Устойчивость к антибиотикам: какую роль в этом играет окружающая среда?

Антибиотики применяются для лечения бактериальных инфекций у людей и животных. Они подавляют или убивают болезнетворные бактерии и таким образом способствуют выздоровлению организма. Если бактерии устойчивы к антибиотикам, т. е. нечувствительны к ним, то организовать эффективное лечение довольно сложно. Особую проблему представляют, прежде всего, полирезистентные бактерии, которые нечувствительны к нескольким классам антибиотиков.

В ходе применения антибиотика устойчивые бактерии могут продолжать размножаться, в то время как неустойчивые, а иногда и полезные бактерии погибают. Таким образом, устойчивые к антибиотикам бактерии имеют преимущество в выживании по сравнению с неустойчивыми. Это может создать дисбаланс в естественном бактериальной среде организма.

Некоторые виды бактерий обладают естественной устойчивостью к определенным антибиотикам. Однако есть также много бактерий, которые стали устойчивыми к ранее эффективным антибиотикам постепенно. Этот процесс происходит особенно, если антибиотики принимаются слишком часто, без необходимости или не в соответствии с указаниями врача.

Если антибиотики попадают в окружающую среду, например, через канализацию или сельские хозяйства, это также может способствовать развитию устойчивости.

Через людей и животных в окружающую среду

Антибиотики метаболизируются в организме человека и животных не полностью. Поэтому они частично выводятся из организма, некоторые антибиотики в количестве, достигающем 90 процентов.

Антибиотики, их остатки и устойчивые к антибиотикам бактерии попадают в окружающую среду преимущественно с экскрементами человека и животных. Это происходит, в частности, путем распространения навоза, осадка от сточных вод или остатков ферментации в биогазовых установках на полях или со сточными водами муниципальных очистных сооружений или медицинских учреждений, таких как больницы. 

Со сточными водами остатки антибиотиков могут попадать в канализацию и оттуда в очистные сооружения. До настоящего времени большинство очистных сооружений не отфильтровывают полностью так называемые микрозагрязнители, а следовательно, и антибиотики. Таким образом, остатки антибиотиков попадают в осадок сточных вод, который часто разносится по полям. Они также оказываются в сточных водах, которые частично возвращаются в озера и реки. 

Остатки антибиотиков при использовании в животноводстве также попадают в окружающую среду. После лечения животных остатки антибиотиков попадают на поля, луга и в водоемы либо непосредственно с экскрементами животных при свободном выгуле, либо с жидким навозом. Оттуда они также могут проникать в грунтовые воды.

Однако в основном антибиотики обнаруживаются в поверхностных водах и реже — в грунтовых водах. При получении питьевой воды из грунтовых вод также принимаются меры для удаления остатков антибиотиков и бактерий. Так что о качестве питьевой воды можно не беспокоиться. 

Из производства в окружающую среду

В некоторых странах, например в Индии, в сточных водах производственных предприятий часто содержится большое количество антибиотиков, которые затем выбрасываются в окружающую среду. Таким образом, там производственные площадки — существенный источник антибиотиков в воде и почве. Однако для Германии этот способ попадания антибиотиков в окружающую среду не имеет большого значения. 

Из других стран в Германию

Во многих странах потребление антибиотиков значительно выше, чем в Германии. Это способствует тому, что там имеется больше устойчивых к антибиотикам и полирезистентных бактерий. 

Из-за глобализации и путешествий, в том числе на дальние расстояния, устойчивые к антибиотикам бактерии могут быть привезены в Германию из стран с более высоким уровнем устойчивости. В Южной и Юго-Восточной Азии, например, широко распространены устойчивые и полирезистентные бактерии, поэтому риск заразиться такими бактериями и привезти их с собой очень высок. Около 70 процентов путешественников, возвращающихся из таких стран, как Индия и Лаос, являются переносчиками полирезистентных микроорганизмов.

Антибиотики, попавшие в окружающую среду, подавляют обитающие там бактерии, у которых есть к ним чувствительность, и в то же время способствуют развитию новых устойчивых форм. Это связано с тем, что при воздействии антибиотиков у устойчивых бактерий есть явное преимущество в выживании перед бактериями без устойчивости к антибиотикам. Для такого развития достаточно даже низких концентраций антибиотиков.

