Antybiotyki płyną rzekami świata. Naukowcy ostrzegają przed tym cichym zagrożeniem

Antybiotyki to jeden z fundamentów współczesnej medycyny. Ratują życie, hamując rozwój infekcji bakteryjnych. Jednak ich masowe stosowanie niesie nieoczekiwane skutki. Nie dotyczą one tylko szpitali czy gospodarstw rolnych, ale także przyrody. Nowe badanie, którego wyniki opublikowano w PNAS Nexus, uwidacznia skalę tego problemu – w 6 mln km rzek na całym świecie stwierdzono przekroczenia bezpiecznych poziomów stężeń antybiotyków. To więcej niż długość wszystkich sieci rzecznych w Europie i Afryce razem wziętych.

Aż 29 proc. antybiotyków trafia do rzek

Zespół badaczy, kierowany przez Rima Jima z Uniwersytetu w Yorku, opracował globalny model transportu antybiotyków w środowisku wodnym. Naukowcy uwzględnili dane demograficzne, zużycie leków i ich metabolizm w organizmach ludzkich. Na podstawie 40 najczęściej stosowanych substancji oszacowano, iż ludzie na całym świecie rocznie konsumują około 29,2 tys. ton antybiotyków. Z tej liczby aż 20,5 tys. ton (68 proc.) ulega wydaleniu, ale jest wciąż aktywne biologicznie. Część zostaje zdegradowana lub zatrzymana w osadach i procesach oczyszczania, jednak znaczna ilość trafia do środowiska.

Według wykorzystanego przez naukowców globalnego modelu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń (HydroFATE) każdego roku 8,5 tys. ton antybiotyków dostaje się do cieków, co oznacza, iż niemal co trzeci gram zużytych leków trafia bezpośrednio do środowiska wodnego. Aż 3,3 tys. ton dociera do odbiorników końcowych, czyli jezior, mórz i oceanów.

Nie tylko przyroda w niebezpieczeństwie

Zagrożenie związane z obecnością antybiotyków w rzekach wykracza poza ekologię. Choć ryby, bezkręgowce czy glony narażone są na zakłócenia fizjologiczne i zmiany w strukturze społeczności, największe ryzyko dotyczy ludzi i ma postać wzrostu oporności na antybiotyki. Kontakt mikroorganizmów z niskimi stężeniami leków w środowisku może prowadzić do selekcji szczepów odpornych, które następnie mogą dostać się z powrotem do naszego organizmu, np. przez kontakt z wodą lub spożycie żywności.

Według Światowej Organizacji Zdrowia antybiotykooporność należy do najpoważniejszych zagrożeń zdrowia publicznego. I choć walka z tym zjawiskiem toczy się głównie w szpitalach, to w rzekach można upatrywać źródła stworzonego przez nas problemu.

Amoksycylina, ceftriakson i cefiksym pod lupą

Nie każdy antybiotyk stwarza to samo ryzyko. Dla poszczególnych związków (wzięto po uwagę 21 antybiotyków) obliczono wskaźnik ryzyka (Risk Quotient – RQ), który porównuje prognozowane stężenie substancji z wartością progową, poniżej której nie obserwuje się wpływu na środowisko. jeżeli RQ ≥ 1, to substancja może mieć niekorzystny wpływ na organizmy wodne lub wspierać rozwój oporności na antybiotyki u bakterii środowiskowych.

Analizy wykazały, iż ok. 6 mln km rzek globalnie przekracza wartości graniczne RQ ≥ 1. W badaniu wyraźnie wskazano liderów tej niechlubnej listy: amoksycylina, ceftriakson i cefiksym. To popularne antybiotyki stosowane m.in. w leczeniu zakażeń dróg oddechowych, moczowych czy ucha środkowego. Ich powszechność, w połączeniu z niską skutecznością usuwania w standardowych oczyszczalniach ścieków, powoduje znaczne nagromadzenie w wodach powierzchniowych.

Azja na czele niechlubnego rankingu

Zanieczyszczenie antybiotykami nie rozkłada się równomiernie w skali świata. Najbardziej zagrożone są kraje, gdzie występuje wysoka gęstość zaludnienia, duże zużycie antybiotyków i niski stopnień oczyszczania ścieków. Na czele listy znajdują się Indie, Pakistan i Chiny. W tych krajach wiele obszarów wiejskich nie ma dostępu do systemów kanalizacyjnych, a ścieki często są odprowadzane bezpośrednio do rzek.

Jednak problem dotyczy również państw rozwiniętych. W dużych aglomeracjach Europy i Ameryki Północnej przeciążone i przestarzałe systemy oczyszczania ścieków również nie radzą sobie z usuwaniem substancji farmakologicznych. Z pozoru czysta woda może nosić ślady lekarskich decyzji.

Nowe dane, nowa skala wyzwania

Warto dodać, iż badanie skupia się wyłącznie na emisjach wynikających ze stosowania leków przez ludzi. Nie uwzględnia środków stosowanych w hodowli zwierząt ani przemysłu farmaceutycznego. A mimo to mówimy o milionach kilometrów rzek w stanie ryzyka. Co więcej, model został zweryfikowany na podstawie rzeczywistych danych z 877 lokalizacji na całym świecie – to nie teoretyczne szacunki, ale obliczenia oparte na konkretnych pomiarach.

Co dalej?

Naukowcy nie pozostawiają wątpliwości – nadszedł czas na konkretne działania. Na szczycie listy priorytetów wymieniają poprawę technologii oczyszczania ścieków, ograniczenie niepotrzebnego stosowania antybiotyków oraz wprowadzenie systemowego monitoringu obecności farmaceutyków w środowisku. W przeciwnym razie rzeki, przestaną być źródłem życia, a staną się wektorami oporności, której nie da się już zatrzymać.