Pokus o nahrazení antibiotik zinkem přináší problémy

Zemědělci na začátku jednadvacátého století omezili využívání antibiotik v chovech hospodářských zvířat. Důvodem byla ochrana před vznikem bakterií, které by byly před antibiotiky odolné a škodily by jak zvířatům, tak i lidem. Vědci tehdy přišli s řešením, které nahradilo antibiotika zinkem. Dle nové studie ale zinek představuje podobně velký problém jako samotná antibiotika.

Oxid zinečnatý v chovech prasat nahradil antibiotika v roce 2006. Ta byla tehdy jako růstový stimulátor a profylaktické léčivo v Evropské unii zakázána. Jejich používání totiž přinášelo značné komplikace a hrozby do budoucnosti. Nahrazení zinkem se tak jevilo jako dobrý nápad. Předpokládalo se, že tento krok bude k životnímu prostředí s ohledem na rozvoj antimikrobiální rezistence šetrnější.

Jenže za necelých dvacet let dobře míněné snahy o změnu je zinku už v životním prostředí obrovské množství. Vědci varují, že zabere další dekády, než se jeho koncentrace výrazněji sníží. Do půdy se totiž dostává i z hnojiv.

„Zinek projde seletem, jeho nevstřebaná část se dostává do mrvy a tou se pak pohnojí půda, kde zinek selektivně působí na půdní mikroorganismy. Zároveň jsou v mrvě zinkem již ovlivněné bakterie ze střevního mikrobiomu selete. Navíc se zinek v podobě oxidu zinečnatého přidává také do hnojiv jakožto mikroprvek pro podporu růstu rostlin. Máme tady hned dvě cesty, kterými se kov ze zemědělství dostává do životního prostředí,“ popsala Kristýna Číhalová z Ústavu chemie a biochemie na Mendelově univerzitě.

Bakterie se naučí se zinkem žít

Vědci z týmu, kde Číhalová pracuje, studovali bakterie, jež dlouhodobě vystavili dávkám oxidu zinečnatého. „Screenovali jsme vývoj antibiotické rezistence. Závěry jsou poměrně zásadní, dostali jsme se za hranici kritického bodu rezistence, což znamená, že bakterie je nyní považována za rezistentní vůči příslušnému antibiotiku. Analýzy signalizují rezistenci u různých typů antibiotik, což je velký problém,“ uvedla Číhalová.

S používáním zinku podle vědců vzrůstá i patogenita bakterií. Bakterie má totiž tendenci se shlukovat a chránit, čímž se brání před dezinfekcí. Aby to dokázaly, vytvářejí takzvaný biofilm.

Redukce používání oxidu zinečnatého v chovech selat nastala až v posledních dvou letech, připomíná vědkyně. Unijní legislativa totiž v roce 2022 snížila používání zinku v krmivech na desetinu. „Předchozích šestnáct let však byly tyto látky používány ve vysokých koncentracích, což přispělo k vývoji rezistentních bakterií, které jsou následně začleněny prostřednictvím potravního řetězce do lidského střevního mikrobiomu,“ ujasnila.

Rezistentní bakterie pak dle Číhalové předávají své zinkem získané vlastnosti bakteriím dál. „Když se poté nakazíme bakterií, kterou lze běžně léčit antibiotiky, ve střevě si bakterie mohou předat geny rezistence, čímž se antibiotikum vůči těmto bakteriím stává neúčinným,“ upozornila vědkyně.

Hledá se řešení, zatím marně

Vědci zkoumali nejen oxid zinečnatý, ale i jeho nanočásticovou alternativu. Doufali, že ta přinese řešení. To se ale nestalo. Nanočástice mají sice pozitivní efekty, jako je růst hmotnosti u selat, nikdo ale zatím podrobně nestudoval dopady na rezistenci a virulenci. Výzkum brněnských vědců v tomto případě naznačuje, že výsledky nebudou ve prospěch nanočástic zcela jednoznačné.

„Nanočástice zinku se mohou navzdory výsledkům předešlých studií tvářit jako vhodná substituce za oxid zinečnatý, nicméně podrobnější analýzy odkrývají jeho potenciální hrozbu pro zdraví lidí i zvířat v podobě zvyšování schopnosti přenosů genů rezistence i virulence mezi bakteriemi. Pokud by se používaly častěji a ve větším množství, výsledky by byly zřejmě obdobné jako u oxidu zinečnatého,“ vysvětlila Číhalová.

