1
Antibiotika ve sladkovodních akvatických ekosystémech
Antibiotika
Antibiotika jsou chemické látky produkované bakteriemi i houbami. Slouží jako
inhibiční prostředky, které usmrcují mikroorganismy nebo alespoň znemožňují jejich růst.
Dle účinku se tedy dělí na bakteriostatické (inhibující růst) a baktericidní (přímo usmrcují
mikroorganismy). Hodnocení se provádí stanovením minimální inhibiční koncentrace (MIC) a
minimální baktericidní koncentrace (MBC). MIC je nejmenší naměřená koncentrace
antibiotika, které inhibuje růst a rozmnožování bakterií v testovaném mediu. MBC je nejnižší
naměřená koncentrace antibiotik, která usmrtí exponovanou bakteriální kulturu za 24 hod.
Obě koncentrace se stanovují pro látky baktericidní i bakteriostatické. U silných
baktericidních antibiotik jsou rozdíly mezi MIC a MBC malé.
Mezi bakteriostatické patří sulfonamidy, tetracykliny, linkosamidy, chloramfenikol a
další, mezi baktericidní se řadí betalaktamová antibiotika jako např. peniciliny, karbapenemy,
monobaktamy dále chinolony, rifampicin, ethambutol a jiné. Na řadu antibiotik si v průběhu
času vyvinuly některé mikroorganismy rezistenci1
. Je třeba si uvědomit, že antibiotika jsou
široká škála protiinfekčních a protizánětlivých látek a do vodního prostředí se dostávají i látky
příbuzné těmto antibiotikům zahrnující antiparazitika, antihistaminika, některá
chemoterapeutika a cytostatika, antimykotika, antivirostatika či antiflogistika.
Vzorec ibuprofenu
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2
Rozdělení antibiotik + konkrétní příklady:
Rozdělení beta-laktamových antibiotik:
Zdroje a vstupy, příklady vstupů
Antibiotika se dostávají do vody zejména lidskou močí a spláchnutím nepoužitých
léčiv do záchodu. Nejčastěji užívanými druhy jsou tetracykliny, sulfonamidy a
chloramfenikol. Léky se tak dostávají ze splachů do kalů, usazenin, podzemních vod. Dalším
rezervoárem jsou domácí zvířata, kdy farmáři využívají různých antibiotik ke zlepšení jejich
růstu2
. Zvířecí močí a trusem se tak zbytky antibiotik dostávají do půdy, kde mohou
prosáknout, kontaminovat podzemní vodu a dále podobně jako v předchozím případě.
Uvedu konkrétní příklad: Ibuprofen patří tak k jedné z nejužívanějších látek. Roční spotřeba
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3
v ČR činí cca 200 tun (plus cca 10 tun čistého ibuprofenu z nelegálních výroben drog).
Ibuprofen vyniká vysokou stabilitou a je velice obtížné ho zachytit v ČOV. V minulosti byly
stopy ibuprofenu zachyceny v povrchových i podzemních vodách. Malé množství ibuprofenu
bylo při posledních výzkumech naměřeno ve vodě z kohoutku. V současné době však nejde
o množství, které by ohrožovalo lidské zdraví.
Při výzkumu v okolí australského Brisbane objevili vědci ve vodních tocích 28 různých
druhů antibiotik. Jejich obsah v odpadních vodách byl nejvyšší v ranních hodinách – když
jdou nemocní na toaletu. Jednalo se zejména o ciprofloxacin, sulfmetoxazol, linkomycin,
trimetoprim a kyselina nalidixová.3
Mezi lety 2009 až 2011 pod záštitou SZÚ byla prováděna studie, která zjišťovala
množství antibiotik, které byly zachyceny v různých druzích vod. Nejprve se zkoumala voda
ve všech krajích a hlavních vodovodech. Bylo analyzováno 92 vzorků a nenašla se ani jedna
ze sledovaných látek. Poté se zkoumaly kritické lokality s úpravnami vody na dolních tocích
řek zatížených odpadními vodami. Byl zachycen ibuprofen (12×), carbamazepin (8×) na léčbu
epilepsie, dále naproxen (5×) a diclofenac (2×), tedy protizánětlivá a antirevmatická farmaka.
V dalších letech už nebyly zaznamenány významné koncentrace, které by mohly ohrozit
zdraví člověka. Pořád ale tyto koncentrace představují riziko pro vodní organismy, zejména
pro ty nacházející se v povrchových vodách pod vyústěním čistíren odpadních
4
. Dalším zdrojem
mohou být takzvané sewage treatment plants (STP), tedy postřiky – pesticidy aplikované na
rostliny jako ochrana proti škůdcům, které mohou rovněž obsahovat některá antibiotika7
.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
4
Osud
Antibiotika po přijetí do organismu podléhají celé řadě chemických reakcí, nebo se mohou
vyloučit močí či trusem v nezměněné podobě. Mezi chemické reakce v těle, kterým
antibiotika podléhají, jsou hydroxylace, hydrolýza, štěpení, fotodegradace či glukuronace.
