Dr inż. Anna Wilkanowska

Środki przeciwbakteryjne, takie jak antybiotyki, są bezwzględnie potrzebne w leczeniu wielu chorób. Dotyczy to zarówno ludzi, jak i zwierząt. Niemniej jednak ich stosowanie wiąże się z pewnymi efektami ubocznymi. Podawanie drobiu antybiotyków kończy się nie tylko wyleczeniem. Pozostające w ich mięsie substancje o działaniu przeciwbakteryjnym niosą negatywne następstwa zdrowotne i te natury ekonomicznej.

Antybiotyki – definicja

Antybiotyki to związki chemiczne, których zadaniem jest zabicie bakterii bądź zahamowanie ich wzrostu bez negatywnego wpływu na chorego. Antybiotyk antybiotykowi nie jest równy. Występują między nimi dość znaczące różnice. Wyróżnia się wiele mechanizmów przeciwbakteryjnego działania antybiotyków. Celem niektórych tego rodzaju substancji jest zahamowanie produkcji białek (tetracyklina, chloramfenikol), innych – zahamowanie syntezy ścian komórkowych bakterii (bacytracyna, penicylina, cefalosporyny), jeszcze inne hamują produkcję białek DNA (chinolony) i RNA (rifamycyna).

Po odkryciu pierwszego antybiotyku dokładnie w latach 40. ubiegłego wieku, zauważono, że antybiotyki poza uśmiercaniem chorobotwórczych bakterii są w stanie znacząco poprawić przyrost zwierząt gospodarskich. Stwierdzono, że preparaty z antybiotykami mogą zwiększyć wykorzystanie paszy i eliminują problemy zdrowotne zwierząt szczególnie tych hodowanych w warunkach intensywnej produkcji. W 1946 r.

w trakcie badań nad streptomycyną odkryto, że antybiotyk ten dodany do paszy dla kurcząt jest w stanie zwiększyć przyrosty masy ciała ptaków. Trzy lata później odkryto podobne działanie chlorotetracykliny, która w tamtym czasie nazwana była aureomycyną. Specjaliści doszli do tych wniosków po stwierdzeniu zwiększonych przyrostów masy kurcząt po podaniu odpadów po fermentacyjnych. Na początku twierdzono, że może być to skutkiem podania witaminy B12, jednak później było już jasne, że uzyskane efekty to rezultat podania chlorotetracykliny. To sprawiło, że zaczęto chętnie dodawać do mieszanki paszowej niewielkie ilości antybiotyków, zyskały wówczas nazwę antybiotykowe stymulatory wzrostu (ASW).

Antybiotyki w produkcji drobiu i innych zwierząt hodowlanych

Mimo wycofania z użytku w 2006 roku antybiotykowych stymulatorów wzrostu Polska w dalszym ciągu nie zrezygnowała ze stosowania w hodowli zwierząt tzw. krytycznie ważnych antybiotyków. Biorąc pod uwagę popularność a naszym kraju najsilniejszych w leczeniu chorób antybiotyków zajmujemy drugie miejsce w Europie. Obliczono, że aż 60% wszystkich tego typu leczniczych preparatów stosowanych jest w hodowli zwierząt, co nie oznacza, że nie mają one wpływu na człowieka. Jak się okazuje hodowcy drobiu nie wiedzą o tym lub nie chcą o tym pamiętać. Oszacowano bowiem, że w latach 2011-2014 zużycie antybiotyków w rolnictwie wzrosło o 23%. W komunikacie wydanym przez CIWF Polska, która jest częścią międzynarodowej organizacji CIWF (Compassion in World Farming) można przeczytać, że tylko w 2015 r. zwierzętom hodowlanym podano niemal 600 ton tych środków. Obliczono, że zwierzęta hodowlane, których mięsem żywimy się na co dzień, dostają aż 3-krotnie więcej antybiotyków, niż wynosi zalecana bezpieczna dawka. Według CIWF Polska jest to 140,8 mg leków na kg masy ciała zwierzęcia (maksymalna bezpieczna dawka nie powinna przekraczać 50 mg/kg). Tymczasem według Europejskiej Agencji Leków w przypadku zwierząt stosowanie antybiotyków w całej Europie jest ponad dwukrotnie wyższe niż u ludzi. Wykazano również, że
w gospodarstwach znajdujących się na terenie Europy ponad 91% antybiotyków podawanych jest zwierzętom masowo.

