Calitatea apei influențează efectul antibioticelor sau antibioticul influențează calitatea apei?

Aditivii solubili în apă adăugați în apa de băut pentru a influența producția și sănătatea animalelor domestice sunt utilizați pe scară largă. Gama de produse întrebuințate variază de la medicamente, vaccinuri, acizi (organici) la minerale, vitamine și amestecuri ale acestora. Aditivii solubili în apă oferă avantajul deosebit al administrării extrem de ușoare și al faptului că produsul poate fi oferit unui număr mare de animale. Fermierii preferă să folosească medicamente pe care le pot adăuga în apă datorită administrării mai convenabile în comparație cu utilizarea injectabilelor.

Medicamentele și vaccinurile adăugate în apa de băut vin cu provocările lor, mai ales dacă ținem cont că apa poate afecta eficacitatea medicației. Calitatea apei și prezența unui biofilm influențează stabilitatea medicamentelor. Pe de altă parte, medicamentele influențează formarea unui biofilm. Acest articol realizează o trecere în revistă a informațiilor actuale privind relația dintre biofilm și medicamentele solubile în apă.

Biofilmul ca loc de ascunzătoare
Biofilmul reprezintă o comunitate structurată de microorganisme, conținute într-o matrice de polimer auto-creată, atașată la o suprafață (Hall-Stoodley și Stoodley, 2009). Se consideră că formarea unui biofilm constituie un mod protector care asigură supraviețuirea într-un mediu ostil. Adesea se poate vedea o pojghiță roșiatică în filtrele de apă din cadrul fermelor comerciale de animale. Această matrice mâzgoasă de polimer este văzută drept unul dintre principalele motive pentru care bacteriile dintr-un biofilm sunt mai puțin susceptibile la antibiotice și biocide în comparație cu substanțele echivalente care trăiesc liber (Anderson și O’Toole, 2008, Grenier 2009). De fapt, s-a dovedit că, în domeniul sănătății publice, infecțiile asociate cu sunt de 10 până la de 1000 de ori mai rezistente la efectele agenților antimicrobieni (Ceri et al., 2010).

În afară de efectul protector al matricei mâzgoase, biofilmul joacă un rol important role în diseminarea rezistenței antimicrobiene, ascunzând bacteriile ce poartă gene care codifică rezistența la antibiotice (Zhang et al, 2009). Genele rezistente la antibiotice se pot răspândi rapid într-un biofilm, iar aceste gene rezistă mai mult în apă, în comparație cu acelea din apa fără biofilm. Aceasta sugerează că biofilmele acționează, mai mult ca sigur, ca rezervor pentru rezistența la antibiotice. Acumularea de gene rezistente s-a constatat în biofilmele de tetraciclină (tet) (Zhang et al., 2009), de β-lactamaze cu spectru larg (bla) și de macrolide (erm) (Knapp et al., 2010).

Aditivii solubili în apă sprijină formarea de biofilm
Compoziția chimică a apei de băut are o influență asupra eficienței medicației și asupra altor aditivii solubili în apă. Concentrațiile ridicate de calciu și/sau magneziu pot precipitate tetraciclinele, de exemplu. Totuși, se știu foarte puține lucruri despre efectul biofilmului asupra eficienței unui antibiotic, în afară de faptul că interferează cu debitul, dată fiind obstrucția mecanică a debitului apei. Se știe faptul că bacteriile care trăiesc într-un biofilm au un efect benefic asupra substanțelor purtătoare adăugate la medicații pentru a îmbunătăți palatabilitatea sau solubilitatea, precum lactoza, zaharidele și moleculele de sare (Grenier 2009). Practic, acest lucru presupune că utilizarea medicamentelor solubile în apă stimulează formarea unui biofilm în liniile de băut. Acest biofilm în sine poate acționa ca un rezervor de bacterii patogene, precum Clostridium perfringens (Craven et al., 2001) sau Streptococcus suis (Grenier 2009) și reprezintă o sursă potențială de antibiotice rezistente la bacterii. În general, subliniază nevoia de a înlătura formațiunea de biofilm periodic și de a preveni formarea acesteia prin curățarea liniilor de apă după fiecare aditiv solubil în apă utilizat.

Metodă eficientă de înlăturare a biofilmului
Pentru a înlătura un biofilm, este nevoie de un produs care poate dezintegra matricea extracelulară mâzgoasă. În același timp, trebui să fie sigur, pentru ca animalele să îl poată bea. Eficacitatea, toxicitatea și corozivitatea sunt caracteristici importante care merită luate în considerare. Una dintre cele mai eficiente (poate chiar cea mai eficientă) substanțe chimice pentru controlul biofilmului este peroxidul de hidrogen în combinație cu un argint. S-a arătat că, atunci când sunt combinate, argintul și peroxidul de hidrogen acționează asupra viabilității E. coli, de exemplu (Martin, 2015). În unele cazuri, efectele bactericide combinata au fost de 1000 de ori mai mari decât suma efectelor separate (Pedahzur, 2000). La dozajul uzual recomandat pentru tratamente de administrat în apă, elimină biofilmul și nu duce la probleme de toxicitate sau de coroziune. Fiind 100% biodegradabil, este mult mai compatibil cu mediul față de multe alte substanțe dezinfectante utilizate de obicei.