ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ОСТАТКОВ АНТИБИОТИКОВ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

Использование антибиотиков в животноводстве может послужить причиной к появлению их остатков в пище, предназначенной для потребления человеком. Существует множество факторов, влияющих на наличие остатков в продуктах животного происхождения. К данным факторам относятся: фармакокинетические характеристики антибиотиков, физико-химические или биологические процессы у животных и их продуктов. Применение антибиотиков необходимо для профилактики и лечения заболеваний животных. Однако, антибиотики применяют не только с данной целью. Они еще применяются для улучшения показателей роста и эффективности кормления, синхронизируя репродуктивный цикл и показатели размножения [1]. Поэтому применение антибиотиков в животноводстве может привести к вредным остаточным эффектам. Низкие уровни остаточных антибиотиков в пище человека могут привести к изменению микрофлоры, вызывая заболевание и возможное развитие резистентных штаммов, приводящих к безуспешной антибиотикотерапии.

Обсуждение. Антибиотики – это лекарственные препараты, которые используют с терапевтической целью. Они подавляют рост микроорганизмов, таких как бактерии, грибы, простейшие. В настоящее время для использования в медицине и ветеринарии зарегистрировано около 250 различных химических веществ, относящихся к основным группам антибиотиков [2].

Применение антибиотиков в пище животных.

Антибиотики в животноводстве помимо лечебной цели используют в качестве стимуляторов роста. Механизм действия антибиотиков как стимуляторов роста связан с взаимодействием антибиотиков и кишечной микробиоты [3]. Низкие дозы антибиотиков иногда добавляют в корм для крупного рогатого скота, птицы и свиней, чтобы увеличить размер их тела. Например, сульфаниламиды используют в качестве стимулятора роста у домашней птицы [4]. Использование антибиотиков в определенных условиях оправдано, потому что микроорганизмы иногда повреждают клетки животных и снижают их показатели роста.

Остатки антибиотиков. Остатки антибиотиков — это метаболиты, найденные в следовых количествах в любой съедобной части продукта животного происхождения. Остатки антибиотиков в пище могут оказывать неблагоприятное воздействие на людей через прямую токсичность для потребителей, отрицательно влияя системы органов, что приводит к заболеваемости и даже смерти, или в результате возникновения  антибиотикорезистентных бактерий и антибиотикорезистентных генов [5,6]. Многие эпидемиологические исследования утверждают, что воздействие антибиотиков в раннем возрасте через пищевую цепочку или питьевую воду или же при вертикальной передачи от матери связано с повышенным риском возникновения детского ожирения генов [7,8]. Более того, некоторые другие потенциальные неблагоприятные воздействия остатков антибиотиков на человека, такие как аллергические реакции, нарушение функции пищеварительной системы и хронические токсические эффекты в результате длительного воздействия низких концентраций антибиотиков уже было доказано. Наиболее негативное влияние антибиотикорезистентных бактерий  и  антибиотикорезистентых генов на здоровье человека заключается в том, что патогены становятся устойчивыми к антибиотикам, используемым в  медицине. Это приведет к тому, что незначительные болезни и травмы, сопряженные с устойчивыми к антибиотикам микроорганизмами, будут являться этиологическим фактором высокой летальности. Несколько исследований [9,10]  показали, что антибиотикорезистентные бактерии могут передаваться от животного к человеку через окружающую среду, продукты питания и прямой контакт (например, работникам сельского хозяйства). В исследовании [11] было обнаружено, что резистентность Escherichia coli показала высокую степень корреляции между пищевыми продуктами (особенно домашней птицы и свиней) и заболеваниями человека, вызванных устойчивыми изолятами кишечной палочки. После более чем 20-летней научной оценки исследователи пришли к выводу, что существует связь между чрезмерным использованием антибиотиков у животных и снижением эффективности этих антибиотиков при лечении заболеваний человека [12]. Однако, несмотря на широкое использование антибиотиков в пищевой промышленности, методы обнаружения типов и концентрации остатков антибиотиков в пище остаются ограниченными. Кроме того, вредное воздействие на человека остаточных антибиотиков в еде до сих пор не полностью признано общественностью.