Zebrane dane dotyczące szerokiego zastosowania antybiotyków w produkcji zwierzęcej są bardzo niepokojące przede wszystkim z uwagi na problem antybiotykooporności. Z jej powodu ważne jest bezustanne kontrolowanie ilości podawanych antybiotyków. Konieczne jest monitorowanie obecności substancji niedozwolonych w produktach spożywczych pochodzenia zwierzęcego, w tym w mięsie drobiowym. Trudnią się tym organy Inspekcji Weterynaryjnej, a w pewnym zakresie także Państwowej Inspekcji Sanitarnej. Według Najwyższej Izby Kontroli w latach 2015-2016 aż 82% polskich hodowców kurcząt i 88% hodowców indyków, objętych monitoringiem wody i pasz, stosowało antybiotyki. Wszyscy hodowcy masowo stosujący antybiotyki powinni dowiedzieć się o tym, co ma do powiedzenia o skutkach podawania zwierzętom antybiotyków Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju. OECD oszacowała, że antybiotyki podawane zwierzętom mogą być przyczyną aż 700 000 zgonów na całym świecie, a także strat finansowych osiągających około 0,03% PKB w 2020 r., 0,07% w 2030 r.
i 0,16% w 2050 r., tj. 2,9 biliona dolarów. Nie powinno zatem dziwić, że w 2014 r. oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe, w tym antybiotyki, uznano za jedno z największych zagrożeń zdrowotnych na całym świecie. Dwa lata później, tj. we wrześniu roku 2016 fakt ten jednogłośnie potwierdziłz przez Organizację Narodów Zjednoczonych.

Czym jest antybiotykooporność?

Oporność przeciwdrobnoustrojowa (ang. antimicrobial resistance, AMR) określa zdolność drobnoustrojów do przeżywania ekspozycji na określone stężenie substancji o działaniu przeciwdrobnoustrojowym. W przypadku, gdy termin ten odnosi się do bakterii, a nie do pozostałych grup drobnoustrojów (np. wirusów), można używać określenia przeciwbakteryjna oporność na substancje przeciwbakteryjne. Biorąc pod uwagę, że zdecydowana większość tego typu substancji to antybiotyki, prawidłowe jest synonimowe określenie „antybiotykooporność” bakterii. Zależnie od specyfiki obszaru zastosowań substancji przeciwbakteryjnych, antybiotykooporność definiowana jest w różny sposób. Definicja epidemiologiczna dotyczy grupy szczepów bakteryjnych, które różnią się większą antybiotykoopornością, objawiającą się brakiem sukcesu terapeutycznego i wysokością minimalnego stężenia hamującego, w porównaniu do innych grup szczepów tego samego gatunku. Tymczasem mikrobiologiczna definicja dotyczy bezpośrednio oporności bakterii na podstawie minimalnego stężenia antybiotyku, które hamuje ich rozmnażanie.

Zjawisko antybiotykooporności znane jest nie od dziś. O oporności bakterii na substancje przeciwbakteryjne wiedział już Aleksander Fleming, który był odkrywcą pierwszego antybiotyku. Penicylinę wprowadzono do lecznictwa w 1944 r. W momencie, kiedy zaczęto ją stosować, niszczyła 100% szczepów gronkowca złocistego. Aktualnie wrażliwość na nią wykazuje jedynie 9-10% szczepów. Po II wojnie światowej weterynarze, lekarze coraz częściej leczyli przy użyciu antybiotyków i coraz częściej zauważali, że wraz z powszechnym stosowaniem tych preparatów spada skuteczność antybiotykoterapii w przypadku zwalczania chorób. W związku z tym zaczęto też klasyfikować antybiotyki. Podzielono je na antybiotyki paszowe i lecznicze. Kolejnym krokiem było wycofywanie antybiotykowych stymulatorów wzrostu. Jako pierwsza zdecydowała się na to Szwecja, która w 1986 r. całkowicie zaprzestała stosowania ASW
w produkcji zwierząt. Trzy lata później takie samo działanie podjęła Dania, które już w 1995 r. zaczęła monitorować antybiotykooporność szczepów bakterii. Duńczycy, już w latach 90. wiele uwagi poświęcili analizie stopnia zużycia antybiotyków w produkcji zwierzęcej. Problemem antybiotykooporności w Danii zajmuje krajowy program DANMAP, który działa od 1996 r. Na szczęście Szwecja i Dania to nie jedyne kraje, które stwierdziły, że rezygnacja z używania antybiotykowych stymulatorów wzrostu to właściwa droga do obniżenia liczby antybiotykoopornych szczepów bakterii. Od 2006 r. wszystkie kraje Unii Europejskiej zmuszone zostały do rezygnacji ze stosowania ASW
w produkcji zwierzęcej.

Mechanizmy nabywania odporności na antybiotyki?

