Nové štúdie naznačujú, že bežne používané herbicídy prispievajú k rastu antimikrobiálnej rezistencie, ktorá sa tak stáva problémom nielen medicíny, ale aj životného prostredia.
Prípravky aplikované na likvidovanie buriny môžu zároveň posilňovať nebezpečné baktérie. Zdroj: iStock.com/fotokostic
Antimikrobiálna rezistencia patrí medzi najväčšie hrozby modernej medicíny. Každý rok si vyžiada približne 1,1 až 1,4 milióna životov na celom svete a spôsobuje, že bežné infekcie sa stávajú čoraz ťažšie liečiteľnými. Dlhé roky sa predpokladalo, že hlavným vinníkom je nadmerné a nesprávne používanie antibiotík. Nový výskum však ukazuje, že problém môže byť oveľa širší a zasahuje aj do oblastí, kde by to vedci ešte donedávna nečakali.
Teraz priniesli dôkazy, že šírenie rezistencie nemusí byť spôsobené len samotnými antibiotikami. Podobný efekt môžu mať prekvapujúco aj niektoré herbicídy, teda látky používané na ničenie buriny. Najnovšia štúdia naznačuje, že chemikálie bežne aplikované v poľnohospodárstve môžu neúmyselne podporovať vznik baktérií odolných proti liekom.
Nečakaný spúšťač rezistencie
Výskumný tím pod vedením argentínskej vedkyne Daniely Centrónovej zistil, že viaceré multirezistentné baktérie z nemocničného prostredia dokážu odolávať nielen antibiotikám, ale aj vysokým koncentráciám herbicídov.
Tento objav je prekvapujúci najmä preto, lebo herbicídy sa používajú masovo v poľnohospodárstve, a to v oveľa väčších objemoch než antibiotiká. Podľa vedcov to znamená, že prostredie kontaminované herbicídmi môže vyberať baktérie, ktoré sú odolné, a to nielen proti pesticídom, ale aj proti liekom. Inými slovami, chemikálie určené na ničenie buriny môžu nepriamo podporovať vznik nebezpečných patogénov.
Odolnosť v rôznych prostrediach
Vedci analyzovali viac ako sto bakteriálnych kmeňov z rôznych prostredí od nemocníc až po prírodnú rezerváciu v delte rieky Paraná v Argentíne. Testovali ich odolnosť proti šestnástim bežným antibiotikám (ako je napríklad tetracyklín, vankomycín, meropenem, ampicilín v kombinácii so sulbaktámom), ale aj proti čistému glyfosátu a komerčným herbicídom na jeho báze. Na porovnanie vedci zahrnuli do experimentu aj baktérie z nemocníc a z poľnohospodárskych prevádzok.
Ako sa dalo očakávať, baktérie z nemocníc vykazovali vysokú odolnosť proti antibiotikám. Znepokojujúce však bolo, že až 74 percent z nich odolávalo aj karbapenémom – širokospektrálnym antibiotikám používaným ako posledná možnosť liečby. Ešte prekvapujúcejšie bolo to, že všetky tieto kmene boli zároveň vysoko odolné aj proti glyfosátu. To naznačuje, že ak sa takéto baktérie dostanú z nemocníc napríklad cez odpadové vody do životného prostredia, môžu bez problémov prežívať aj v poľnohospodárskych oblastiach, kde sa herbicídy bežne používajú.
Zaujímavé výsledky priniesli aj vzorky z prírody. Baktérie z pätnástich rodov vrátane Acinetobacter, Pseudomonas, Exiguobacterium a Chryseobacterium, odobraté z chránenej oblasti, kde sa herbicídy priamo nepoužívajú, tiež vykazovali určitú mieru odolnosti proti glyfosátu. To naznačuje, že rezistentné kmene sa dokážu šíriť medzi prostrediami – z nemocníc do pôdy, z pôdy do vody a späť.
Multirezistentné baktérie z nemocničného prostredia dokážu odolávať nielen antibiotikám, ale už aj vysokým koncentráciám herbicídov. Zdroj: iStock.com/LCOSMO
Likvidátor neželanej buriny a posilňovač baktérií
Glyfosát – účinná látka mnohých komerčných produktov vrátane Roundupu – je derivát glycínu, ktorý patrí medzi celosvetovo najpoužívanejšie herbicídy na svete. Vyvinula ho firma Monsanto v sedemdesiatych rokoch a stal sa aktívnou zložkou produktu Roundup, ktorý sa rozšíril po celom svete. Pôsobí tak, že blokuje dôležitý metabolický proces, takzvanú šikimátovú dráhu, ktorú využívajú rastliny aj mnohé mikroorganizmy. Okrem ničenia buriny v priebehu rastu plodín sa začal používať aj na ich dosušenie tesne pred zberom, čo urýchľuje prácu poľnohospodárom a zvyšuje zisky. Práve tu vzniká problém, pretože plodiny môžu zostať kontaminované aj po zbere.
Herbicíd je tak predmetom dlhodobých kontroverzií. Výskumy poukazujú na jeho negatívny vplyv na ekosystémy, napríklad na hmyz vrátane včiel a iných opeľovačov. Medzinárodná agentúra pre výskum rakoviny (IARC) ho navyše v roku 2015 označila za „pravdepodobne karcinogénny pre ľudí“. Odvtedy bolo v Spojených štátoch podaných viac ako 50 000 žalôb od ľudí, ktorí tvrdia, že im Roundup spôsobil rakovinu, najmä formu zvanú non-Hodgkinov lymfóm. Niektoré prípady sa uzavreli rozsudkami s miliardovými odškodneniami.
