Мексики, что, по мнению авторов, может быть связано с неправильной маркировкой, загрязнением побережья из-за загрязнения сточными водами или перекрестным загрязнением во время обработки и обработки.
С другой стороны, все проанализированные морепродукты соответствовали U.S. Правила FDA; однако авторы отмечают, что субрегуляторные уровни антибиотиков могут способствовать развитию резистентности, согласно их обширному метаанализу существующей литературы. (Количество публикаций, связывающих аквакультуру с устойчивостью к антибиотикам, увеличилось более чем в 8 раз с 1991 по 2013 гг.)
Антибиотики также могут влиять на самих животных, вызывая изменения в том, как гены включаются или выключаются, и физиологические аномалии. (Последнее может включать в себя пороки развития позвоночника у форели, подвергшейся воздействию антибиотика окситетрациклина, хотя для выяснения этой связи потребуется дополнительная работа.)
Правильный мониторинг остатков антибиотиков в морепродуктах особенно важен из-за того, что многие антибиотики, используемые в аквакультуре, также используются в медицине, например, амоксициллин и ампициллин – распространенные терапевтические средства для лечения бактериальных инфекций, включая пневмонию и гастроэнтерит.
Будущее рыбы
Использование антибиотиков в аквакультуре может привести к множеству непредвиденных последствий в дополнение к устойчивости к антибиотикам, включая распространение антибиотика в окружающую среду, остаточные концентрации, остающиеся в морепродуктах, и высокий уровень воздействия антибиотиков на персонал, работающий на объектах аквакультуры.
Необходимы изменения в аквакультуре, чтобы эта практика могла осуществляться в широком масштабе и устойчивым образом. В настоящее время массовые операции по аквакультуре угрожают здоровью морей из-за больших объемов выбрасываемых рыбных отходов, содержащих избыточные питательные вещества, большое количество патогенов и гены устойчивости к лекарствам.
Кроме того, многие виды выращиваемой рыбы полагаются на рыбную муку, полученную из прилова, пойманного в рыболовные сети. Для выращивания одного фунта выращенной рыбы часто требуется несколько фунтов рыбной муки, что способствует перелову морей и истощению океанского разнообразия.
Текущее исследование предлагает предупреждение о том, что антибиотики, присутствующие в количествах, значительно ниже нормативных пределов, все же могут способствовать развитию устойчивых к лекарствам микроорганизмов. Резкое увеличение числа устойчивых и мультирезистентных бактериальных штаммов, задокументированное за последние три десятилетия, указывает на то, что необходим гораздо более тщательный мониторинг запасов морепродуктов и лучшее научное понимание взаимосвязи глобальной аквакультуры, использования антибиотиков, появления лекарственной устойчивости и нормативной базы. меры.