Automobilski pneumatik i otpornost bakterija na antibiotike na prvi pogled imaju otprilike onoliko zajedničkog koliko saobraćajna gužva i mikrobiološka laboratorija. Ipak, naučnici upravo između njih prepoznaju vezu koja bi mogla biti ozbiljnija nego što se na prvi pogled čini.
Svaki put kada automobil pređe određenu dionicu puta, sa njegovih pneumatika odvaja se mala količina gume. Tako nastala prašina dospijeva u vazduh, sliva se u odvode za atmosferske vode, taloži u riječnim sedimentima i ostaje u gradskom zemljištu. Od ranije je poznato da ove čestice zagađuju vazduh, vodu i tlo, ali nova naučna pažnja usmjerena je na njihovu manje očiglednu ulogu.
Prema studiji objavljenoj u naučnom časopisu Biocontaminant, mikroplastične čestice nastale habanjem pneumatika mogle bi u životnoj sredini stvarati mala žarišta u kojima bakterije zadržavaju gene otpornosti na antibiotike, međusobno ih razmjenjuju i dalje šire kroz urbane sredine. Umjesto da budu samo prenosioci zagađujućih materija, ove čestice bi, prema nalazima istraživača, mogle aktivno stvarati uslove pogodne za opstanak i prenos otpornosti.
„Mikroplastiku iz pneumatika ne bi trebalo posmatrati samo kao pasivne čestice koje prenose zagađujuće materije sa jednog mjesta na drugo“, kazao je autor studije zadužen za korespondenciju Yuyi Yang sa Instituta za tehnologiju u Vuhanu.
Kako je objasnio, površina ovih čestica, hemijski aditivi koje sadrže i promjene kroz koje prolaze tokom starenja mogu djelovati zajedno i stvarati uslove koji pogoduju opstanku i prenošenju gena otpornosti na antibiotike.
Iako se u ovom kontekstu govori o mikroplastici, pneumatici nisu jednostavni plastični proizvodi. Napravljeni su od složene mješavine gume, punila, plastifikatora i različitih aditiva, koja sadrži više od 200 organskih jedinjenja. Procjenjuje se da se oko dvije trećine tih jedinjenja može izlučiti iz čestica tokom postepenog propadanja pneumatika.
Razmjere ovog zagađenja naročito dolaze do izražaja u gradovima sa intenzivnim saobraćajem. Smatra se da čestice nastale habanjem pneumatika čine više od 13% zagađenja gradskog vazduha finim suspendovanim česticama. Njihove koncentracije u rijekama i sedimentima u blizini saobraćajno opterećenih područja takođe mogu dostići iznenađujuće visoke vrijednosti.
Istraživači su izdvojili tri načina na koja bi mikroplastika iz pneumatika mogla pogoršavati problem otpornosti na antibiotike. Prvi je povezan sa sposobnošću ovih čestica da postanu podloga za razvoj gustih mikrobnih zajednica. Naučnici su takvu zajednicu počeli nazivati plastisferom pneumatika. Riječ je o sloju mikroorganizama koji se formira na površini čestica i koji se primjetno razlikuje od biofilmova pronađenih na drugim vrstama mikroplastike. Kada se veliki broj bakterija nađe na maloj površini, stvaraju se povoljni uslovi za međusobnu razmjenu genetskog materijala. Geni otpornosti tada mogu lakše prelaziti sa jednog mikroorganizma na drugi kroz proces poznat kao horizontalni prenos gena.
U ovim zajednicama redovno se pojavljuju i bakterijske grupe za koje je već poznato da mogu nositi gene otpornosti, uključujući Rhizobiales i Sphingomonadales. Njihovo prisustvo ne znači samo po sebi da će doći do širenja otpornosti, ali pokazuje da površina čestica pneumatika može okupiti mikroorganizme važne za taj proces.