Возможные источники антибиотиков в продовольствии. Неоспоримо, что антибиотики уже загрязняют продовольствие человека: мясные продукты, молоко, яйца, рыбу и овощи [5]. Что касается рыбных продуктов, антибиотики могут использоваться в качестве терапевтических и профилактических средств для лечения и профилактики заболеваний, а также в качестве корма, что может быть основной причиной присутствия антибиотиков в товарной рыбе и продуктов из моллюсков [13]. Считается, что жизнь в окружающей среде загрязненных антибиотиками может привести к накоплению антибиотиков в рыбе [14]. Что касается овощей, то загрязнение поливной воды антибиотиками и остатки антибиотиков в навозе, используемом в качестве органического удобрения, являются основными источниками остатков антибиотиков [15].

Регулирование использования антибиотиков. Максимальный предел остатка – максимально допустимая концентрация (МДК) химического вещества в корме или пище (молоко, мясо, яйцо) в указанное время убоя или сбора, обработки, хранения и реализации до потребления человеком [14]. Ниже этого предела ученые считают, что для потребителя не существует опасности для здоровья. При проведении санитарного контроля остаточные количества антибиотиков должны не превышать: для хлортетрациклина (в молоке, молочных продуктах, яйцах, мясе, мясных продуктах), пенициллина (в молочных продуктах и молоке) — 0,01; стрептомицина (в молоке, молочных продуктах, яйцах) — 0,5; гризина (в мясных продуктах) и цинкбацитрина (в мясных продуктах) — 0,1 и 0,02 ЕД на г/мл/продукта. МДК рассчитывается с учетом как токсикологического риска, а также возможного влияния остатков на пищеварительную микрофлору человека [16]. Уровень МДК определяется на основе трех основных понятий: Уровень наблюдаемого эффекта – это концентрация химического вещества, оказывающего вредное воздействие на лабораторных животных. Приемлемая суточная доза устанавливается для обеспечения максимального количества, которое можно ежедневно принимать в пищу без риска для здоровья потребителя [17]. Время отмены – это время, необходимое после введения лекарственного средства животному или в пищу для обеспечения того, чтобы остатки лекарственного средства, представляющие токсикологический эффект, достигли безопасной концентрации в съедобных тканях или молоке. Этот интервал необходим, чтобы минимизировать или предотвратить вредные уровни остатков в продуктах для потребления. Во время исследований отмены определяется орган-мишень, и животных отбирают в разное время после прекращения приема препарата [18]. Этими тканями-мишенями чаще всего являются печень или почка. В качестве основных органов элиминации, они, как правило, будут отображать остатки в течение самого длительного времени [1].

Методы, используемые для обнаружения остатков антибиотиков. Качественный тест. Процесс определения того, присутствует ли конкретный антибиотик в образце. Он только обнаруживает присутствие остатков антибиотика в пищевых продуктах. Используемые методы – это тонкослойная хроматография,  экспресс-тесты. Количественный тест – это определение абсолютной или относительной численности (часто выражается как концентрация) одного, нескольких или всех конкретных веществ, присутствующих в образце. Микробиологические и иммунологические методы используются для выявления противомикробных остатков в молоке и мясе [19].

Заключение. Появление остаточных антибиотиков в пище является одной из причин возникновения резистентных штаммов микроорганизмов. Это может привести к тому, что человек окажется незащищенным перед различными микроорганизмами и вызываемыми ими инфекциями. Наличие остаточных антибиотиков в организме может вызвать сильные аллергические реакции, раздражение слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, нарушения функции печени, почек. Несмотря на это, применение антибиотиков в пищевой промышленности неуклонно растет. Спектр применяемых препаратов в промышленности насчитывает несколько десятков видов антибиотиков и постоянно расширяется, соответственно содержание многих из них в пищевых продуктах еще не нормировано, и существующие сегодня  меры контроля  не могут определить содержание всех используемых антибиотиков в пищевых продуктах. Антибиотики представляют ключевой компонент в стратегии, используемой в борьбе с бактериальными инфекциями у людей и животных. Именно поэтому необходимо их применять только для лечения заболеваний. Чрезмерное использование антибиотиков привело к тому, что способность лечить распространенные инфекционные заболевания становится труднее, а иногда и невозможно из-за снижения их эффективности. Для предотвращения распространения устойчивости к антибиотикам и борьбы с ним пищевая промышленность должна не использовать антибиотики для стимулирования роста, использовать альтернативы антибиотикам (например, вакцинировать животных), предотвращать инфекции на фермах, улучшая гигиену животных.