Более того, бактерии, развившие устойчивость, могут передавать свои гены устойчивости другим бактериям того же рода, которые пока что еще чувствительны к антибиотикам. Этот процесс особенно успешно происходит в сточных водах очистных сооружений, в осадке сточных вод и жидком навозе, так как там высокая плотность бактерий и хороший запас питательных веществ для них. Если осадок сточных вод или навоз разбрасывают по полям, а сточные воды очистных сооружений сбрасывают в водоемы, живущие там бактерии также могут приобрести такую устойчивость. Существует риск того, что все больше и больше бактерий, находящихся в окружающей среде, станут нечувствительными к антибиотикам.

В целом передача устойчивых бактерий из окружающей среды человеку играет второстепенную роль. В большинстве случаев передача происходит не из окружающей среды человеку, а от человека к человеку, от животного к животному или между животными и людьми, особенно часто — в клиниках, учреждениях по уходу и на животноводческих предприятиях.

В принципе бактерии могут передаваться из окружающей среды человеку, вне зависимости от того, устойчивы они или нет, везде, где есть контакт с сильно загрязненной водой или почвой. Это может произойти, например, при купании в водоемах с водой плохого качества или при употреблении в пищу немытых или сбрызнутых загрязненной водой продуктов, например салата.

В целом довольно маловероятно, что в организм попадет достаточно бактерий, чтобы развилась инфекция. Обычно для этого нужно очень много бактерий. В целом, здоровым людям не нужно беспокоиться при купании в воде хорошего или отличного качества.

Кроме того, бактерии в окружающей среде обычно не являются возбудителями болезней. Это значит, что даже если они попадут в организм человека, человек от этого не заболеет. Однако при определенных обстоятельствах бактерии могут представлять собой проблему. Если, например, в кишечник попали устойчивые бактерии из окружающей среды, они могут передать гены устойчивости к антибиотикам бактериям, живущим в кишечнике. У людей с ослабленной иммунной системой такие кишечные бактерии могут вызвать инфекцию, которую сложно вылечить из-за устойчивости к антибиотикам. Чтобы защитить себя от этого, можно, например, избегать купания в открытых водоемах.

Единое здоровье

В борьбе с устойчивостью к антибиотикам подход «единое здоровье» занимает центральное место, так как здоровье людей, животных и окружающей среды неделимо: есть только одно здоровье для всех (англ. one health), и его нельзя распределить по разным областям. Возбудители болезней не знают границ и распространяются между людьми, животными и в окружающей среде. 
Поэтому меры по предотвращению устойчивости к антибиотикам должны применяться в медицине и ветеринарии, а также в сельском хозяйстве и в сфере охраны окружающей среды. Помимо борьбы с устойчивостью к антибиотикам, подход «единое здоровье» важен и в других областях, например в сдерживании зоонозов. Более половины всех известных возбудителей являются так называемыми зоонозными возбудителями. Это означает, что эти патогены могут передаваться между животными и людьми.

Стратегия противодействия развитию устойчивости к антибиотикам

Для борьбы с ростом устойчивости к антибиотикам уже разработаны стратегии противодействия. «Глобальный план действий по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам» Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), который реализуется на национальном уровне в рамках Немецкой стратегии противодействия устойчивости к противомикробным препаратам (DART), имеет первостепенное значение. Среди прочего он предусматривает мониторинг и учет использования антибиотиков, резистентности микроорганизмов, меры по профилактике инфекций и надлежащему использованию антибиотиков, а также усиление исследовательской деятельности. В соответствии с подходом «единое здоровье» эти меры распространяются как на медицину для человека, так и на ветеринарию.

В ветеринарии уже достигнуты значительные успехи. Количество антибиотиков, используемых в сельском хозяйстве, значительно сократилось: с 2011 по 2019 год оно снизилось почти на 60 процентов. Врачи теперь также используют меньше антибиотиков при лечении людей. В амбулаторном лечении применение антибиотиков сократилось примерно на одну пятую в период с 2010 по 2018 год. Чем меньше антибиотиков используется, тем меньше их попадет в окружающую среду.

Усовершенствование очистных сооружений

Также предпринимаются усилия по усовершенствованию очистных сооружений, чтобы остатки антибиотиков можно было отфильтровать. Эффективные методы для этого уже известны, например, многие антибиотики можно удалить с помощью озона и активированного угля.

Каждый из нас может внести свой вклад

Чтобы не заразиться бактериями из окружающей среды, купайтесь только в разрешенных водоемах с водой хорошего качества. Соблюдение гигиены на кухне, например тщательное мытье овощей и фруктов перед едой, также помогает защититься от инфекций.

Как можно способствовать уменьшению появления новых устойчивых к антибиотикам возбудителей, можно узнать из статьи про устойчивость к антибиотикам.