Zauważono, że bakterie mające styczność z antybiotykami próbują się bronić, i tym samym przetrwać. Wypracowują mechanizmy oporności poprzez różne szlaki metaboliczne. To dzięki nim są w stanie kolonizować pożądane podłoże. Oporność na antybiotyk może być właściwością naturalną bakterii lub nabytą. Niewrażliwość naturalna (inaczej oporność wrodzona) jest najprostszym typem oporności. Jest ona cechą stałą gatunku, szczepu bądź całej grupy bakterii. Drobnoustrój nie jest wrażliwy na dany antybiotyk, gdyż posiada „wrodzoną” oporność na wybrane grupy antybiotyków. Wynikać to może:

• z braku receptora dla antybiotyku,
• ze zbyt niskiego powinowactwa,
• z nieprzepuszczalności ściany komórkowej,
• z powodu wytwarzania enzymów.

Tymczasem mechanizmy, których konsekwencją jest powstanie oporności wtórnej, rozwijają się w warunkach kontaktu drobnoustroju z substancją o działaniu przeciwbakteryjnym. Są zdecydowanie znacznie bardziej złożone niż w przypadku odporności naturalnej. Przeprowadzone do tej pory badania pokazały, że mechanizm oporności wtórnej ma charakter pozachromosomalny. Oporność nabyta rozwija się na skutek mutacji lub nabywania obcego DNA (przenoszenie genów oporności). Dochodzić do niej może między innymi poprzez:
selekcję szczepów opornych spośród populacji bakterii w przeważającej liczbie wrażliwych na dany antybiotyk,
mutację dotyczącą zmian genomu transfer genów warunkujących antybiotykooporność z bakterii do bakterii wrażliwych na dany antybiotyk.

Odpowiedzialne za antybiotykooporność patogenów geny mogą się przenosić na organizm człowieka za pośrednictwem spożywanych produktów i wody lub bezpośrednio przez kontakt człowieka ze zwierzętami. Bakterie mogą być także rezerwuarem genów oporności
w środowisku. Stwarza to realne ryzyko występowania zakażeń opornych na leczenie antybiotykami.
Warto zaznaczyć, że bakterie są w stanie akumulować mechanizmy oporności na więcej niż jeden antybiotyk. Dochodzi do tego przede wszystkim w miejscach, gdzie występują wysokie stężenia antybiotyków. Ten rodzaj antybiotykooporności stwierdza się w szpitalach i w gospodarstwach z produkcją zwierzęcą, gdy bakterie, aby przetrwać, muszą ewoluować. Są w stanie adaptować się do trudnych warunków i z czasem nabywają geny oporności z otoczenia.

Antybiotykooporność w badaniach na drobiu

Efektem częstego lub nieprawidłowego leczenia za pomocą antybiotyków są oporne pałeczki Campylobacter izolowane z tuszek drobiowych. Bakterie z rodzaju Campylobacter u ludzi mogą wywoływać zaburzenia żołądkowo-jelitowe, silne, krwawe biegunki, wymioty, bóle głowy. Tymczasem u drobiu kampylobakterioza przebiega z zaburzeniami charakteryzującymi się:

• wodnistą biegunką z domieszką śluzu lub krwi,
• odwodnieniem,
• obniżeniem przyrostów masy ciała,
• gorszymi wskaźnikami wykorzystania paszy.
• obniżoną nieśność i wylęgowość.