Использованные источники:

1. Beyene T. Veterinary Drug Residues in Food-animal Products: Its Risk Factors and Potential Effects on Public Health // J.Vet. Sci. Technol. – 2016. –№ 16. –С.285.
2. Kümmerer K., Henninger A. Promoting resistance by the emission of antibiotics from hospitals and households into effluent // Clin. Microbiol. Infect. –2003. –№13. –С.1203–1214.
3. Dibner J., Richard J. Antibiotic growth promoters in agriculture: history and mode of action // Poult. Sci. – 2005. –№84. –С.634–643.
4. Anadon A., The EU the ban of antibiotics as feed additives: alternatives and consumer safety, in: Workshop III: 2006 EU ban on antibiotics as feed additives: consequences and perspectives // J. Vet. Pharmacol. Therapeutics. –2006. –№46. –С.41–46.
5. Kirchhelle C. Pharming animals: A global history of antibiotics in food production (1935−2017) // Nature. –2018. – № 4. –С. 1−13.
6. Rhoads J. Guidance on the Use of Antibiotics in the Production of Animals for Food; Food and Drug Administration (FDA): Silver Spring // MD. – 2015.
7. Ajslev T., Andersen C., Gamborg M., Sørensen T., Jess, T. Childhood overweight after establishment of the gut microbiota: The role of delivery mode, pre-pregnancy weight and early administration of antibiotics // Int. J. Obes. –2011. – № 35 (4). –С.522−529.
8. Cox L., Blaser M. Antibiotics in early life and obesity // Nat. Rev. Endocrinol. –2015. –№11 (3). –С.182−191.
9. Price L.,Johnson E., Vailes R., Silbergeld E., Fluoroquinolone-resistant Campylobacter isolates from conventional and antibiotic-free chicken products. Environ // Health Perspect. –2005. – №113 (5). –С.557−560.
10. Smith T., Gebreyes W., Abley M., Harper A., Forshey B., Male M., Martin H. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus in pigs and farm workers on conventional and antibiotic-free swine farms in the USA // PloS One. –2013. –№ 8 (5). – e63704.
11. Abo-Amer A.E., Shobrak M.Y., Altalhi A.D. Isolation and antimicrobial resistance of Escherichia coli isolated from farm chickens in Taif, Saudi Arabia // J Glob Antimicrob Resist. – 2018. –№15. –С.65-68.
12. Ghorbani B., Ghorbani M., Abedi M., Tayebi M. Effect of antibiotics overuse in animal food and its link with public health risk // Int. J. Sci. Res. Sci. Technol. – 2016. –№ 2. –С.46−50.
13. Cabello F. Heavy use of prophylactic antibiotics in aquaculture: A growing problem for human and animal health and for the environment // Environ. Microbiol. –2006. –№8 (7). –С.137−1144.
14. Liu X., Steele J., Meng X. Usage, residue, and human health risk of antibiotics in Chinese aquaculture: A review // Environ. Pollut. –2017. –№223. –С.161−169.
15. Azanu D., Mortey C., Darko G., Weisser J., Styrishave B., Abaidoo R. Uptake of antibiotics from irrigation water by plants // Chemosphere. –2016. –№157. –С.107−114.
16. Boisseau J. Basis for the evaluation of the microbiological risks due to veterinary drug residues in food // Vet. Microbiol. –1993. –№35. –С.187–192.
17. Takele B., Abdulkaf K., Tariku J., Fanos T., Dinka A., Ashenafi F. Assessment on Chemicals and Drugs Residue in Dairy and Poultry Products in Bishoftu and Modjo, Central Ethiopia // J. Nutr. Food Sci. –2015. – S13:003.
18. Apley M. How do violative residues happen in swine? Pork Safety Sheet, National Pork Board, Iowa State University, USA, 2003.
19. Gaudin V., Cadieu N., Sanders P. Results of a European profciency test for the detection of streptomycin/ dihydrostreptomycin, gentamicin and neomycin in milk by ELISA and biosensor methods // Anal. Chim. Acta. –2005. –№52. –С. 273–283.