Problémem je podle vědkyně celá politika používání kovů – zinek je pouze modelová substance. „Na počátku zavedení nových suplementů krmiv či hnojiv s cílem profylaxe a stimulace růstu by měla proběhnout vhodná analýza rizik, díky které by byly potenciální dopady v předstihu odhaleny,“ zdůraznila.

Bakterie se už podle ní od vlivu zinku očistit nedají. Do původního stavu se nevrátí a podmínkám životního prostředí se budou přizpůsobovat. „Kvůli zinku jsou bakterie připravené zvládat další stresová prostředí. To jsme si potvrdili, když jsme tyto bakterie poslali odolávat nežádoucím podmínkám do stratosféry,“ dodala vědkyně.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Astronauti mise Artemis II se vrací na Zemi. Kritický bude průlet atmosférou

Mise Artemis II, při které první lidé od sedmdesátých let minulého století obletěli Měsíc, v noci na sobotu ukončí svou více než milion kilometrů dlouhou cestu. Čtveřice astronautů v kosmické lodi Orion proletí atmosférou a potom by měla bezpečně dopadnout do Tichého oceánu nedaleko západoamerického San Diega.
před 4 hhodinami

Vědci popsali šimpanzí „občanskou válku“ v Ugandě

V ugandském národním parku Kibale propukly mezi dvěma frakcemi šimpanzí skupiny Nogo boje, které vědci přirovnávají k občanské válce. Vyplývá to ze studie, která vyšla v odborném časopise Science.
před 5 hhodinami

Tučňák císařský se stal ohroženým druhem

Mezi ohrožené druhy se nyní počítá tučňák císařský, oznámila Mezinárodní unie ochrany přírody (IUCN). Posun z kategorie téměř ohrožených do kategorie ohrožených podle expertů odráží sílící dopady klimatické změny. Ta postihuje zejména druhy životně závislé na mořském ledu v Antarktidě, jehož ubývá.
před 8 hhodinami

TEST: Jak si umělé inteligence poradí s rozeznáním falešné fotografie?

Fotografie, ty pravé i falešné, se staly v současné době jednou z nejsilnějších zbraní informační a dezinformační války. Jak dobře je umí rozpoznat současné modely umělých inteligencí (AI), se pokusila ověřit vědecká redakce ČT24. Tématu se bude věnovat i pořad De facto v sobotu od 12:30.
před 12 hhodinami

Kosmická loď Orion využila gravitační prak. Manévr sebral energii Zemi

Při popisu letu mise Artemis II k Měsíci a jejího návratu k Zemi se často píše o manévru takzvaného gravitačního praku, kterým si kosmická loď Orion pomohla k vyšší rychlosti a správné dráze. Jak ale tento manévr funguje a proč ho kosmické agentury tak často využívají?
včera v 17:05

Země je křehká planeta, z těch pohledů běhal mráz po zádech, říkají astronauti

Křehkost planety Země v nezměrném vesmíru či krása úplného zatmění Slunce za odvrácenou stranou Měsíce patří k nejsilnějším dojmům, které popsali astronauti mise Artemis II novinářům dva dny před návratem na Zemi. Šéf mise Reid Wiseman za nejsilnější okamžik označil pojmenování měsíčního kráteru po své zesnulé ženě Carroll. Loď Orion se po obletu Měsíce vrací se spoustou zajímavých fotografií a příběhů, o něž se astronauti chtějí podělit s ostatními, řekl pilot Victor Glover.
včera v 12:52

Vědci začali na poli u Olomouce testovat geneticky upravený ječmen

Dvě nové, geneticky upravené linie ječmene ve středu vědci vyseli na pokusném poli v okrajové části Olomouce, aby ověřili, jak se modifikace vlastností této obilniny projeví v běžných podmínkách mimo laboratoř. Výsledky pomohou při šlechtění plodin odolnějších vůči měnícímu se klimatu.
včera v 12:32

Němečtí vědci objevili u Antarktidy zatím nepopsaný ostrov

Mezinárodní expedice ve Weddellově moři v antarktické oblasti objevila ostrov, který dosud nebyl uveden na žádných mapách. Oznámil to bremerhavenský Institut Alfreda Wegenera (AWI), na jehož ledoborci Polarstern se vědci plaví.
včera v 10:45
Načítání...