Tyto pozměněné sloučeniny se mohou po vyloučení z organismu ve vhodném prostředí
transformovat do původní podoby7
. Antibiotika se mohou rozkládat mimo jiné působením
UV záření. Tato metoda je však nákladná a není jisté, jaký efekt by měla na další látky
obsažené ve vodě, proto se v čistírnách odpadních vod běžně nepoužívá. Dnes se některá
antibiotika odbourávají po sláchnutí WC chlorací5
.
Vědci v přírodě objevili bakterie odolné proti běžně používaným druhů antibiotik.
Pokud se tam rezistentní kmeny nedostaly přímo z lidských splašků, vypěstovaly si vodní a
půdní bakterie tuto imunitu samy. V každém případě hrozí, že tuto schopnost odolat
antibiotikům předají i těm bakteriím, které způsobují nemoci. Konzumace ryb infikovaných
rezistentními bakteriemi nebo jen koupel v takto kontaminované vodě může představovat
riziko pro člověka. Antibiotika přítomná ve vodách a kalech usazenin navíc snižují účinnost
přátelských bakterií zodpovědných za rozklad a koloběh živin.
Rizika a následky
Antibiotika mohou mít dalekosáhlé následky nejen pro lidský, ale i pro jiný živočišný či
rostlinný organismus. Dlouhodobé vystavování stopovým koncentracím určitých antibiotik
může u lidí vyvolat alergické reakce, bolesti hlavy, únavu, gynekologické výtoky, poruchy
plodu při těhotenství, zažívací postižení či dokonce postižení některých smyslů – např.
zraku6
.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
5
Díky častému výskytu antibiotik ve vodních ekosystémech si vyvinuli rezistenci určité
mikroorganismy, např. Klebsiella pneumoniae na ampicilin. Tato bakterie způsobuje častou
hospitalizaci pacientů, kteří mají v důsledku infekce této bakterie velmi zasaženy dýchací
cesty a plíce. Více než 70% baterií má vyvinutou rezistenci na alespoň jedno antibiotikum,
zejména prostřednictvím genetického kodu pro R – plazmid. Nejčastější rezistence jsou
vyvinuty na penicilin, ampicilin, bacitracin, sulfonamidy a erytromycin7
.
Další organismy, které mohou být antibiotiky ovlivněny, je vodní hmyz. U nich dochází
vlivem ke snížení reprodukce a vyšší mortalitě, stejně tak u Daphnia Magna, Artemia Salina, a
jiných. U vodních rostlin dochází ke snížení suché hmotnosti, výšky a délky kořene. U šesti
zelených řas došlo při expozici streptomycinem k výraznému poklesu růstu. Všechny tyto
organismy jsou pravidelně testovány pomocí sad testů jako např. Microtox, řasově růstový
inhibiční test, Amesův test mutagenity, Daphnia Magna akutní test a jiné. Významný efekt na
organismus může mít také pH vodního prostředí, ve kterém se dané antibiotikum nachází8
.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
6
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
7
Seznam použité literatury a zdrojů
• 1 - VOTAVA, Miroslav, et al. Lékařská mikrobiologie
obecná. 2. vydání. Brno : Neptun, 2005
• 2 - http://www.veronica.cz/?id=561
 3 -Removal of antibiotics in conventional and advanced wastewater treatment:
Implications for environmental discharge and wastewater recycling; A.J. Watkinson,
E.J. Murbyc
, S.D. Costanzo; Water research; Volume 41, Issue 18, October 2007
• 4 - http://zpravy.idnes.cz/z-vodovodu-tece-i-nepatrne-mnozstvi-ibuprofenu-zmeril-
zdravotni-ustav-1ns-/domaci.aspx?c=A120203_124103_domaci_abr
• 5 - http://www.waterandhealth.org/antibiotic-resistance-wastewater-effluent-
chlorination/
• 6 - http://www.zelene-zdravicko.cz/antibiotika.php
• 7- Occurrence of antibiotics in the aquatic environment; Roman Hirsch, Thomas
Ternes, Klaus Haberer, Karl-Ludwig Kratz; Science of The Total Environment; Volume
225, Issues 1–2, 1999
• 8 - Occurrence, fate and effects of pharmaceutical substances in the environment- A
review; B. Halling-Sørensen, S. Nors Nielsen, P.F. Lanzky, F. Ingerslev, H.C. Holten
Lützhøft, S.E. Jørgensen; Chemosphere, Volume 36, Issue 2, 1998
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)