Komerčný prípravok Roundup s obsahom aktívnej látky glyfosát je najpoužívanejším prípravkom na ničenie buriny. Keď glyfosát nastriekate na listy, látka sa rastlinou prenesie do koreňového systému, kde zabráni produkcii aminokyselín potrebných na jej život. Glyfosát bol viac ako štyridsať rokov predmetom skúmania, či je bezpečný a ako dlho pretrváva v prostredí. Jedna z najväčších výhrad je tá, že v pôde môže zostať aj roky. Zdroj: ROUNDUP
Napriek tomu sa glyfosát v mnohých krajinách ďalej používa. Európska únia mu v roku 2023 predĺžila licenciu o ďalších desať rokov napriek odporúčaniam niektorých odborníkov, varovaním vedcov a rastúcemu tlaku verejnosti. Európsky úrad pre bezpečnosť potravín (EFSA) však v tom istom roku dospel k záveru, že neexistuje jednoznačný dôkaz o karcinogenite pri bežnom používaní.
Krajiny ako Francúzsko, Rakúsko, Luxembursko, Belgicko či Holandsko už obmedzili jeho používanie v domácnostiach, Nemecko dokonca zakázalo aplikáciu prípravkov s obsahom glyfosátu vo verejných priestoroch. Slovensko a Česko zatiaľ jeho použitie umožňujú, ale tlak na obmedzenie narastá.
Niektoré baktérie si proti glyfosátu dokážu vytvoriť obranné mechanizmy, napríklad s pomocou takzvaných efluxných púmp, ktoré z buniek aktívne vytláčajú toxické látky. Problém je v tom, že tieto mechanizmy často fungujú univerzálne. To znamená, že baktéria, ktorá sa naučí zbaviť herbicídu, môže rovnakým spôsobom odolávať aj antibiotikám. Vedci tak upozorňujú, že vystavenie baktérií chemikáliám z poľnohospodárstva môže neúmyselne trénovať patogény na prežitie v nemocničnom prostredí.
Bakteriálny rodokmeň
Vedci tiež zistili, že najodolnejšie baktérie si boli geneticky príbuzné bez ohľadu na to, z akého prostredia pochádzali. Niektoré rody baktérií, napríklad Enterobacter, zvládali extrémne vysoké koncentrácie glyfosátu. Iné, napríklad Bacillus, boli, naopak, oveľa citlivejšie.
Podľa autorov štúdie fungujú nemocnice a poľnohospodárska pôda ako prepojené ekologické niky. To podporuje hypotézu, že rezistencia sa šíri medzi ekosystémami a nie je viazaná len na jedno konkrétne prostredie. V nemocniciach podporujú vznik rezistentných baktérií antibiotiká, zatiaľ čo v pôde môže podobný efekt vyvolávať glyfosát. Kľúčovú úlohu pri tom zohráva vodný cyklus, ktorý umožňuje presun mikroorganizmov na veľké vzdialenosti.
Nové zistenia Daniely Centrónovej tak naznačujú, že boj proti antimikrobiálnej rezistencii si vyžaduje širší pohľad než len kontrolu antibiotík. Ak sa potvrdí, že herbicídy prispievajú k šíreniu rezistentných baktérií, bude potrebné prehodnotiť aj ich reguláciu a spôsob, ako hospodárime s krajinou a aké chemikálie do nej uvoľňujeme.
A čo ďalšie herbicídy?
Hoci primárne sa najväčšia pozornosť sústreďuje na glyfosát, iné výskumy naznačujú, že problém sa netýka iba tejto látky. Vedci upozorňujú, že širšia skupina biocídov, teda chemikálií určených na ničenie organizmov, môže vytvárať podobný selekčný tlak na baktérie. Tento tlak vedie k tomu, že prežívajú najodolnejšie kmene, ktoré často nesú aj gény rezistencie na antibiotiká.
Štúdia zo znečistených vodných zdrojov ukázala, že baktérie vystavené herbicídom s účinnou látkou kyselinou dichlórfenoxyoctovou (2,4-D) vykazujú zvýšenú toleranciu nielen voči tejto chemikálii, ale aj voči antibiotikám. Tento jav sa nazýva krížová rezistencia – jeden typ stresu pripraví baktériu na zvládnutie iného.
Nekonečný kolobeh
Autori štúdie preto navrhujú, aby sa pri schvaľovaní pesticídov testovalo aj to, či neprispievajú k rozvoju rezistencie voči antibiotikám. Zároveň upozorňujú, že baktérie z kontaminovaných pôd sa môžu cez vodu dostať späť do nemocníc, čím vzniká nebezpečný cyklus.
Antimikrobiálna rezistencia tak už nie je len problémom medicíny. Stáva sa globálnou environmentálnou výzvou, ktorá spája zdravie ľudí, poľnohospodárstvo aj ochranu prírody do jedného komplexného systému.
Zdroje: Frontiers in Microbiology, Environmental Microbiology, Frontiers, La Medicina del lavoro, Clinical Lymphoma Myeloma and Leukemia, Critical Reviews in Toxicology, Glyphosate Renewal Group, European Commission
(KAM)