Nagminne stosowanie chemioterapeutyków przeciwbakteryjnych w przemyśle drobiarskim wywarło duży wpływ na kształtowanie się lekowrażliwości bakterii Campylobacter spp. Dodatkowe zagrożenie dla zdrowia publicznego stwarza fakt, że w produkcji drobiarskiej oraz medycynie ludzkiej stosowane są te same grupy chemioterapeutyków (fluorochinolony, tetracykliny, aminoglikozydy).
Naukowcy wykazali, że oporność na fluorochinolony jest skutkiem mutacji punktowych w regionie QRDR w genie gyrA. Mutacją warunkującą oporność na fluorochinolony, którą najczęściej się spotyka, jest substytucja nukleotydów w kodonie 86. Jej wynikiem jest zamiana treoniny w izoleucynę w powstającym białku. W kształtowaniu się szczepów opornych na fluorochinolony kluczową rolę odgrywają pompy usuwające chemioterapeutyk z wnętrza komórki (ang. efflux pumps). Znajdują się one w błonie komórkowej Campylobacter spp. Pozwalają na wyrzucanie niekorzystnych dla bakterii substancji na zewnątrz komórki. Odpowiedzialny za narastanie oporności Campylobacter spp. na tetracykliny gen tetO znajduje się w plazmidowym lub chromosomalnym DNA bakterii. Tymczasem oporność szczepów Campylobacter spp. na antybiotyki makrolidowe to efekt mutacji w domenie V, w genie 23S rRNA, w pozycji 2075 oraz 2074. W pozycji 2075 dochodzi do tranzycji adeniny w guaninę, natomiast w pozycji 2074 do transwersji adeniny cytozyną. Mutacje te prowadzą do zmian strukturalnych bakteryjnego rybosomu. Sprawia to, że nie jest on w stanie wiązać się z antybiotykiem. Oporność Campylobacter potwierdzono m.in. w Danii. Największy odsetek oporności odnotowano tam w przypadku tetracykliny, kwasu nalidyksowego i cyprofloksacyny. Tymczasem próbki pochodzące z mięsa kurcząt, zebrane we Francji były oporne na tetracyklinę (53,6%), cyprofloksacynę (32,9%) i kwas nalidyksowy (32%). W badaniach przeprowadzonych w gospodarstwach na terenie Szwecji około 94% badanych próbek było zanieczyszczonych szczepami Campylobacter opornymi na co najmniej jeden z testowanych antybiotyków.
Krajowe programy monitorowania oporności w wielu krajach skupiają się również na bakteriach patogennych, takich jak Salmonella. Przygotowany przez Europejskie Centrum ds. Zapobiegania i Zwalczania Chorób (ECDC) raport dotyczący oporności na substancje przeciwbakteryjne bakterii zoonotycznych izolowanych w krajach UE od zwierząt, z żywności i od ludzi w 2013 r. pokazał dane między innymi nt. oporności szczepów Salmonella pochodzących od drobiu (Gallus gallus) z 13 krajów unijnych. Oznaczono ją u przeszło 4600 izolatów. Stwierdzono, że najwięcej szczepów opornych było na:

• cyprofloksacynę 42,6% izolatów badanych w Polsce,
• kwas nalidyksowy 38,9% izolatów badanych w Polsce,
• sulfonamidy 5,5% izolatów badanych w Polsce,

Najmniej izolatów wykazywało oporność na cefotaksym (w naszym kraju średnio 0,3%) i gentamycynę (1,4%). Jak minimalizować problem antybiotykooporności w produkcji drobiu? W związku z wycofaniem antybiotykowych stymulatorów wzrostu w 2006 r. Komisja Europejska zleciła EFSA opracowanie wytycznych odnośnie zharmonizowanego systemu monitorowania antybiotykooporności, który mógłby zostać wdrożony przez wszystkie kraje. Aby zmniejszyć częstotliwość zachorowań i konieczność podawania antybiotyków zwierzętom ważne jest podjęcie odpowiednich działań. W produkcji drobiu i innych zwierząt gospodarskich realizuje się to przede wszystkim za pomocą metafilaktyki nieantybiotykowej oraz działań profilaktycznych. Działania metafilaktyczne mają za zadanie zapobiec niekorzystnym efektom istniejącej już choroby, ale jeszcze przed pojawieniem się objawów schorzenia. Natomiast działania profilaktyczne mają na celu niedopuszczenie lub ograniczenie do minimum ryzyko rozwoju choroby. Aby problem antybiotykooporności mógł przestać narastać, niezbędne jest wdrożenie i przestrzeganie systemów jakościowych takich jak:

• dobra praktyka higieniczna GHP (Good Hygienic Practise),
• dobra praktyka produkcyjna GMP (Good Manufacturing Practise)
• analiza zagrożeń i krytycznych punktów kontroli HACCP (Hazard Analisis and Critical Control Point).

Należy brać pod uwagę stan zdrowotny piskląt, które zostają wprowadzone do hodowli. Pozwoli to uniknąć wprowadzenia do stada nosicieli tych chorobotwórczych bakterii. W medycynie weterynaryjnej zarówno metafilaktykę nieantybiotykową, jak i profilaktykę realizuje się głównie poprzez używanie takich dodatków paszowych jak probiotyki, które w przeciwieństwie do antybiotyków są „promotorami życia”. Są to produkty, które zawierają żywe i/lub martwe mikroorganizmy i ich metabolity przyczyniające się do poprawy, lub stabilizacji populacji mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym. W odejściu od antybiotyków pomagają również prebiotyki (wpływają na intensyfikację namnażania pożądanych bakterii) czy kwasy organiczne. Nie można zapomnieć o ekstraktach ziołowych, które zawierają naturalne antybiotyki i inne substancje bakteriostatyczne.

Podsumowując, problem odporności bakterii na antybiotyki jest niemal tak poważny, jak chorób dziesiątkujących stada drobiu. Co ważne, ma on wpływ nie tylko na drób, ale również na konsumentów mięsa. Zastosowanie odpowiednich działań terapeutycznych i monitoring ilości podawanych zwierzętom antybiotyków to ważne narzędzia, które, choć częściowo mogą rozwiązać problem antybiotykooporności.

Piśmiennictwo dostępne u autorki