Drugi mogući mehanizam povezan je sa hemijskim sastavom pneumatika. Iz čestica koje se habaju i dospijevaju u životnu sredinu oslobađa se složena mješavina materija, među kojima su metali poput cinka, antioksidansi, benzotiazoli i različita organska jedinjenja. Neke od tih hemikalija mogu izložiti bakterije selektivnom pritisku koji pogoduje otpornim sojevima. U takvim uslovima bakterije koje posjeduju određene mehanizme otpornosti mogu imati veću mogućnost da prežive, razmnože se i prošire.
To znači da čestice pneumatika ne moraju samo fizički okupljati bakterije. Hemikalije koje se iz njih oslobađaju mogle bi istovremeno stvarati uslove u kojima otporni sojevi dobijaju prednost.
Treći mehanizam odnosi se na starenje čestica. Nakon što dospiju u životnu sredinu, one ostaju izložene sunčevoj svjetlosti i postepeno se razgrađuju oksidacijom. Tokom tog procesa postaju hemijski reaktivnije i počinju da stvaraju reaktivne vrste kiseonika i postojane slobodne radikale. Do određene granice, povećana reaktivnost može učiniti membrane bakterijskih ćelija propustljivijim, podstaći nastanak biofilmova i ubrzati prenos gena. Ipak, taj odnos nije linearan. Ukoliko oksidativni stres postane previše intenzivan, počinje da oštećuje same bakterije i njihov genetski materijal.
Kakav će biti konačan efekat vjerovatno zavisi od toga koliko je čestica stara i razgrađena, kao i od uslova kojima je bila izložena. Čestice koje su kraće vrijeme boravile u životnoj sredini zato ne moraju imati isti uticaj kao one koje su mjesecima bile izložene suncu, vodi i drugim spoljnim faktorima.
Iako moguća veza između habanja pneumatika i otpornosti na antibiotike otvara ozbiljna pitanja, naučna osnova za sada je ograničena. Pregledom dostupne literature istraživači su pronašli samo sedam studija koje su neposredno ispitivale čestice pneumatika ili hemikalije koje se iz njih oslobađaju. Te studije bavile su se njihovom povezanošću sa genima otpornosti na antibiotike, otpornim bakterijama ili procesima prenosa gena. Imajući u vidu moguće posljedice ukoliko se ova povezanost dodatno potvrdi, riječ je o iznenađujuće malom broju istraživanja.
Kako bi se preciznije utvrdilo koje materije imaju najveći uticaj, autori predlažu primjenu metode koja se već koristi za proučavanje drugih toksina u životnoj sredini, poznate kao procjena za identifikaciju toksičnosti.
Takav pristup podrazumijevao bi razdvajanje izlučevine iz pneumatika na pojedinačne hemijske frakcije, nakon čega bi svaka od njih bila posebno ispitana. Na taj način moglo bi se utvrditi kako određene hemikalije utiču na prenos plazmida između bakterija. Plazmidi su mali djelovi genetskog materijala koji se mogu prenositi iz jedne bakterijske ćelije u drugu, a često nose upravo gene otpornosti na antibiotike.
Praktična poruka autora je da zagađenje nastalo habanjem pneumatika treba smanjivati što bliže njegovom izvoru, prije nego što čestice dospiju u gradske vodotokove i prošire se kroz životnu sredinu. Među dostupnim rješenjima navode se sistemi za filtriranje atmosferskih voda, oprema za zadržavanje čestica uz saobraćajnice, zelena infrastruktura i sistemi prečišćavanja zasnovani na prirodnim procesima. Njihova svrha je da presretnu čestice prije nego što dospiju u rijeke, zemljište i širu urbanu sredinu.
Autori istovremeno ukazuju na potrebu za bolje koordinisanim monitoringom, kojim bi se upravljanje životnom sredinom povezalo sa javnim zdravstvom i programima za suzbijanje antimikrobne otpornosti.
Zagađenje koje potiče od pneumatika za sada se uglavnom tretira kao još jedan ekološki problem povezan sa saobraćajem. Međutim, ukoliko buduća istraživanja potvrde njegovu ulogu u opstanku i prenošenju gena otpornosti, čestice sa gradskih saobraćajnica moraće da dobiju mjesto i u široj borbi protiv otpornosti na antibiotike.
J.M.
Naslovna fotografija: Unsplash
